1 电现象（表格式教学设计）物理教科版2024 九年级上册

3.1 电现象（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 3.1 电现象 教学 目标 物理观念 认识摩擦起电、电流形成及电池供电的本质，建立电荷转移与能量转化的物理观念。 科学思维 能运用模型与推理分析静电现象、电流方向及验电器工作原理，培养科学的思维方法。 科学探究 能通过观察和实验探究电荷间的相互作用及定向移动规律，形成基于现象的分析能力。 科学态度 与责任 了解静电技术的应用与电池的发明，认识电学知识对社会发展的价值，培养环保与安全用电的责任意识。 教材 分析 本节是初中物理电学知识的入门与基础环节，是将电荷、电流、能量转换等核心概念置于实验探究与生活情境中进行感知和理解的关键章节，为学生建立电学基本观念、认识电的本质及其应用奠定了重要的认知基础。 内容主要围绕静电现象与电流的形成两大核心层次展开系统学习： 一是静电现象的本质（从物理视角分析摩擦起电的微观机制，理解电荷转移而非创造的过程，认识两种电荷及其相互作用规律）； 二是电流的形成与应用（从实验与技术视角认识验电器的工作原理、电流的定向移动条件以及电池的能量转化本质）。 在教学过程中，需重点把握“现象观察→实验探究→原理分析→技术应用”的认知逻辑。其中，从原子结构角度解释摩擦起电、理解电流方向的规定以及分析验电器的工作原理是教学重点；而建立电荷转移的微观图景、区分电流方向与电子移动方向以及理解电池内部化学能转化为电能的过程则是学生需要突破的难点。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已学习了电荷、原子结构、能量形式等核心概念，这为理解“摩擦起电的本质是电子转移”和“电池将化学能转化为电能”奠定了知识基础。但学生对“电荷如何定向移动形成持续电流”这一过程缺乏感性认识，对“能量转换”在电路中的具体实现方式理解较为模糊。 2. 思维能力分析：学生已具备一定的实验观察和现象归纳能力，能够通过静电实验感知电荷间的相互作用。但电流的形成是一个不可见的微观过程，验电器的工作原理涉及电荷分布与转移，要求学生建立抽象模型并进行逻辑推理，这对学生的抽象思维和微观想象能力提出了较高挑战。 3. 学习兴趣与态度分析：学生对静电现象（如头发被梳子吸引）、闪电以及各种电池（如手机电池、电动汽车电池）抱有浓厚的兴趣，对“电从哪里来”、“电流如何工作”充满好奇。通过有趣的静电实验、组装简易验电器或水果电池等探究活动，能有效激发其深入探究电学原理的内在动机，并培养其从现象到本质的科学思维习惯。 教学重点 摩擦起电的本质与电荷转移；电荷间的相互作用规律；电流的形成与方向规定。 教学难点 电荷转移的微观解释（电子得失）；电流方向的规定与实际电荷移动方向的区别。 教学 器材 玻璃棒、丝绸、纸屑、毛皮、橡胶棒、验电器、多媒体课件等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】 夜晚万家灯火，教室里电灯明亮，手中手机电量充足——电让我们的世界充满光明与活力。那么：电灯为何会发光？手机靠什么运行？雷电的能量从何而来？ 这些现象都与“电”有关。今天我们一同探索电的奥秘！ 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、静电现象 1. 摩擦起电 【生活实例】梳头发时头发飘起；脱毛衣时产生火花和声响；触摸金属门把手时偶尔被“电”到，这类由于电荷的积累而表现出吸引轻小物体或产生火花的现象，称为静电现象。 早在2500多年前，古希腊人就发现，丝绸摩擦过的琥珀能吸引羽毛。我国东汉学者王充在《衡论》中有“顿牟掇芥”的记载。那么这些静电现象是如何形成的？ 【设计实验】 实验器材：玻璃棒、丝绸、碎纸屑。 实验步骤：将丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近碎纸屑并观察现象。 实验现象：碎纸屑被玻璃棒所吸引。 现象分析：通过摩擦的方式让物体带上了电荷，这种方式叫作摩擦起电，带电物体具有吸引轻小物体的性质。 摩擦起电的微观解释：物质由原子构成，而原子由带正电的原子核和带负电的电子组成。通常情况下，原子呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同，在相互摩擦的过程中，电子从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体，失去电子的物体带上正电荷，得到电子的物体带上负电荷。 【总结】摩擦起电并不是创造电荷，摩擦起电的本质是得失电子，在摩擦过程中原子核束缚电子本领弱的物体的一些电子就会转移到另一个物体上，失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余电子而带负电，两个物体所带电荷量相等。 【例题1】《本草纲目》记载：“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦，“吸得芥子”是由于琥珀摩擦起电而吸引轻小物体。关于上述现象，下列说法中正确的是（　　） A．摩擦过程中产生了电荷 B．摩擦过程中电荷发生了转移 C．摩擦后只有琥珀带上电荷 D．芥子被吸引后与琥珀带异种电荷 【答案】B 2. 两种电荷 研究表明，自然界中只存在两种电荷，为了区分两种电荷，1747年，富兰克林将丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷叫作正电荷，丝绸所带电荷为负电荷；将毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫作负电荷，毛皮所带电荷为正电荷。在摩擦的过程中，电荷总量是守恒的。 电荷守恒：电荷不能被创造，也不能被毁灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从一个地方移动到另一个地方。摩擦起电过程中，电荷总量保持不变，只是重新分布。 结合生活实例引出静电现象，并思考它出现的原因。 设计实验，梳理摩擦起电现象。 结合原子结构概括总结摩擦起电的实质原因。 完成例题1，进一步理解利用摩擦起电的本质。 梳理自然界中的两种电荷以及人类对它们的定义，摩擦过程中的电荷守恒分析。 学习新课 二、电荷间的相互作用 【想一想】通过前面的学习，我们知道自然界中存在两种不同的电荷，电荷之间是否存在相互的作用，它们之间存在什么规律？ 1.电荷间的相互作用 【演示实验】 （1）用丝绸摩擦两根玻璃棒，将一根悬挂，另一根靠近它，观察现象； （2）用毛皮摩擦两根橡胶棒，重复上述操作； （3）用摩擦过的玻璃棒靠近摩擦过的橡胶棒，观察现象。 【实验现象】 实验操作 实验现象 结论 玻璃棒vs玻璃棒 相互排斥 两个带正电荷的物体相互排斥 橡胶棒vs橡胶棒 相互排斥 两个带负电荷的物体相互排斥 玻璃棒vs橡胶棒 相互吸引 一正一负两个带电物体相互吸引 【总结】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 【补充说明】因为带电体具有吸引轻小物体的性质，处理电荷间相互作用问题时，如果两个物体相互排斥，它们必然带同种电荷；如果两个物体相互吸引，它们有可能带异种电荷，也有可能一个物体带电，另一个不带电。 【例题2】甲、乙、丙是三个带电的轻质小球，它们相互作用的情况如图所示。若甲球带正电，则乙球带 电，丙球带 电。 【答案】 负 正 2. 验电器 （1）验电器的主要构造：金属球、金属杆、金属箔以及绝缘外壳。 （2）验电器的工作原理：同种电荷的相互排斥。 （3）验电器的使用方法：①用带电体接触验电器的金属球，金属箔就会张开。②将带电体靠近金属球，验电器的金属箔也会张开。 【分析】①带电体在和金属球接触的过程中电荷会发生转移，让金属球和金属箔带上同种电荷，两个金属箔带上同种电荷后相互排斥而让箔片张开。 ②带电体和金属球靠近但不接触时，带电体吸引验电器中的异种电荷，排斥同种电荷，使验电器上的电荷重新分布，金属球和金属箔分别带上不同性质的电荷，而金属箔在带上同种电荷后相互排斥而让箔片张开。 【总结】验电器是检验物体是否带电的装置，它的工作原理是同种电荷相互排斥，一般情况下它只能判断物体是否带电，无法判断物体电荷的正负，电荷量的多少可通过箔片的张角粗略判断（张角越大，所带电荷量越多）。 【例题3】如下图，大头针插在玻璃瓶的软木塞上，把金属箔悬挂在大头针上。带电体接触大头针后，金属箔张开，此过程（　　） A． 正电荷发生转移 B．可检验带电体的电性 B． C．金属箔带上同种电荷 D．张开角度越小，所带电荷越多 【答案】C 演示实验，总结电荷间的相互作用关系。 进一步讲解电荷间相互作用题型的解题方法。 完成例题2，强化电荷间相互作用的规律。 梳理验电器的构造、工作原理和实验方法。 就验电器工作进行梳理分析。 总结验电器使用时的一般功能和原理。 完成例题3，继续巩固验电器相关知识。 学习新课 三、电荷的移动 【思考】通过前面的学习我们知道电荷可以在物体间发生转移，电荷的转移具有什么特点，正负两种电荷在转移时是否存在区别？ 1. 电流 【演示实验】 实验装置：两个相同的验电器（A和B），其中A带电，B不带电、带绝缘柄的金属棒。 实验步骤：用带绝缘柄的金属棒连接验电器A和 B的金属球，观察两个验电器金属箔的变化。 实验现象：验电器A的金属箔张角变小，验电器B的金属箔张开。 【分析与论证】验电器A原来带有电荷，当用金属棒连接时，电荷通过金属棒发生定向移动直到平衡，最终AB带上同种电荷，A的电荷减少（张角变小），B带上电荷（金属箔张开）。 在物理学中，我们说这种电荷的定向移动形成了电流。正负电荷的定向移动都可以形成电流，我们规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，而负电荷定向移动的方向与电流方向相反。 【补充说明】在金属导体（如铜、银、铝）中，能够定向移动的只有电子，我们把它们叫作自由电子，电子带的是负电荷，即金属导体中电荷（自由电子）的定向移动方向与电流方向是相反的。其他导体（溶液）中正电荷可以定向移动。 【例题4】如图取两个相同的验电器A和B，使A带负电，B不带电，现用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。则（　　） A．可以看到A金属箔的张角增大，B金属箔张开 B．B金属箔张开，是因为箔片都带正电荷相互排斥 C．连接的瞬间，B中的正电荷通过金属棒流向A D．连接的瞬间，棒中有方向为从B流向A的电流 【答案】D 【例题5】关于电荷的认识，下面的说法错误的是（　　） A．自然界只有两种电荷 B．同种电荷相互排斥 C．电流都是由负电荷定向移动形成的 D．正电荷定向移动的方向规定为电流方向 【答案】C 2. 持续电流的产生 【想一想】上述实验中的电流只能维持一小会，在电荷平衡后，电荷不再定向移动，电流也就随之消失，那么怎样才能得到持续的电流呢？ 【历史发现】1780年：意大利生物学家伽伐尼发现：用两种不同金属棒连接死青蛙腿时，蛙腿会抽动，从而发现了生物电现象；1800年：意大利科学家伏打受此启发，用锌片、铜片和盐水浸湿的纸片发明了电池，人类首次获得持续电流。 电池的工作原理：电池有正、负两个极，电池工作时，电池内部发生化学反应，将化学能转化为电能，产生持续电流，在闭合电路中，电流从正极流出，从负极流回电池，在电池内部，继续由负极向正极流动，不断循环。 经过长年发展，现代生活中有很多种不同类型的电池，如：干电池、纽扣电池、铅酸蓄电池、锂电池（用于电动汽车等）等。它们大多都利用了伏打电池的基本原理。 演示实验，解释电流的成因以及电流方向的定义方法。 补充金属导体中自由电子的移动，梳理电荷运动方向与电流方向的关系。 完成例题4例题5巩固对电流的认识。 梳理持续电流的产生条件及电池的工作原理。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．物理课堂上“会飞的章鱼”实验演示中，老师将塑料带剪成细丝制成“章鱼”，用毛皮分别摩擦“章鱼”和塑料管后，将“章鱼”抛向空中，在其下方用塑料管靠近“章鱼”，“章鱼”在空中飞翔不会落下，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．毛皮与塑料管摩擦的过程中创造了电荷 B．毛皮摩擦后的“章鱼”细丝间会相互排斥 C．摩擦后的“章鱼”与毛皮带上了同种电荷 D．“章鱼”不能落下的原理与验电器的工作原理不同 【答案】B 【详解】A．毛皮与塑料管摩擦的过程中电子发生了转移，并非创造了电荷，故A错误； B．用毛皮摩擦 “章鱼”，“章鱼” 带上了同种电荷。根据电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，所以毛皮摩擦后的 “章鱼” 细丝间会相互排斥，故B正确； C．摩擦后的“章鱼”与毛皮一个物体得到电子，另一个物体失去电子，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，故C错误； D．“章鱼” 不能落下是因为同种电荷相互排斥，验电器的工作原理也是同种电荷相互排斥，二者原理相同，故D错误。 故选B。 2．小伟妈妈做饭时，不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上，小伟急中生智，拿塑料小勺在毛料布上摩擦了几下，然后把小勺靠近胡椒粉，胡椒粉立刻被吸附到勺子上，成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是（　　） A．塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电 B．若塑料小勺带负电，则它失去了电子 C．塑料小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷 D．可用验电器检验塑料小勺所带电性 【答案】A 【详解】A．胡椒粉属于轻小物体，带电体能够吸引轻小物体，塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电，故A正确； B．电子带负电，若塑料小勺带负电，则它得到了电子，故B错误； C．摩擦起电的实质是电荷的转移，而不是创造了电荷，塑料小勺带电是通过摩擦的方法转移了电荷，故C错误； D．若已知验电器所带电荷的种类，可用验电器检验塑料小勺所带电性；若不知道验电器所带电荷的种类或验电器不带电，无法确定塑料小勺所带电性；故D错误。 故选A。 3．如图所示，为两个相同的验电器，带正电，带负电，的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度。若用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来，则（　　）    A．电子从M转移到N B．金属棒中始终有电流 C．产生的电流方向从N流向M D．M的金属箔张开的角度减小 【答案】D 【详解】带正电，带负电，的金属箔张开的角度大于的金属箔张开的角度，说明M所带电荷数大于N所带电荷数。用一带绝缘柄的金属棒把和的金属球连接起来，连接的瞬间，电子从N到M移动，N带的负电荷减少，金属箔的张角减小，M带正电荷减少，金属箔的张角减小，当两个验电器所带电荷平衡后，电子将不再定向移动，即金属棒中不再有电流；而电流方向与自由电子定向移动的方向相反，所以金属棒中的瞬间电流方向是M→N，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．如图所示，甲是用毛皮摩擦过的橡胶棒，此时橡胶棒 电子，乙和丙是两个泡沫小球，甲和乙、乙和丙相互作用时的场景分别如图所示，由此可判断：丙带 电。 【答案】 得到 正 【详解】[1]毛皮摩擦橡胶棒的过程中，由于毛皮束缚电子能力比较弱，毛皮失去电子带正电，橡胶棒得到电子带负电。 [2]乙和丙互相排斥，说明乙和丙一定带电，且带同种电荷，甲和乙互相吸引，说明甲和乙一定带异种电荷，由于甲是橡胶棒，带负电，所以乙带正电，所以丙带正电。 5．用丝绸摩擦有机玻璃棒，用毛皮摩擦橡胶棒，使有机玻璃棒和橡胶棒带电。探究带电体间相互作用的实验现象，如图甲、乙、丙所示。 (1)摩擦起电是将 由一个物体转移到另一个物体。 (2)图甲或图乙中的实验现象表明 。 (3)小明用一根和干抹布摩擦过的塑料吸管靠近悬挂着的有机玻璃棒，出现排斥现象，则可以推测该吸管靠近悬挂着的橡胶棒时，出现 现象。 【答案】(1)电子 (2)同种电荷相互排斥 (3)吸引 【详解】（1）摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的一方带负电，失去电子的一方带正电。 （2）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，从图甲和图乙可以看出，他们都是带了同种电荷而相互排斥，所以可以得出结论：同种电荷相互排斥。 （3）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，塑料吸管跟它相互排斥，由同种电荷相互排斥知，塑料吸管带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因为异种电荷相互吸引，所以当带正电的塑料吸管靠近带负电的橡胶棒时，它们会相互吸引。 6．如图，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器金属球，验电器的金属箔张开，这是由于两片金属箔带 （填“同种”或“异种”）电荷相互排斥；橡胶棒接触金属球的瞬间，电流的方向为 （填“金属球到金属箔”或“金属箔到金属球”）。 【答案】 同种 金属箔到金属球 【详解】[1]用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器金属球，验电器的金属箔带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以箔片张开。 [2]橡胶棒带负电，接触金属球的瞬间，电子从橡胶棒到金属球，则电流的方向是从金属箔到金属球，因为物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 板 书 设 计 第1节 电现象 一、摩擦起电：本质是电子的转移，束缚电子能力弱的物体失去电子带正电（如：丝绸摩擦过的玻璃棒），束缚电子能力强的物体得到电子带负电（如毛皮摩擦过的橡胶棒），摩擦后的两物体带上等量异种电荷。 2、 电荷间的相互作用：相互排斥的物体必然带同种电荷，相互吸引的物体可能带异种电荷，也可能是一个物体带电，另一个不带电。 3、 验电器的作用：检验物体是否带电；原理：同种电荷的相互排斥。 4、 电流的成因：电荷的定向移动；电流的方向：正电荷的运动方向；金属导体中只有自由电子可以定向移动，电子定向移动的方向与电流方向相反。 课 堂 小 结 3.1 电现象 作 业 1. 完成课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步分层作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $