13.1 两种电荷（教学设计）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理教学设计聚焦两种电荷核心知识，涵盖摩擦起电现象、两种电荷规定及相互作用规律、验电器原理、静电现象应用与防护。通过生活静电现象（脱毛衣、梳头发吸纸屑）导入，结合演示实验引出摩擦起电，再经实验探究电荷种类与规律，构建从现象到本质的学习支架。 资料以科学探究为主线，通过摩擦起电、电荷相互作用等实验培养科学思维（推理电荷种类）和科学探究能力（控制变量法、转换法），融入静电应用视频和例题，落实物理观念与科学态度。帮助学生从具象到抽象理解知识，教师使用时重点突出、逻辑清晰，提升教学效率。

第1节 两种电荷（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第1节 两种电荷 教学 目标 物理观念 知道摩擦起电现象，认识自然界中只存在两种电荷；掌握电荷间的相互作用规律（同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引）；了解验电器的构造及工作原理；知道静电现象的应用与防护。 科学思维 能通过实验现象分析推理出电荷的种类及作用规律；能运用电荷间相互作用规律解释简单的静电现象；培养从具体实验事实中抽象出物理规律的思维能力。 科学探究 通过“摩擦起电”和“电荷间相互作用”的探究实验，经历观察、猜想、实验验证、得出结论的过程；学习使用控制变量法和转换法（通过箔片张角判断带电多少）进行科学探究。 科学态度 与责任 通过对静电现象利弊的分析，体会物理与生活的紧密联系；关注静电在科技中的应用及危害防护，培养安全用电意识和环保观念。 教材 分析 本节内容是电学的入门课，主要介绍静电现象的基础知识。教材从生活中常见的摩擦起电现象入手，引导学生认识带电体具有吸引轻小物体的性质。接着通过实验探究发现自然界只有两种电荷，并总结出电荷间的相互作用规律。随后引入验电器，作为检验物体是否带电及粗略比较带电量多少的工具。最后讨论静电现象的应用与防护，体现STS（科学·技术·社会）教育理念。 本节内容的逻辑线索清晰：现象（摩擦起电）→ 本质（两种电荷）→ 规律（相互作用）→ 检测（验电器）→ 应用（静电利弊）。其中，“两种电荷及其相互作用规律”是核心概念，“验电器的工作原理”是难点，因为涉及微观电荷移动与宏观现象的联系。 学情分析 1. 知识储备分析：学生在日常生活中对摩擦起电（如梳头发、脱毛衣火花）有感性认识，但对电荷的本质、种类及相互作用规律缺乏系统认知。 2. 思维能力分析：九年级学生具备一定的观察能力和逻辑推理能力，但抽象思维仍在发展中。对于“看不见”的电荷，需要借助宏观现象（如箔片张开）来间接感知，这对学生的模型建构能力提出了一定要求。 3. 学习兴趣与态度分析：静电实验现象直观、有趣，极易激发学生的好奇心和求知欲。但部分学生可能仅停留在看热闹层面，需引导其深入思考现象背后的物理原理。 教学重点 两种电荷的规定及电荷间的相互作用规律。验电器的工作原理。 教学难点 理解验电器的工作原理（同种电荷相互排斥）。运用电荷间相互作用规律解释复杂的静电现象。 教学 器材 玻璃棒、丝绸、橡胶棒、毛皮、碎纸屑、验电器、金属球、绝缘支架、多媒体PPT（包含摩擦起电视频、静电应用实例视频等）。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】 （1）大家在干燥的冬天脱毛衣时，有没有听到过“噼啪”声，甚至看到过小火花？ （2）用塑料梳子梳头后，梳子为什么能吸引碎纸屑？ 【回答】 学生分享生活经验：脱毛衣时有静电，梳子摩擦后能吸纸屑。 【追问】 这些现象都与“电”有关。这种通过摩擦使物体带电的现象叫什么？带电体有什么性质？今天我们就来揭开“电荷”的神秘面纱。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、摩擦起电 1.摩擦起电现象 【演示实验】 （1）用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近碎纸屑。 （2）用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近碎纸屑。 【提问】 观察到什么现象？说明了什么？ 【分析与论证】 现象：碎纸屑被吸引。 结论：摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或者说带了电荷。 2.定义 用摩擦的方法使物体带电，叫作摩擦起电。 带电体的性质：能吸引轻小物体。 【例题1】在空气干燥的冬天，有些衣服表面很容易吸附灰尘。主要原因是（     ） A．冬天气温低 B．冬天灰尘多 C．衣服分解创造了电荷 D．衣服摩擦后带了电 【答案】D 【详解】A．气温低与衣服吸附灰尘无直接关联，故A错误； B．灰尘多不是衣服吸附灰尘的核心原因，故B错误； C．摩擦起电的本质是电荷的转移，电荷不能被创造，故C错误； D．衣服摩擦后带电，带电体具有吸引轻小物体的性质，可吸附灰尘，故D正确。 故选D。 知观察演示实验，描述现象。 得出初步结论：摩擦可以使物体带电，带电体能吸引轻小物体。 做例题1，解决有关问题。 学习新课 二、两种电荷及其相互作用 1.探究电荷的种类 【提问】 自然界中有多少种电荷？所有带电体带的电都一样吗？ 【演示实验】 （1）将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近。 （2）将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近。 （3）将用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近。 【观察与记录】 引导学生观察是吸引还是排斥。 【分析与论证】 （1）两根玻璃棒靠近时，相互排斥。 （2）两根橡胶棒靠近时，相互排斥。 （3）玻璃棒与橡胶棒靠近时，相互吸引。 【结论】 这说明玻璃棒带的电与橡胶棒带的电是不同的。大量实验表明，自然界中只存在两种电荷。 2.电荷的规定 （1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为正电荷，符号为“+”。 （丝绸与玻璃棒摩擦后，玻璃棒的一些电子转移到丝绸上，玻璃棒失去电子而带正电，丝绸得到电子就带负电。） （2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为负电荷，符号为“-”。 （毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮的一些电子转移到橡胶棒上，橡胶棒得到电子而带负电，毛皮失去电子就带正电。） 3.电荷间的相互作用规律 【归纳】 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 4.尖端放电： 物体带电时，它的尖端容易产生放电现象。这种现象叫做尖端放电。 图是手摇起电机的示意图。它是一种能连续取得并可积累较多正电荷、负电荷的实验装置。摇动起电机手柄，起电盘转动起来后，两个金属球就会带上异种电荷，随着起电盘的不断转动，电荷不断积聚，当电荷积聚到一定程度时，两个金属球之间就会发生火花放电。 闪电是带异种电荷的云层间或带电云层和大地间的一种瞬间发生的大规模放电现象。 【例题2】如图所示，用两根绝缘细线，分别将甲、乙两个带异种电荷的轻质小球悬挂起来，移动细线的位置，将甲球慢慢靠近乙球时，可能出现的现象是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】甲、乙带异种电荷，由电荷间相互作用规律可知异种电荷相互吸引，两球应相互靠近，D图中两球相互远离，故D错误；由力的作用是相互的可知，甲吸引乙的同时乙也吸引甲，两球均应向对方偏转，A、B图中仅有一个球偏转，故A、B错误；C图中两球相互靠近且均向对方偏转，符合题意，故C正确。 故选C。 观看实验，记录现象。 思考并讨论：为什么会有不同的相互作用？ 记忆两种电荷的规定。 总结规律：同斥异吸。 了解尖端放电的内容。 完成例题2，解决问题。 学习新课 三、验电器 1.构造与作用 【展示实物】 出示验电器，介绍其构造：金属球、金属杆、金属箔（两片）、绝缘垫、外壳。 作用：检验物体是否带电。 2.工作原理 【演示实验】 （1）用带正电的玻璃棒接触验电器的金属球。 （2）观察金属箔的变化。 【现象】 金属箔张开一定角度。 【原理分析】 当带电体接触金属球时，电荷通过金属杆传导到两片金属箔上。由于两片金属箔带上了同种电荷，根据“同种电荷相互排斥”的规律，它们会张开。 结论：验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的。 3.拓展：判断带电多少 【提问】 如果带电体带的电荷更多，金属箔张开的角度会怎样？ 【回答】 张角更大。说明张角大小可以粗略反映带电量的多少。 【例题3】如图所示，用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，金属球以下说法中不正确的是（　　） A．金属箔张开说明带上了同种电荷 B．金属箔上带的电荷不一定与带电体相同 C．验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电 D．验电器能粗略反映带电体电荷量的多少 【答案】B 【详解】A．验电器是根据同种电荷相互排斥的原理工作的，因此，金属箔张开说明带上了同种电荷，故A正确，不符合题意； B．带电体接触验电器的导体时，自身所带的电荷会传到金属箔片上，因此金属箔上带的电荷与带电体相同，故B错误，符合题意； C．验电器只能检验物体是否带电及大致判断带电多少，不能检验物体带的是正电还是负电，故C正确，不符合题意； D．验电器的金属箔片所带的电荷量越多，其张角越大，故可以通过张角的大小粗略的反映带电体电荷量的多少，故D正确，不符合题意。 故选B。 观察验电器构造。 观看演示，发现金属箔张开。 思考张开的原因，理解“同种电荷相互排斥”的应用。 理解张角与带电量的关系。 完成例题3，巩固验电器原理。 学习新课 四、静电现象的应用与防护 1.静电的应用 【播放视频】《静电在生活中的应用》 （1）静电除尘：利用带电体吸引灰尘颗粒。 （2）静电喷漆：让油漆微粒带电，被吸附在工件表面，均匀且节省油漆。 （3）静电复印：利用光导半导体和静电潜影原理。 2.静电的危害与防护 【讨论】 静电有哪些危害？如何防止？ 【师生共同分析】 （1）危害： 加油站静电可能引发火灾或爆炸。 电子车间静电可能击穿精密元件。 人体静电造成不适。 （2）防护措施： 接地：油罐车尾部拖一条铁链，将静电导入大地。 增加湿度：保持环境湿润，减少静电积累。 使用抗静电材料：如防静电手环、防静电地板。 【例题4】生活中我们有时利用静电，有时要防止静电的危害。下列现象中，属于利用静电的是（     ） A．油罐车上常拖一条铁链 B．用静电复印机复印文件资料 C．高大的建筑物安装避雷针 D．印染厂车间保持一定的湿度 【答案】B 【详解】A．油罐车拖铁链，可将摩擦产生的静电及时导入大地，避免静电引燃燃油，属于防止静电危害，故A不符合题意； B．静电复印机，利用静电对墨粉的吸附作用完成复印，属于利用静电，故B符合题意； C．高大建筑物装避雷针，可将云层携带的静电导入大地，避免建筑被雷击，属于防止静电危害，故C不符合题意； D．印染厂车间保持湿度，可使生产过程中产生的静电通过潮湿空气及时导走，避免静电影响生产、引发危险，属于防止静电危害，故D不符合题意。 故选B。 观看视频，列举静电应用的实例。 分组讨论静电的危害及防护措施。 了解接地、增湿等常见防护手段。 完成例题4，区分应用与防护。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．如图所示，将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流，观察到水流变弯曲。下列分析正确的是（     ） A．丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引细小水流是因为水流带电 B．该现象的原理与验电器的工作原理相同 C．玻璃棒和水流带异种电荷，相互吸引 D．玻璃棒和丝绸摩擦后带电，吸引细小水流 【答案】D 【详解】用丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引水流，这是因为带电的玻璃棒可以吸引轻小物体，水流不一定带电；和验电器的工作原理不同。 故选D。 2．下列实例中，属于静电防护的是（     ） A．使用静电拖把吸附地面上的碎纸屑 B．油罐车车辆尾部挂有一条铁链 C．静电复印机复印文件资料 D．喷漆时，使用静电喷漆枪 【答案】B 【详解】A．利用静电的吸附作用吸附纸屑，属于静电利用，故A不符合题意； B．油罐车运输时油与罐体摩擦产生静电，铁链作为导体可将静电导入大地，避免静电积累引发危险，属于静电防护，故B符合题意； C．静电复印机利用静电吸附墨粉完成复印，属于静电利用，故C不符合题意； D．静电喷漆枪利用静电使漆料吸附在工件表面，属于静电利用，故D不符合题意。 故选B。 3．如图所示，轻质棒M放在绝缘支架上，与塑料摩擦后带上正电的绝缘棒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】C 【详解】AB．与塑料摩擦后带上正电的绝缘棒L靠近M的A端时，A端被L吸引，由于异种电荷相互吸引，所以M可能带负电；由于带电体能够吸引轻小物体，所以M也可能不带电，故AB不符合题意； CD．绝缘棒L带正电，是因为摩擦时失去电子而带正电，故D不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．关于图中的电现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，两个轻质小球相互吸引，则它们一定带异种电荷 B．图乙中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒失去了质子 C．图丙中，小狗梳理完毛发后毛发更蓬松，是因为摩擦过程中创造了电荷 D．图丁中，验电器的金属箔张开是因为两片金属箔带同种电荷 【答案】D 【详解】A．图甲中两个轻质小球相互吸引，可能是带异种电荷，也可能是一个带电、一个不带电，因为带电体吸引轻小物体，故A错误； B．图乙中用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒得到了电子，故B错误； C．图丙中小狗梳理完毛发后毛发更蓬松，是因为摩擦使毛发带同种电荷，同种电荷相互排斥，摩擦起电的实质是电荷发生了转移，故C错误； D．图丁中验电器的金属箔张开是因为两片金属箔带同种电荷，同种电荷相互排斥，故D正确。 故选D。 5．如图是实验室里常用的验电器。图中验电器的金属球先与带正电的物体接触，金属箔张开，再将一个绝缘体与金属球接触，发现金属箔先闭合，后张开，则可判断该绝缘体（     ） A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．带负电或不带电 【答案】A 【详解】验电器的金属球先与带正电的物体接触，验电器带正电，再将一个绝缘体与金属球接触，金属箔先闭合说明正负电荷发生中和，该物体带负电；后张开说明中和后验电器带负电，即该物体带负电且电荷量大于验电器原有电荷量，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．用带负电的橡胶棒与验电器的金属球接触，然后移去橡胶棒．图中能反映验电器的带电情况和金箔片所处状态的是（    ） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】用带负电的橡胶棒与验电器的金属球接触，橡胶棒上的负电荷移动到验电器的金属球和金属箔上,验电器的金属箔带的是负电,因同种电荷相互排斥，金属箔出现夹角，故C图正确，所以C选项是正确的． 【点睛】验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;使用时是让金属杆上的金属箔带上同种电荷,然后同种电荷会相互排斥从而验证物体是否带电的． 7．四个悬挂着的轻质绝缘小球，静止时的位置关系如图所示，下列说法错误的是（　　） A．A球与C球可能带有异种电荷 B．B球可能带电，也可能不带电 C．B球与D球可能带有同种电荷 D．D球可能带电，也可能不带电 【答案】B 【详解】如图所示，AB相互排斥，则A球与B球一定带电，且带同种电荷；B球与C球相互吸引，由于B球一定带电，则C球与B球带异种电荷，或者C球不带电；C球与D球相互吸引，则C球与D球至少一个带电，或C球与D球带异种电荷，若C球带电，则D球不带电、或者与C球带异种电荷，若C球不带电，D球就带电。 综上所述，A球与B球一定带电，且带同种电荷，C球若带电，则C球与B球带异种电荷，C球与A球也带异种电荷，D球可能带电，也可能不带电，若D球带电，D球与C球带异种电荷，此时D球与A球、B球带同种电荷；C球若不带电，D球一定带电，可能带负电，也可能带正电。故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。 故选B。 板 书 设 计 第1节 两种电荷 一、摩擦起电 定义：摩擦使物体带电。 性质：吸引轻小物体。 二、两种电荷 正电荷(+)：丝绸摩擦过的玻璃棒。 负电荷(-)：毛皮摩擦过的橡胶棒。 规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 三、验电器 构造：金属球、金属杆、金属箔。 原理：同种电荷相互排斥。 作用：检验物体是否带电。 四、静电现象 应用：除尘、喷漆、复印。 防护：接地（油罐车铁链）、增湿。 课 堂 小 结 第1节 两种电荷 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 $