11.1 简单的静电现象（教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

11.1 简单的静电现象（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 11.1 简单的静电现象 教学 目标 物理观念 知道摩擦起电现象，了解带电体的性质；知道自然界中只存在两种电荷，了解电荷间的相互作用规律；了解验电器的构造及工作原理；知道导体和绝缘体；了解静电现象在生产生活中的应用与防护。 科学思维 通过实验观察和现象归纳，得出电荷间的相互作用规律，培养从现象到规律的归纳推理能。 科学探究 经历“摩擦起电”和“电荷间相互作用”的实验探究过程，提升观察能力、分析能力和归纳能力；能规范使用验电器进行简单的静电实验操作。 科学态度 与责任 体会物理与生活的密切联系，能用静电知识解释日常生活中的静电现象；了解静电的利用与防护，养成学以致用的习惯，初步树立安全用电意识。 教材 分析 本节选自沪科版（五四学制）九年级上册第11章“静电与电流”第1节。本章是初中电学模块的开篇章节，而本节作为本章的起始课，是学生系统学习电学知识的逻辑起点与认知序章。 第10章学生已经学习了内能、热量、比热容等热学知识，本节则从热学领域转入电学领域，开启全新的知识板块。本节内容由“摩擦起电现象”“两种电荷及其相互作用规律”“验电器”“导体与绝缘体”四部分构成。教材从公元前6世纪人们发现摩擦过的琥珀能吸引轻小物体的历史记载入手，引导学生认识摩擦起电现象；通过探究实验，让学生认识自然界中只存在两种电荷，并归纳出电荷间的相互作用规律；然后介绍验电器的构造和工作原理，并借助验电器设计自主活动，引导学生认识导体和绝缘体的区别。本节内容为后续学习“电流”“电压”“电阻”等概念奠定基础，在电学知识体系中起着至关重要的奠基作用。 学情分析 学生在小学科学课程中初步接触过电的概念，对静电现象有一定印象，比如用塑料尺摩擦头发后能吸引小纸屑这类简单摩擦起电现象。但小学阶段对静电的认识仅仅停留在表面观察，缺乏深入的原理探究。学生在第10章学习了内能的相关知识，掌握了从能量角度分析物理现象的方法，但尚未接触过电学概念，对“电荷”这一抽象概念缺乏认识基础。 九年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的关键时期。静电现象中涉及的电荷、电荷间相互作用等概念比较抽象，对于部分学生来说，理解起来存在一定难度。学生已初步掌握了控制变量法和转换法等科学方法，具备了基本的实验操作能力和数据分析能力，但对于“自然界只有两种电荷”这一结论的推理过程，需要教师提供充分的实验事实作为支撑，引导学生经历归纳推理的思维过程。 教学重点 1. 摩擦起电现象及带电体的性质。 2. 两种电荷及其相互作用规律。 3. 验电器的原理及使用方法。 教学难点 1. 认识自然界中只有两种电荷。 2. 验电器中电荷转移问题的理解。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 情境导入，激发兴趣 1. 展示历史资料：早在公元前6世纪，人们就发现用毛皮或毛织物摩擦过的琥珀，能够吸引羽毛、头发等轻小物体。我国汉朝时期的文献也记载了摩擦过的玳瑁可以吸引细小物体的现象。 2. 演示趣味实验：将塑料梳子在干燥头发上摩擦几下，靠近碎纸屑，观察现象。请学生上台体验“气球吸头发”实验。 3. 提出问题：为什么摩擦过的物体能吸引轻小物体？这些现象背后隐藏着什么物理原理？ 4. 引出课题：这些都是静电现象，今天我们就一起来探究静电的奥秘。 【设计意图】从历史资料和趣味实验入手，激发学习兴趣，为引出“摩擦起电”概念做铺垫。 观察教师演示实验，参与互动体验。结合生活经验思考并回答问题。 学习新课 什么是摩擦起电现象？ 一、探究摩擦起电现象 1. 组织学生分组实验： （1）将梳过干燥头发的塑料梳子靠近纸屑，观察现象； （2）将与毛衣摩擦过的气球靠近头发，观察现象； （3）将与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近细水流，观察现象。 2. 引导分析：摩擦后的物体为什么能吸引轻小物体？ 3. 引出概念：摩擦过的物体带了“电”，或者说带了电荷。用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电。带了电荷的物体叫带电体。 4. 强调：带电体的基本性质是能吸引轻小物体。 【设计意图】通过学生亲自动手实验，让学生直观感受摩擦起电现象，建立“带电体能吸引轻小物体”的感性认识。 二、探究两种电荷及相互作用 1. 提出问题：自然界中的电荷有几种？电荷间相互作用的规律是怎样的？ 2. 演示实验一：将两根用丝绸摩擦过的有机玻璃棒相互靠近——观察现象（互相排斥）。 3. 演示实验二：将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近——观察现象（互相排斥）。 4. 引导分析：两根玻璃棒带的是同种电荷（因为用相同方法摩擦），它们互相排斥——说明同种电荷相互排斥。 5. 演示实验三：用毛皮摩擦过的橡胶棒与用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近——观察现象（互相吸引）。 6. 引导分析：橡胶棒与玻璃棒带的电荷不是同种电荷——说明异种电荷相互吸引。 7. 归纳总结：大量实验表明，自然界中只存在两种电荷。 正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷； 负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。 电荷间相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 8. 补充讲解：电荷的多少叫做电荷量，符号为Q，单位是库仑（C）。 【设计意图】通过三组对比实验，引导学生从实验事实出发，运用归纳推理的方法得出“只有两种电荷”的结论，突破教学难点。 三、认识验电器 1. 展示验电器：多媒体展示验电器的结构图（金属球、金属杆、软木塞、金属箔），介绍各部分名称。 2. 讲解原理：验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的。当带电体接触到验电器的金属球时，就会有一部分电荷转移到金属杆上，金属箔与金属杆由于带同种电荷相互排斥而张开。 3. 演示实验：用摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，观察金属箔的张角变化。 4. 引导分析：带电体带的电荷越多，验电器金属箔张开的角度越大——可以用验电器来检验物体是否带电，并粗略比较带电的多少。 5. 强调：验电器的作用是检验物体是否带电。 【设计意图】通过实物展示和演示实验，帮助学生理解验电器的工作原理，为后续“导体与绝缘体”的探究做好铺垫。 【例题1】家庭中有很多与物理有关的现象及应用。如图所示是客厅中常用的静电除尘刷，在与家具表面摩擦后带上了______；除尘刷除尘时利用了带电体能______的性质。 【答案】 电荷 吸引轻小物体 【例题2】将塑料绳的一端扎紧，尽可能将其撕成更多的细丝，用干燥的手从上向下捋几下，观察如图所示的现象，这是因为细丝与手摩擦后带上______（选填“同种”或“异种”）电荷而互相______，这种使塑料丝带电的方法称为______。 【答案】 同种 排斥 摩擦起电 【例题3】如图所示的装置，它的工作原理是___________________；小强同学用毛皮摩擦过的橡胶棒接触金属球，发现金属箔张开，此时的金属箔上带_________电。 【答案】 同种电荷互相排斥 负 分组进行实验，观察并记录现象：塑料梳子吸引纸屑；气球吸引头发；橡胶棒吸引细水流。分析现象，归纳带电体的共同特征。 观察演示实验，记录实验现象。分析讨论：为什么两根玻璃棒互相排斥？为什么橡胶棒和玻璃棒互相吸引？在教师引导下归纳出电荷间相互作用规律。记录正负电荷的规定和电荷量单位。 观察验电器的结构，记录各部件名称。观察演示实验，理解验电器的工作原理。 学习新课 如何判断物体是否导电？ 1. 自主活动：取两个相同的验电器A和B。使A与带电体接触，A带电后金属箔张开；B不带电，金属箔闭合。 2. 探究实验一：用木棒把A、B的金属球连接起来，观察A、B的金属箔张角变化情况。 3. 探究实验二：用金属夹夹住金属棒，再用金属棒把A、B的金属球连接起来，观察A、B的金属箔张角变化情况。 4. 引导分析： 用木棒连接时，A、B张角都不变——说明木棒不容易导电； 用金属棒连接时，A的张角变小，B的金属箔由闭合变为张开——说明金属棒容易导电，电荷通过金属棒由A转移到B。 5. 引出概念： 导体：容易导电的物体（金属、人体、大地、石墨、各种酸、碱、盐的水溶液）；  绝缘体：不容易导电的物体（玻璃、塑料、橡胶、陶瓷）。 强调：导体和绝缘体没有绝对的分界线，在一定条件下，绝缘体也能转化为导体。 【设计意图】通过验电器的对比实验，让学生直观看到电荷在金属中的转移过程，建立导体和绝缘体的概念。 【例题4】下列各组物质中，通常情况下都是绝缘体的是（     ） A．空气、金属、大地 B．人体、纯水、塑料 C．干木棒、橡胶、玻璃 D．盐水、汽油、陶瓷 【答案】C 观察实验现象，记录并分析：木棒连接时张角不变，金属棒连接时电荷发生转移。理解导体和绝缘体的概念，列举生活中的导体和绝缘体实例。 学习新课 生活中哪些现象与静电有关？ 1. 展示图片：冬天脱毛衣时的“噼啪”声和火花、触摸金属门把手时的“触电感”、自然界中的闪电。 2. 简要介绍静电的应用：静电复印、静电除尘、静电喷漆等。 3. 简要介绍静电的防止：油罐车拖铁链、飞机轮胎导电等。 【设计意图】联系生活实际，让学生感受物理与生活的紧密联系，激发学习兴趣。 【例题5】南北朝陶弘景的《名医别录》中有记载：“琥珀，唯以手心摩热者拾芥为真。”这是古人利用静电现象辨别琥珀真假的经典描述。下列属于防止静电的是（     ） A．静电拖把 B．静电手环 C．静电复印 D．静电喷漆 【答案】B 观察图片，了解静电在生活中的各种表现和应用。 课堂练习 1．将用毛皮摩擦过的橡胶棒慢慢靠近悬挂着的轻质泡沫小球时，发现轻质泡沫小球被吸引。关于泡沫小球，下列说法正确的是（　　） A．一定带正电荷 B．一定带负电荷 C．一定不带电荷 D．可能不带电荷，也可能带正电荷 【答案】D 【详解】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。根据电荷相互作用规律：异种电荷相互吸引，带正电的小球会被负电橡胶棒吸引；同时带电体具有吸引轻小物体的性质，不带电的轻质小球也会被负电橡胶棒吸引，因此小球存在两种可能：带正电、不带电。故选D。 2．将A、B、C、D四个带相同电量的泡沫塑料小球用丝线挂在水平横杆上，如图所示。已知C带负电，则其余三个小球的带电情况是（     ） A．A、B一定带异种电荷，D带负电 B．A、B中只有一个带电，D带负电 C．A、B均带正电，D带负电 D．A、B均带负电，D带正电 【答案】C 【详解】由图可知，A、B相互排斥，B、C相互吸引，C、D相互排斥；根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，已知C带负电，由C、D排斥可知D带负电；由B、C吸引且四个小球均带电可知B带正电；由A、B排斥可知A带正电；故A、B均带正电，D带负电。故选C。 3．如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器，下列说法正确的是（     ） A．验电器的原理是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 B．验电器带上了正电是因为正电荷从玻璃棒转移到验电器 C．用这个玻璃棒接触气球，气球会被排斥 D．电流方向是从玻璃棒到验电器 【答案】D 【详解】A．验电器的原理是同种电荷相互排斥，故A错误； B．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触验电器时，验电器上的自由电子转移到玻璃棒上，金属导体中正电荷不移动，故B错误； C．带电体具有吸引轻小物体的性质，玻璃棒带正电，会吸引气球，故C错误； D．玻璃棒带正电，接触验电器时，自由电子从验电器转移到玻璃棒，电流方向与负电荷定向移动方向相反，即电流方向是从玻璃棒到验电器，故D正确。 故选D。 4．与丝绸摩擦过的玻璃棒A接触验电器B的金属球，撤走玻璃棒A，再将验电器B靠近用绝缘细绳悬挂的轻质小球C，发现细绳偏离了竖直方向，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．小球C带负电 B．验电器的金属箔片带正电 C．玻璃棒A与小球C靠近时，小球C会被A吸引 D．玻璃棒A上的正电荷转移到了验电器的金属球上，使金属箔片带上了电 【答案】B 【详解】ABC．丝绸摩擦过的玻璃棒A带正电，接触验电器B，由接触起电可知验电器B带正电，金属箔片带正电；验电器B靠近小球C，细绳偏离竖直方向，由同种电荷相互排斥可知，小球C带正电，A与C靠近时相互排斥，故AC错误，故B正确； D．金属导体中可自由移动的是电子，接触起电时是验电器B上的电子转移到玻璃棒A上，故D错误。 故选B。 5．如图，用干布先后摩擦塑料丝和水管使它们都带电，塑料丝被水管“托起”，则（     ） A．水管与塑料丝带异种电荷 B．相互排斥的塑料丝M与N带同种电荷 C．水管对塑料丝的力大于塑料丝对水管的力 D．干布和水管摩擦后不带电 【答案】B 【详解】A．塑料丝被水管“托起”说明两者相互排斥，由同种电荷相互排斥可知水管与塑料丝带同种电荷，故A不符合题意； B．塑料丝M与N相互排斥，由同种电荷相互排斥可知M与N带同种电荷，故B符合题意； C．水管对塑料丝的力与塑料丝对水管的力是一对相互作用力，大小相等，故C不符合题意； D．干布和水管摩擦后发生摩擦起电，两者带等量异种电荷，均带电，故D不符合题意。 故选B。 6．图中关于摩擦起电现象，说法正确的是（　　） A．如图甲，丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷，这个过程中丝绸会失去电子 B．如图乙，细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引，则两小球一定带异种电荷 C．如图丙，验电器是利用了同种电荷相互排斥的原理制成的 D．如图丁，摩擦后的气球能够吸引细水流，是因为水和气球带异种电荷 【答案】C 【详解】A．丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电，故A错误； B．两小球相互吸引，可能带异种电荷，也可能一个带电、另一个不带电，因为带电体具有吸引轻小物体的性质，故B错误； C．验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的，故C正确； D．摩擦后的气球带电，带电体具有吸引轻小物体的性质，细水流属于轻小物体，故D错误。 故选C。 板书设计 11.1 简单的静电现象 一、摩擦起电 定义：用摩擦的方法使物体带电 带电体的性质：能吸引轻小物体 二、两种电荷及相互作用 正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 相互作用规律：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、软木塞、金属箔 作用：检验物体是否带电 原理：同种电荷相互排斥 四、导体与绝缘体 导体：容易导电的物体 绝缘体：不容易导电的物体 教学反思 摩擦起电实验对环境湿度较为敏感，在潮湿天气中实验效果可能不理想。改进：课前注意检查实验器材的干燥程度，可提前用吹风机吹干玻璃棒和橡胶棒；可准备实验视频作为备用方案；建议选择晴朗干燥的天气进行本节教学。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $