内容正文:
15.1两种电荷 教学设计
课题名
15.1 两种电荷
教学目标
1. 了解摩擦起电现象及摩擦起电的本质。
2. 知道两种电荷以及电荷间的相互作用。
3. 了解检验带电体的方法及验电器的构造和原理。
4. 了解自由电子及导体与绝缘体的区别。
教学重点
摩擦起电的现象;两种电荷的相互作用规律
教学难点
摩擦起电的实质
教学准备
教师准备:验电器、玻璃棒、橡胶棒、丝绸、皮毛等
学生准备:课本
教学过程
新课导入
同学们,你们能解释为什么会出现下面的现象吗?
我们将塑料梳子与头发摩擦后靠近纸屑,塑料梳子吸引纸屑;冬天晚上脱衣服时,有时会发出响声,甚至出现火花。这是为什么呢?
新知相授
1、 两种电荷
1.摩擦起电
现在我们先来看看生活中的“电现象”吧。第一幅图是刚刚说的,与头发摩擦过的梳子可以吸起纸屑;第二第三幅图都是与毛皮摩擦过后的气球可以吸起头发、水流。这是为什么呢?
在物理学中,我们说物体有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电荷。带电体的性质是能吸引轻小物体。同时,用摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电。这个要记住。
下面我们观看一个关于摩擦起电的视频。
2. 两种电荷及其相互作用
既然摩擦可以让物体带电,那么带电体之间有什么相互的关系呢?这里,我带了四个器材,分别是丝绸、玻璃板、毛皮、橡胶棒。下面,我们用丝绸摩擦玻璃棒,毛皮摩擦橡胶棒,使玻璃棒带上正电,毛皮带上负电,这个是规定,且(这里是重点)
下面,我们观看一个视频。
在视频中,我们可以发现,两个橡胶棒靠近的时候,她们相互排斥、远离;当一个橡胶棒和一个玻璃棒靠近的时候,他们相互吸引。由此,我们可以发现同种电荷是相互排斥的,异种电荷是相互吸引的。(重点)凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥的带电体,必定与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引。
接下来,我们总结一下:
1.自然界只有两种电荷
规定:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷;
用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。(玻正橡负)
2.同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
3.电荷的多少叫做电荷量。单位:库仑,简称:库,符号:C
一根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有10-7C。
在实验室,我们一般使用验电器来检验物体是否带电。
教师结合PPT动画介绍验电器的构成。
下面我们观看一个关于验电器使用的视频。
接下来大家完成【例1】、【例2】:
【例1】如图所示,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥,但被物件吸引。则( )
A. 物件一定带负电
B. 物件一定不带电
C. 小液滴可能不带电
D. 小液滴一定带同种电荷
【答案】D
【例2】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是因为玻璃棒________________(填“得到”或“失去”)电子;用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器,验电器金属箔张开(如图)。接触瞬间________________(填序号:
①有正电荷从玻璃棒转移到验电器;
②有电子从验电器转移到玻璃棒;
③没有电荷转移)。
【答案】失去;
通关秘籍:
1. 判断两个轻小物体的带电情况:
(1)相互吸引:①两者都带电,且带异种电荷;②一个带电,另一个不带电。
(2)相互排斥:两者都带电,且带同种电荷。
2. 验电器只能检验物体是否带电,而不能检验其是带正电还是负电;两金属箔带同种电荷,由于互相排斥而张开,张角越大,表明所带电荷量越大。
3. 使物体带电的方法除了摩擦起电,还有接触起电(如带电的玻璃棒接触不带电的金属球,金属球也带上了电),它们的实质都是电子的转移(正电荷不转移)。
2、 原子及其结构
1.常见物质是由分子、原子构成的。
2.原子结构
原子是由原子核和核外的自由电子构成,原子核是由带正电的质
子和不带电的中子组成,因此,原子核是带正电的。我们知道,核外电子是带负电的,因此,正负电一中和,原子整体是呈电中性的。
电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10-19C。
下面这两幅图是H原子核Li原子的结构示例图。
3.摩擦起电的实质(重点)
在自然界中不同物质的原子核束缚电子的本领不同。束缚电子能力弱的物体在摩擦后失去电子,束缚电子能力强的物体在摩擦后得到电子。失去电子的物体因为缺少电子而带正电;得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。
因此,摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体(重点强调),使正、负电荷分开。
接下来大家完成【例3】,巩固一下:
【例3】如图是锂(Li)原子的结构示意图,下列说法正确的是( )
A. 锂原子由质子和中子组成
B. 锂原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成
C. 锂原子的质子数是电子数的两倍,所以锂原子带正电
D. 锂原子失去电子后带负电
【答案】B
通关秘籍:原子核由质子和中子组成,它的质量比电子大得多且位于原子内部固定不动;电子绕核转动,易得失。正常情况下,原子不显电性,如果失去电子则带正电;得到电子则带负电。
3、 导体和绝缘体
1.实验研究
实验1:用橡胶棒连接验电器
我们可以看到验电器A、B金属箔的张角没有变化。因此,我们推断,验电器A的电荷量没有变化,验电器B仍不带电。
由此,我们得到一个结论:电荷在橡胶棒中不能自由移动, 说明橡胶棒不可以导电。
实验2:用金属棒连接验电器
我们可以看到验电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。因此,我们推断,验电器B上也带了电。有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B,电荷发生了定向移动。
由此,我们得到一个结论:电荷在金属中可以定向移动, 说明金属是可以导电的。
2. 导体和绝缘体
由此,我们物理学中把像金属棒一样容易导电的物体叫做导体;不容易导电的物体叫做绝缘体。导体中存在自由电荷。金属导电,靠的是自由电子。绝缘体不易导电,是因为电荷束缚在原子、分子之中,不能自由移动。
常见的导体:金属、人体、大地、石墨、 酸碱盐溶液等。
常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、空气、油等。
这些物质还有导体和绝缘体的概念大家要熟记于心。
完成【例4】:
【例5】验电器是检测物体是否带电的仪器。如图所示,金属球与金属箔之间用金属杆连接,金属杆与圆形支架之间必须是用__________(填“导体”或“绝缘体”)材料相隔。若将带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开,是因为两个金属箔片带______(填“同种”或“异种”)电荷,互相____________(填“吸引”或“排斥”)。
【答案】绝缘体;同种;排斥
通关秘籍:
1. 导体和绝缘体没有绝对的界限,在条件变化时,绝缘体也可以变成导体。如纯净水是绝缘体,而含有杂质的水就变成了导体。
2. 导体中存在着大量能够自由移动的电子,容易导电;绝缘体中几乎没有自由电子,不容易导电,但可以带电。
课堂练习
1. 将带正电的玻璃棒靠近泡沫球,出现如图所示的情形。若改用带负电的橡胶棒靠近这个泡沫球,下列推断正确的是( )
A. 若互相吸引,则泡沫球带正电
B. 若互相吸引,则泡沫球不带电
C. 若互相排斥,则泡沫球带正电
D. 若互相排斥,则泡沫球不带电
【答案】B
2. 如图所示,轻质棒M放在绝缘支架上,与毛皮摩擦后带负电的绝缘棒L靠近M的A端时,A端被L吸引,则( )
A. M一定带负电 B. M一定带正电
C. 摩擦时,L失去电子 D. 摩擦时,L得到电子
【答案】D
3.如图所示,粒子a由粒子b、c构成,各粒子的带电情况如下表,则b是( )
A. 质子 B. 原子 C. 电子 D. 原子核
【答案】A
本节课结束,谢谢大家!!!
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教学反思
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