第一篇：靜電實驗教學探索論文

論文關鍵詞：靜電靜電實驗靜電產(chǎn)生

論文摘要：靜電實驗是物理實驗的重要組成部分。敘述了靜電產(chǎn)生的原因和特點，分析影響實驗成功的各種因素，討論了在實踐中抓住主要矛盾是確保實驗教學成功的關鍵。

靜電實驗是物理實驗的重要組成部分，而且屬于較難在課堂上駕御的物理演示實驗，原因是影響靜電實驗成敗因素頗多。因此，就要求教師既要從理論上掌握靜電產(chǎn)生的原因和特點，又要在實踐中研究靜電實驗的規(guī)律，分析影響實驗的各種因素，抓住主要矛盾，有針對性地解決問題。方能在一個具體實驗環(huán)境條件下，把握試驗關鍵，確保靜電實驗成功。

一、靜電研究的歷史

古代人們對自然界中的各種電現(xiàn)象，不了解他們內在的聯(lián)系，認為它們是各不相干的。有些現(xiàn)象實在無法解釋，只能求助于神的力量。16世紀英國御醫(yī)吉爾伯特是第一個比較系統(tǒng)地研究了靜電現(xiàn)象的人，吉爾伯特的工作停留在定性的階段，進展不快。1752年，美國社會活動家富蘭克林用風箏將雷電引下來，把“天電”收集到萊頓瓶中，從而弄明白“天電”和“地電”原來是一回事。18世紀后期，貝內特發(fā)明驗電器，這種儀器一直沿用到現(xiàn)在。它可以近似地測量一個物體上所帶的電量。另外，庫侖發(fā)明了扭秤，用它來測量靜電力，推導出了庫侖定律。科學家使用了驗電器和扭秤以后，靜電現(xiàn)象的研究工作就從定性走到了定量的道路。經(jīng)過長期對自然現(xiàn)象的觀察和研究，人們對靜電現(xiàn)象有了一定程度的認識。但是對電的本質問題，一直到研究物質結構后，才算比較清楚。

二、靜電中的電荷本質

電荷本身不是物質，但電荷與物質不可分離，自然界不存在脫離物質而單獨存在的電荷，電荷是物質的固有屬性之一，它有正電荷與負電荷兩種，同種電荷相排斥，異種電荷相吸引。導體上所帶的電荷是可以自由移動的自由電荷，以傳導方式實現(xiàn)電荷的轉移；而絕緣體帶電情況與導體帶電情況大不相同，絕緣體所帶的電荷是以束縛電荷的形式出現(xiàn)，不能以傳導方式轉移，而是以放電形式實現(xiàn)轉移。所以，帶電的絕緣體與導體接觸后，導體上所得到的電荷是通過放電形式轉移而來的，即金屬中的電子在強電場作用下，從金屬表面逸出，導體表面電荷集中部分最易發(fā)生這種現(xiàn)象。我們通過接觸可以實現(xiàn)絕緣體與帶電體上電荷的轉移，但其本質上不是傳導而是放電，這個問題的正確理解，有助于我們理論上正確分析靜電產(chǎn)生的原因。通常物體由原子組成，原子中有帶正點的原子核和帶負電的電子，由于正、負電荷相等，一般物體呈中性而不帶電。但當物體經(jīng)過摩擦、加熱、感應、照射等變化，往往使物體獲得或失去一些電荷（電子），呈現(xiàn)帶靜電狀態(tài)。由此可見，靜電產(chǎn)生是具有多樣性和復雜性。

三、實驗中靜電的產(chǎn)生

1.摩擦帶電是課堂教學中最常用的起電方法。兩種不同物質互相接觸時，由于兩種物質原子核外電子分布的不同，兩者之間就存在著一個電位差，叫接觸電位差。因電位差存在，常常有電子從一個物體轉移到另一物體，從而使前者帶正電，后者帶負電。兩物體相互摩擦，摩擦的作用使兩物體接觸的點增多，接觸更緊密，從而增加電子轉移的機會，加之摩擦溫度升高，加速了電子轉移。但是，從物理本質上來講，摩擦帶電是一種接觸帶電，相互接觸緊密時的接觸電位差是主要矛盾，相互摩擦的兩種材料之間擠壓的越緊，越容易實現(xiàn)電子在兩種材料的轉移而使之帶電，而只有快速．反復而不緊壓的摩擦是不易生電的，有經(jīng)驗的教師是用緊壓的摩擦來成功使物體帶電的。實驗中有時用絲綢摩擦兩根玻璃棒，卻得到兩玻璃棒帶電性質相反的反?，F(xiàn)象。研究后認為，用絲綢摩擦第一根玻璃棒，因玻璃棒失掉電子而帶正電，絲綢得到電子帶負電，在空氣特別干燥時，絲綢上的電子不易漏失。當與第二根玻璃棒一起摩擦時，由于摩擦次數(shù)較少或較輕，不僅沒有使玻璃棒失掉電子，反而把絲綢上的多余電子轉移到玻璃棒上，使第二根玻璃棒帶負電，發(fā)生兩棒相吸現(xiàn)象，為防止反?，F(xiàn)象發(fā)生，第二次絲綢與玻璃棒摩擦起電前，應用手充分與絲綢接觸，使絲綢原先所帶負電荷放凈后，再于玻璃棒摩擦。

2.感應帶電也是靜電實驗中較常用的方法。靜電感應是靜電場中的導體內，自由電荷受到場力作用移動，電荷重新分布，最后達到靜電平衡，從而使導體不同部位出現(xiàn)正、負電荷的現(xiàn)象。感應帶電是在靜電感應的條件下，使導體的一端接地后，去掉靜電場，則導體另一端的電荷重新分布在導體表面，用這種方法使導體帶電的優(yōu)點是：導體容易帶電且?guī)щ娏恳惨卓刂?，需注意導體是處于與地絕緣狀態(tài)。

3.實驗中注意靜電的特征

靜電具有高電壓特征。例如，人在地毯行走或從椅子上起立時，人體靜電電壓可高達一萬多伏，靜電的電量小、電容小。為什么電壓高呢？原來兩導體之間的電容、電壓與其上電量之間保持U=Q/C的關系，而C=εS/d．如果介電常數(shù)ε,極板面積S保持不變，則電容與極板間距離成反比。舉例說明：如兩物體緊密接觸時，其間距離為25×10-8厘米，其接觸電位差很小，當兩物體迅速離開至0.1厘米時，由于距離增大為原來的40萬倍，電容則減小為原來的40萬分之。如果分離前后物體上電量保持不變，電壓將升為原來的40萬倍。即使接觸電位差只有0.01伏，分離至0.1厘米時電壓可達4千伏。因此，數(shù)萬伏靜電壓就不足為奇了。由此分析，不難看出，靜電的高壓特征主要來自電容，而不是來自電量。故其電量小，但電壓高。

靜電在高電壓的特征下，對絕緣體材料性能的要求相應也很高。有些教師在流電實驗范圍形成的絕緣體概念，在靜電范圍許多材料卻是亞導體，電荷易漏失，導致實驗失敗。因此靜電實驗要求使用高電阻率的絕緣材料。一般電阻率為107歐姆米以下的物體，在靜電范圍都屬靜電導體，而電阻率為107獈1014歐姆米的物體只能算亞導體。靜電絕緣體，一般指電阻率為1014歐姆米以上的物體。因此，靜電實驗中，要選好用的靜電絕緣體。如：有機玻璃，各種塑料，硬泡沫塑料，石蠟等等，而不能用亞導體：棉線，紙張，木材，橡膠，膠木，玻璃等做絕緣體，認識這一點是查找靜電實驗失敗原因的關鍵。

在靜電實驗中，影響實驗成功的因素：一是空氣濕度，二是儀器的絕緣性能，絕緣材料表面受潮，不清潔導致其絕緣性能下降致使實效差或根本做不出來。解決的方法是，在潮濕的天氣條件下，在實驗前和實驗過程中，最好用鎢燈烘烤。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，空氣濕度對靜電的影響處于次要地位，而儀器的絕緣性能處于主要地位。為解決這個主要矛盾，需要改善儀器絕緣性能，一是用清潔劑將儀器洗凈，清除雜質，增加絕緣性。二是改善儀器中關鍵的絕緣元件的絕緣性。儀器的清潔是靜電實驗成功的重要因素。

總之，每個教師要確保課堂教學成功，就必須對教學內容有更深層次的理解。即“知其然，更知其所以然?！膘o電實驗教學的成功，要求教師既要從理論上掌握靜電產(chǎn)生的原因和特點，又要在實踐中研究靜電實驗的規(guī)律，要在理論和實踐中不斷提高自己，才能確保靜電實驗教學的成功。

參考文獻：

[1]陳啡暇.材料物理性能[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.[2]馬文蔚.物理學[M].北京：高等教育出版社，1978.[3]張瑞琨.教學全書物理卷[M].上海：上海教育出版社，1996.

第二篇：靜電小實驗教學設計

靜電小實驗教學設計

一、教學目的：

1、通過用身邊物品進行靜電實驗，驗證生活中靜電的存在。

2、初步了解產(chǎn)生靜電的基本條件。

3、培養(yǎng)學生科學研究素養(yǎng)和初步探究能力。

二、教學準備：

氣球、線繩、塑料條、報紙、鉛筆。

三、教學時間：1課時

四、教學過程：

（一）教學導入：

秋冬季節(jié)，當我們脫下毛衣時，會聽到噼里啪啦的聲音，皮膚還會感到麻麻的刺痛。如果在晚上，關掉電燈，你還會看到毛衣上閃出許多小火花。這是為什么呢？有的同學以猜到了，這時靜電在作怪。

（二）學習新課：

一、實驗一：聽話的塑料條 ①拿出課前準備好的塑料條。

②一只手捏住兩條塑料條的一端，另一只手的食指、中指無名指夾在兩條塑料條之間，連續(xù)用力向下摩擦2——3次。③觀察兩條塑料條的狀態(tài)。兩條塑料條能否分開？

④、此時，把手掌放在分開的塑料條的中間，分開的塑料條向手掌靠攏，迅速抽出手掌，兩條塑料條又分開了。

思考、觀察：是什么使塑料條運動？用手指摩擦塑料條的作用是什么？

二、實驗二，粘在雙肩上的氣球。

1、吹起兩只氣球，用線繩把氣球口扎緊。

2、把氣球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牽著線繩使氣球自然下垂，觀察兩只氣球的相互狀態(tài)。它們會互相排斥而分開嗎？

3、把兩只氣球放在剛擦過氣球的毛衣肩上，兩只氣球可以粘在毛衣上嗎？

三、實驗三，貼在墻上的報紙

1、展開A四紙大小的報紙，平鋪在墻上。

2、用鉛筆的側面迅速在報紙上摩擦幾下，報紙就像粘在墻上一樣。

3、掀起報紙的一角，然后松開手，被掀起的報紙角，會被墻壁吸回去。

4、總結思考：在實驗二和實驗三中，是什么原因使得氣球和報紙粘在物體上？以你的經(jīng)驗，這種粘合劑是什么？

四、探索發(fā)現(xiàn)

當兩個不同材料的物體互相摩擦，一個物體上的一些電子轉移到另一個物體上，這兩個物體帶上了不同種類的電荷，這種現(xiàn)象叫摩擦起電。摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。

實驗中，相互吸引的物體所帶的是不同種類的電荷，而相互吸引的物體所帶的是同一種類的電荷。

五、探索延伸

說出以下幾種做法，哪些做法是“防”靜電，哪些是“放”靜電？

1、選用純棉衣料的衣服，2、當看完電視或電腦以后，馬上洗臉洗手；

3、用加濕器給室內加濕，或在室內養(yǎng)魚、養(yǎng)水仙花；

4、脫衣前，先用手觸摸一下墻壁或金屬物品。

第三篇：靜電實驗教學

靜電實驗

一、摩擦起電

1、摩擦起電原理

不同物質的原子核束縛電子的本領不同。當兩個物體互相摩擦時，束縛電子的本領弱的物體，容易失去電子，跟它相摩擦的物體得到電子，物體失去電子帶正電，得到電子帶負電。

2、摩擦起電條件

（1）相互摩擦的物體是由不同的物質組成的。同種物質的原子核對核外電子的束縛能力是相同的，不會出現(xiàn)電子的得失，因此不可能起電。（2）摩擦起電的兩個物體要與外界絕緣。如果用手拿著金屬棒去摩擦別的物體，金屬棒是不會帶電的，這是因為金屬、人體、大地都是導體，摩擦過的金屬棒上帶的電通過人體傳給大地，因此金屬棒不會帶電?！?常見物質束縛電子本領由弱到強的次序：毛皮＜玻璃＜云母＜羊毛＜尼龍＜絲綢＜硬橡膠＜金屬＜松香＜硫。

3、為什么帶電體能吸引輕小物體?

這是因為當帶電體靠近輕小物體時,輕小物體由于靜電感應也帶了電(與帶電體相反的電荷),所以帶電體能吸引輕小物體.4、為什么摩擦起電的筆桿吸起了碎紙屑以后，碎紙屑馬上又掉了？

這是因為當碎紙屑被帶電的筆桿吸引后,它就帶了與筆桿相同的電荷(這是一種接觸起電現(xiàn)象),由于同種電荷相互排斥,所以碎紙屑馬上又掉了。

5、為什么冬天梳頭發(fā)時頭發(fā)會變直，也就是說，為什么頭發(fā)遇靜電后會變直？

帶電體靠近不帶電體時，不帶電體靠近帶電體一側會感應帶上異種電荷，從而與帶電體相吸。梳頭時，頭發(fā)因摩擦而帶上同種電荷從而相互排斥。

6、金屬棒與有機玻璃棒摩擦起電

理論上，任何兩個不同物質的物體相互摩擦，都要發(fā)生電荷（電子）的轉移，在絕緣好的情況下，無論是絕緣體還是導體，都能表現(xiàn)出帶電現(xiàn)象。

取一把長約20厘米、塑料把的螺絲起子與有機玻璃棒摩擦。

7、金屬棒之間摩擦能起電嗎？

不會，因為金屬是良導體，就算你摩擦出電荷，這些電荷也會很快轉移，并且馬上發(fā)生中和反應，所以是不會起電的。

二、靜電計與驗電器

一、1、構造上的差異

最常用的金箔驗電器，它是檢驗物體是否帶電的最簡單的儀器，在玻璃瓶口處有一橡膠塞，塞中插一根金屬桿，桿的上端有一金屬球，下端懸掛一對金箔（或鋁箔）。當帶電體與金屬小球接觸時，箔片因帶同性電荷相排斥而張開。為了避免氣流的影響，金屬棒和箔片封閉在一個玻璃瓶中，棒與瓶間有絕緣材料相隔。

而靜電計是用靜電方法測量電勢差的儀器。實驗室常用的靜電計是布勞恩靜電計，它的結構是在一絕緣底座上裝一鼓形鐵殼，鐵殼的前面裝有透明玻璃，后面裝有標有刻度的毛玻璃，在金屬殼中絕緣地安裝一根金屬桿，桿的上端為金屬小球，金屬桿下部的水平軸上裝有金屬指針，可繞水平軸靈活轉動。圓筒的底部有接線柱，可用來接地或與其他導體相連。這樣，靜電計的金屬外殼與內部的金屬桿及金屬指針構成了一個特殊的電容器。

2、工作原理及用途上的差異

（1）驗電器原理及其用途

驗電器的原理：當驗電器指示系統(tǒng)帶電后，由于同種電荷的排斥力使指示器發(fā)生偏轉，它是從力的角度來反映導體帶電的情況。當指示系統(tǒng)具有一定的偏轉角時，其重力矩與靜電力矩平衡。

驗電器的主要用途：檢驗物體是否帶電，比較帶電的種類以及所帶電荷量的多少等。（2）靜電計原理及其用途

靜電計的原理是：從上面的構造分析，我們知道靜電計本身其實就是一個電容器。金屬球、金屬桿、指針相當于電容器的一個電極，金屬外殼也相當于一個電極，它們之間是絕緣的。其電容的大小由金屬殼的幾何尺寸的大小和金屬桿及指針的長短、位置所決定。因為指針的偏轉角變化對靜電計的電容的影響很小，故在指針轉動過程中可近似認為靜電計的電容值不變。

現(xiàn)將一個已充電電量為Q的平板電容器與靜電計相連，此時指針和金屬桿帶正電，外殼的內表面將出現(xiàn)負的感應電荷，從而在金屬桿與外殼間形成電場，指針表面的電荷受到電場力的作用，或者說受到來自桿上同種電荷的排斥力及金屬盒內壁的異種電荷的吸引力，使得指針偏轉，帶電量越多，場強越強，則指針的偏角也越大。

當靜電計電容保持不變時，靜電計兩極間的電勢差U與其帶電量Q成正比，U越大，Q越大，指針所受電場力越大，指針張角因此就越大。由此可見，指針張角大小能定性地反映靜電計兩極間的電勢差的大小。

由于靜電計的特殊結構，使得它又具備驗電器不能替代的某些作用。它不但可以定性測量兩導體的電勢差（這點上面已有，故不重述），還可以定性測量某導體的電勢，甚至還可以測量直流電路中的電勢差。既然靜電計本身也是一個電容器，那么把靜電計并聯(lián)在直流 電路中電勢差不為零的兩點時，靜電計就會被充電，其指針就應該偏轉。但實際上在一般直流電路中，由于電壓較小，使靜電計所帶電荷量很小，指針的偏轉角度幾乎覺察不出來。靜電計上的刻度一般是以靜伏（靜電系單位）為單位的，而1靜伏=300V。故一般的直流電壓不能使靜電計指針有明顯偏轉。如果把靜電計接在具有幾百、幾千甚至幾萬伏電壓的直流電路中，靜電計指針就會有明顯偏轉，也就可以用靜電計來測量某兩點間的電壓。例如把靜電計接在感應圈的副線圈上，指針偏轉角度會忽大忽小，說明感應圈輸出的是不穩(wěn)定的脈動電壓。

由上可知，驗電器與靜電計從原理和用途上看都不能說是一回事，它們只是在結構上相似而已。

二、尖端放電

通常情況下空氣是不導電的，但是如果電場特別強，空氣分子中的正負電荷受到方向相反的強電場力，有可能被“撕”開，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。由于電離后的空氣中有了可以自由移動的電荷，空氣就可以導電了。空氣電離后產(chǎn)生的負電荷就是電子，失去電子的原子帶正電，叫做正離子。

由于同種電荷相互排斥, 導體上的靜電荷總是分布在表面上，而且一般說來分布是不均勻的，導體尖端的電荷特別密集, 所以尖端附近空氣中的電場特別強, 使得空氣中殘存的少量離子加速運動。這些高速運動的離子撞擊空氣分子，使更多的分子電離。這時空氣成為導體，于是產(chǎn)生了尖端放電現(xiàn)象.（1）電風車

（2）風吹蠟燭（3）避雷針

（4）靜電滾筒

主要部件是一個絕緣塑料筒和兩個電極桿，塑料筒可繞中軸自由轉動，兩個電極桿安置在滾筒兩邊，且與滾筒中軸平行，每個電極桿上平行排列著一排垂直于電極桿但指向滾筒切線方向的金屬尖端。

當兩個針形電極桿間加上高壓后，尖端處的電荷面密度最大，尖端附近的電場最強，強電場使尖端附近空氣中殘存的離子發(fā)生加速運動，被加速的離子與空氣分子相碰撞，使空氣分子電離，產(chǎn)生大量新的離子。與尖端電荷異號的離子受吸引而趨向尖端，最后與尖 端上電荷中和；與尖端電荷同號的離子受排斥而飛向遠方形成“電風”，即電離的氣體流，因此尖端放電所產(chǎn)生的帶電粒子流推動滾筒而產(chǎn)生的力矩使?jié)L筒轉動。

四、韋氏起電機

1、結構

(1)帶金屬片圓盤一對(2)電刷

(3)電梳、放電桿、萊頓瓶

2、原理

感應起電

3、極性判斷 極性可隨即變化

五、感應圈的原理

利用電磁感應原理將低壓直流電變成高電壓的裝置。

工作原理，如圖所示。電源接通。電流通過W、P、L1。構成初級線圈L1回路。此時，鐵芯被磁化，吸引斷續(xù)器簧片P，使L1斷路，瞬時無電流通過，鐵芯失磁，簧片P返回，L1回路再度接通。在這樣的重復過程中，L1中即產(chǎn)生斷續(xù)的電流。

在通、斷的瞬間，由于鐵芯的磁通量隨之變化，L1的自感電動勢會猛增至約450伏。由于次級線圈L2的線圈匝數(shù)為L1的130倍，于是在L2的兩端即感生5－6萬伏的高壓，而且是顯正負極性的。出現(xiàn)正負極性的原因主要因為斷續(xù)器是一機械開關，通、斷電時間相差較大，在電路接通時，由于初級線圈的自感作用，電流增加較慢，鐵芯磁通量變化也不快，因而次級線圈感生的電動勢較小。但在斷電時，初級電流瞬間消失，鐵芯磁通量變化極快，就產(chǎn)生遠高于通電自感電動勢的斷電自感電動勢。所以，通、斷電自感電動勢的方向是相反的，因而在次級兩端感生的電動勢是呈正負極性的脈沖電壓。

六、靜電除塵

1、構造

2、工作原理

氣體電離：在電場作用下，空氣中的中性原子變成正離子和電子。你說的很對啊，金屬圓筒與金屬線之間的強電場使空氣分子電離，由于金屬線接負電，所以吸引電離出來的正離子，同時空氣分子中電離出的電子質量非常?。ㄏ啾扔谡x子，電子的質量要小的多的多），所以電子吸附在塵埃上（類似萬有引力，小質量的被吸引），塵埃上積累一定量的電子后相當于塵埃本身帶負電，被接正電的金屬圓筒吸引，隨后由于重力作用落入漏斗。

處于強電場中的空氣分子會被電離為電子和正離子，負離子的定義

空氣負離子又稱負氧離子，是指獲得1個或1個以上的電子帶負電荷的氧氣離子?？諝庵饕煞质堑?、氧、二氧化碳和水蒸氣。氮占78%，氧占21%，二氧化碳占0.03%，氮對電子無親和力，只有氧和二氧化碳對電子有親和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空氣中生成的負離子絕大多數(shù)是空氣負氧離子。它是空氣中的氧分子結合了自由電子而形成的。自然界的放電(閃電)現(xiàn)象、光電效應、噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離，形成負氧離子。負離子具有極佳的凈化除塵，減少二手煙危害、改善預防呼吸道疾病、改善睡眠、8 抗氧化、防衰老、清除體內自由基、降低血液粘稠度的效果，在醫(yī)學界享有“維他氧”“空氣維生素”“長壽素”“ 空氣維他命”等美稱。

氣體電離

氣體受到電場或熱能的作用，就會使中性氣體原子中的電子獲得足夠的能量，以克服原子核對它的引力而成為自自電子，同時中性的原子或分子由于失去了帶負電荷的電子而變成帶正電荷的正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程叫做氣體電離

空氣是由氧、氮、水蒸氣、二氧化碳等多種氣體組成的氣體混合物，在正常情況下，氣體分子不帶電（顯中性），但在射線、受熱及強電場的作用下，空氣中的氣體分子會失去一些電子，即所謂空氣電離，這些失去的電子稱為自由電子，它又會與其它中性分子相結合而得到電子的氣體分子帶負電，空氣中，多種氣體分子“俘獲”電子的能力有強有弱，其中氧氣和二氧化碳較強，而氧氣在空氣中占20%多，二氧化碳僅占0.03%。因此空氣電離產(chǎn)生的自由電子大部分被氧氣獲得。

在太陽紫外線、宇宙射線等的作用下，有些空氣分子因失去電子而帶正電，成為正離子；有些分子獲得電子而帶負電，成為負離子。

空氣中有正離子，也有負離子。

在五十年前，負離子的含量高于正離子的含量。隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展，負離子的量越來越少。環(huán)境污染，使得正離子增多，而負離子減少?，F(xiàn)代人的文明病和負離子減少也有最直接的關系。

地面附近空氣受宇宙射線（主要成份為電子和質子）幅射影響，帶磁性的氧分子容易吸引電子，形成負離子；極性水分子容易 吸引質子，形成正離子。

常溫下

氧氣負離子穩(wěn)定性差、水正離子穩(wěn)定性來得高，這使 正電荷總數(shù)超過負電荷，使大氣帶正電，這也是大氣電場為什 么總是帶正電的道理。

空氣如果是被人工電離的，那空氣中有多少種成份就有多少種 含有這此元素的正離子，但不可能有負離子，負的只有自由電 子。只要能量足夠強大，可將它們的電子全部打光。

電暈放電：大量離子運動在極附近形成的電流（在極附近呈藍色光環(huán)）。電場擊穿：電離范圍擴大，極間空氣全部電離，形成放電現(xiàn)象。塵粒荷電：離子運動時與塵粒碰撞，使塵粒荷電。

荷電塵粒在電場作用下，向陽極板運動，并沉積在陽極板上。

處于強電場中的空氣分子會被電離為電子和正離子，利用此原理可以進行靜電除塵．如圖所示，是一個用來研究靜電除塵的實驗裝置，鋁板與手搖起電機的正極相連，縫被針與手搖起電機的負極相連，在鋁板和縫被針中間放置點燃的蚊香．轉動手搖起電機，蚊香放出的煙霧會被電極吸附，停止轉動手搖起電機，蚊香的煙霧又會裊裊上升．關于這個現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）

A．煙塵因為帶正電而被吸附到縫被針上

B．同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越小

C．同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越大

D．同一煙塵顆粒在被吸附過程中如果帶電量不變，離鋁板越近則加速度越大

第四篇：靜電部分實驗教學設計

篇一：靜電小實驗教學設計

靜電小實驗教學設計

一、教學目的：

1、通過用身邊物品進行靜電實驗，驗證生活中靜電的存在。

2、初步了解產(chǎn)生靜電的基本條件。

3、培養(yǎng)學生科學研究素養(yǎng)和初步探究能力。

二、教學準備：

氣球、線繩、塑料條、報紙、鉛筆。

三、教學時間：1課時

四、教學過程：

（一）教學導入：

秋冬季節(jié)，當我們脫下毛衣時，會聽到噼里啪啦的聲音，皮膚還會感到麻麻的刺痛。如果在晚上，關掉電燈，你還會看到毛衣上閃出許多小火花。這是為什么呢？有的同學以猜到了，這時靜電在作怪。

（二）學習新課：

一、實驗一：聽話的塑料條

①拿出課前準備好的塑料條。

②一只手捏住兩條塑料條的一端，另一只手的食指、中指無名指夾在兩條塑料條之間，連續(xù)用力向下摩擦2——3次。

③觀察兩條塑料條的狀態(tài)。兩條塑料條能否分開？

④、此時，把手掌放在分開的塑料條的中間，分開的塑料條向手掌靠 攏，迅速抽出手掌，兩條塑料條又分開了。

思考、觀察：是什么使塑料條運動？用手指摩擦塑料條的作用是什么？

二、實驗二，粘在雙肩上的氣球。

1、吹起兩只氣球，用線繩把氣球口扎緊。

2、把氣球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牽著線繩使氣球自然下垂，觀察兩只氣球的相互狀態(tài)。它們會互相排斥而分開嗎？

3、把兩只氣球放在剛擦過氣球的毛衣肩上，兩只氣球可以粘在毛衣上嗎？

三、實驗三，貼在墻上 的報紙

1、展開a四紙大小的報紙，平鋪在墻上。

2、用鉛筆的側面迅速在報紙上摩擦幾下，報紙就像粘在墻上一樣。

3、掀起報紙的一角，然后松開手，被掀起的報紙角，會被墻壁吸回去。

4、總結思考：在實驗二和實驗三中，是什么原因使得氣球和報紙粘在物體上？以你的經(jīng)驗，這種粘合劑是什么？

四、探索發(fā)現(xiàn)

當兩個不同材料的物體互相摩擦，一個物體上的一些電子轉移到另一個物體上，這兩個物體帶上了不同種類的電荷，這種現(xiàn)象叫摩擦起電。摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。

實驗中，相互吸引的物體所帶的是不同種類的電荷，而相互吸引的物體所帶的是同一種類的電荷。

五、探索延伸

說出以下幾種做法，哪些做法是“防”靜電，哪些是“放”靜電？

1、選用純棉衣料的衣服，2、當看完電視或電腦以后，馬上洗臉洗手；

3、用加濕器給室內加濕，或在室內養(yǎng)魚、養(yǎng)水仙花；

4、脫衣前，先用手觸摸一下墻壁或金屬物品。篇二：《“靜電”小實驗》教學設計

《“靜電”小實驗》教學設計

河北區(qū)光明小學王建華

篇三：靜電實驗教學探索

靜電實驗教學探索

[摘要] 靜電實驗是物理實驗的重要組成部分。敘述了靜電產(chǎn)生的原因和特點，分析影響實驗成功的各種因素，討論了在實踐中抓住主要矛盾是確保實驗教學成功的關鍵。[關鍵詞] 靜電 靜電實驗 靜電產(chǎn)生

靜電實驗是物理實驗的重要組成部分，而且屬于較難在課堂上駕御的物理演示實驗，原因是影響靜電實驗成敗因素頗多。因此，就要求教師既要從理論上掌握靜電產(chǎn)生的原因和特點，又要在實踐中研究靜電實驗的規(guī)律，分析影響實驗的各種因素，抓住主要矛盾，有針對性地解決問題。方能在一個具體實驗環(huán)境條件下，把握試驗關鍵，確保靜電實驗成功。

一、靜電研究的歷史

古代人們對自然界中的各種電現(xiàn)象，不了解他們內在的聯(lián)系，認為它們是各不相干的。有些現(xiàn)象實在無法解釋，只能求助于神的力量。16世紀英國御醫(yī)吉爾伯特是第一個比較系統(tǒng)地研究了靜電現(xiàn)象的人，吉爾伯特的工作停留在定性的階段，進展不快。1752年，美國社會活動家富蘭克林用風箏將雷電引下來，把“天電”收集到萊頓瓶中，從而弄明白“天電”和“地電”原來是一回事。18世紀后期，貝內特發(fā)明驗電器，這種儀器一直沿用到現(xiàn)在。它可以近似地測量一個物體上所帶的電量。另外，庫侖發(fā)明了扭秤，用它來測量靜電力，推導出了庫侖定律。科學家使用了驗電器和扭秤以后，靜電現(xiàn)象的研究工作就從定性走到了定量的道路。經(jīng)過長期對自然現(xiàn)象的觀察和研究，人們對靜電現(xiàn)象有了一定程度的認識。但是對電的本質問題，一直到研究物質結構后，才算比較清楚。

二、靜電中的電荷本質

電荷本身不是物質，但電荷與物質不可分離，自然界不存在脫離物質而單獨存在的電荷，電荷是物質的固有屬性之一，它有正電荷與負電荷兩種，同種電荷相排斥，異種電荷相吸引。導體上所帶的電荷是可以自由移動的自由電荷，以傳導方式實現(xiàn)電荷的轉移；而絕緣體帶電情況與導體帶電情況大不相同，絕緣體所帶的電荷是以束縛電荷的形式出現(xiàn)，不能以傳導方式轉移，而是以放電形式實現(xiàn)轉移。所以，帶電的絕緣體與導體接觸后，導體上所得到的電荷是通過放電形式轉移而來的，即金屬中的電子在強電場作用下，從金屬表面逸出，導體表面電荷集中部分最易發(fā)生這種現(xiàn)象。我們通過接觸可以實現(xiàn)絕緣體與帶電體上電荷的轉移，但其本質上不是傳導而是放電，這個問題的正確理解，有助于我們理論上正確分析靜電產(chǎn)生的原因。通常物體由原子組成，原子中有帶正點的原子核和帶負電的電子，由于正、負電荷相等，一般物體呈中性而不帶電。

第五篇：高職數(shù)學實驗教學探索教育論文

【摘要】數(shù)學實驗的目的是以實驗為載體，展示數(shù)學的探索發(fā)現(xiàn)過程，使學生親歷這個過程，從中發(fā)現(xiàn)數(shù)學、體驗數(shù)學、理解數(shù)學、運用數(shù)學。開設數(shù)學實驗是數(shù)學科學發(fā)展的需要，是高職院校培養(yǎng)目標的需要，是數(shù)學教學改革的需要。它有助于提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。

【關鍵詞】數(shù)學實驗；數(shù)學課程；數(shù)學軟件

1“數(shù)學實驗”的背景

多少年來人們心目中的數(shù)學就是它的抽象與難懂，以及它的嚴密的推理和證明，是屬于純理論的范疇。數(shù)學活動只是高度的抽象思維活動，使人望而生畏。20世紀下半葉以來，隨著社會的發(fā)展，科學技術的更新，數(shù)學發(fā)生了重大變化，它已經(jīng)不僅僅是一種純理論訓練思維的載體，或其它學科進行表達的工具，而是從一種基礎理論轉變?yōu)榭梢灾苯赢a(chǎn)生經(jīng)濟效益的技術，加之與計算機技術的完美融合，計算機的使用數(shù)學只用紙和筆進行研究的傳統(tǒng)方式，改變了數(shù)學的性質，數(shù)學正在成為一門“實驗科學”。

“數(shù)學實驗”是近幾年來才開設的一門新興課程，泛指學生在教師指導下應用現(xiàn)代計算機技術和數(shù)學應用軟件（如Mathematica、Mathcad、Matlab等）學習數(shù)學，進行數(shù)學模型的求解。通過“引例→知識→軟件→范例→實驗（實踐）”的教學過程，以實際問題為載體，將數(shù)學建模、數(shù)學知識、數(shù)學軟件和計算機應用有機地結合起來。它特別強調學生的主體地位，在教師的引導下，學習查閱文獻資料、用學到的數(shù)學知識和計算機技術，借助適當?shù)臄?shù)學軟件，分析、解決一些經(jīng)過簡化的實際問題，并撰寫實驗報告或論文，經(jīng)受全方位的鍛煉。這項新事物是對數(shù)學教學體系、內容和方法改革的又一嘗試。

20世紀70年代末，我國數(shù)學家吳文俊從中國傳統(tǒng)的數(shù)學機械化思想出發(fā)，創(chuàng)立了幾何定理機器（計算機）證明的“吳方法”，實現(xiàn)了利用計算機進行推理證明的突破，獲得了國內外學術界的高度稱贊與廣泛重視，他因此獲我國首屆重大科技成果獎。1989年美國的MountHolykeCollege數(shù)學系于在本科的教學計劃中，增加了一門大學二年級水平的導引性課程──數(shù)學實驗室。施普林格出版社出版了該大學編寫的《數(shù)學實驗室》一書。1995年，國家教育部“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革”計劃中，課題組提出在大學開設“數(shù)學實驗”課程。從這以后，一些知名大學率先開設了“數(shù)學實驗”，如北京大學、上海交通大學等。2000年8月教育部高教司全國高等學校教學研究中心編的《高等數(shù)學改革研究報告（非數(shù)學類專業(yè)）》正式出版，書中明確闡述了數(shù)學實驗課在數(shù)學教學體系中應有的地位、作用及建議，講授的內容和方法。在這樣的背景下，國內的一些傳統(tǒng)的教科書如高等數(shù)學、微積分等都引入了許多數(shù)學實驗的內容。這時，不但本科院校在積極創(chuàng)造條件開設數(shù)學實驗課，高職院校也不落后，紛紛將這項改革付諸實踐。

高職教育人才培養(yǎng)目標要求教學必須突出實用性，強調學生的動手能力。要求教學過程與社會實踐過程的高度符合與統(tǒng)一。“數(shù)學實驗”課程恰能很好地體現(xiàn)這高職教育的特點。將數(shù)學應用到自然科學和社會科學的各個領域。經(jīng)濟學、金融學、社會學等都涉及到許多數(shù)學問題?！皵?shù)學實驗”就是用數(shù)學解決這些問題必不可少的工具。

于是在2005年底，學院也成立了“數(shù)學實驗課程建設初探”課題組，開始了“數(shù)學實驗”課程的實踐與建設。

2“數(shù)學實驗”的過程

2.1課程的目的與組織模式

“數(shù)學實驗”課程的目的就是以實驗為載體，展示數(shù)學的探索發(fā)現(xiàn)過程，使學生親歷這個過程，從中發(fā)現(xiàn)數(shù)學、體驗數(shù)學、理解數(shù)學、運用數(shù)學，既獲得數(shù)學知識，又養(yǎng)成探索能力、非邏輯思維能力。課程的教學目的從兩個方面來體現(xiàn)。首先是加強“用數(shù)學”的教育，一方面指導學生學習較實用的數(shù)學軟件包Mathematica及Mathcad、Matlab等數(shù)學軟件，從而對高數(shù)、線代、概率統(tǒng)計等教材中涉及的導數(shù)運算、積分計算、圖像及數(shù)據(jù)處理、級數(shù)解法、矩陣運算及回歸分析等內容在微機上得以求解和處理；更主要的是培養(yǎng)學生利用數(shù)學理論在計算機上實現(xiàn)對有生產(chǎn)、生活實際背景問題的解決。使學生動手、動眼、動腦、，更有效、更主動地提高“用數(shù)學”的能力。由于課程要突出體現(xiàn)數(shù)學的實用性及計算機在解決問題中的重要作用。因此我們的每一節(jié)課都在建立描述問題的數(shù)學模型，應用所學的數(shù)學知識去解決問題。其次是將數(shù)學教學與現(xiàn)代教育技術結合起來，充分利用計算機技術、網(wǎng)絡技術，以及成功的數(shù)學軟件，培養(yǎng)學生進行數(shù)值計算和數(shù)據(jù)處理的能力。這正是新的數(shù)字時代對應用性人才所提出的要求。

由于“數(shù)學實驗”課程需要一定的數(shù)學基礎知識作依托，因此基本上定位于大

二、大三的學生。故面向04、05級學生開設“數(shù)學實驗”選修課，每周四課時，大多數(shù)都在計算機房上課，便于上機實驗。講課與實驗的學時比一般為1：2。

教材采用高職高?！稇酶叩葦?shù)學》教材中的數(shù)學實驗部分內容，及教研室老師根據(jù)建筑行業(yè)的實際編寫的《數(shù)學實驗講義》。

實踐證明：一直以來由于內容多、負擔重、理論性強、苦燥乏味，且學生的數(shù)學基礎參差不齊，學習積極性不高，困擾著高職數(shù)學教學的現(xiàn)象，通過“數(shù)學實驗”，有了一定改變。現(xiàn)在的“數(shù)學實驗”由學生自己動手，用他們熟悉的、喜歡“玩”的計算機去做數(shù)學，并用數(shù)學解決幾個經(jīng)過簡化的實際問題。讓學生親身感受到了用所學的數(shù)學知識解決實際問題的快感，大大激發(fā)了他們的學習積極性?！皵?shù)學實驗”不僅給了學生一種全新的感覺，加深了對所學知識的理解，提高了學習能力，也為今后在工作崗位上運用數(shù)學解決實際問題打下了一定的基礎。

2.2課程的內容與實施方法

“數(shù)學實驗”的內容大多選自高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計等數(shù)學課程。將實際問題經(jīng)淺化、簡化、線性化處理之后，最終歸結為較為簡單的形式，其內容的深度和廣度上通常介于常規(guī)數(shù)學課程與數(shù)學建模之間，是數(shù)學應用教學的過度性內容。通過數(shù)學實驗，可以使學生對運用數(shù)學知識解決實際問題的過程有一個初步的了解?！皵?shù)學實驗”課特別強調學生的動手能力，使學生以更直觀、更真切的方式感受課堂上聽起來枯燥的數(shù)學理論與數(shù)學原理，對實驗內容有更好的理解和掌握，這種新視覺、新感受會極大地激發(fā)學生學數(shù)學的興趣與熱情。所以我們“數(shù)學實驗”課程的主要內容歸納起來大致可分為三個部分。

一是基礎理論，結合已經(jīng)學過的高等數(shù)學知識，再適當補充介紹一些最常用的解決實際問題的數(shù)學方法。如微分方程、數(shù)值計算、優(yōu)化方法、數(shù)理統(tǒng)計、圖論與組合等，只講這些內容中的基本原理和算法，不講證明，也不做紙上作業(yè)。二是基礎實驗，選擇Mathematica、Matlab作為數(shù)學軟件平臺，熟悉其符號、指令，圍繞高等數(shù)學的基本內容，讓學生充分利用計算機及軟件的數(shù)值功能和圖形功能展示基本概念與結論，初步體驗數(shù)學軟件的強大實用性，如解方程、求極限、求導、求積分、求解微分方程等等。三是綜合實驗，結合學生自身專業(yè)進行專業(yè)課的數(shù)學實驗。以專業(yè)實際為背景，縱向引入問題、引出方法，并落實于問題的解決，（如象建筑結構的可靠度的分析與計算，不規(guī)則圖形的面積計算，土方的計算等）。讓學生利用已掌握的實驗知識，獨立利用計算機去編程、去計算并注重解決問題的多樣性。這方面的訓練將極大地提高數(shù)學知識應用于專業(yè)知識的能力。讓學生體驗從實際問題——數(shù)學模型——解決問題——實驗報告的數(shù)學實驗全過程。這種實驗對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，提高專業(yè)技能具有直接的意義。

“數(shù)學實驗”的期末考試與通常的高等數(shù)學考試有也完全不同，全部采用無紙化形式，在計算機房進行，時間兩個小時，在電腦上完成并提交?？荚噧热萦蓛刹糠纸M成，一是基礎題以檢驗學生運用數(shù)學軟件，通過計算機進行高等數(shù)學的計算；二是應用題以檢驗學生運用數(shù)學知識解決實際問題的能力。

3開設“數(shù)學實驗”的收獲與體會

3.1有助于激發(fā)學生的學習興趣

“數(shù)學實驗”從問題出發(fā)，拋開抽象的數(shù)學定義、定理的推導證明，不追求內容的系統(tǒng)性、完整性，而講究處理問題的過程與總結出的規(guī)律，只需將復雜的公式和方程變?yōu)橛邢薜牟僮鞒绦颍纯傻玫礁鞣N需要的數(shù)值結果，而這些結果的取得也許用傳統(tǒng)的計算方法需要花費十倍甚至幾十倍的時間才能解決。對于數(shù)學基礎較薄弱，怕數(shù)學，又不太愿學數(shù)學等情況較嚴重的高職學生來講，在通過電腦成功地求解了數(shù)學問題的時候，使他們享受到了久違了的成功喜悅。為自己也能進入數(shù)學的微妙世界，感到新奇與興奮，一掃以前矮人一頭的自卑感，然后以更大的熱情投入到新的數(shù)學知識的學習中去。讓學生在感嘆數(shù)學奇妙的同時，提高了學習興趣，促進了對數(shù)學的深刻理解。并在實際問題的解決中對社會責任增加一份凝重和對自身的能力平添一份信心。

“數(shù)學實驗”面向問題的學習方法激發(fā)了學生的自信心和求知欲，學生不僅會重新拾起以前學過的知識，而且還自發(fā)地找有關書籍，去學習以前課中沒有學到的以及其它學科的專業(yè)知識，然后去嘗試完成新的實驗，去經(jīng)受成功的磨練，從而促進數(shù)學與其它專業(yè)課程之間的交叉互融，開闊了學生的眼界，達到愛學習，主動學習的目的。

3.2有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

學生在“數(shù)學實驗”課程中的學習由過去被動接受轉為主動參與，由以前做書本中的習題變化為做自己設計的問題。讓學生真正從一個旁觀者和聽眾變成一個主導者，有利于學生學習積極性的發(fā)揮及獨立思考問題和解決問題能力的鍛煉。由于實驗任務具有多樣性，因此學生可以選擇任務的一部分，或者全部來完成，學生還可以改變實驗的任務，提出設想，提出條件，在新的設想和條件下完成任務。因此有利于學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

3.3是高職院校數(shù)學教學改革的需要

中央職業(yè)教育工作會議及《教育部關于加強高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見》中明確指示：“高職高專教育是我國高等教育的重要組成部分，培養(yǎng)擁護黨的基本路線，適應生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務第一線需要的德、智、體、美等方面全面發(fā)展的高等技術應用性專門人才；學生應在具備必要的基礎理論知識和專業(yè)知識的基礎上，重點掌握從事本專業(yè)領域實際工作的基本能力和基本技能，具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神?！?/p>

高等職業(yè)教育不同于普通高等教育，其區(qū)別主要體現(xiàn)在培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式上。高等職業(yè)教育是為基層和生產(chǎn)第一線培養(yǎng)技能型、實用型的人才。在人才培養(yǎng)上，堅持以“能力為中心”的培養(yǎng)模式，強調職業(yè)性與適應性。重點強化學生的動手能力，突出實踐。“數(shù)學實驗”能促進數(shù)學教學改變原有的從概念定理出發(fā)進行理論教學的模式，轉向加強數(shù)學知識的應用能力的培養(yǎng)。提高學生自覺地應用數(shù)學知識解決實際問題的能力，能夠有效地促進學生基本技能和專業(yè)技術水平的提高。

毋庸置疑，開設數(shù)學實驗是高職院校數(shù)學教學改革的需要，是適應高職院校培養(yǎng)目標的需要。