3.1 电现象 教学设计 2024-2025学年教科版初中物理九年级上册

电现象——教学设计 教学目标 1.认识摩擦起电现象,会运用摩擦起电的知识解释一些简单的相关现象。 2.经历两种电荷和电荷间相互作用规律的探究过程,能对实验现象进行分析推理,得出自然 界中只存在两种电荷和电荷间的相互作用规律。 3.知道原子是由原子核和电子构成的,了解原子的核式结构模型和人类探索微观世界的大致 进程。能用原子的核式结构模型解释物体摩擦后带电的原因,能主动引用证据进行分析推理, 具有使用科学证据的初步能力,体会物理研究的重要方法——建构模型。 4.知道验电器的构造、作用及工作原理,会用验电器检验物体是否带电。 5.通过自制发光管发光实验的分析和讨论过程,能从有关现象分析推理得出电荷的定向移动 形成电流的结论,知道电流方向规定,了解产生持续电流的条件、电池外部电流的方向。认 识电流探究的完整过程,形成科学严谨、实事求是的科学态度。 6.通过对中国航天火药雕刻师工作中静电现象的危害分析,体会物理学在促进生产生活发展 中的作用,逐步养成实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。 教学内容 教学重点: 两种电荷的概念以及电荷间相互作用的规律。 教学难点: 摩擦起电的实质。 教学过程 时间 教学环节 主要师生活动 1min 引入新课 【创设情境】:学生观看视频“静电飞花”,圆盘塑料板放置在水平 桌面上并安装接地线,用羊毛快速、反复摩擦塑料板,将金属盘放在 塑料盘上并接触塑料盘上的金属螺丝钉,将碎纸屑撒在金属盘上,手 持金属盘的绝缘手柄,向上抬起金属盘。 【 思 考 】:为什么金属盒抬起后会看到漫天飞花的现象呢? 碎纸屑先不动,后漫天飞舞——这是一种电现象,引出电现象这 一主题。 1min 静电现象 1.摩擦起电 【创设情境1】:电现象自古便有,让我们跨越时间长廊,追根溯源。 【物理学史】:介绍关于琥珀能吸引轻小物体的物理学史;2500年前, 古希腊人发现,用丝绸摩擦过的琥珀,竟然能吸起地上的羽毛,这是 一种电现象。吉尔伯特发现琥珀外,还有许多物体经过摩擦都有吸引 力并将其归结为电力,并用希腊文琥珀一词创造了“电”这个新词, 人类第一次有了电的概念。 【 思 考 】:生活中还有哪些电现象? 【创设情境】:用摩擦过的塑料瓶靠近头发,头发被吸引起来;丝绸 摩擦过的玻璃棒靠近泡沫小球,立刻被吸上来,同时听到噼里啪啦的 声 音 ; 【 思 考 】:以上这些现象说明上述物体经过摩擦后发生了一些变化, 发生了什么变化呢? 摩擦后的物体带了“电”,或者说带了电荷,带电体能够吸引轻 小物体,用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。 【创设情境】:生活中静电现象——触摸静电高压球“怒发冲冠”现 象、脱毛衣、开门被电等。 2.两种电荷 和电荷之间 的相互作用 【提出问题】:带电体能够吸引轻小物体,他们之间有没有相互作用 呢?经历科学家的探究过程,寻找现象背后的本质。 【科学探究】:提供A类:玻璃棒和橡胶棒各2个、塑料勺、气球; B类:毛皮、丝绸、毛巾、纸巾生活中常见物体,选择A、B类各任选 一种器材依次相互摩擦。摩擦后的带电体两两互相靠近,将实验现象 填入表格中。 【探究过程】:带电体和带电体之间相互靠近: 1.丝绸摩擦的玻璃棒依次靠近丝绸摩擦的玻璃棒、纸巾摩擦的塑料勺、 毛皮摩擦的橡胶棒、毛巾摩擦的气球,观察并记录现象; 6min 2.两种电荷 和电荷之间 的相互作用 带电体 相互作用 电荷种类 玻璃棒(丝绸) 玻璃棒(丝绸) 玻璃棒(丝绸) 塑料勺(纸巾) 玻璃棒(丝绸) 橡胶棒(毛皮) 玻璃棒(丝绸) 气球(毛巾) 【 思 考 】:电荷之间是否有相互作用?排斥、吸引 【解决策略】:分析电荷间的相互作用的特点 1.玻璃棒作为参考的带电体: 玻璃棒和玻璃棒的电荷种类是相同的——互相排斥。 互相排斥——塑料勺和玻璃棒的电荷种类是相同的。 互相吸引——橡胶棒和玻璃棒的电荷种类是不同的。 互相吸引——气球和玻璃棒的电荷种类是不同的。 【 总 结 】:橡胶棒和气球所带的电荷种类均与丝绸摩擦过的玻璃棒不 同 。 【 思 考 】:橡胶棒和气球所带电荷种类是否相同呢? 2.毛皮摩擦的橡胶棒依次靠近毛皮摩擦的橡胶棒、纸巾摩擦的塑料勺、 毛巾摩擦的气球,观察并记录现象; 带电体 相互作用 电荷种类 橡胶棒(毛皮) 橡胶棒(毛皮) 橡胶棒(毛皮) 气球(毛巾) 橡胶棒(毛皮) 塑料勺(纸巾) 【解决策略】:分析电荷间的相互作用的特点 2.橡胶棒作为参考的带电体: 橡胶棒和橡胶棒的电荷种类是相同的——互相排斥。 互相排斥——气球和橡胶棒的电荷种类是相同的。 互相吸引——塑料勺和橡胶棒的电荷种类是不同的。 【 总 结 】:塑料勺所带电荷种类和丝绸摩擦过的玻璃棒相同,气球所 带电荷种类和毛皮擦过的橡胶棒相同。 【 思 考 】:气球和塑料勺所带电荷种类不同,通过实验3来验证是否 互相吸引? 2.两种电荷 和电荷之间 的相互作用 3.毛巾摩擦的气球靠近纸巾摩擦的塑料勺,观察并记录现象。 带电体 相互作用 电荷种类 气球(毛巾) 塑料勺(纸巾) 【解决策略】:分析电荷间的相互作用的特点 3.塑料勺作为参考的带电体: 互相吸引——气球和塑料勺的电荷种类是不同的。 【 总 结 】:通过实验探究得出塑料勺和气球的电荷种类分别与玻璃棒 或橡胶棒相同。科学研究不是一蹴而就的,许多科学家做了大量的实 验研究,结果与咱们的发现一样,无论用什么方法使物体带电,物体 所带的电荷或者和丝绸摩擦过的玻璃棒相同,或者和毛皮摩擦过的橡 胶棒相同,从没有发现过第三种电荷。事实证明,自然界只存在两种 电荷。 【物理学史】:1747年美国人富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的 电荷叫做正电荷,把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。 【 思 考 】:电荷间的相互作用规律? 同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 2min 3.原子结构 【 思 考 】:物体为什么通过摩擦起电可以带上正或负电荷? 【解决策略】:展示原子结构——原子是由原子核与电子组成的,原 子核带正电,电子带负电。在通常情况下,原子是电中性的,由原子 组成的物体也呈电中性。不同物质的原子核束缚核外电子的本领不同。 【拓展应用】:丝绸和玻璃,玻璃的原子核对电子的束缚能力较弱, 当玻璃棒与丝绸摩擦时,就会有一部分电子从玻璃棒转移到丝绸上, 这样玻璃棒由于缺少电子而带上了正电;同时丝绸由于得到了多余的 电子而带上了负电,即发生了电子转移。 【 思 考 】:摩擦起电的实质? 【 总 结 】:摩擦起电并没不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移 到另一个物体,使正、负电荷分开了。 1min 4.验电器 【 思 考 】:现有一未知带电体,该如何判断物体是否带电? (1)是否吸引轻小物体;(2)通过观察它和已知带电体之间的相互 作用来判断。 【解决策略】:介绍验电器构造、作用和使用方法。 【 思 考 】:验电器如何检测物体带电的?工作原理是什么? 用带电体接触验电器的金属球,有一部分电荷通过金属球、金属 杆,转移到了两片金属箔上,两片金属箔带同种电荷,由于互相排斥 而张开了。所以,验电器的工作原理是“同种电荷互相排斥”。 1min 实验揭秘 【引课视频揭秘】:使物体带电的方式有很多种,不仅包括我们今天 学习的摩擦起电,还有感应起电和接触带电,这两种我们将在高中的 物理课堂上研究。 毛皮摩擦塑料盘,塑料盘带负电,盘边有一接地螺丝钉,当金属 盘放在塑料盘上,并与螺丝钉接触,由于静电感应,金属盘上表面无 电荷,撒上纸花,纸花不动;抬起金属盘后,盘下表面正电荷分布到 上下表面,电传到纸花上,纸花带正电荷,同种电荷相互排斥而向上 飞起。 2min 电流 1. 电流 【 思 考 】:验电器除了检验物体是否带电,还有哪些用途呢? 【解决策略】:观察发光管发光实验装置——实验前两个验电器的张 角处于闭合状态,请同学们认真观察视频中两验电器张角和自制发光 管发光情况。 【 思 考 】:我们看到了发光,感觉有电流通过,里面到底发生了什么? 【解决策略】:开关断开时,导线里面主要是铜线,自制发光管是铝 箔,金属里面含有大量自由电子,大部分电子被原子核束缚在原子范 围内,但也有一部分电子能够脱离原子核的束缚,在整块金属中自由 移动。 【 思 考 】:没有通电前,自由电子是做无规则运动。通电以后自由电 子怎样运动? 自由电子发生了定向移动形成电流。19世纪初,物理学家们刚刚 开始研究电流,还不清楚究竟是哪种电荷在定向移动,把正电荷定向 移动的方向规定为电流的方向。如果导线电流是由负电荷定向移动形 成的,负电荷定向移动的方向,就与规定的电流方向相反。 1min 2.电池 【创设情境】:自制发光管的闪亮只在一瞬间,科学家们一直在苦苦 寻找获得持续的电流的方法。 【物理学史】:一只青蛙的抽动刚好给伏打带来了启示::1780年, 意大利的物理学家伽伐尼发现,用连接起来的两个不同金属棒接触一 只死青蛙的腿,蛙腿会像触电一样抽动。在伽伐尼的启发下,1800年, 伏打用锌片和铜片夹上盐水浸湿的纸片,发明了电池,使人们第一次 获得了持续的电流。 电池有正负两个极,使用时将化学能转化为电能。自由电子从负 极流到正极,因此电流从正极流出,从负极流回电池。生活中常见的 干电池,纽扣电池等均是把“电”以化学能的形式储存起来。 1min 科技前沿 【创设情境】:静电的杀伤力究竟有多大,观看视频——火药雕刻师 徐立平为铸“利剑”,不畏艰难,勇往直前。 同学们,请带着我们对科学的好奇心,坚定梦想,未来一定会拥 有属于自己的星空。抬望航天梦,俯刻匠人心,一起守护星辰大海的 征途。 1min 总结巩固 作业布置 1.本节课你有哪些收获? 了解带电体的性质,认识摩擦起电现象,知道摩擦起电实质;探 究电荷间的相互作用规律;了解验电器的原理和作用;知道电荷的定 向移动形成电流,了解电流方向的规定方法;认识电池,知道电池外 部电流的方向是从电源正极流向负极。 2.作业: (1)基础性作业—— “学生资源”中的课后练习; (2)拓展性作业——给出“静电章鱼”实验图片,学习了本节课内容, 你知道“静电章鱼”实验的原理吗?观察“章鱼”的形状——高中的 我们将对“光芒四射”的形状进行深入分析,课后同学们选择家里现 有的实验器材制作属于你的独一无二的“静电章鱼”。 学科网(北京)股份有限公司 $$