3.1 电荷与电流（教学设计）科学新教材浙教版八年级上册

第 3 章 第 1 节 电荷与电流（教学设计） 年级 八年级 学科 科学 教师 课题 第 3 章 第 1 节 电荷与电流 教学 目标 科学观念 通过摩擦起电等探究活动，理解摩擦起电的本质是电子的转移，形成电荷守恒观念；通过探究电荷间作用规律，初步形成相互作用观；通过类比与实验建构电流概念，理解电源、用电器等电路元件功能，建立能量转化观念；知道电流表基于电流磁效应，经历从定性判断到定量测量的过程，形成量化观念。 科学思维 运用归纳推理与模型建构，用微观电子转移揭示宏观带电现象的本质；经历“实物电路→物理图示→电路图”的三级抽象过程，发展用符号表示复杂系统的建模能力；通过电流表读数与串、并联电流探究，提升类比、推理、逻辑抽象与数据处理能力。 探究实践 能从真实情境提出值得研究的科学问题，设计实验探究电荷间作用规律；通过拆解贺卡、探索电路状态、绘制电路图等实践活动学会比较、分析等科学方法；学会正确使用电流表，连接简单串、并联电路并探究其电流特点，提升动手实践能力。 态度责任 乐于思考现象背后的原因与规律，乐于合作交流；养成严谨认真、实事求是的科学态度；认识电学知识对科技与生活的影响，形成安全用电意识和用科学知识服务社会的责任感，增强民族自豪感。 教材 分析 本节是八年级上册第3章《电路探秘》第1节《电荷与电流》，是全章的起点。 教材从静电现象入手，揭示摩擦起电的本质（电子转移）与电荷间作用规律，再过渡到持续电流的产生、电流强度与方向、电路的组成与电路图，最后学习电流的测量与串、并联电路电流特点。内容由宏观现象到微观本质、由定性到定量，循序渐进，是后续学习欧姆定律、电功与电功率的基础。 学情分析 学生在小学和生活中对静电、电池、电灯等已有丰富感性认识，但对“为什么摩擦会带电”“电流方向为何与电子运动相反”“电流表为何要串联”等本质问题缺乏理解。 八年级学生已具备一定的实验探究与抽象思维能力，但将微观电子转移与宏观现象对应、把实物电路抽象为电路图仍是难点，需要借助实验、图示和类比搭建认知台阶。 教学重点 1.摩擦起电的本质（电子转移）与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）。 2.电流的形成与方向规定、电路的组成与电路图（串联、并联）。 3.电流表的正确使用与串、并联电路电流的特点。 教学难点 1.从微观电子得失的角度解释摩擦起电现象。 2.“实物电路→电路图”的抽象过程及串、并联电路的识别。 3.电流表使用规则的理解（量程选择、串联、“+”入“−”出、防短路）及串、并联电路电流规律的实验探究。 教学 器材 玻璃棒、丝绸、橡胶棒、毛皮、泡沫塑料小球、验电器、铝箔、纸杯、铅笔、羊毛织品（摩擦起电与电荷作用）； 干电池、小灯泡、开关、导线、指南针、胶带（电流与电路）；电流表、不同规格小灯泡（电流的测量）； 多媒体课件及静电现象、避雷针、人体电流、电路图、干扰电疗仪等图片与视频素材。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 教学过程 教师活动 学生活动 第1课时 导入新课（情境创设，5分钟） 1.情境创设：将食物放入冰箱前，我们会用保鲜膜覆盖食物。从卷筒上撕下的保鲜膜为什么会自动吸附到餐具上？出示生活中的静电现象图片。 2.想一想：干燥冬季脱毛衣时看到火花、听到“噼啪”声；走路时头发会“飘”起来；用塑料尺摩擦头发后能吸起小纸屑……这些现象我们在生活中还遇到过吗？ 3.点明核心问题：这些现象背后的本质是什么？电荷从哪里来？电荷之间又有怎样的作用规律？引出本节课题“电荷与电流”。 1.观察保鲜膜吸附现象，提出猜想。 2.回忆并交流生活中遇到的静电现象。 3.明确本节课要探究的核心问题。 第1课时 学习新课：任务一 摩擦起电（15分钟） 1.认识静电现象：这些现象都发生在干燥环境下，都与“摩擦”有关。物体经过摩擦后能够吸引轻小物体，我们就说它带了“电”，或者说带了“电荷”。出示四类静电现象图片。 2.实验（图3.1-2）：用丝绸或化纤布料与玻璃棒摩擦后，让玻璃棒靠近小纸屑，观察现象——小纸屑被“吸”到玻璃棒上轻微跳动后粘住。 3.思考：玻璃棒本来不能吸纸屑，为什么摩擦之后就可以？玻璃棒是怎么带电的？ 4.摩擦起电的本质：物质内部有质子和电子，质子带正电位于原子核内，电子带负电在核外运动。通常物体质子数=电子数，正负抵消不显电性；摩擦使电子从一个物体转移到另一个物体——失去电子带正电，得到电子带负电。摩擦起电不是创造了电，而是电子的转移。 5.用电子得失解释：玻璃棒与丝绸摩擦，玻璃棒失去电子带正电、丝绸得到电子带负电；橡胶棒与毛皮摩擦，毛皮带正电、橡胶棒带负电。规律：两物体摩擦后带上等量异种电荷。 6.拓展——雷电（图3.1-3）：雷电是伴有闪电和雷鸣的放电现象，云层上部以正电荷为主、下部以负电荷为主，电荷聚集到一定程度后放电；可由闪光与雷声的时间差估算距离。 （图3.1-3） 7.拓展——避雷针：金属杆安装在建筑物顶端，用粗金属线接到地下金属板，把云层电荷“引”到自己身上再导入地下（实为“引雷”），是人类利用静电、化害为利的发明。 1.观察四类静电现象，归纳“摩擦起电”的共同特点。 2.完成玻璃棒摩擦吸纸屑实验并描述现象。 3.用电子得失观点解释玻璃棒、橡胶棒摩擦后的带电情况。 4.了解雷电成因与避雷针原理。 第1课时 学习新课：任务二 电荷间的作用与静电应用（15分钟） 1.提出问题：两个带电物体之间的相互作用有什么规律？ 2.实验探究：①用带正电玻璃棒和带负电橡胶棒分别接触两个泡沫小球，观察现象；②都用带正电玻璃棒接触两小球；③都用带负电橡胶棒接触两小球。从实验可知：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3.验电器（图3.1-6）：检测物体是否带电的仪器。被检物体接触顶端导体，电荷转移到箔片，同种电荷相斥使两箔片张开，张开角度大小可比较带电量多少。 4.自制验电器（图3.1-7）：用铝箔、倒置纸杯、铅笔等制作，可演示带电体靠近时的排斥现象。 5.静电应用（图3.1-8）：静电除尘利用高压电场使粉尘带电后趋向阳极沉积；此外还有静电喷漆、静电复印等。 1.分组完成三个电荷相互作用实验，归纳规律。 2.理解验电器工作原理（同种电荷相斥）。 3.动手制作简易验电器。 4.认识静电在生产生活中的应用。 第2课时 导入新课（情境创设，5分钟） 1.情境创设：闪电威力巨大、电压极高电流极大，但持续时间极短，一瞬间就结束了；我们却需要像河中水流一样持续、稳定、可控的电流来点亮电灯。出示对比图片。 2.核心问题：如何产生持续不断的电流？ 1.观察闪电与日常用电的对比，思考“短暂的电”与“持续的电”。 2.明确本节课要探究的问题：怎样得到持续电流？ 第2课时 学习新课：任务一 电流（15分钟） 1.电源——持续电流的来源：像发电机、电池这种能提供电能的装置叫电源，它使导体内部电荷产生定向运动，形成持续不断的电流。常见电源有发电厂、电池、核电站等。 2.电流的方向：科学规定正电荷定向运动的方向为电流方向。闭合电路中电流方向为 正极→用电器→导线→负极；而金属导体中实际是电子（带负电）从负极流向正极，电子运动方向与电流方向恰好相反。 3.电流强度：导体中电流大小称为电流强度，简称电流，用字母 I 表示，是电荷量与通电时间之比。主单位安培（A），还有毫安（mA）、微安（μA）：1 A = 103 mA，1 mA = 103 μA。 4.常见用电器工作电流：手机约0.05～0.25 A、20瓦LED灯0.34 A、笔记本2～3 A、1.5匹空调约5.0 A，用电器功率越大工作电流一般越大。 5.人体里也有电流：心电图记录心脏产生的脉冲电流；脑电流与测谎仪；脑机接口识别脑电波信号。 6.安全用电：感觉电流约1 mA，危险电流10 mA以上危及生命；不用湿手触摸开关插座、触电先断电再救人、电器要接地、不在电线上晾衣或高压线下放风筝。 1.认识电源的作用与常见类型。 2.复述电流方向的规定及与电子运动方向的关系。 3.记住电流单位及换算（1 A = 103 mA）。 4.了解人体电流与安全用电常识。 第2课时 学习新课：任务二 电路与电路图（15分钟） 1.让电灯发光：把干电池、小灯泡、开关、导线连成电流路径，闭合或断开开关观察灯泡变化。电路的四部分组成：电源（提供电能）、用电器（消耗电能）、开关（控制通断）、导线（输送电流）。 2.电路定义及状态（图3.1-13、3.1-14）：开关闭合电流能通过，断开则不能；不经用电器直接用导线连接电源两极叫电源短路，电流过大将损坏电源甚至引发火灾，必须谨防！ 3.电路图：用元件符号代替实物表示电路的图（表3.1-2）。元件符号是对实物的简化与抽象，使图更简洁清晰。 4.画出电路图（图3.1-16）并识别连接方式：图3.1-17两灯首尾相连为串联（series connection）；图3.1-18两灯并列连接为并联（parallel connection），并联中从电源两极到分支点的部分叫干路，分支点之间的两条电路叫支路。 1.连接简单电路，说出四部分元件的作用。 2.理解通路、断路与电源短路。 3.识读元件符号，把实物图转化为电路图。 4.识别串联与并联，说出电流路径。 第3课时 导入新课（情境创设，5分钟） 1.情境创设：灯泡越亮，电流就一定越大吗？上节课知道电池越多灯泡越亮，但通过灯泡亮度只能大概判断电流大小，不能知道具体是多少安。出示对比图片。 2.核心问题：如何判断电路中有无电流？如何准确知道电流具体有多大？ 1.观察灯泡亮度对比，思考亮度与电流的关系。 2.明确本节课要解决的测量问题。 第3课时 学习新课：任务一 电流表与电流的测量（18分钟） 1.电流磁效应（图3.1-19）：用导线在指南针上绕圈连成电路，通电后指南针偏转——电流越大磁场越强、指针偏转越大。电流表就是据此原理设计的。 2.电流表：电路图符号为圆圈内大写 A；实验室常用电流表有三个接线柱、两个量程0～0.6 A 和 0～3 A，不同量程分度值不同。 3.读数（图3.1-20）：步骤——看量程→算分度值→数格数→相乘得读数。 4.使用规则（四条）：①正确选择量程（无法估计时用试触法）；②串联在被测电路中；③电流从“+”接线柱流入、“−”接线柱流出；④绝对不允许直接接电源两极。 5.试触出现的问题及解决（图）：无偏转可能开路、反偏是接线柱接反、偏大是量程太小、偏小是量程太大。 6.三种常见错误接法：正负接反、不经用电器直连电源、与用电器并联。 7.判断测量对象：回路法（电流表与谁串联就测谁）和去表法（去掉电流表后谁不能工作就测谁）。 1.通过指南针偏转体会电流磁效应。 2.记住电流表符号、量程与读数步骤。 3.复述并理解四条使用规则。 4.识别常见错误接法，会用回路法/去表法判断测量对象。 第3课时 学习新课：任务二 探究串、并联电路电流特点（12分钟） 1.目标与器材：学会串、并联电路连接，会用电流表测电流，了解各部分电流关系。器材：干电池2节、小灯泡2个、开关3个、电流表1个、导线若干。 2.测量串联电路（图3.1-21）：连接时开关断开，分别测位置1、2、3的电流 I1、I2、I3，比较数据得结论——串联电路电流处处相等（I1=I2=I3）。 3.测量并联电路（图3.1-22）：分别测干路电流 I 与支路电流 I1、I2，比较得结论——并联电路干路电流等于各支路电流之和（I=I1+I2）。 4.问题讨论：①先用大量程试触防烧表，指针偏转角过小再换小量程以减小误差；②串联电流处处相等（电荷不增不减），并联干路电流等于各支路之和（分流）。 5.科学·技术·社会：干扰电流疗法（图3.1-23）利用不同变化电流治疗疾病。 1.分组连接串、并联电路并测各处电流。 2.记录数据，归纳串、并联电流规律。 3.用电荷定向移动解释电流规律。 4.了解电流在医疗中的应用。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 【例1】（第1课时 摩擦起电）我国西晋学者张华在《博物志》中写道“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”，句中所描述的物理现象属于（　　） A．做功改变内能　B．热传递改变内能　C．摩擦生热　D．摩擦起电 【答案】D 【解答】解：人们梳头、穿衣时，梳子与头发，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，电荷放电，看到小火星和听到微弱响声，是摩擦起电，属于静电现象，故D正确，ABC错误。故选：D。 【例2】（第3课时 电流的测量）探究并联电路中电流特点的实验装置如图所示，下列分析正确的是（　　） A．闭合开关后，电流表测量的是通过L2的电流 B．更换不同规格的灯泡重复实验，是为了减小误差 C．闭合开关后，若L1亮、L2不亮，是因为L2发生短路 D．将导线a接电流表“0.6”接线柱的一端改接到“−”接线柱，可测量通过L1的电流 【答案】D 【解答】解：A、由电路图知，闭合开关后，两灯泡并联，电流表测量的是干路的电流，故A错误；B、更换不同规格的灯泡重复实验是为了使结论具有普遍性，故B错误；C、若L1亮、L2不亮，说明L1支路通路、L2断路，若L2短路则L1也会被短路，故C错误；D、将导线a接电流表“0.6”接线柱的一端改接到“−”接线柱，电流表与L1串联，测量通过L1的电流，故D正确。故选：D。 板 书 设 计 第 1 节 电荷与电流 一、摩擦起电与电荷间的作用（第1课时） 1.摩擦起电：物体经摩擦后能吸引轻小物体，说明带了电（电荷） 2.本质：电子的转移——失去电子带正电，得到电子带负电；电荷守恒 3.种类与规律：正/负电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引（应用：验电器） 4.静电应用：静电除尘、静电喷漆、复印机；避雷针（引雷入地） 二、电流、电路与电路图（第2课时） 1.电源：提供电能，使电荷定向移动形成持续电流（发电机、电池、核电站） 2.电流：电荷的定向移动；方向规定为正电荷移动方向（与电子运动相反）；单位 A、mA、μA（1 A=103 mA） 3.电路：电源、用电器、开关、导线；电源短路危险 4.电路图：元件符号；串联与并联（干路、支路、分支点） 三、电流的测量（第3课时） 1.电流表：原理——电流磁效应；量程 0~0.6 A、0~3 A；读数（看量程→分度值→数格） 2.使用规则：选量程（试触）、串联、“+”入“−”出、严禁直接接电源两极 3.电流特点：串联 I1=I2=I3（处处相等）；并联 I=I1+I2（干路=各支路之和） 课 堂 小 结 第 1 节 电荷与电流 1.摩擦起电的本质是电子的转移：失去电子带正电，得到电子带负电，电荷总量不变；带电体具有吸引轻小物体的性质。 2.电荷间作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；验电器利用同种电荷相斥工作。 3.电源提供电能使电荷定向移动形成持续电流；电流方向规定为正电荷定向移动方向，与金属中电子移动方向相反；单位有 A、mA、μA（1 A=103 mA）。 4.电路由电源、用电器、开关、导线组成；不经用电器直接连通电源两极会造成电源短路；电路图用元件符号表示，分串联与并联。 5.电流表依据电流磁效应工作，须串联、正确选量程、电流“+”入“−”出、不可直接接电源两极；串联电路电流处处相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和。 作 业 教学反思 $