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1、基于静电实验教学技能实践记录（实验四）（参考答案）姓名 景培书 实验名称静电演示实验及物理实验的认知属性与特征研究记录时间20132162、起电与带电方法的实验探究实验探究 起电方法的实验探究2.1摩擦及感应起电现象的实验演示（P80）（1）描述实验现象，由此概括出物理实验中常用的起电方法。P80（4）在实验操作的基础上，指出要做好该实验应注意把握哪些实验要领。P80（1）刚打开盖子，细小的水流斜向上射出；摩擦过的有机玻璃棒靠近水流时，水流偏向有机玻璃棒，并有少量水滴溅在其上；当该棒在细流附近移动时，细流也跟着移动。|摩擦起电、感应起电（2）干燥、摩擦、靠近2.2滴水起电现象的实验探究（P80
2、）（1）描述并解释观察到的实验现象。P81（3）简述做好这一实验的关键要素有哪些。P81（1）水流出后，细流未有明显分散迹象，有较大水流声，验电器指针未偏转；过一会儿两细流各自从上至下逐渐散开，象倒立的“喷泉”，几乎听不见水流声，有小液滴飞到金属圆筒上，验电器指针偏角逐渐张大直至稳定。|金属筒由于空气中的自由电荷偶尔带电，形成电场，细流穿过圆筒，一方面被感应，一方面水中异性电荷被吸引而分别落入不同盆中，正反馈电路路致使圆筒上电荷越积越多。（3）干燥、正反馈电路连接。实验探究 带电方法的实验探究2.3用静电感应法使物体带电的实验探究（P81）（1）明晰实验原理，设计实验方案。P81（注：写出实验
3、方案）（1）用图示法表征实验过程中两绝缘导体电荷分布的变化情况。P81（3）分析该实验的实验特征，指出实验的认知属性。P81（1）让带静电的物体接近相互接触的导体，移开接触导体，移开原静电，检验导体各自带电情况。（2）图示表征（略）。（3）基于已有知识探索方法|属于知识应用性认知。2.4验电器工作原理的实验探究（P81）（注：在“分别用”加上“仅用一次产生的静电”）（1）依据实验任务，设计实验步骤。（注：写出实验步骤）P81（2）指出用不同的实验方法使验电器带电时应把握的操作要领。P82 （1）用电吹风吹丝绸和有机玻璃棒；有机玻璃棒与丝绸摩擦；有机玻璃棒逐渐接近（或接触）验电器金属筒；观察指针
4、变化。|有机玻璃棒靠在金属筒上，观察指针变化（2）接近、接触。 3、起电机工作机理的实验探究实验探究 起电机工作原理的实验探究3.1手摇式起电机工作原理的实验探究（P82）（1）描述实验现象，指出描述实验现象应把握的主要描述元素。P82（2）简述该实验现象揭示了哪些静电特性。P82（4）如果逆时针摇动系统的手柄，又会出现怎样的实验现象？P83（1）顺时针缓慢转动手柄，片刻，两金属球间出现闪电弧光，伴有“啪啪”声，过片刻又出现弧光和“啪啪”声，这种现象一直出现；快速转动手柄，同样有弧光和“啪啪”声，且出现频率增大；增大金属球间距，仍以较快速度摇动手柄，过较长时间出现弧光和“啪”声，光弧更长，“啪
5、”声更响。|现象产生条件，现象的表现形式（2）转移、贮存、分布于表面上曲率大的部位、感应。（4）看不到静电现象产生。3.2范德格拉夫起电机工作原理的实验探究（P83）（1）观察并解释转轮的运动现象，指出该起电机的工作原理。P83（4）指出该实验的实验属性及其特征，说明理由。P83 （1）启动（摇动）起电机，一会儿，转轮顺时针转动，由慢至快最终于恒定。|产生的静电转移至转轮尖端，致使尖端附近电场强度很大，使附近的气体分子电离，这些电荷在电场作用下运动，又由于宏观上转轮及附近气体的总动量接近零，转轮与带电粒子分别反向运动。|运动的乳白色橡胶带与金属网磨擦产生静电，带上的静电最终传至球形状金属壳内表
6、面，并转移至外表面最后移至转轮尖端。（4）既定装置工作原理的探究性实验。|探究各知识的组合方式。|要进行观察、分析、推理等认知活动才能初步明晰工作原理；工作原理涉及多方面知识且已组合好。实验拓展 高压放电现象的实验展示3.3雅格布天梯现象的实验观察（P83）（1）描述实验现象。P83（2）分析并指出该实验现象主要蕴含哪些学科原理。P83 （1）两相距上宽下窄的金属杆电极间出现一道“拱形弧光”，弧光不断由下至上运动，弧长不断增大伴有“吱吱”声，上至接近电极顶端弧光消失；弧光两端有亮斑，弧光中部较粗，随着上移，弧光粗的程度增大。每启动仪器一次，上述现象会重复16次左右（2）静电分布规律，电场强度、
7、电离、能量转化、气体对流（热彭胀）等。3.4辉光球现象的实验观察（P83）（2）描述并解释实验现象。P84（3）在完成以上实验任务的基础上，指出该实验的实验属性及属性特征。（）球形电极附近呈显淡而暗红的“火球”，球上有游动着的时隐时现的偏淡的黑色不规则环纹，“火球”与罩内侧之间有弯弯曲曲的不断游弋的弧光，从“火球”到接近罩内侧之前，有些弧光会“长出”两条或两条以上的弧光“触角”。罩近墙壁一侧，弧光数量偏多，其中有一条很亮。手指触罩，有微弱触电感，原来总是“跑”向墙壁的明亮弧光既刻“跑”向指下，并“长出”很多弧光“触角”。|通电时“火球”罩外壳间会有微弱电流，带电粒子撞击到球内气体时会发出多种颜
8、色的光，弧光游弋由罩内气体移动而产生，手触罩改变“火球”周围的电场分布。（3）偏重实验过程呈现的演示性实验|偏重演示程序。 4、静电特性的实验探究实验探究 静电力学特性的实验探究4.1静电跳球现象的实验演示（P85）（3）观察并记录现象。P85 4.4静电电偶现象的实验演示（P86）（2）观察火柴棒的运动情况。P86（2）比较实验前后火柴棒的变化情况，由此可以用来解释哪一类静电现象。P86 缓慢摇动起电机，大部分“火柴棒”转动，倾向于排齐，当转动加快时，更多“火柴棒”转动，倾向于排齐的趋势更明显。（2）摇动起电机前后相比，后者使“火柴棒”倾向于平衡排列，因此可用此解释匀强电场，和极化现象。实验
9、探究 静电场效应特性的实验探究4.5三维电力线的实验演示（P87）（1）明确实验任务，完成相应演示方案的设计。P87（注：要求写下实验任务）（2）分析该实验的知识与认知特征，指出该实验的属性及属性特征。P87 （1）两同种电荷所在空间的电场分布，两异种电荷所在空间的电场分布。（2）静电荷产生的电场空间分布可描绘特定的线予以描述，两电荷在同一空间的分布情形与电荷的性质有关|基于感性事实的抽象。|演示性实验|偏重演示任务的生成。4.6二维电力线的实验演示（P88）（1）描述实验现象。P88（3）依据该实验的属性特征，指出实验时应注意把握的主要实验要素。P88 实验探究 导体电荷分布规律的实验探究4
10、.7静电电风现象的实验演示（P88）（2）描述并解释实验现象。P88 （2）烛焰偏离金属棒尖端，近尖端处火焰凹陷，快摇起电机时火焰上端有被金属棒尖端吸引现象。|尖端附近空气分子与尖端相碰带电，并在电场作用下远离尖端，形成离子流（电风），并沿尖端指向远离而去，故火苗会偏离尖端且有凹陷，又由于气体对流，尖端附近空气少了以后需周围的空气补充，因而出现火焰上端被尖端吸引的现象。4.8导体电荷分布特征的实验探究（P88）（1）描述实验现象，指出该实验现象所揭示的学科原理以及具有的应用价值。P88 （1）放置顶端呈球形金属棒时，球与上板间有弧光，伴有微弱的“啪啪”声；放置顶端呈尖端的金属棒时，也电弧光，弧
11、光很细，有“啪啪”声；两根金属棒同时放入，呈尖端的金属棒最容易出现电弧光。|静电分布于表面曲率大的地方。|在生产生活中可用于清除静电危害。4.9静电”电动机”现象的实验演示（P89）（2）解释实验现象。P89 （2）大量静电聚集在两排尖针处，并使其附近的空气分子电离，带电离子在电场下运动。这些离子一方面撞击近尖针处的塑料筒侧面而产生相对转轴的力矩，另一方面附在塑料筒壁上的电荷在电场作用下，产生电场力矩，这两种力矩共同作用推动转筒。实验探究 导体电荷分布规律的拓展探究4.10空腔导体电荷分布特征的实验探究（P89）（2）给出实验方案并进行演示操作。P89（注：写出实验方案和操作步骤） 用起电机（
12、或用丝绸摩擦过的有机玻璃棒）给空腔导体带上电，用验棒从空腔金属球内、外表面取电，再用验电器检验取电结果。|洁净空腔导体及验电棒；将起电机一根放电杆用导线与空腔体相连；顺时针摇动起电机片刻，取下导线；用验电棒导体端接触腔体内表面后与验电器金属球接触，观察金属箔的张角变化情况；重复上述步骤，实现在空腔外表面取电。5、静电的利用与防范实验探究 在应用中感悟学科知识的价值5.3静电除尘原理的实验探究（P91）（1）描述并解释实验现象。P91摇动起电机前管内模糊，管上端有烟冒出；摇动起电机，管内逐渐清晰，管上端烟逐渐减少，直至看不见。|起电后，管内外间产生电场，管内电极附近场强较大，使附近的气体分子电离，带电粒子在电场作用下运动，被烟尘吸附，并向异性电极运动而相碰放电，许多这样的烟尘最终会聚集在一起形成大粒烟尘，这些烟尘在重力作用下而下落，最终起到除尘作用。
