13.1 两种电荷（导学案）物理沪粤版2024九年级上册

13.1 两种电荷（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 2.4.1 观察摩擦起电现象，了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。 物理观念：形成电荷、正电荷、负电荷等物理概念，理解电荷间相互作用规律，构建对电的初步物理观念，能运用这些观念解释摩擦起电、静电现象等简单电现象。 科学思维：通过观察摩擦起电、电荷间相互作用等实验，经历科学探究过程，培养分析、归纳、推理等科学思维能力，如从实验现象归纳出电荷间相互作用规律。 科学探究：经历 “观察摩擦起电现象”“探究电荷间的相互作用” 等实验探究，学会制定简单实验方案，收集、分析实验证据，提升科学探究素养。 科学态度与责任：了解静电现象在生活、生产中的应用与防止，认识科学技术对社会发展的影响，培养将物理知识服务于生活、关注安全（如雷电防护 ）的责任意识，以及对物理历史（古代静电现象发现 ）的科学态度。 【学习重点】 1．理解摩擦起电现象，掌握电荷、正电荷、负电荷的概念； 2．探究并理解电荷间相互作用规律（同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引 ）； 3．了解验电器的工作原理及用途，知道物体带电的检验方法； 4．理解静电现象的应用（如静电喷涂、静电除尘等 ）和防止（如避雷针 ）实例，认识静电对生活、生产的影响。 【学习难点】 1．从微观角度（原子结构、电荷转移 ）理解摩擦起电的本质，突破 “物体带电是由于电子转移” 这一抽象知识的理解； 2．准确运用电荷间相互作用规律，解释复杂情境下的静电现象，如生活中多种物体摩擦后的带电及相互作用情况分析； 3．区分静电现象的应用与防止原理，灵活联系实际举例并阐述，培养知识迁移和应用能力。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．在空气干燥的情况下，用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子而带______，而丝绸由于得到电子带______。同样，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒得到电子而带负电，而毛皮由于失去电子就带正电荷。 2．通过实验可以发现，______电荷相互排斥，______电荷相互吸引。 3．当带电体接触未带电的验电器的金属球时，就有一部分电荷发生______，验电器中的两片金属箔由于带同种电荷，互相______而张开一定的角度。 【课堂探究】 探究一、摩擦起电现象与电荷的定义——做实验、明概念 1．探究目标 通过动手实验观察摩擦起电现象，深度理解“带电”本质，即物体获得吸引轻小物体的特性。精准掌握“摩擦起电”的定义，明确自然界中两种电荷（正电荷、负电荷）的科学规定。 2．探究过程 实验操作：教材活动1——观察摩擦起电 分组准备实验器材：塑料梳子/玻璃棒、干燥化纤衣服/丝绸、碎纸屑，按步骤操作并详细记录： 步骤1：将塑料梳子（或玻璃棒）在干燥的化纤衣服（或丝绸）上反复摩擦5-10次； 步骤2：将摩擦后的梳子（或玻璃棒）靠近碎纸屑（保持1-2cm距离），仔细观察现象； 现象记录：摩擦后的梳子/玻璃棒能够吸引碎纸屑、头发等轻小物体。 概念提炼：带电与摩擦起电 结合实验现象，开展小组讨论并归纳总结： 带电（带电荷）：当物体具备吸引轻小物体的能力时，表明其带有电荷； 摩擦起电：通过摩擦的方式使物体带电的过程，称为摩擦起电（例如梳头时梳子吸附头发、脱衣服时产生电火花）。 两种电荷的规定：教材图13-1-2解读 阅读教材中“两种电荷”定义，完成以下表格填写，清晰界定电荷分类标准： 电荷类型 规定依据（摩擦组合） 电荷符号 常见带电体示例 正电荷 丝绸摩擦过的玻璃棒 + 摩擦后的玻璃棒 负电荷 毛皮摩擦过的橡胶棒 - 摩擦后的橡胶棒、塑料尺 拓展思考：教材“信息浏览”古书记载 研读西汉《春秋纬・考异邮》“玳瑁吸诺”、西晋《博物志》“梳头脱衣有光有声”的记载，展开讨论：古人观察到的这些现象，其本质同样是摩擦起电，与现代实验现象完全一致。 3．探究结论 摩擦起电的本质：摩擦促使物体获得吸引轻小物体的带电性质，本质是电荷转移的过程。 电荷分类：自然界仅存在正电荷和负电荷，分别以“丝绸摩擦的玻璃棒”和“毛皮摩擦的橡胶棒”作为标准定义。 【例题1】小红同学在镜子前用塑料梳子梳头，她发现头发会越梳越蓬松，这是因为摩擦后头发带了______电荷（选填“同种”或“异种”），摩擦起电的实质是______在物体间转移。 探究二：电荷间的相互作用规律——探实验、找规律 1．探究目标 通过对比实验，归纳总结“同种电荷”“异种电荷”的相互作用规律。结合闪电、手摇起电机等实例，透彻理解“放电现象”本质，即异种电荷的中和过程。 2．探究过程 实验探究：教材活动2——电荷间的相互作用 分组准备实验器材：2根丝绸摩擦的玻璃棒、2根毛皮摩擦的橡胶棒、细线，按以下步骤操作并记录现象： 实验步骤 实验内容（带电体组合） 观察现象（吸引/排斥） 分析（电荷类型关系） 1 两根丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近 相互排斥 同种电荷（均为正电荷） 2 两根毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近 相互排斥 同种电荷（均为负电荷） 3 丝绸摩擦的玻璃棒靠近毛皮摩擦的橡胶棒 相互吸引 异种电荷（正电荷与负电荷） 规律总结：电荷间的相互作用 基于实验数据，经小组讨论得出结论：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 放电现象分析：教材图13-1-4与闪电 手摇起电机：摇动手柄使起电盘转动，两个金属球带上异种电荷，当电荷积累到一定程度，便会发生“火花放电”（即异种电荷瞬间中和）； 闪电：这是带异种电荷的云层之间，或带电云层与大地之间发生的大规模瞬间放电现象； 补充概念：物体带电时，尖端部分更容易发生放电（尖端放电），避雷针便是利用该原理进行工作。 小组讨论：生活中的放电现象 举例说明：冬天脱毛衣时产生的“噼啪声”与火花、干燥天气触摸门把手时的“触电感”，本质上都是摩擦起电后的放电现象。 3．探究结论 电荷相互作用规律：同种电荷排斥，异种电荷吸引，这是判断物体带电性质的核心依据。 放电现象本质：带异种电荷的物体相互靠近时，电荷瞬间中和，同时伴随光（火花）、声（噼啪声）等现象，尖端放电是常见的放电形式。 【例题2】用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带______电，用这个橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两金属箔片由于带同种电荷互相______而张开；A、B、C三个轻质小球，已知A带负电，B和A互相吸引，C和A互相排斥，则B、C两个轻质小球，一定带电的是______小球。若将另一个小球去靠近轻小的纸屑，发现有吸引现象，则该小球______。 探究三：验电器的工作原理与使用——认构造、懂原理 1．探究目标 准确识别验电器的主要构造（金属球、金属杆、金属箔/指针），明确各部件功能。深入理解验电器检验物体带电的原理（电荷转移+同种电荷排斥），并能实际操作检验物体是否带电。 2．探究过程 构造认知：教材图13-1-6两种验电器 观察“金属箔验电器”和“指针验电器”结构图，小组分工讲解各部件作用： 金属球：作为接触带电体接收电荷的“入口”； 金属杆：负责传导电荷，将金属球接收的电荷传递至金属箔/指针； 金属箔/指针：带电后因“同种电荷排斥”而张开，以此显示物体是否带电。 原理分析：验电器为何能检验带电？ 结合教材内容，分步推导原理： 第一步：将带电体与验电器的金属球接触； 第二步：带电体上部分电荷通过金属杆转移到金属箔/指针上； 第三步：两片金属箔（或指针与金属杆）带上同种电荷，因相互排斥而张开； 关键规律：带电体所带电荷越多，金属箔张开的角度越大，可直观反映电荷多少。 实验操作：用验电器检验物体带电情况 分组使用验电器，完成以下检验任务并记录： 待检验物体 检验步骤 现象（金属箔是否张开） 结论（是否带电） 丝绸摩擦过的玻璃棒 用玻璃棒接触验电器金属球 张开 带电（正电荷） 丝绸摩擦过的铅笔（木质） 用铅笔头接触验电器金属球 不张开 不带电 丝绸摩擦过的塑料三角尺 用三角尺接触验电器金属球 张开 带电（负电荷） 干燥的手指 用手指接触验电器金属球 不张开 不带电 拓展思考：教材“课外活动”——制作简易验电器 探讨简易验电器的制作原理（利用铝箔的导电性和轻小特性替代金属箔）：以塑料瓶为外壳，泡沫塑料作瓶塞，金属丝穿过瓶塞，下端粘贴铝箔，接触带电体后铝箔因同种电荷排斥而张开。 3．探究结论 验电器构造：核心部件为“金属球-金属杆-金属箔/指针”，均为导体，便于电荷传导。 工作原理：基于电荷转移+同种电荷排斥，通过金属箔是否张开判断物体是否带电，张开角度可反映带电量多少。 【例题3】用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔片张开，如图所示。由于丝绸的原子核束缚电子的能力比玻璃棒强，丝绸与玻璃棒在摩擦过程中______上的电子转移到______上，验电器箔片张开是因为两个箔片带了______电荷。 探究四：静电现象的应用与防止——析实例、辨利弊 1．探究目标 了解静电现象在生产生活中的应用（如静电喷涂、静电除尘等），明确其应用原理（异种电荷吸引）。认识静电危害（如雷电损毁建筑、油罐车静电起火），掌握防止静电的有效措施（如避雷针、接地）。 2．探究过程 静电的应用：教材实例分析 阅读教材中静电应用内容，小组讨论并完成下表，明晰应用原理： 应用场景 工作原理（结合电荷规律） 优势（解决的问题） 静电喷涂 雾状油漆带一种电荷，待喷涂物件带异种电荷，异种电荷吸引使油漆定向附着 油漆利用率高，喷涂均匀 静电除尘 烟囱中尘埃带电，向带异种电荷的金属网运动，被吸附收集 减少空气中的粉尘污染 静电复印 利用静电使墨粉吸附在纸张上，实现文字/图像复制 快速复印，提高办公效率 静电的危害与防止：教材实例与生活案例 结合教材“避雷针”“油罐车铁链”及生活经验，分析危害及对应防止措施： 静电危害 危害表现（后果） 防止措施 措施原理 雷电放电 损毁建筑物、造成人畜伤亡 在建筑物高处安装避雷针 避雷针为导体，利用尖端放电将雷电引入大地 油罐车静电 油罐与油摩擦起电，放电可能引发爆炸 油罐车尾部拖一根铁链接触地面 铁链将静电导入大地，避免电荷积聚 冬天脱毛衣放电 产生火花，可能引燃易燃物（如煤气） 穿纯棉衣服，减少化纤摩擦 减少摩擦起电，降低电荷积聚 小组讨论：教材“想一想”——更多静电应用与防止实例 应用补充：静电植绒（绒毛带电后吸附在布料上）、静电分选（分离不同带电性质的物质）； 防止补充：电脑主机接地（导走静电，保护元件）、印刷厂保持空气湿润（减少摩擦起电）。 3．探究结论 静电应用核心：利用“异种电荷吸引”特性，促使带电微粒定向运动，从而提高效率、减少污染。 静电防止关键：通过“接地（导走电荷）”“减少摩擦（减少起电）”“尖端放电（中和电荷）”等方式，避免电荷积聚引发危害。 辩证看待静电：静电既能为人类服务，也可能造成损失，需合理利用与有效防控。 【例题4】 【归纳整理】 【课堂练习】 一、单选题 1．小明发现身上的化纤衣服易“吸”毛绒，下列现象中与“吸”毛绒原理相同的是（　　） A．地球“吸”地面上物体 B．两光滑铅块压紧后“吸”住 C．两船并行相“吸”碰撞 D．梳头后的梳子会“吸”头发 2．用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近甲、乙两个轻小物体，结果甲被排斥、乙被吸引。由此可以判定（　　） A．甲一定带正电，乙一定带负电 B．甲一定带负电，乙一定带正电 C．甲一定带正电，乙不带电或带负电 D．甲一定带负电，乙不带电或带正电 3．学习了摩擦起电的相关知识后，小彦同学拿梳子梳头发，结果出现了梳子把头发吸起来了，如图所示，产生该现象的原因是（　　） A．小彦的头发带有异种电荷 B．梳子与小彦头发带有同种电荷 C．摩擦的方法使电子发生了转移 D．摩擦的方法创造了电荷，使头发带了电 4．用塑料梳子梳头发时，头发容易被梳子“粘”起。下列现象中“粘”的原因与其相同的是（  ）   A．两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起 B．干燥的天气里，化纤布料的衣服容易“粘”在身上 C．用湿手拿冰冻的东西，手被粘住了 D．用硬纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置，纸片“粘”在杯口 5．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带了负电，这是由于（　　） A．摩擦过程中创造了负电荷 B．毛皮束缚电子的能力比橡胶强 C．橡胶棒的正电荷转移到毛皮上 D．电子从毛皮转移到橡胶棒上 二、填空题 6．毛皮摩擦过的橡胶棒上带有的电荷叫做______电荷。若将一带电体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时，它们互相排斥，则带电体所带的电荷是______电荷。验电器是根据同种电荷互相______的原理制成的。 7．给汽车加油前，加油人员先要触摸如图所示的静电释放器，防止人与周围物体发生______现象而引燃汽油，静电释放器要用______ （选填“导体”或“绝缘体”）将它与大地相连。 8．冬季的晴天空气往往很干燥，小明乘坐小汽车回家，开车门时被电击了一下，这是因为小汽车在高速行驶时与空气、尘埃摩擦而带上了___________。车门上粘有很多灰尘，说明带电体具有___________的性质。 9．摩擦起电实际上是电子在物体之间的转移。研究发现毛皮与橡胶棒摩擦过程中，橡胶棒得到了电子，摩擦后毛皮带_______电（选填“正”或“负”）。 三、实验题 10．在“探究电荷间相互作用”的活动中，小明用丝绸摩擦过的有机玻璃棒、毛皮摩擦过的橡胶棒进行了如图所示实验。 （1）用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，是因为有机玻璃棒带_______（选填“正”“负”）电荷，有机玻璃棒带电是因为它________（选填“得到”或“失去”）电子。 （2）本实验中不用金属棒做实验是因为金属是_______（选填“导体”“绝缘体”“半导体”），摩擦所带电荷会通过人体导入大地。 （3）通过比较甲、乙实验得出的结论是：同种电荷相互排斥；通过丙图实验得出结论是：________。 （4）三个悬挂的轻质小球，静止时的位置关系如图1所示，若C带正电，则A带________。（选填“正电”“负电”“可能不带电”） （5）利用电荷间相互作用规律，研制出检验物体是否带电的装置，如图2所示，此装置的原理是：_______。 11．在“探究电荷间相互作用”的活动中，小明用丝绸摩擦过的有机玻璃棒、毛皮摩擦过的橡胶棒进行了如图所示实验。 （1）用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，是因为有机玻璃棒带______电荷，有机玻璃棒带电是因为它_____（得到/失去）电子。 （2）本实验中不用金属棒做实验是因为金属是 _____（导体/绝缘体），摩擦所带电荷会通过人体导入大地。 （3）通过观察甲、乙、丙三图可发现，电荷间相互作用规律，相同电荷及不同电荷间相互作用规律 _____（相同/不同）。 （4）通过比较甲、乙实验得出的结论是 ____。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.1 两种电荷（导学案） 【学习目标】 2022年课程标准 物理素养 2.4.1 观察摩擦起电现象，了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。 物理观念：形成电荷、正电荷、负电荷等物理概念，理解电荷间相互作用规律，构建对电的初步物理观念，能运用这些观念解释摩擦起电、静电现象等简单电现象。 科学思维：通过观察摩擦起电、电荷间相互作用等实验，经历科学探究过程，培养分析、归纳、推理等科学思维能力，如从实验现象归纳出电荷间相互作用规律。 科学探究：经历 “观察摩擦起电现象”“探究电荷间的相互作用” 等实验探究，学会制定简单实验方案，收集、分析实验证据，提升科学探究素养。 科学态度与责任：了解静电现象在生活、生产中的应用与防止，认识科学技术对社会发展的影响，培养将物理知识服务于生活、关注安全（如雷电防护 ）的责任意识，以及对物理历史（古代静电现象发现 ）的科学态度。 【学习重点】 1．理解摩擦起电现象，掌握电荷、正电荷、负电荷的概念； 2．探究并理解电荷间相互作用规律（同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引 ）； 3．了解验电器的工作原理及用途，知道物体带电的检验方法； 4．理解静电现象的应用（如静电喷涂、静电除尘等 ）和防止（如避雷针 ）实例，认识静电对生活、生产的影响。 【学习难点】 1．从微观角度（原子结构、电荷转移 ）理解摩擦起电的本质，突破 “物体带电是由于电子转移” 这一抽象知识的理解； 2．准确运用电荷间相互作用规律，解释复杂情境下的静电现象，如生活中多种物体摩擦后的带电及相互作用情况分析； 3．区分静电现象的应用与防止原理，灵活联系实际举例并阐述，培养知识迁移和应用能力。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．在空气干燥的情况下，用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子而带正电，而丝绸由于得到电子带负电。同样，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒得到电子而带负电，而毛皮由于失去电子就带正电荷。 2．通过实验可以发现，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3．当带电体接触未带电的验电器的金属球时，就有一部分电荷发生转移，验电器中的两片金属箔由于带同种电荷，互相排斥而张开一定的角度。 【课堂探究】 探究一、摩擦起电现象与电荷的定义——做实验、明概念 1．探究目标 通过动手实验观察摩擦起电现象，深度理解“带电”本质，即物体获得吸引轻小物体的特性。精准掌握“摩擦起电”的定义，明确自然界中两种电荷（正电荷、负电荷）的科学规定。 2．探究过程 实验操作：教材活动1——观察摩擦起电 分组准备实验器材：塑料梳子/玻璃棒、干燥化纤衣服/丝绸、碎纸屑，按步骤操作并详细记录： 步骤1：将塑料梳子（或玻璃棒）在干燥的化纤衣服（或丝绸）上反复摩擦5-10次； 步骤2：将摩擦后的梳子（或玻璃棒）靠近碎纸屑（保持1-2cm距离），仔细观察现象； 现象记录：摩擦后的梳子/玻璃棒能够吸引碎纸屑、头发等轻小物体。 概念提炼：带电与摩擦起电 结合实验现象，开展小组讨论并归纳总结： 带电（带电荷）：当物体具备吸引轻小物体的能力时，表明其带有电荷； 摩擦起电：通过摩擦的方式使物体带电的过程，称为摩擦起电（例如梳头时梳子吸附头发、脱衣服时产生电火花）。 两种电荷的规定：教材图13-1-2解读 阅读教材中“两种电荷”定义，完成以下表格填写，清晰界定电荷分类标准： 电荷类型 规定依据（摩擦组合） 电荷符号 常见带电体示例 正电荷 丝绸摩擦过的玻璃棒 + 摩擦后的玻璃棒 负电荷 毛皮摩擦过的橡胶棒 - 摩擦后的橡胶棒、塑料尺 拓展思考：教材“信息浏览”古书记载 研读西汉《春秋纬・考异邮》“玳瑁吸诺”、西晋《博物志》“梳头脱衣有光有声”的记载，展开讨论：古人观察到的这些现象，其本质同样是摩擦起电，与现代实验现象完全一致。 3．探究结论 摩擦起电的本质：摩擦促使物体获得吸引轻小物体的带电性质，本质是电荷转移的过程。 电荷分类：自然界仅存在正电荷和负电荷，分别以“丝绸摩擦的玻璃棒”和“毛皮摩擦的橡胶棒”作为标准定义。 【例题1】小红同学在镜子前用塑料梳子梳头，她发现头发会越梳越蓬松，这是因为摩擦后头发带了______电荷（选填“同种”或“异种”），摩擦起电的实质是______在物体间转移。 【答案】同种 电子 【解析】[1]用塑料梳子梳头发时，由于摩擦而使头发带了电，其中头发和梳子带有异种电荷，头发之间带同种电荷，相互排斥，故头发越梳越蓬松。 [2]摩擦起电的实质是电子在物体之间的转移，失去电子的带正电，得到电子的带负电。 探究二：电荷间的相互作用规律——探实验、找规律 1．探究目标 通过对比实验，归纳总结“同种电荷”“异种电荷”的相互作用规律。结合闪电、手摇起电机等实例，透彻理解“放电现象”本质，即异种电荷的中和过程。 2．探究过程 实验探究：教材活动2——电荷间的相互作用 分组准备实验器材：2根丝绸摩擦的玻璃棒、2根毛皮摩擦的橡胶棒、细线，按以下步骤操作并记录现象： 实验步骤 实验内容（带电体组合） 观察现象（吸引/排斥） 分析（电荷类型关系） 1 两根丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近 相互排斥 同种电荷（均为正电荷） 2 两根毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近 相互排斥 同种电荷（均为负电荷） 3 丝绸摩擦的玻璃棒靠近毛皮摩擦的橡胶棒 相互吸引 异种电荷（正电荷与负电荷） 规律总结：电荷间的相互作用 基于实验数据，经小组讨论得出结论：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 放电现象分析：教材图13-1-4与闪电 手摇起电机：摇动手柄使起电盘转动，两个金属球带上异种电荷，当电荷积累到一定程度，便会发生“火花放电”（即异种电荷瞬间中和）； 闪电：这是带异种电荷的云层之间，或带电云层与大地之间发生的大规模瞬间放电现象； 补充概念：物体带电时，尖端部分更容易发生放电（尖端放电），避雷针便是利用该原理进行工作。 小组讨论：生活中的放电现象 举例说明：冬天脱毛衣时产生的“噼啪声”与火花、干燥天气触摸门把手时的“触电感”，本质上都是摩擦起电后的放电现象。 3．探究结论 电荷相互作用规律：同种电荷排斥，异种电荷吸引，这是判断物体带电性质的核心依据。 放电现象本质：带异种电荷的物体相互靠近时，电荷瞬间中和，同时伴随光（火花）、声（噼啪声）等现象，尖端放电是常见的放电形式。 【例题2】用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带______电，用这个橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两金属箔片由于带同种电荷互相______而张开；A、B、C三个轻质小球，已知A带负电，B和A互相吸引，C和A互相排斥，则B、C两个轻质小球，一定带电的是______小球。若将另一个小球去靠近轻小的纸屑，发现有吸引现象，则该小球______。 【答案】负 排斥 C 带电 【解析】[1]毛皮与橡胶棒在摩擦的过程中，橡胶棒的原子核束缚电子的能力强，会得到电子带负电，毛皮会失去电子带等量的正电。 [2]验电器的金属箔片上带上了同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以其两个金属箔片会张开。 [3][4]已知A带负电，B和A互相吸引，B可能带正电，也可能不带电；已知A带负电，C和A互相排斥，说明C一定带负电；将另一个小球去靠近轻小的纸屑，发现有吸引现象，则该小球带电。 探究三：验电器的工作原理与使用——认构造、懂原理 1．探究目标 准确识别验电器的主要构造（金属球、金属杆、金属箔/指针），明确各部件功能。深入理解验电器检验物体带电的原理（电荷转移+同种电荷排斥），并能实际操作检验物体是否带电。 2．探究过程 构造认知：教材图13-1-6两种验电器 观察“金属箔验电器”和“指针验电器”结构图，小组分工讲解各部件作用： 金属球：作为接触带电体接收电荷的“入口”； 金属杆：负责传导电荷，将金属球接收的电荷传递至金属箔/指针； 金属箔/指针：带电后因“同种电荷排斥”而张开，以此显示物体是否带电。 原理分析：验电器为何能检验带电？ 结合教材内容，分步推导原理： 第一步：将带电体与验电器的金属球接触； 第二步：带电体上部分电荷通过金属杆转移到金属箔/指针上； 第三步：两片金属箔（或指针与金属杆）带上同种电荷，因相互排斥而张开； 关键规律：带电体所带电荷越多，金属箔张开的角度越大，可直观反映电荷多少。 实验操作：用验电器检验物体带电情况 分组使用验电器，完成以下检验任务并记录： 待检验物体 检验步骤 现象（金属箔是否张开） 结论（是否带电） 丝绸摩擦过的玻璃棒 用玻璃棒接触验电器金属球 张开 带电（正电荷） 丝绸摩擦过的铅笔（木质） 用铅笔头接触验电器金属球 不张开 不带电 丝绸摩擦过的塑料三角尺 用三角尺接触验电器金属球 张开 带电（负电荷） 干燥的手指 用手指接触验电器金属球 不张开 不带电 拓展思考：教材“课外活动”——制作简易验电器 探讨简易验电器的制作原理（利用铝箔的导电性和轻小特性替代金属箔）：以塑料瓶为外壳，泡沫塑料作瓶塞，金属丝穿过瓶塞，下端粘贴铝箔，接触带电体后铝箔因同种电荷排斥而张开。 3．探究结论 验电器构造：核心部件为“金属球-金属杆-金属箔/指针”，均为导体，便于电荷传导。 工作原理：基于电荷转移+同种电荷排斥，通过金属箔是否张开判断物体是否带电，张开角度可反映带电量多少。 【例题3】用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔片张开，如图所示。由于丝绸的原子核束缚电子的能力比玻璃棒强，丝绸与玻璃棒在摩擦过程中______上的电子转移到______上，验电器箔片张开是因为两个箔片带了______电荷。 【答案】玻璃棒 丝绸 同种 【解析】[1][2]丝绸和玻璃棒摩擦时，玻璃棒原子核束缚电子的本领弱，失去电子，带正电；丝绸原子核束缚电子的本领强，得到电子，带负电。 [3]当带正电的玻璃棒与金属球接触时，一部分电子会从验电器的金属箔移动到玻璃棒，两金属箔由于失去电子都带上同种的正电荷，因相互排斥而张开。 探究四：静电现象的应用与防止——析实例、辨利弊 1．探究目标 了解静电现象在生产生活中的应用（如静电喷涂、静电除尘等），明确其应用原理（异种电荷吸引）。认识静电危害（如雷电损毁建筑、油罐车静电起火），掌握防止静电的有效措施（如避雷针、接地）。 2．探究过程 静电的应用：教材实例分析 阅读教材中静电应用内容，小组讨论并完成下表，明晰应用原理： 应用场景 工作原理（结合电荷规律） 优势（解决的问题） 静电喷涂 雾状油漆带一种电荷，待喷涂物件带异种电荷，异种电荷吸引使油漆定向附着 油漆利用率高，喷涂均匀 静电除尘 烟囱中尘埃带电，向带异种电荷的金属网运动，被吸附收集 减少空气中的粉尘污染 静电复印 利用静电使墨粉吸附在纸张上，实现文字/图像复制 快速复印，提高办公效率 静电的危害与防止：教材实例与生活案例 结合教材“避雷针”“油罐车铁链”及生活经验，分析危害及对应防止措施： 静电危害 危害表现（后果） 防止措施 措施原理 雷电放电 损毁建筑物、造成人畜伤亡 在建筑物高处安装避雷针 避雷针为导体，利用尖端放电将雷电引入大地 油罐车静电 油罐与油摩擦起电，放电可能引发爆炸 油罐车尾部拖一根铁链接触地面 铁链将静电导入大地，避免电荷积聚 冬天脱毛衣放电 产生火花，可能引燃易燃物（如煤气） 穿纯棉衣服，减少化纤摩擦 减少摩擦起电，降低电荷积聚 小组讨论：教材“想一想”——更多静电应用与防止实例 应用补充：静电植绒（绒毛带电后吸附在布料上）、静电分选（分离不同带电性质的物质）； 防止补充：电脑主机接地（导走静电，保护元件）、印刷厂保持空气湿润（减少摩擦起电）。 3．探究结论 静电应用核心：利用“异种电荷吸引”特性，促使带电微粒定向运动，从而提高效率、减少污染。 静电防止关键：通过“接地（导走电荷）”“减少摩擦（减少起电）”“尖端放电（中和电荷）”等方式，避免电荷积聚引发危害。 辩证看待静电：静电既能为人类服务，也可能造成损失，需合理利用与有效防控。 【例题4】 【归纳整理】 【课堂练习】 一、单选题 1．小明发现身上的化纤衣服易“吸”毛绒，下列现象中与“吸”毛绒原理相同的是（　　） A．地球“吸”地面上物体 B．两光滑铅块压紧后“吸”住 C．两船并行相“吸”碰撞 D．梳头后的梳子会“吸”头发 【答案】D 【解析】身上的化纤衣服易“吸”毛绒，属于摩擦起电； A．地球“吸”地面上物体，是指地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的力，故A不符合题意； B．两光滑铅块压紧后“吸”住，说明分子之间存在引力，故B不符合题意； C．当船并行时，中间的水流动速度增大，压强减小。船外侧大的压强将船向中间挤压，造成相吸相撞，利用的是流体压强和流速的关系，故C不符合题意； D．用塑料梳子梳头发时，塑料梳子与头发相互摩擦，发生了电荷的转移，从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引，故D符合题意。 故选D。 2．用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近甲、乙两个轻小物体，结果甲被排斥、乙被吸引。由此可以判定（　　） A．甲一定带正电，乙一定带负电 B．甲一定带负电，乙一定带正电 C．甲一定带正电，乙不带电或带负电 D．甲一定带负电，乙不带电或带正电 【答案】C 【解析】与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷，用它去靠近甲和乙，发现甲被排斥，乙被吸引，说明甲与玻璃棒带的是同种电荷，乙可能带负电荷，也可能不带电，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．学习了摩擦起电的相关知识后，小彦同学拿梳子梳头发，结果出现了梳子把头发吸起来了，如图所示，产生该现象的原因是（　　） A．小彦的头发带有异种电荷 B．梳子与小彦头发带有同种电荷 C．摩擦的方法使电子发生了转移 D．摩擦的方法创造了电荷，使头发带了电 【答案】C 【解析】A．由图可知，头发之间相互排斥，带有同种电荷，故A错误； B．梳子与头发摩擦，原子核束缚本领强的物质得到电子而带负电，原子核束缚本领弱的物质失去电子而带正电，所以梳子与头发摩擦后所带的电荷不同，故B错误； CD．梳子与头发摩擦，梳子和头发都带电，此过程是发生了电荷的转移，不是创造了电荷，故C正确，D错误。 故选C。 4．用塑料梳子梳头发时，头发容易被梳子“粘”起。下列现象中“粘”的原因与其相同的是（  ）   A．两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起 B．干燥的天气里，化纤布料的衣服容易“粘”在身上 C．用湿手拿冰冻的东西，手被粘住了 D．用硬纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置，纸片“粘”在杯口 【答案】B 【解析】用塑料梳子梳头发时，头发容易被梳子“粘”起，这是摩擦起电现象。 A．两个铅柱底面削平挤压后能粘在一起是分子间存在引力的结果，故A不符合题意； B．在干燥的天气里，化纤布料会因为摩擦而带上电，所以很容易“粘”在身上，这是摩擦起电现象，故B符合题意； C．用湿手去拿冰块时，手会被粘上是由于手上的水碰到冰块后凝固，故C不符合题意； D．用硬纸片盖住装满水的玻璃杯，倒置后，纸片“粘”在杯口上，是由于大气压的作用，故D不符合题意。 故选B。 5．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带了负电，这是由于（　　） A．摩擦过程中创造了负电荷 B．毛皮束缚电子的能力比橡胶强 C．橡胶棒的正电荷转移到毛皮上 D．电子从毛皮转移到橡胶棒上 【答案】D 【解析】A．摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移，故A不符合题意； BCD．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒的原子核束缚核外电子本领强，夺得电子带负电，毛皮的原子核束缚核外电子本领弱，失去电子带正电；所以电子从毛皮转移到橡胶棒上，故BC不符合题意，D符合题意。 故选D。 二、填空题 6．毛皮摩擦过的橡胶棒上带有的电荷叫做______电荷。若将一带电体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时，它们互相排斥，则带电体所带的电荷是______电荷。验电器是根据同种电荷互相______的原理制成的。 【答案】 负 负 排斥 【解析】[1][2]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，若将一带电体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时，它们互相排斥，则带电体所带的电荷是与毛皮摩擦过的橡胶棒是同种电荷，即也是带负电的。 [3]验电器的原理：同种电荷互相斥。 7．给汽车加油前，加油人员先要触摸如图所示的静电释放器，防止人与周围物体发生______现象而引燃汽油，静电释放器要用______ （选填“导体”或“绝缘体”）将它与大地相连。 【答案】 摩擦起电 导体 【解析】[1]人与周围物体摩擦时，容易带电，易引燃汽油。 [2]需要将人体所带的电荷导入大地，所以静电释放按钮上面手触摸的部位是导体，并与大地相连，以便将电荷导入大地。 8．冬季的晴天空气往往很干燥，小明乘坐小汽车回家，开车门时被电击了一下，这是因为小汽车在高速行驶时与空气、尘埃摩擦而带上了___________。车门上粘有很多灰尘，说明带电体具有___________的性质。 【答案】 电荷 吸引轻小物体 【解析】[1]小明被电击，说明有电流通过了人体，这是由于小汽车带上了电荷。 [2]车门上粘有很多灰尘，是由于灰尘属于轻小物体，而带电体具有吸引轻小物体的性质。 9．摩擦起电实际上是电子在物体之间的转移。研究发现毛皮与橡胶棒摩擦过程中，橡胶棒得到了电子，摩擦后毛皮带_______电（选填“正”或“负”）。 【答案】正 【解析】毛皮跟橡胶棒在摩擦过程中，橡胶棒得到了电子带负电，毛皮因失去电子带正电。 三、实验题 10．在“探究电荷间相互作用”的活动中，小明用丝绸摩擦过的有机玻璃棒、毛皮摩擦过的橡胶棒进行了如图所示实验。 （1）用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，是因为有机玻璃棒带_______（选填“正”“负”）电荷，有机玻璃棒带电是因为它________（选填“得到”或“失去”）电子。 （2）本实验中不用金属棒做实验是因为金属是_______（选填“导体”“绝缘体”“半导体”），摩擦所带电荷会通过人体导入大地。 （3）通过比较甲、乙实验得出的结论是：同种电荷相互排斥；通过丙图实验得出结论是：________。 （4）三个悬挂的轻质小球，静止时的位置关系如图1所示，若C带正电，则A带________。（选填“正电”“负电”“可能不带电”） （5）利用电荷间相互作用规律，研制出检验物体是否带电的装置，如图2所示，此装置的原理是：_______。 【答案】 正 失去 导体 异种电荷相互吸引 负电 同种电荷相互排斥 【解析】（1）[1]同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，这说明有机玻璃棒带了正电荷； [2]摩擦起电时，得电子的物体带负电，失电子的物体带正电。在摩擦的过程中，有机玻璃棒失去电子带正电荷。 （2）[3]因为金属是导体，摩擦带的电会通过人体传入大地，使实验难以成功，故本实验中不用金属棒做实验。 （3）[4]丙图中，用丝绸摩擦过的有机玻璃棒（带正电）和毛皮摩擦过的橡胶棒（带负电）靠近时互相吸引而靠近，故通过丙图实验得出结论是：异种电荷相互吸引。 （4）[5]由图可知，A、B相互排斥，一定是带同种电荷，B一定是带电体，已知C带正电，B、C相互吸引，所以B带负电，A带负电。 （5）[6]验电器的两个金属箔片带有同种电荷，箔片张开，所以验电器的原理是同种电荷相互排斥。 11．在“探究电荷间相互作用”的活动中，小明用丝绸摩擦过的有机玻璃棒、毛皮摩擦过的橡胶棒进行了如图所示实验。 （1）用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，是因为有机玻璃棒带______电荷，有机玻璃棒带电是因为它_____（得到/失去）电子。 （2）本实验中不用金属棒做实验是因为金属是 _____（导体/绝缘体），摩擦所带电荷会通过人体导入大地。 （3）通过观察甲、乙、丙三图可发现，电荷间相互作用规律，相同电荷及不同电荷间相互作用规律 _____（相同/不同）。 （4）通过比较甲、乙实验得出的结论是 ____。 【答案】 正 失去 导体 不同 同种电荷相互排斥 【解析】（1）[1][2]用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，这说明有机玻璃棒带了电，在摩擦的过程中，有机玻璃棒带失去电子带正电荷。 （2）[3]因为金属是导体，通过摩擦带的电荷会通过人体传入大地，所以本实验中不用金属棒做实验。 （3）[4]通过观察，两个有机玻璃棒相互接触时，相互排斥；两个橡胶棒相互接触时，相互排斥；一个有机玻璃棒和一个橡胶棒相互接触时相互吸引；故可以得出：电荷间有相互作用，相同电荷及不同电荷间相互作用不同。 （4）[5]由甲乙实验可知，两个有机玻璃棒相互接触时，相互排斥；两个橡胶棒相互接触时，相互排斥，说明同种电荷相互排斥。    【答案】 同种电荷相互排斥 负 多 【解析】[1]验电器是用来检验物体是否带电的仪器，工作原理是同种电荷相互排斥。 [2][3]验电器带正电荷，和带电物体接触后，金属箔先闭合，说明带电体上的部分负电荷和验电器的正电荷发生中和现象，使两片金属箔带的正电荷减少为0，则带电体应带负电荷；因带电体带多余的负电荷，负电荷又转移到验电器上，使验电器的两片金属箔带负电荷，同种电荷相互排斥而张开，即带电体所带电荷量比验电器多。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1/1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $