基于靜電實驗教學技能實踐記錄（實驗四）（參考答案）姓名景培書實驗名稱靜電演示實驗及物理實驗的認知屬性與特征研究記錄時間2013．2．162、起電與帶電方法的實驗探究[實驗探究]——起電方法的實驗探究2.1摩擦及感應起電現象的實驗演示（P80）（1）描述實驗現象，由此概括出物理實驗中常用的起電方法。P80（4）在實驗操作的基礎上，指出要做好該實驗應注意把握哪些實驗要領。P80（1）剛打開蓋子，細小的水流斜向上射出；摩擦過的有機玻璃棒靠近水流時，水流偏向有機玻璃棒，并有少量水滴濺在其上；當該棒在細流附近移動時，細流也跟著移動。||摩擦起電、感應起電（2）干燥、摩擦、靠近2.2滴水起電現象的實驗探究（P80）（1）描述并解釋觀察到的實驗現象。P81（3）簡述做好這一實驗的關鍵要素有哪些。P81（1）水流出后，細流未有明顯分散跡象，有較大水流聲，驗電器指針未偏轉；過一會兒兩細流各自從上至下逐漸散開，象倒立的“噴泉”，幾乎聽不見水流聲，有小液滴飛到金屬圓筒上，驗電器指針偏角逐漸張大直至穩定。||金屬筒由于空氣中的自由電荷偶爾帶電，形成電場，細流穿過圓筒，一方面被感應，一方面水中異性電荷被吸引而分別落入不同盆中，正反饋電路路致使圓筒上電荷越積越多。（3）干燥、正反饋電路連接。[實驗探究]——帶電方法的實驗探究2.3用靜電感應法使物體帶電的實驗探究（P81）（1）明晰實驗原理，設計實驗方案。P81（注：寫出實驗方案）（1）用圖示法表征實驗過程中兩絕緣導體電荷分布的變化情況。P81（3）分析該實驗的實驗特征，指出實驗的認知屬性。P81（1）讓帶靜電的物體接近相互接觸的導體，移開接觸導體，移開原靜電，檢驗導體各自帶電情況。（2）圖示表征（略）。（3）基于已有知識探索方法||屬于知識應用性認知。2.4驗電器工作原理的實驗探究（P81）（注：在“分別用”加上“僅用一次產生的靜電”）（1）依據實驗任務，設計實驗步驟。（注：寫出實驗步驟）P81（2）指出用不同的實驗方法使驗電器帶電時應把握的操作要領。P82（1）用電吹風吹絲綢和有機玻璃棒；有機玻璃棒與絲綢摩擦；有機玻璃棒逐漸接近（或接觸）驗電器金屬筒；觀察指針變化。||有機玻璃棒靠在金屬筒上，觀察指針變化（2）接近、接觸。3、起電機工作機理的實驗探究[實驗探究]——起電機工作原理的實驗探究3.1手搖式起電機工作原理的實驗探究（P82）（1）描述實驗現象，指出描述實驗現象應把握的主要描述元素。P82（2）簡述該實驗現象揭示了哪些靜電特性。P82（4）如果逆時針搖動系統的手柄，又會出現怎樣的實驗現象？P83（1）順時針緩慢轉動手柄，片刻，兩金屬球間出現閃電弧光，伴有“啪啪”聲，過片刻又出現弧光和“啪啪”聲，這種現象一直出現；快速轉動手柄，同樣有弧光和“啪啪”聲，且出現頻率增大；增大金屬球間距，仍以較快速度搖動手柄，過較長時間出現弧光和“啪”聲，光弧更長，“啪”聲更響。||現象產生條件，現象的表現形式（2）轉移、貯存、分布于表面上曲率大的部位、感應。（4）看不到靜電現象產生。3.2范德格拉夫起電機工作原理的實驗探究（P83）（1）觀察并解釋轉輪的運動現象，指出該起電機的工作原理。P83（4）指出該實驗的實驗屬性及其特征，說明理由。P83（1）啟動（搖動）起電機，一會兒，轉輪順時針轉動，由慢至快最終于恒定。||產生的靜電轉移至轉輪尖端，致使尖端附近電場強度很大，使附近的氣體分子電離，這些電荷在電場作用下運動，又由于宏觀上轉輪及附近氣體的總動量接近零，轉輪與帶電粒子分別反向運動。||運動的乳白色橡膠帶與金屬網磨擦產生靜電，帶上的靜電最終傳至球形狀金屬殼內表面，并轉移至外表面最后移至轉輪尖端。（4）既定裝置工作原理的探究性實驗。||探究各知識的組合方式。||要進行觀察、分析、推理等認知活動才能初步明晰工作原理；工作原理涉及多方面知識且已組合好。[實驗拓展]——高壓放電現象的實驗展示3.3雅格布天梯現象的實驗觀察（P83）（1）描述實驗現象。P83（2）分析并指出該實驗現象主要蘊含哪些學科原理。P83（1）兩相距上寬下窄的金屬桿電極間出現一道“拱形弧光”，弧光不斷由下至上運動，弧長不斷增大伴有“吱吱”聲，上至接近電極頂端弧光消失；弧光兩端有亮斑，弧光中部較粗，隨著上移，弧光粗的程度增大。每啟動儀器一次，上述現象會重復16次左右（2）靜電分布規律，電場強度、電離、能量轉化、氣體對流（熱彭脹）等。3.4輝光球現象的實驗觀察（P83）（2）描述并解釋實驗現象。P84（3）在完成以上實驗任務的基礎上，指出該實驗的實驗屬性及屬性特征。Ｐ８４（１）球形電極附近呈顯淡而暗紅的“火球”，球上有游動著的時隱時現的偏淡的黑色不規則環紋，“火球”與罩內側之間有彎彎曲曲的不斷游弋的弧光，從“火球”到接近罩內側之前，有些弧光會“長出”兩條或兩條以上的弧光“觸角”。罩近墻壁一側，弧光數量偏多，其中有一條很亮。手指觸罩，有微弱觸電感，原來總是“跑”向墻壁的明亮弧光既刻“跑”向指下，并“長出”很多弧光“觸角”。||通電時“火球”罩外殼間會有微弱電流，帶電粒子撞擊到球內氣體時會發出多種顏色的光，弧光游弋由罩內氣體移動而產生，手觸罩改變“火球”周圍的電場分布。（3）偏重實驗過程呈現的演示性實驗||偏重演示程序。4、靜電特性的實驗探究[實驗探究]——靜電力學特性的實驗探究4.1靜電跳球現象的實驗演示（P85）（3）觀察并記錄現象。P854.4靜電電偶現象的實驗演示（P86）（2）觀察火柴棒的運動情況。P86（2）比較實驗前后火柴棒的變化情況，由此可以用來解釋哪一類靜電現象。P86緩慢搖動起電機，大部分“火柴棒”轉動，傾向于排齊，當轉動加快時，更多“火柴棒”轉動，傾向于排齊的趨勢更明顯。（2）搖動起電機前后相比，后者使“火柴棒”傾向于平衡排列，因此可用此解釋勻強電場，和極化現象。[實驗探究]——靜電場效應特性的實驗探究4.5三維電力線的實驗演示（P87）（1）明確實驗任務，完成相應演示方案的設計。P87（注：要求寫下實驗任務）（2）分析該實驗的知識與認知特征，指出該實驗的屬性及屬性特征。P87（1）兩同種電荷所在空間的電場分布，兩異種電荷所在空間的電場分布。（2）靜電荷產生的電場空間分布可描繪特定的線予以描述，兩電荷在同一空間的分布情形與電荷的性質有關||基于感性事實的抽象。||演示性實驗||偏重演示任務的生成。4.6二維電力線的實驗演示（P88）（1）描述實驗現象。P88（3）依據該實驗的屬性特征，指出實驗時應注意把握的主要實驗要素。P88[實驗探究]——導體電荷分布規律的實驗探究4.7靜電電風現象的實驗演示（P88）（2）描述并解釋實驗現象。P88（2）燭焰偏離金屬棒尖端，近尖端處火焰凹陷，快搖起電機時火焰上端有被金屬棒尖端吸引現象。||尖端附近空氣分子與尖端相碰帶電，并在電場作用下遠離尖端，形成離子流（電風），并沿尖端指向遠離而去，故火苗會偏離尖端且有凹陷，又由于氣體對流，尖端附近空氣少了以后需周圍的空氣補充，因而出現火焰上端被尖端吸引的現象。4.8導體電荷分布特征的實驗探究（P88）（1）描述實驗現象，指出該實驗現象所揭示的學科原理以及具有的應用價值。P88（1）放置頂端呈球形金屬棒時，球與上板間有弧光，伴有微弱的“啪啪”聲；放置頂端呈尖端的金屬棒時，也電弧光，弧光很細，有“啪啪”聲；兩根金屬棒同時放入，呈尖端的金屬棒最容易出現電弧光。||靜電分布于表面曲率大的地方。||在生產生活中可用于清除靜電危害。4.9靜電”電動機”現象的實驗演示（P89）（2）解釋實驗現象。P89（2）大量靜電聚集在兩排尖針處，并使其附近的空氣分子電離，帶電離子在電場下運動。這些離子一方面撞擊近尖針處的塑料筒側面而產生相對轉軸的力矩，另一方面附在塑料筒壁上的電荷在電場作用下，產生電場力矩，這兩種力矩共同作用推動轉筒。[實驗探究]——導體電荷分布規律的拓展探究4.10空腔導體電荷分布特征的實驗探究（P89）（2）給出實驗方案并進行演示操作。P89（注：寫出實驗方案和操作步驟）用起電機（或用絲綢摩擦過的有機玻璃棒）給空腔導體帶上電，用驗棒從空腔金屬球內、外表面取電，再用驗電器檢驗取電結果。||潔凈空腔導體及驗電棒；將起電機一根放電桿用導線與空腔體相連；順時針搖動起電機片刻，取下導線；用驗電棒導體端接觸腔體內表面后與驗電器金屬球接觸，觀察金屬箔的張角變化情況；重復上述步驟，實現在空腔外表面取電。5、靜電的利用與防范[實驗探究]——在應用中感悟學科知識的價值5.3靜電除塵原