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以实验的方式打开“静电”之门

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王立峰冯春海

摘要：初高中对静电知识的介绍，一个侧重现象，一个侧重本质.初中阶段，由于学生刚刚接触电学，基础知识储备不够，所以简要介绍现象;而高中阶段，经过必修一、必修二的知识铺垫，具备了深入探讨的知识条件而开展对静电现象的研究.

关键词：带电方式;电荷间的相互作用;尖端放电

初高中衔接，是指加强初高中在教学思想、教学内容、教学方法、教学环境，以及对学生学习方法的指导、学习习惯培养等方面的教育衔接.初高中物理知识的递进关系十分明显，本文以“静电”的相关内容为例，谈谈初高中在教学过程中有关“教学内容”和“教学方法”的衔接.

1 初高中教材对比

1.1 初中教材

九年级物理第十五章第一节《两种电荷》，通过学生生活中常见的现象，如塑料尺、塑料笔杆、塑料梳子与头发摩擦会吸引纸屑和使头发飘起，引出摩擦可以使物体带电.接着又通过演示实验，说明了自然界有两种电荷，且存在相互作用.

关于静电的介绍，仅限于“摩擦起电”及带电物体具有“吸引轻小物体的性质”，对物体的除摩擦以外的带电方式，以及静电现象应用却没有涉及，且容易使学生误以为静电仅存在于绝缘体间.

1.2 高中教材

高中物理选修3 -1《静电场》一章，着重讲解了电荷间相互作用是通过电场来实现的，电荷在电场中不仅受力，且具有能量.具体表现为电场的力的性质和能的性质.

学生通过本章的学习，掌握应用力和能的观点，分析和解决静电问题.

初高中对静电的介绍，一个侧重现象，一个侧重本质.初中阶段，由于学生刚刚接触电学，基础知识储备不够，所以简要介绍现象;而高中阶段，经过必修一、必修二的知识铺垫，具备了深入探讨的知识条件而开展对静电现象的研究.

2 衔接课程的教学设计

通过对现象的观察发现问题，借助于实验探究的方法研究问题，运用科学的分析方法归纳和总结结论，是物理规律发现的一般流程.鉴于初中学生的认知程度，笔者采用了几个有学生参与的演示实验，面向初中三年级，逐层深入地引导学生了解这部分内容.

2.1 使物体带电的方式——感应带电（如图1）

器材：丝绸、玻璃棒、验电器

操作：将丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属小球

原理：金属杆中的自由电子在玻璃棒中正电荷的吸引下，移向顶端，使指针端带上正电荷，两指针在相互排斥力作用下張开

结论：带电体靠近不带电导体一端时，会在导体两端感应出等量异号电荷

2.2 电荷间的相互作用

2. 2.1 玻璃棒吸引泡沫小球（如图2）

器材：丝绸、玻璃捧、泡沫小球

操作：将丝绸摩擦过的玻璃棒靠近泡沫小球

原理：泡沫小球中的分子在玻璃棒中正电荷的作用下发生了极化现象

结论：带电体具有吸引轻小物体的性质

2.2.2 玻璃棒吸引金属杆（如图3）

器材：丝绸、玻璃棒、圆顶支撑物、金属细杆

操作：将丝绸摩擦过的玻璃棒靠近置于支撑物上的金属杆

原理：由于金属杆发生静电感应现象，使靠近玻璃棒的一端出现了负电荷，在正电荷的吸引力作用下而发生转动

结论：带电体对金属有吸引作用

2.2.3 静电乒乓球（如图4）

器材：支架、贴有铝膜的轻质小球、细线、两块金属板、手摇感应起电机

操作：将小球用细线悬挂置于两金属板间，并将两金属板与起电机的两极相连，摇动起电机手柄

原理：两金属板带电后，在小球的两个侧面感应出等量异号电荷，在吸引力作用下与某一侧金属板接触，中和后，会带上与其相同电性的电荷，再在电场力作用下运动至另一金属板

2.3 电荷及电场能的存储

2.3.1 自制莱顿瓶：用感应起电机充电，请学生参与电击实验，感受电荷的存储（如图5）

制作：在矿泉水瓶的外部贴上铝膜，内部装入自来水，从内部引出一金属杆，与铝膜分别构成电容器的两极

操作：将两极与手摇感应起电机相连，充好电后让学生触摸两极

结论：分离的正负电荷是可以存储起来的

2.3.2 用于电池对电容器充电后，将其与石英表连接，观察指针转动，说明存储电荷的同时，也存储了电能（如图6）

器材：石英表、干电池两节、导线、电容器

操作：用于电池对电容器充电，然后将电容器与石英表连接，指针会转动

结论：电容器在存储电荷的同时，也存储电能

2.4 静电现象的应用——尖端放电

原理：静电平衡状态下的导体，电荷分布在导体的外表面.由于静电斥力的作用，导体外表面凸出的地方电荷的面密度大，越是尖锐的地方电荷越集中.这些尖锐位置附近空间的电场强度就很强，周围气体被强大的电场电离而形成离子，如果附近再有带相反电荷的导体，这些离子就会在电场力的作用下运动起来，形成尖端放电.

2.4.1 静电风吹蜡烛（如图7）

2.4.2 静电转盘实验（如图8）

2.4.3 避雷针（如图9）

2.4.4 静电除尘（如图10）

3 课堂效果

这是一节面向初三学生的教学延伸课，其主要目的是通过演示实验激发学生对静电学的兴趣，同时向学生展示高中物理有关静电部分的知识，及其在现实生活中的重要应用.通过本节课的学习，增强了学生对静电学的兴趣和对高中物理学习的向往.

参考文献：

[1]范青林，当前初高中物理教学衔接的困难及应对策略探讨[Jl.中学物理，2017，35（ 01）：9 - 11.

[2]高春花.从教材插图看初高中物理教学衔接[J].中学物理，2018，36（04）：63 -65.

[3]李慧，杨晓梅.牛顿第二定律探究实验在“A LevelPhysics”和人教版高中物理教材中的比较[J].中学物理，2018，36 （15）：15 - 17.

[4]孟军.有效利用学生的问题衔接初高中物理教学—一以用电器被短接现象教学为例[J].中学物理，2017，35 （19）：26 - 28.

[5]吕露，周新雅，蔡孝文等.关于初中物理教材课后习题分析比较[J].中学物理，2018，36（14）：24 -25.

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