9.1 电荷 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

教学内容（章节） 电荷 课程类型 新课 课时安排 一节 班级 高一（7）班 教学目标： (1)分析摩擦起电和带电体间的相互作用实验现象，知道自然界存在两种电荷。知道电荷量的概念及其国际单位。 (2)会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力。 (3)通过观察摩擦起电、静电感应等现象，激发对自然界的好奇心。 (4)通过不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。 (5)知道元电荷概念，体会电荷量是不连续的。 教学重点、难点： 重点：电荷守恒定律的理解 难点：从物质微观的结构的角度认识物质带电的本质 教 具：橡胶棒、玻璃板、丝绸、毛皮等 教学方法：讲授教学法、实验教学法 教学进程： 一、课程引入 电在生活中有很广泛的应用，我们的生活离不开电。电灯，手机，电脑，信息网络等等等等都需要用到电，如果停电一天会对我们的生活造成很大的影响，电是如此重要的东西。所以今天我们来走进必修三电学这一内容。 为了研究电，首先要获取电，那么如何获取电呢？ 二、摩擦起电 最早人类对于电的获得是在古希腊时期，有一名叫做泰勒斯学者发现摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，并认为摩擦过的琥珀带有电荷。后来人们发现许多物质都能够由于摩擦而带电荷，比如说：摩擦过的笔可以吸引小纸屑，冬天脱毛衣时候会发出噼里啪啦的声音。人们发现： 1. 摩擦带电的物体能够吸引轻小物体 2. 摩擦带电的物体之间有着神奇的性质 【实验探究】将两根橡胶棒和毛皮摩擦，把一根橡胶棒悬空挂起，用另一根橡胶棒靠近它，发现两根棒相互排斥； 将橡胶棒和毛皮摩擦，玻璃棒和丝绸摩擦，把一根橡胶棒悬空挂起，用玻璃板靠近它，发现两根棒子相互吸引。 这样的现象说明了什么？ 1. 带电的物体之间能够相互作用 2. 但是相互作用的形式是不同的，一个是相互排斥，一个是相互吸引，这说明用不同物体摩擦所带电的性质不同，也说摩擦物体所带电荷的种类不同。我们规定毛皮与橡胶棒摩擦带负电荷，丝绸与玻璃棒摩擦带正电荷。经过实验发现，自然界只有正负两种电荷，因为没有发现能对这两种电荷都吸引或排斥的电荷 三、微观解释 了解了电的现象，就要探索为什么会摩擦生电？ 我们知道，这个世界上的物质都是由原子构成的，原子包括带正电荷的质子和带负电荷的电子还有不带电的中子构成，每个原子内的质子的正电荷数和负电荷的数量相等，才会对外界显现出电中性，但是如果物质内的负电荷多于物质内的正电荷，物质整体就会显示出负电性，如果物质内的正电荷多于物质内的负电荷，物质整体就会显示出正电性。 那么也就是说摩擦带电是通过摩擦使得物质内部的电荷数量改变以致于物体带电。 像是橡胶棒、玻璃棒这样的固体，其原子内部的质子和中子都紧密地结合在一起，并且稳原子排列结构十分稳定，不会移动，但是电子受到原子核的束缚就比较弱，容易受到外界的影响而脱离原子，当两个物体摩擦时，受到束缚作用较弱的电子就会脱离物体，而转移到另一个物体上去。失去电子的物体带正电，这就是摩擦起电的原因。 【问题】 1. 对于被毛皮摩擦的橡胶棒，为什么会带负电。 2. 对于被丝绸摩擦的玻璃棒，为什么带正电？ 也就是说橡胶棒对于电子的束缚能力更强，更容易得到电子。我们根据物质对于电子的束缚强弱来决定导电性。像橡胶这样对电子束缚性强的物质，我们称它为绝缘体，因为几乎没有电荷可以在里面移动，而对于金属，它对于电子的束缚性较弱，会有电子可以在里头自由移动的，而正电荷不移动，我们称这样的可以自由移动的电子为自由电子，而失去电子的原子成为带正电的离子 【总结】通过摩擦起电我们发现，使物体带电的本质是物质内的电荷从一个物体移动到另一个物体，使得物体带电 4、 感应起电 那么我们是不是还有其他的方法可以使物体带电？除了用摩擦的方法使电荷移动，我们是不是可以用其他方法让电荷移动？我们刚刚学习了同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，如果把一个电荷放在导体一边，是不是会吸引或排斥其中的自由电子，形成电荷的移动？那么具体是如何带电的我们来看看这样一个实验。 【实验】看书本p3页的实验，用一对绝缘体支柱支持着导体AB，导体下面贴着两片金属箔，导体此时不带电，金属箔闭合。 【回答】 1.当用一个带正电荷的小球当我们用一个带正电荷的小球C靠近导体A，金属箔会有什么变化？为什么？ 2.这时候把绝缘柱上的导体AB分开，然后移开C，金属箔有什么变化？为什么？ 3.在把AB接触会发生什么现象？为什么？ 【解答】 1.金属箔张开，由于异种电荷会相互吸引，同种电荷相互排斥，导体中的自由电子会被吸引到A端，而导体中的失去电子的带正电的原子，也就是离子，虽然会受到C电荷对它的排斥力，但是由于金属原子排列的稳定性，金属的正离子不会移动。这时