9.1 电荷 教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理教学设计聚焦“电荷”核心知识，涵盖两种电荷及相互作用规律、电荷量、三种起电方式、电荷守恒定律和元电荷。通过琥珀吸引羽毛、气球摩擦头发等生活实例导入，结合泰勒斯、王充等静电史料，搭建从现象到本质的学习支架。 特色在于融合科学思维与科学态度，通过归纳两种电荷区分依据、对比摩擦接触感应起电的表格分析，培养归纳推理能力。利用动画演示摩擦起电、验电器示意图等直观素材，结合密立根油滴实验史，激发探究兴趣，助力教师结构化教学，提升学生物理观念与科学探究能力。

9.1 电荷 一、教学目标 1.物理观念 知道自然界只有正、负两种电荷，掌握电荷间相互作用规律；理解电荷量的定义、单位及正负含义，建立静电基础物理观念。 2.科学思维 通过摩擦起电生活实例对比，归纳两种电荷的区分依据，能根据电荷吸引、排斥现象判断物体带电性质，提升归纳推理能力。 3.科学探究 观察气球摩擦吸附纸屑、带电棒相互作用现象，直观感知电荷间的相互作用，学会根据实验现象总结物理规律。 4.科学态度与责任 了解人类探究静电的历史（泰勒斯、王充、富兰克林），体会物理知识从古至今的发展历程，激发科学探究兴趣。 二、教学重难点 （一）教学重点 1.两种电荷的定义； 2.电荷间 “同种相斥、异种相吸” 的作用规律； 3.电荷量概念与单位换算。 （二）教学难点 1.区分电荷正负号与数学正负的不同意义； 2.利用电荷相互作用规律推理物体带电情况。 三、教学过程 （一）导入新课 教师展示琥珀吸引羽毛图片，摩擦可以使物体带电。摩擦过的琥珀能够吸引羽毛。为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？ 提问：根据你的日常生活，你能举出哪些使物体带电的例子？ 将一个气球与头发相摩擦后，再靠近头发，观察到头发会随着气球飘起来，那为什么会发生这些现象呢？ 设计意图 利用贴近生活的静电现象制造直观感知，结合古代物理史料拓展视野，自然引出本节课核心——电荷。 （二）新课讲授 一、电荷 静电发展史料介绍 教师结合课件图文讲解静电发展史： 公元前600年 希腊学者泰勒斯：摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。 公元1世纪我国学者王充：《论衡》书中写下“顿牟掇芥”一语。 16世纪英国科学家吉尔伯特：根据琥珀的希腊文创造了英语中“电”（electricity）这个词，用来表示琥珀经过摩擦以后具有的性质，认为其带有电荷。 美国科学家富兰克林：命名了正、负电荷 设计意图 借助中外古代静电史料，拓宽科学视野。 1.物体带电： 物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷。 2.两种电荷：自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。 正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷； 负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷； 迄今为止，人们没有发现对这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。自然界的电荷只有两种。 电荷间相互作用规律 教师展示带电玻璃棒、橡胶棒相互作用动图，总结规律： 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3.电荷量：电荷的多少，简称电量。 符号：Q或q 单位：库仑（C）常用的单位还有微库（μC）和纳库（nC） 正负：正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。 说明：比较电荷带电的多少，要比较的是其电荷量的绝对值，绝对值大的带电多。尽管电荷量有正负值（正号一般省略），要知道这里的“＋”“－”号代表电荷的种类，与数学中的正负号的含义不同。 二、使物体带电的方法 1.摩擦起电：通过摩擦使物体带电的方式被称为摩擦起电。 教师播放摩擦起电动画课件，结合丝绸玻璃棒、毛皮橡胶棒实例讲解。 思考：摩擦为什么能使物体带电？ 注意：不同物质原子核对电子束缚能力不同，摩擦过程中电子发生转移。束缚弱的物体失去电子带正电，束缚强的得到电子带负电。2.接触起电： 2.接触起电：带电物体与不带电的物体相互接触，使不带电的物体带上电荷的方式称为接触起电。 教师展示验电器接触带电小球示意图，演示接触带电过程。 想一想：是产生新的电荷了吗？接触起电有什么特点? 两物体摩擦后带上等量异种电荷；摩擦只是转移电子，并没有创造出新电荷。 结论：两个完全相同的导体,接触后再分开, 二者将原来所带电量的总和平均分配。 三、金属的微观结构 教师展示金属内部微观示意图，分层讲解。 (1)金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子； (2)失去自由电子的原子便成为带正电的离子，它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。 提问：对比导体、绝缘体微观差异，理解为何只有金属能发生感应、接触起电？ 设计意图：从微观粒子角度解释宏观静电现象，建立微观物理思维，为后续静电感应、电荷转移打下理论基础。 四、静电感应 1.感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫做静电感应。 2.利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。 感应起电并没有产生新的电荷，而是在带电体的作用下，导体上的电荷从导体的一部分转移到了另一部分。 3..验电器介绍 展示仪器结构图，讲解原理：同种电荷相互排斥；金属箔张开角度反映带电量多少。 用途：检验物体是否带电、粗略判断电荷量大小。 引导学生梳理感应起电完整流程，区分三种起电方式的异同。 起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 一般是两不同 绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触 现象 两物体带上 等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体上带上与带电体相同电性的电荷 原因 原子核对电子束缚力弱的物体失去电子，强的得到电子 导体中的自由电子在电荷间力的作用下，从物体的一端转移到另一端 在电荷间力的作用下，自由电子从一个物体转移到另一个物体 实质 均为电子在物体之间或物体内部的转移 五、电荷守恒定律 教师结合摩擦、接触、感应起电的电子转移过程进行讲解，给出两种表述。 表述一：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律。 表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变 学生活动：结合三种起电方式，印证电荷只是转移，没有凭空产生或消失。 设计意图：依托前面三种起电的微观本质推导守恒规律，实现知识前后串联，建立守恒物理观念。 六、元电荷 1.任何带电物体所带电荷量是最小电荷量的整数倍。我们称这个最小电荷量为元电荷（elementary charge），用e表示。 2.密立根利用油滴实验测量出电子的电荷量，获得1923年的诺贝尔物理学奖。在计算中，我们可以取 3.电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。 （三）课后小结 教师出示练习题并讲解，涵盖电荷相互作用、三种起电判断、电荷分配计算、元电荷辨析。 教师引导学生自主梳理本节内容，小组交流补充： 自然界两种电荷及相互作用规律、电荷量单位； 摩擦、接触、感应三种起电方式与共同本质； 金属微观结构、静电感应 “近异远同” 特点； 电荷守恒定律内容； 元电荷的大小与物理意义 （四）板书 （五）教学反思 授课课题 9.1 电荷 授课班级 教学目标达成情况 教学重难点突破效果 课堂教学环节亮点与不足 学生学习掌握情况 整体改进措施与后续教学规划 学科网（北京）股份有限公司 $