静电实验教学探索论文

第一篇：静电实验教学探索论文

论文关键词：静电静电实验静电产生

论文摘要：静电实验是物理实验的重要组成部分。叙述了静电产生的原因和特点，分析影响实验成功的各种因素，讨论了在实践中抓住主要矛盾是确保实验教学成功的关键。

静电实验是物理实验的重要组成部分，而且属于较难在课堂上驾御的物理演示实验，原因是影响静电实验成败因素颇多。因此，就要求教师既要从理论上掌握静电产生的原因和特点，又要在实践中研究静电实验的规律，分析影响实验的各种因素，抓住主要矛盾，有针对性地解决问题。方能在一个具体实验环境条件下，把握试验关键，确保静电实验成功。

一、静电研究的历史

古代人们对自然界中的各种电现象，不了解他们内在的联系，认为它们是各不相干的。有些现象实在无法解释，只能求助于神的力量。16世纪英国御医吉尔伯特是第一个比较系统地研究了静电现象的人，吉尔伯特的工作停留在定性的阶段，进展不快。1752年，美国社会活动家富兰克林用风筝将雷电引下来，把“天电”收集到莱顿瓶中，从而弄明白“天电”和“地电”原来是一回事。18世纪后期，贝内特发明验电器，这种仪器一直沿用到现在。它可以近似地测量一个物体上所带的电量。另外，库仑发明了扭秤，用它来测量静电力，推导出了库仑定律。科学家使用了验电器和扭秤以后，静电现象的研究工作就从定性走到了定量的道路。经过长期对自然现象的观察和研究，人们对静电现象有了一定程度的认识。但是对电的本质问题，一直到研究物质结构后，才算比较清楚。

二、静电中的电荷本质

电荷本身不是物质，但电荷与物质不可分离，自然界不存在脱离物质而单独存在的电荷，电荷是物质的固有属性之一，它有正电荷与负电荷两种，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。导体上所带的电荷是可以自由移动的自由电荷，以传导方式实现电荷的转移；而绝缘体带电情况与导体带电情况大不相同，绝缘体所带的电荷是以束缚电荷的形式出现，不能以传导方式转移，而是以放电形式实现转移。所以，带电的绝缘体与导体接触后，导体上所得到的电荷是通过放电形式转移而来的，即金属中的电子在强电场作用下，从金属表面逸出，导体表面电荷集中部分最易发生这种现象。我们通过接触可以实现绝缘体与带电体上电荷的转移，但其本质上不是传导而是放电，这个问题的正确理解，有助于我们理论上正确分析静电产生的原因。通常物体由原子组成，原子中有带正点的原子核和带负电的电子，由于正、负电荷相等，一般物体呈中性而不带电。但当物体经过摩擦、加热、感应、照射等变化，往往使物体获得或失去一些电荷（电子），呈现带静电状态。由此可见，静电产生是具有多样性和复杂性。

三、实验中静电的产生

1.摩擦带电是课堂教学中最常用的起电方法。两种不同物质互相接触时，由于两种物质原子核外电子分布的不同，两者之间就存在着一个电位差，叫接触电位差。因电位差存在，常常有电子从一个物体转移到另一物体，从而使前者带正电，后者带负电。两物体相互摩擦，摩擦的作用使两物体接触的点增多，接触更紧密，从而增加电子转移的机会，加之摩擦温度升高，加速了电子转移。但是，从物理本质上来讲，摩擦带电是一种接触带电，相互接触紧密时的接触电位差是主要矛盾，相互摩擦的两种材料之间挤压的越紧，越容易实现电子在两种材料的转移而使之带电，而只有快速．反复而不紧压的摩擦是不易生电的，有经验的教师是用紧压的摩擦来成功使物体带电的。实验中有时用丝绸摩擦两根玻璃棒，却得到两玻璃棒带电性质相反的反常现象。研究后认为，用丝绸摩擦第一根玻璃棒，因玻璃棒失掉电子而带正电，丝绸得到电子带负电，在空气特别干燥时，丝绸上的电子不易漏失。当与第二根玻璃棒一起摩擦时，由于摩擦次数较少或较轻，不仅没有使玻璃棒失掉电子，反而把丝绸上的多余电子转移到玻璃棒上，使第二根玻璃棒带负电，发生两棒相吸现象，为防止反常现象发生，第二次丝绸与玻璃棒摩擦起电前，应用手充分与丝绸接触，使丝绸原先所带负电荷放净后，再于玻璃棒摩擦。

2.感应带电也是静电实验中较常用的方法。静电感应是静电场中的导体内，自由电荷受到场力作用移动，电荷重新分布，最后达到静电平衡，从而使导体不同部位出现正、负电荷的现象。感应带电是在静电感应的条件下，使导体的一端接地后，去掉静电场，则导体另一端的电荷重新分布在导体表面，用这种方法使导体带电的优点是：导体容易带电且带电量也易控制，需注意导体是处于与地绝缘状态。

3.实验中注意静电的特征

静电具有高电压特征。例如，人在地毯行走或从椅子上起立时，人体静电电压可高达一万多伏，静电的电量小、电容小。为什么电压高呢？原来两导体之间的电容、电压与其上电量之间保持U=Q/C的关系，而C=εS/d．如果介电常数ε,极板面积S保持不变，则电容与极板间距离成反比。举例说明：如两物体紧密接触时，其间距离为25×10-8厘米，其接触电位差很小，当两物体迅速离开至0.1厘米时，由于距离增大为原来的40万倍，电容则减小为原来的40万分之。如果分离前后物体上电量保持不变，电压将升为原来的40万倍。即使接触电位差只有0.01伏，分离至0.1厘米时电压可达4千伏。因此，数万伏静电压就不足为奇了。由此分析，不难看出，静电的高压特征主要来自电容，而不是来自电量。故其电量小，但电压高。

静电在高电压的特征下，对绝缘体材料性能的要求相应也很高。有些教师在流电实验范围形成的绝缘体概念，在静电范围许多材料却是亚导体，电荷易漏失，导致实验失败。因此静电实验要求使用高电阻率的绝缘材料。一般电阻率为107欧姆米以下的物体，在静电范围都属静电导体，而电阻率为107獈1014欧姆米的物体只能算亚导体。静电绝缘体，一般指电阻率为1014欧姆米以上的物体。因此，静电实验中，要选好用的静电绝缘体。如：有机玻璃，各种塑料，硬泡沫塑料，石蜡等等，而不能用亚导体：棉线，纸张，木材，橡胶，胶木，玻璃等做绝缘体，认识这一点是查找静电实验失败原因的关键。

在静电实验中，影响实验成功的因素：一是空气湿度，二是仪器的绝缘性能，绝缘材料表面受潮，不清洁导致其绝缘性能下降致使实效差或根本做不出来。解决的方法是，在潮湿的天气条件下，在实验前和实验过程中，最好用钨灯烘烤。经过研究发现，空气湿度对静电的影响处于次要地位，而仪器的绝缘性能处于主要地位。为解决这个主要矛盾，需要改善仪器绝缘性能，一是用清洁剂将仪器洗净，清除杂质，增加绝缘性。二是改善仪器中关键的绝缘元件的绝缘性。仪器的清洁是静电实验成功的重要因素。

总之，每个教师要确保课堂教学成功，就必须对教学内容有更深层次的理解。即“知其然，更知其所以然。”静电实验教学的成功，要求教师既要从理论上掌握静电产生的原因和特点，又要在实践中研究静电实验的规律，要在理论和实践中不断提高自己，才能确保静电实验教学的成功。

参考文献：

[1]陈啡暇.材料物理性能[M].北京：机械工业出版社，2006.[2]马文蔚.物理学[M].北京：高等教育出版社，1978.[3]张瑞琨.教学全书物理卷[M].上海：上海教育出版社，1996.

第二篇：静电小实验教学设计

静电小实验教学设计

一、教学目的：

1、通过用身边物品进行静电实验，验证生活中静电的存在。

2、初步了解产生静电的基本条件。

3、培养学生科学研究素养和初步探究能力。

二、教学准备：

气球、线绳、塑料条、报纸、铅笔。

三、教学时间：1课时

四、教学过程：

（一）教学导入：

秋冬季节，当我们脱下毛衣时，会听到噼里啪啦的声音，皮肤还会感到麻麻的刺痛。如果在晚上，关掉电灯，你还会看到毛衣上闪出许多小火花。这是为什么呢？有的同学以猜到了，这时静电在作怪。

（二）学习新课：

一、实验一：听话的塑料条 ①拿出课前准备好的塑料条。

②一只手捏住两条塑料条的一端，另一只手的食指、中指无名指夹在两条塑料条之间，连续用力向下摩擦2——3次。③观察两条塑料条的状态。两条塑料条能否分开？

④、此时，把手掌放在分开的塑料条的中间，分开的塑料条向手掌靠拢，迅速抽出手掌，两条塑料条又分开了。

思考、观察：是什么使塑料条运动？用手指摩擦塑料条的作用是什么？

二、实验二，粘在双肩上的气球。

1、吹起两只气球，用线绳把气球口扎紧。

2、把气球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牵着线绳使气球自然下垂，观察两只气球的相互状态。它们会互相排斥而分开吗？

3、把两只气球放在刚擦过气球的毛衣肩上，两只气球可以粘在毛衣上吗？

三、实验三，贴在墙上的报纸

1、展开A四纸大小的报纸，平铺在墙上。

2、用铅笔的侧面迅速在报纸上摩擦几下，报纸就像粘在墙上一样。

3、掀起报纸的一角，然后松开手，被掀起的报纸角，会被墙壁吸回去。

4、总结思考：在实验二和实验三中，是什么原因使得气球和报纸粘在物体上？以你的经验，这种粘合剂是什么？

四、探索发现

当两个不同材料的物体互相摩擦，一个物体上的一些电子转移到另一个物体上，这两个物体带上了不同种类的电荷，这种现象叫摩擦起电。摩擦起电就是一种静电现象。

实验中，相互吸引的物体所带的是不同种类的电荷，而相互吸引的物体所带的是同一种类的电荷。

五、探索延伸

说出以下几种做法，哪些做法是“防”静电，哪些是“放”静电？

1、选用纯棉衣料的衣服，2、当看完电视或电脑以后，马上洗脸洗手；

3、用加湿器給室内加湿，或在室内养鱼、养水仙花；

4、脱衣前，先用手触摸一下墙壁或金属物品。

第三篇：静电实验教学

静电实验

一、摩擦起电

1、摩擦起电原理

不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体互相摩擦时，束缚电子的本领弱的物体，容易失去电子，跟它相摩擦的物体得到电子，物体失去电子带正电，得到电子带负电。

2、摩擦起电条件

（1）相互摩擦的物体是由不同的物质组成的。同种物质的原子核对核外电子的束缚能力是相同的，不会出现电子的得失，因此不可能起电。（2）摩擦起电的两个物体要与外界绝缘。如果用手拿着金属棒去摩擦别的物体，金属棒是不会带电的，这是因为金属、人体、大地都是导体，摩擦过的金属棒上带的电通过人体传给大地，因此金属棒不会带电。△ 常见物质束缚电子本领由弱到强的次序：毛皮＜玻璃＜云母＜羊毛＜尼龙＜丝绸＜硬橡胶＜金属＜松香＜硫。

3、为什么带电体能吸引轻小物体?

这是因为当带电体靠近轻小物体时,轻小物体由于静电感应也带了电(与带电体相反的电荷),所以带电体能吸引轻小物体.4、为什么摩擦起电的笔杆吸起了碎纸屑以后，碎纸屑马上又掉了？

这是因为当碎纸屑被带电的笔杆吸引后,它就带了与笔杆相同的电荷(这是一种接触起电现象),由于同种电荷相互排斥,所以碎纸屑马上又掉了。

5、为什么冬天梳头发时头发会变直，也就是说，为什么头发遇静电后会变直？

带电体靠近不带电体时，不带电体靠近带电体一侧会感应带上异种电荷，从而与带电体相吸。梳头时，头发因摩擦而带上同种电荷从而相互排斥。

6、金属棒与有机玻璃棒摩擦起电

理论上，任何两个不同物质的物体相互摩擦，都要发生电荷（电子）的转移，在绝缘好的情况下，无论是绝缘体还是导体，都能表现出带电现象。

取一把长约20厘米、塑料把的螺丝起子与有机玻璃棒摩擦。

7、金属棒之间摩擦能起电吗？

不会，因为金属是良导体，就算你摩擦出电荷，这些电荷也会很快转移，并且马上发生中和反应，所以是不会起电的。

二、静电计与验电器

一、1、构造上的差异

最常用的金箔验电器，它是检验物体是否带电的最简单的仪器，在玻璃瓶口处有一橡胶塞，塞中插一根金属杆，杆的上端有一金属球，下端悬挂一对金箔（或铝箔）。当带电体与金属小球接触时，箔片因带同性电荷相排斥而张开。为了避免气流的影响，金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中，棒与瓶间有绝缘材料相隔。

而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。实验室常用的静电计是布劳恩静电计，它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳，铁壳的前面装有透明玻璃，后面装有标有刻度的毛玻璃，在金属壳中绝缘地安装一根金属杆，杆的上端为金属小球，金属杆下部的水平轴上装有金属指针，可绕水平轴灵活转动。圆筒的底部有接线柱，可用来接地或与其他导体相连。这样，静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。

2、工作原理及用途上的差异

（1）验电器原理及其用途

验电器的原理：当验电器指示系统带电后，由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转，它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时，其重力矩与静电力矩平衡。

验电器的主要用途：检验物体是否带电，比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。（2）静电计原理及其用途

静电计的原理是：从上面的构造分析，我们知道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极，金属外壳也相当于一个电极，它们之间是绝缘的。其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定。因为指针的偏转角变化对静电计的电容的影响很小，故在指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变。

现将一个已充电电量为Q的平板电容器与静电计相连，此时指针和金属杆带正电，外壳的内表面将出现负的感应电荷，从而在金属杆与外壳间形成电场，指针表面的电荷受到电场力的作用，或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力，使得指针偏转，带电量越多，场强越强，则指针的偏角也越大。

当静电计电容保持不变时，静电计两极间的电势差U与其带电量Q成正比，U越大，Q越大，指针所受电场力越大，指针张角因此就越大。由此可见，指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小。

由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。它不但可以定性测量两导体的电势差（这点上面已有，故不重述），还可以定性测量某导体的电势，甚至还可以测量直流电路中的电势差。既然静电计本身也是一个电容器，那么把静电计并联在直流 电路中电势差不为零的两点时，静电计就会被充电，其指针就应该偏转。但实际上在一般直流电路中，由于电压较小，使静电计所带电荷量很小，指针的偏转角度几乎觉察不出来。静电计上的刻度一般是以静伏（静电系单位）为单位的，而1静伏=300V。故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转。如果把静电计接在具有几百、几千甚至几万伏电压的直流电路中，静电计指针就会有明显偏转，也就可以用静电计来测量某两点间的电压。例如把静电计接在感应圈的副线圈上，指针偏转角度会忽大忽小，说明感应圈输出的是不稳定的脉动电压。

由上可知，验电器与静电计从原理和用途上看都不能说是一回事，它们只是在结构上相似而已。

二、尖端放电

通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子。

由于同种电荷相互排斥, 导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集, 所以尖端附近空气中的电场特别强, 使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离。这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象.（1）电风车

（2）风吹蜡烛（3）避雷针

（4）静电滚筒

主要部件是一个绝缘塑料筒和两个电极杆，塑料筒可绕中轴自由转动，两个电极杆安置在滚筒两边，且与滚筒中轴平行，每个电极杆上平行排列着一排垂直于电极杆但指向滚筒切线方向的金属尖端。

当两个针形电极杆间加上高压后，尖端处的电荷面密度最大，尖端附近的电场最强，强电场使尖端附近空气中残存的离子发生加速运动，被加速的离子与空气分子相碰撞，使空气分子电离，产生大量新的离子。与尖端电荷异号的离子受吸引而趋向尖端，最后与尖 端上电荷中和；与尖端电荷同号的离子受排斥而飞向远方形成“电风”，即电离的气体流，因此尖端放电所产生的带电粒子流推动滚筒而产生的力矩使滚筒转动。

四、韦氏起电机

1、结构

(1)带金属片圆盘一对(2)电刷

(3)电梳、放电杆、莱顿瓶

2、原理

感应起电

3、极性判断 极性可随即变化

五、感应圈的原理

利用电磁感应原理将低压直流电变成高电压的装置。

工作原理，如图所示。电源接通。电流通过W、P、L1。构成初级线圈L1回路。此时，铁芯被磁化，吸引断续器簧片P，使L1断路，瞬时无电流通过，铁芯失磁，簧片P返回，L1回路再度接通。在这样的重复过程中，L1中即产生断续的电流。

在通、断的瞬间，由于铁芯的磁通量随之变化，L1的自感电动势会猛增至约450伏。由于次级线圈L2的线圈匝数为L1的130倍，于是在L2的两端即感生5－6万伏的高压，而且是显正负极性的。出现正负极性的原因主要因为断续器是一机械开关，通、断电时间相差较大，在电路接通时，由于初级线圈的自感作用，电流增加较慢，铁芯磁通量变化也不快，因而次级线圈感生的电动势较小。但在断电时，初级电流瞬间消失，铁芯磁通量变化极快，就产生远高于通电自感电动势的断电自感电动势。所以，通、断电自感电动势的方向是相反的，因而在次级两端感生的电动势是呈正负极性的脉冲电压。

六、静电除尘

1、构造

2、工作原理

气体电离：在电场作用下，空气中的中性原子变成正离子和电子。你说的很对啊，金属圆筒与金属线之间的强电场使空气分子电离，由于金属线接负电，所以吸引电离出来的正离子，同时空气分子中电离出的电子质量非常小（相比于正离子，电子的质量要小的多的多），所以电子吸附在尘埃上（类似万有引力，小质量的被吸引），尘埃上积累一定量的电子后相当于尘埃本身带负电，被接正电的金属圆筒吸引，随后由于重力作用落入漏斗。

处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，负离子的定义

空气负离子又称负氧离子，是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。空气主要成分是氮、氧、二氧化碳和水蒸气。氮占78%，氧占21%，二氧化碳占0.03%，氮对电子无亲和力，只有氧和二氧化碳对电子有亲和力，但氧含量是二氧化碳含量的700倍，因此，空气中生成的负离子绝大多数是空气负氧离子。它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。自然界的放电(闪电)现象、光电效应、喷泉、瀑布等都能使周围空气电离，形成负氧离子。负离子具有极佳的净化除尘，减少二手烟危害、改善预防呼吸道疾病、改善睡眠、8 抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的效果，在医学界享有“维他氧”“空气维生素”“长寿素”“ 空气维他命”等美称。

气体电离

气体受到电场或热能的作用，就会使中性气体原子中的电子获得足够的能量，以克服原子核对它的引力而成为自自电子，同时中性的原子或分子由于失去了带负电荷的电子而变成带正电荷的正离子。这种使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程叫做气体电离

空气是由氧、氮、水蒸气、二氧化碳等多种气体组成的气体混合物，在正常情况下，气体分子不带电（显中性），但在射线、受热及强电场的作用下，空气中的气体分子会失去一些电子，即所谓空气电离，这些失去的电子称为自由电子，它又会与其它中性分子相结合而得到电子的气体分子带负电，空气中，多种气体分子“俘获”电子的能力有强有弱，其中氧气和二氧化碳较强，而氧气在空气中占20%多，二氧化碳仅占0.03%。因此空气电离产生的自由电子大部分被氧气获得。

在太阳紫外线、宇宙射线等的作用下，有些空气分子因失去电子而带正电，成为正离子；有些分子获得电子而带负电，成为负离子。

空气中有正离子，也有负离子。

在五十年前，负离子的含量高于正离子的含量。随着现代文明的发展，负离子的量越来越少。环境污染，使得正离子增多，而负离子减少。现代人的文明病和负离子减少也有最直接的关系。

地面附近空气受宇宙射线（主要成份为电子和质子）幅射影响，带磁性的氧分子容易吸引电子，形成负离子；极性水分子容易 吸引质子，形成正离子。

常温下

氧气负离子稳定性差、水正离子稳定性来得高，这使 正电荷总数超过负电荷，使大气带正电，这也是大气电场为什 么总是带正电的道理。

空气如果是被人工电离的，那空气中有多少种成份就有多少种 含有这此元素的正离子，但不可能有负离子，负的只有自由电 子。只要能量足够强大，可将它们的电子全部打光。

电晕放电：大量离子运动在极附近形成的电流（在极附近呈蓝色光环）。电场击穿：电离范围扩大，极间空气全部电离，形成放电现象。尘粒荷电：离子运动时与尘粒碰撞，使尘粒荷电。

荷电尘粒在电场作用下，向阳极板运动，并沉积在阳极板上。

处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘．如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香．转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升．关于这个现象，下列说法中正确的是（）

A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上

B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小

C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大

D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大

第四篇：静电部分实验教学设计

篇一：静电小实验教学设计

静电小实验教学设计

一、教学目的：

1、通过用身边物品进行静电实验，验证生活中静电的存在。

2、初步了解产生静电的基本条件。

3、培养学生科学研究素养和初步探究能力。

二、教学准备：

气球、线绳、塑料条、报纸、铅笔。

三、教学时间：1课时

四、教学过程：

（一）教学导入：

秋冬季节，当我们脱下毛衣时，会听到噼里啪啦的声音，皮肤还会感到麻麻的刺痛。如果在晚上，关掉电灯，你还会看到毛衣上闪出许多小火花。这是为什么呢？有的同学以猜到了，这时静电在作怪。

（二）学习新课：

一、实验一：听话的塑料条

①拿出课前准备好的塑料条。

②一只手捏住两条塑料条的一端，另一只手的食指、中指无名指夹在两条塑料条之间，连续用力向下摩擦2——3次。

③观察两条塑料条的状态。两条塑料条能否分开？

④、此时，把手掌放在分开的塑料条的中间，分开的塑料条向手掌靠 拢，迅速抽出手掌，两条塑料条又分开了。

思考、观察：是什么使塑料条运动？用手指摩擦塑料条的作用是什么？

二、实验二，粘在双肩上的气球。

1、吹起两只气球，用线绳把气球口扎紧。

2、把气球用力在自己的毛衣上摩擦。用手牵着线绳使气球自然下垂，观察两只气球的相互状态。它们会互相排斥而分开吗？

3、把两只气球放在刚擦过气球的毛衣肩上，两只气球可以粘在毛衣上吗？

三、实验三，贴在墙上 的报纸

1、展开a四纸大小的报纸，平铺在墙上。

2、用铅笔的侧面迅速在报纸上摩擦几下，报纸就像粘在墙上一样。

3、掀起报纸的一角，然后松开手，被掀起的报纸角，会被墙壁吸回去。

4、总结思考：在实验二和实验三中，是什么原因使得气球和报纸粘在物体上？以你的经验，这种粘合剂是什么？

四、探索发现

当两个不同材料的物体互相摩擦，一个物体上的一些电子转移到另一个物体上，这两个物体带上了不同种类的电荷，这种现象叫摩擦起电。摩擦起电就是一种静电现象。

实验中，相互吸引的物体所带的是不同种类的电荷，而相互吸引的物体所带的是同一种类的电荷。

五、探索延伸

说出以下几种做法，哪些做法是“防”静电，哪些是“放”静电？

1、选用纯棉衣料的衣服，2、当看完电视或电脑以后，马上洗脸洗手；

3、用加湿器給室内加湿，或在室内养鱼、养水仙花；

4、脱衣前，先用手触摸一下墙壁或金属物品。篇二：《“静电”小实验》教学设计

《“静电”小实验》教学设计

河北区光明小学王建华

篇三：静电实验教学探索

静电实验教学探索

[摘要] 静电实验是物理实验的重要组成部分。叙述了静电产生的原因和特点，分析影响实验成功的各种因素，讨论了在实践中抓住主要矛盾是确保实验教学成功的关键。[关键词] 静电 静电实验 静电产生

静电实验是物理实验的重要组成部分，而且属于较难在课堂上驾御的物理演示实验，原因是影响静电实验成败因素颇多。因此，就要求教师既要从理论上掌握静电产生的原因和特点，又要在实践中研究静电实验的规律，分析影响实验的各种因素，抓住主要矛盾，有针对性地解决问题。方能在一个具体实验环境条件下，把握试验关键，确保静电实验成功。

一、静电研究的历史

古代人们对自然界中的各种电现象，不了解他们内在的联系，认为它们是各不相干的。有些现象实在无法解释，只能求助于神的力量。16世纪英国御医吉尔伯特是第一个比较系统地研究了静电现象的人，吉尔伯特的工作停留在定性的阶段，进展不快。1752年，美国社会活动家富兰克林用风筝将雷电引下来，把“天电”收集到莱顿瓶中，从而弄明白“天电”和“地电”原来是一回事。18世纪后期，贝内特发明验电器，这种仪器一直沿用到现在。它可以近似地测量一个物体上所带的电量。另外，库仑发明了扭秤，用它来测量静电力，推导出了库仑定律。科学家使用了验电器和扭秤以后，静电现象的研究工作就从定性走到了定量的道路。经过长期对自然现象的观察和研究，人们对静电现象有了一定程度的认识。但是对电的本质问题，一直到研究物质结构后，才算比较清楚。

二、静电中的电荷本质

电荷本身不是物质，但电荷与物质不可分离，自然界不存在脱离物质而单独存在的电荷，电荷是物质的固有属性之一，它有正电荷与负电荷两种，同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。导体上所带的电荷是可以自由移动的自由电荷，以传导方式实现电荷的转移；而绝缘体带电情况与导体带电情况大不相同，绝缘体所带的电荷是以束缚电荷的形式出现，不能以传导方式转移，而是以放电形式实现转移。所以，带电的绝缘体与导体接触后，导体上所得到的电荷是通过放电形式转移而来的，即金属中的电子在强电场作用下，从金属表面逸出，导体表面电荷集中部分最易发生这种现象。我们通过接触可以实现绝缘体与带电体上电荷的转移，但其本质上不是传导而是放电，这个问题的正确理解，有助于我们理论上正确分析静电产生的原因。通常物体由原子组成，原子中有带正点的原子核和带负电的电子，由于正、负电荷相等，一般物体呈中性而不带电。

第五篇：高职数学实验教学探索教育论文

【摘要】数学实验的目的是以实验为载体，展示数学的探索发现过程，使学生亲历这个过程，从中发现数学、体验数学、理解数学、运用数学。开设数学实验是数学科学发展的需要，是高职院校培养目标的需要，是数学教学改革的需要。它有助于提高学生的创新能力和实践能力的培养。

【关键词】数学实验；数学课程；数学软件

1“数学实验”的背景

多少年来人们心目中的数学就是它的抽象与难懂，以及它的严密的推理和证明，是属于纯理论的范畴。数学活动只是高度的抽象思维活动，使人望而生畏。20世纪下半叶以来，随着社会的发展，科学技术的更新，数学发生了重大变化，它已经不仅仅是一种纯理论训练思维的载体，或其它学科进行表达的工具，而是从一种基础理论转变为可以直接产生经济效益的技术，加之与计算机技术的完美融合，计算机的使用数学只用纸和笔进行研究的传统方式，改变了数学的性质，数学正在成为一门“实验科学”。

“数学实验”是近几年来才开设的一门新兴课程，泛指学生在教师指导下应用现代计算机技术和数学应用软件（如Mathematica、Mathcad、Matlab等）学习数学，进行数学模型的求解。通过“引例→知识→软件→范例→实验（实践）”的教学过程，以实际问题为载体，将数学建模、数学知识、数学软件和计算机应用有机地结合起来。它特别强调学生的主体地位，在教师的引导下，学习查阅文献资料、用学到的数学知识和计算机技术，借助适当的数学软件，分析、解决一些经过简化的实际问题，并撰写实验报告或论文，经受全方位的锻炼。这项新事物是对数学教学体系、内容和方法改革的又一尝试。

20世纪70年代末，我国数学家吴文俊从中国传统的数学机械化思想出发，创立了几何定理机器（计算机）证明的“吴方法”，实现了利用计算机进行推理证明的突破，获得了国内外学术界的高度称赞与广泛重视，他因此获我国首届重大科技成果奖。1989年美国的MountHolykeCollege数学系于在本科的教学计划中，增加了一门大学二年级水平的导引性课程──数学实验室。施普林格出版社出版了该大学编写的《数学实验室》一书。1995年，国家教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革”计划中，课题组提出在大学开设“数学实验”课程。从这以后，一些知名大学率先开设了“数学实验”，如北京大学、上海交通大学等。2000年8月教育部高教司全国高等学校教学研究中心编的《高等数学改革研究报告（非数学类专业）》正式出版，书中明确阐述了数学实验课在数学教学体系中应有的地位、作用及建议，讲授的内容和方法。在这样的背景下，国内的一些传统的教科书如高等数学、微积分等都引入了许多数学实验的内容。这时，不但本科院校在积极创造条件开设数学实验课，高职院校也不落后，纷纷将这项改革付诸实践。

高职教育人才培养目标要求教学必须突出实用性，强调学生的动手能力。要求教学过程与社会实践过程的高度符合与统一。“数学实验”课程恰能很好地体现这高职教育的特点。将数学应用到自然科学和社会科学的各个领域。经济学、金融学、社会学等都涉及到许多数学问题。“数学实验”就是用数学解决这些问题必不可少的工具。

于是在2005年底，学院也成立了“数学实验课程建设初探”课题组，开始了“数学实验”课程的实践与建设。

2“数学实验”的过程

2.1课程的目的与组织模式

“数学实验”课程的目的就是以实验为载体，展示数学的探索发现过程，使学生亲历这个过程，从中发现数学、体验数学、理解数学、运用数学，既获得数学知识，又养成探索能力、非逻辑思维能力。课程的教学目的从两个方面来体现。首先是加强“用数学”的教育，一方面指导学生学习较实用的数学软件包Mathematica及Mathcad、Matlab等数学软件，从而对高数、线代、概率统计等教材中涉及的导数运算、积分计算、图像及数据处理、级数解法、矩阵运算及回归分析等内容在微机上得以求解和处理；更主要的是培养学生利用数学理论在计算机上实现对有生产、生活实际背景问题的解决。使学生动手、动眼、动脑、，更有效、更主动地提高“用数学”的能力。由于课程要突出体现数学的实用性及计算机在解决问题中的重要作用。因此我们的每一节课都在建立描述问题的数学模型，应用所学的数学知识去解决问题。其次是将数学教学与现代教育技术结合起来，充分利用计算机技术、网络技术，以及成功的数学软件，培养学生进行数值计算和数据处理的能力。这正是新的数字时代对应用性人才所提出的要求。

由于“数学实验”课程需要一定的数学基础知识作依托，因此基本上定位于大

二、大三的学生。故面向04、05级学生开设“数学实验”选修课，每周四课时，大多数都在计算机房上课，便于上机实验。讲课与实验的学时比一般为1：2。

教材采用高职高专《应用高等数学》教材中的数学实验部分内容，及教研室老师根据建筑行业的实际编写的《数学实验讲义》。

实践证明：一直以来由于内容多、负担重、理论性强、苦燥乏味，且学生的数学基础参差不齐，学习积极性不高，困扰着高职数学教学的现象，通过“数学实验”，有了一定改变。现在的“数学实验”由学生自己动手，用他们熟悉的、喜欢“玩”的计算机去做数学，并用数学解决几个经过简化的实际问题。让学生亲身感受到了用所学的数学知识解决实际问题的快感，大大激发了他们的学习积极性。“数学实验”不仅给了学生一种全新的感觉，加深了对所学知识的理解，提高了学习能力，也为今后在工作岗位上运用数学解决实际问题打下了一定的基础。

2.2课程的内容与实施方法

“数学实验”的内容大多选自高等数学、线性代数、概率统计等数学课程。将实际问题经浅化、简化、线性化处理之后，最终归结为较为简单的形式，其内容的深度和广度上通常介于常规数学课程与数学建模之间，是数学应用教学的过度性内容。通过数学实验，可以使学生对运用数学知识解决实际问题的过程有一个初步的了解。“数学实验”课特别强调学生的动手能力，使学生以更直观、更真切的方式感受课堂上听起来枯燥的数学理论与数学原理，对实验内容有更好的理解和掌握，这种新视觉、新感受会极大地激发学生学数学的兴趣与热情。所以我们“数学实验”课程的主要内容归纳起来大致可分为三个部分。

一是基础理论，结合已经学过的高等数学知识，再适当补充介绍一些最常用的解决实际问题的数学方法。如微分方程、数值计算、优化方法、数理统计、图论与组合等，只讲这些内容中的基本原理和算法，不讲证明，也不做纸上作业。二是基础实验，选择Mathematica、Matlab作为数学软件平台，熟悉其符号、指令，围绕高等数学的基本内容，让学生充分利用计算机及软件的数值功能和图形功能展示基本概念与结论，初步体验数学软件的强大实用性，如解方程、求极限、求导、求积分、求解微分方程等等。三是综合实验，结合学生自身专业进行专业课的数学实验。以专业实际为背景，纵向引入问题、引出方法，并落实于问题的解决，（如象建筑结构的可靠度的分析与计算，不规则图形的面积计算，土方的计算等）。让学生利用已掌握的实验知识，独立利用计算机去编程、去计算并注重解决问题的多样性。这方面的训练将极大地提高数学知识应用于专业知识的能力。让学生体验从实际问题——数学模型——解决问题——实验报告的数学实验全过程。这种实验对培养学生的创新思维，提高专业技能具有直接的意义。

“数学实验”的期末考试与通常的高等数学考试有也完全不同，全部采用无纸化形式，在计算机房进行，时间两个小时，在电脑上完成并提交。考试内容由两部分组成，一是基础题以检验学生运用数学软件，通过计算机进行高等数学的计算；二是应用题以检验学生运用数学知识解决实际问题的能力。

3开设“数学实验”的收获与体会

3.1有助于激发学生的学习兴趣

“数学实验”从问题出发，抛开抽象的数学定义、定理的推导证明，不追求内容的系统性、完整性，而讲究处理问题的过程与总结出的规律，只需将复杂的公式和方程变为有限的操作程序，即可得到各种需要的数值结果，而这些结果的取得也许用传统的计算方法需要花费十倍甚至几十倍的时间才能解决。对于数学基础较薄弱，怕数学，又不太愿学数学等情况较严重的高职学生来讲，在通过电脑成功地求解了数学问题的时候，使他们享受到了久违了的成功喜悦。为自己也能进入数学的微妙世界，感到新奇与兴奋，一扫以前矮人一头的自卑感，然后以更大的热情投入到新的数学知识的学习中去。让学生在感叹数学奇妙的同时，提高了学习兴趣，促进了对数学的深刻理解。并在实际问题的解决中对社会责任增加一份凝重和对自身的能力平添一份信心。

“数学实验”面向问题的学习方法激发了学生的自信心和求知欲，学生不仅会重新拾起以前学过的知识，而且还自发地找有关书籍，去学习以前课中没有学到的以及其它学科的专业知识，然后去尝试完成新的实验，去经受成功的磨练，从而促进数学与其它专业课程之间的交叉互融，开阔了学生的眼界，达到爱学习，主动学习的目的。

3.2有利于培养学生的创新能力

学生在“数学实验”课程中的学习由过去被动接受转为主动参与，由以前做书本中的习题变化为做自己设计的问题。让学生真正从一个旁观者和听众变成一个主导者，有利于学生学习积极性的发挥及独立思考问题和解决问题能力的锻炼。由于实验任务具有多样性，因此学生可以选择任务的一部分，或者全部来完成，学生还可以改变实验的任务，提出设想，提出条件，在新的设想和条件下完成任务。因此有利于学生创新意识和创造能力的培养。

3.3是高职院校数学教学改革的需要

中央职业教育工作会议及《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》中明确指示：“高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分，培养拥护党的基本路线，适应生产、经营、管理、服务第一线需要的德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才；学生应在具备必要的基础理论知识和专业知识的基础上，重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能，具有良好的职业道德和敬业精神。”

高等职业教育不同于普通高等教育，其区别主要体现在培养目标和培养模式上。高等职业教育是为基层和生产第一线培养技能型、实用型的人才。在人才培养上，坚持以“能力为中心”的培养模式，强调职业性与适应性。重点强化学生的动手能力，突出实践。“数学实验”能促进数学教学改变原有的从概念定理出发进行理论教学的模式，转向加强数学知识的应用能力的培养。提高学生自觉地应用数学知识解决实际问题的能力，能够有效地促进学生基本技能和专业技术水平的提高。

毋庸置疑，开设数学实验是高职院校数学教学改革的需要，是适应高职院校培养目标的需要。