沪科教版物理选修1-1《第一章 从富兰克林到库仑 1.4静电与生活》优质课教案

沪科教版物理选修1-1《第一章 从富兰克林到库仑 1.4静电与生活》优质课教案

3、了解人类应用静电和防止静电的事例。

【重点难点】

重点：两种常见的放电现象及应用

难点：避雷针原理

教具：自制避雷针演示器、静电除尘器、金属笼、感应起电机。

【教学过程】

【情景导入】

电荷放电时产生电火花 脱去化纤衣服时会看到火花、听到僻啪声

一、放电现象

火花放电

【讲述】火花放电是最常见的放电现象．在干燥天气的黑夜里脱去化纤衣服时，由于摩擦，身体上会积蓄大量的电荷，这是如果手指靠近金属物品，会看到火花、听到噼啪声，这就是火花放电。

接地放电

【讲述】地球是良好的导体, 由于它特别大, 所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水，并不能明显改变海平面的高度一样。如果用导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球，直到导体带电特别少，可以认为它不再带电。（如果导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地）。

生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累，这时接地是一项有效措施。

【示例】如“运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地面，这样可以把电荷引入大地，避免放电时产生的火花引起爆炸；飞机轮胎用导电橡胶制成，也是为了在着陆时使机身积蓄的电荷流入大地。避免着陆时机身积累电荷，轮胎与地面摩擦而放电起火。

二、雷电和避雷

【讲述】云层之间或云层与地面之间发生强烈放电时，能产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电和雷鸣。闪电的电流可以高达几十万安培，会使建筑物严重损坏。

防止损害，应该从科学入手，富兰克林通过一系列实验，发现了尖端放电的现象，并且在1753年发明了避雷针，尖端放电跟电荷在导体表面的分布规律有关。

【演示】观察电荷在导体上的分布

观察金属笼上电荷的分布

现象：金属笼外的尼龙丝张开、金属笼内的尼龙丝没有张开

结论：电荷分布在导体的外表面、导体内部没有电荷

观察：用感应起电机实验，控制两个物体间距离、和电压，改变两物体

现象：尖端的物体有火花放点、光滑的物体没有火花放点

【说明】导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会放出电荷，这种现象我们称之为尖端放电。高压电器设备的金属元件，表面很光滑，就是为避免因尖端放电而造成损失或者事故。