【教學(xué)目標(biāo)】
1. 知識和技能
1. 了解兩種電荷及其相互作用。理解電荷的概念。
2、了解摩擦起電,知道摩擦起電并不產(chǎn)生電荷,而是使物體內(nèi)的正負(fù)電荷分離。
3、了解靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電感應(yīng)并不會產(chǎn)生電荷,而是使物體內(nèi)的電荷分離。
4.了解電荷守恒定律。
5.了解什么是基本電荷。
2. 流程與方法
1、通過初中知識的復(fù)習(xí),使學(xué)生進(jìn)一步理解自然界中的兩種電荷。
2. 通過對原子核結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),學(xué)生理解摩擦起電和感應(yīng)起電并不產(chǎn)生電荷,而是將物體中的電荷分離,而對于不與外界交換電荷的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持不變。
3.情感態(tài)度和價值觀
通過本節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生可以從微觀角度了解物體帶電的本質(zhì)。
重點(diǎn):電荷守恒定律
難點(diǎn):利用電荷守恒定律,分析和解決摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。
預(yù)習(xí)引導(dǎo)→引導(dǎo)講授→突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)→分析典型例題→鞏固知識→達(dá)標(biāo)提高
【自學(xué)】
1、自然界中的電荷有兩種高中物理等量異號,即電荷和電電荷。
2.原子核內(nèi)的正電荷數(shù)與原子核外電子內(nèi)的負(fù)電荷數(shù)相同,所以整個原子對都呈電中性。
3、不同物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不同,原子核外電子的數(shù)量和運(yùn)動方式也不同。在金屬中,距離原子核最遠(yuǎn)的電子往往脫離原子核的束縛,在金屬中自由運(yùn)動,這些電子稱為自由電子。失去這些電子的原子就變成帶正電的離子。離子在自己的平衡位置上振動,不動,只有自由電子在它們之間穿梭。因此,金屬導(dǎo)電時,只運(yùn)動。
4、物體帶電有以下幾種方式: (1)摩擦帶電:當(dāng)兩個不同的物體互相摩擦?xí)r,一個物體失去電子,另一個物體獲得電子。 (2)感應(yīng)帶電:當(dāng)導(dǎo)體接近(不接觸)帶電物體時,導(dǎo)體靠近帶電物體的一端帶上與帶電物體相同的電荷,而另一端則帶上與帶電物體相同的電荷。
5、電荷守恒定律:電荷不能也不會從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變。
6、電子和質(zhì)子都帶有等量的相反電荷,電荷e=C。實(shí)驗(yàn)證明,一切帶電體的電荷都等于e,因此稱電荷為e。電荷e的值最早是由美國物理學(xué)家測得的。
7.下列哪項(xiàng)表述是正確的?()
A. 摩擦起電是產(chǎn)生電荷的過程
B. 當(dāng)兩個帶有相等但相反電荷的導(dǎo)體接觸時,電荷就會消失。這種現(xiàn)象稱為電荷湮沒。
C.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程
D.玻璃棒無論與什么物體摩擦都會帶正電。
8.關(guān)于基本電荷的理解,下列表述正確的是( )
A. 基本電荷是電子。 B. 基本電荷是等于電子所帶電量的電量。
C.基本電荷是質(zhì)子。D.物體所帶電荷只能是基本電荷的整數(shù)倍。
【互動交流】
值得思考的問題
1. 初中時我們學(xué)過自然界中電荷有幾種,兩種電荷如何定義,它們之間如何相互作用,電荷量如何表示?
2. 電荷的基本性質(zhì)是什么?
1. 收費(fèi)
1. 電荷類型:自然界中存在多種類型的電荷
①.用絲綢摩擦玻璃棒所帶的電荷叫電荷;
②.用毛皮摩擦過的橡膠棒上所帶的電荷叫電荷。
2、電荷間相互作用定律:同種電荷相互作用,異種電荷相互作用。
2. 給物體充電的三種方式
問題 1:
問題a:一般來說,物體是不帶電的。不帶電的物體帶電荷嗎?物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是什么?
問題b:什么是摩擦起電?物體為什么能摩擦帶電?其本質(zhì)是什么?
(1)原子的核結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋(原子:由原子核(質(zhì)子和中子)和原子核外的電子組成。)
(2)摩擦帶電的原因:不同物質(zhì)的原子核結(jié)合電子的能力不同。
本質(zhì):電子轉(zhuǎn)移。結(jié)果:兩個相互摩擦的物體帶有相等但相反的電荷。
1. 摩擦起電
產(chǎn)生?結(jié)果?
本質(zhì):摩擦起電的本質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,得到電子就帶電,失去電子就帶電。
例1. 毛皮在橡皮棒上摩擦后,毛皮帶正電。這是因?yàn)椋?)
A. 毛皮上的部分電子被轉(zhuǎn)移到橡膠棒上。 B. 毛皮上的部分正電荷被轉(zhuǎn)移到橡膠棒上。
C. 橡膠棒上的部分電子被轉(zhuǎn)移到毛皮上。 D. 橡膠棒上的部分正電荷被轉(zhuǎn)移到毛皮上。
問題 2:
思考一:接觸電的本質(zhì)是什么?
問題b:如果兩個相同的帶電導(dǎo)體接觸然后分離,它們上的電荷如何分布?
電中和現(xiàn)象與電荷均勻分布原理:
a. 當(dāng)兩個帶電物體相互接觸時,它們都不會表現(xiàn)出任何電特性。這種現(xiàn)象稱為電荷中和。
b.當(dāng)兩塊相同的帶電金屬導(dǎo)體接觸時,電荷會發(fā)生重新分布,這種現(xiàn)象稱為電荷均布原理。
2. 接觸電
產(chǎn)生?結(jié)果?
本質(zhì):自由電子的轉(zhuǎn)移。
例 2. 兩個相同的金屬球,一個帶電 +6×10-8C,另一個帶電 -2×10-8C。如果兩個球接觸然后分開,它們帶多少電荷?
問題 3:
(1)問題a:金屬為什么可以成為導(dǎo)體?
(2)演示
思考 a:如果我們將帶正電的球 C 移近導(dǎo)體 A,箔片會發(fā)生什么變化?這種現(xiàn)象說明了什么?如果我們將 C 移開會怎樣?
問題b:如果先分離A和B,然后去掉C,箔片會發(fā)生什么變化,這種現(xiàn)象說明了什么?
思考c:基于上一步,如果我們讓A和B再次接觸貝語網(wǎng)校,會看到什么現(xiàn)象?這個現(xiàn)象解釋了什么?
(3)什么是靜電感應(yīng)、感應(yīng)起電?感應(yīng)起電的本質(zhì)是什么?
3. 感應(yīng)起電
1.靜電感應(yīng):帶電體能使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。
(2)感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。
本質(zhì):自由電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
規(guī)則:近端感應(yīng)電荷,遠(yuǎn)端感應(yīng)電荷。
靜電感應(yīng)的產(chǎn)生原因是什么?
分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu)和帶電的本質(zhì)原因:當(dāng)帶電小球C靠近金屬導(dǎo)體A、B時,由于同性電荷相斥,異性電荷相吸,導(dǎo)體上的自由電子被吸引,所以導(dǎo)體A、B上帶等量的異性電荷。感應(yīng)起電并不產(chǎn)生電荷,而是將物體中的正、負(fù)電荷分離,將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
推導(dǎo)電荷守恒定律。
例3.如圖所示,由絕緣柱支撐的不帶電的金屬導(dǎo)體A、B接觸,再將帶負(fù)電的導(dǎo)體C移近導(dǎo)體A,然后使導(dǎo)體A、B分離,再將C移開。則( )
A.導(dǎo)體A帶負(fù)電,導(dǎo)體B帶正電
B.導(dǎo)體A帶正電,導(dǎo)體B帶負(fù)電
C.導(dǎo)體A失去一些負(fù)電荷,導(dǎo)體C獲得負(fù)電荷
D.導(dǎo)體A帶正電,因?yàn)閷?dǎo)體B中的部分電子轉(zhuǎn)移到A,所以A和B具有等量的相反電荷。
總結(jié):充電物體的方式與性質(zhì)
3. 電荷守恒定律
1.電荷守恒定律的兩種表達(dá)形式:
聲明1:
陳述2:對于不與外界交換電荷的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和始終保持不變。
例4.關(guān)于電荷守恒定律,下列哪項(xiàng)表述是正確的:()
A.物體所攜帶的電荷量總是守恒的;
B.在與外界不發(fā)生電荷交換的情況下,一個系統(tǒng)所攜帶的電荷量總是守恒的;
C.在一定條件下,即使系統(tǒng)中等量的正電荷和負(fù)電荷同時消失,這并不違反電荷守恒定律;
D.電荷守恒定律,并不意味著帶電系統(tǒng)與外界之間不存在電荷交換;
基本電荷
閱讀課本并回答
(1)電荷的量怎樣表示?其單位是什么?
(2)什么是基本電荷?電子是基本電荷嗎?
(3) 基本電荷的值是多少?哪位物理學(xué)家首先確定了它的值?
(4)什么是比電荷?電子的比電荷是多少?
1. 電荷量( ):電荷的多少,簡稱電荷量。單位: ,符號:
2. 基本電荷是電子或質(zhì)子所帶電荷的量。它是電荷的最小單位。
基本電荷的值:e=,是由美國物理學(xué)家首次測量的。
注:所有帶電體的電荷都是等于e,或者是e的整數(shù)倍。也就是說,電荷是一個不能連續(xù)變化的物理量。
3.比荷(荷質(zhì)比):帶電體與其電荷之比。
比電荷:電子電荷e與其質(zhì)量me的比率,C/kg
例5. 關(guān)于物體的電荷,下列哪個表述是正確的?
A.物體所帶的電荷可以是任意實(shí)數(shù)。
B.物體所帶電荷量應(yīng)為一定的特定值
C.該物體帶電+1.60×10-9C,因?yàn)樵撐矬w丟失了1.0×1010個電子。
D.物體所帶電荷的最小值為1.6×10-19C
例6. 5個基本電荷的電荷量為,16C電荷量等于基本電荷量。
5.驗(yàn)電器和靜電計(jì)
1、人們用什么儀器來測定物體是否帶電?它的工作原理是什么?
閱讀課本,了解驗(yàn)電器和靜電計(jì)的構(gòu)造和功能。靜電計(jì)(指針式驗(yàn)電器)
2. 思考:只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體桿上端直接接觸時,金屬箔才開始打開嗎?解釋你所看到的。
【課堂測試】
1.下列哪項(xiàng)表述是正確的?()
A.摩擦起電和靜電感應(yīng)都會使物體的正負(fù)電荷分離,但總電荷量不會改變。
B、被毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷,在摩擦過程中橡膠棒上的正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上。
C.用絲綢摩擦的玻璃棒帶正電,因?yàn)椴AО粼谀Σ吝^程中獲得了電子。
D.物體不帶電,說明物體內(nèi)不帶電荷
2.帶電粒子的電荷不可能是下列任意值( )
A. 2.4×10-19C B. -6.4×10-19C C. -1.6×10-18C D. 4.0×10-17C
.3.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的本質(zhì),下列說法正確的是( )
A.摩擦起電說明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能,做功可以產(chǎn)生電荷。
B.摩擦起電表明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體
C.感應(yīng)起電是指電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
D.感應(yīng)起電是指電荷可以從帶電物體轉(zhuǎn)移到不帶電物體。
4、如圖所示,原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,兩端下垂懸掛金屬試驗(yàn)箔,如果將一個帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體M端,可能看到的現(xiàn)象是( )
A.僅M端測試箔處于開路狀態(tài),且M端帶正電。
B.僅N端測試箔是開放的,且N端帶負(fù)電。
C.兩端的測試箔都是開放的,左端帶負(fù)電,右端帶正電。
D.兩端的測試箔都是開放的,左端帶正電,右端帶負(fù)電。
5、如圖所示,A、B為金屬球,由絕緣支架支撐,相隔一定距離,A帶正電,B不帶電。下列說法正確的是( )
A.導(dǎo)體B帶負(fù)電
B.導(dǎo)體B的左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷高中物理等量異號,且電荷大小相等。
C.若A不動,B沿圖中虛線分開,則左側(cè)電荷小于右側(cè)電荷。
D.若A、B互相接觸,金屬體A、B所帶電荷總量保持不變。
6 科學(xué)家在研究原子、原子核和基本粒子時,為了方便,常用基本電荷作為電荷的單位。下列關(guān)于基本電荷的說法中,正確的是( )
A.質(zhì)子或電子稱為基本電荷。B.電子帶最小的負(fù)電荷,其電荷的絕對值稱為基本電荷。
C.1.60×10-19C的電荷叫元電荷。D.質(zhì)子帶的正電荷最小,它的電荷的絕對值叫元電荷。
后記:
1、同學(xué)們就帶電的三種方式展開了熱烈的討論,并舉例說明了生活中的靜電現(xiàn)象。
下一節(jié)課將復(fù)習(xí)點(diǎn)電荷,基本電荷,質(zhì)子電荷和電子電荷之間的關(guān)系。
1、當(dāng)橡膠棒與毛皮摩擦?xí)r,橡膠棒帶電,毛皮也帶電,當(dāng)橡膠棒帶電3.2×10-9庫侖時,帶電1.6×10-19庫侖的電子從上往下運(yùn)動。
2、絕緣細(xì)導(dǎo)線的上端固定,下端懸掛一個輕球a,a表面涂有鋁膜,a附近有一個絕緣金屬球b。開始時a、b不帶電,如圖所示。現(xiàn)在b帶電,則( )
A.a與b之間沒有相互作用,b會吸引a,二者不會分離。
C. b 立即排斥 a。 D. b 先吸引 a,然后在接觸后排斥 a。
3. 關(guān)于電現(xiàn)象的正確表述是( )
A.玻璃棒無論與什么物體摩擦都會帶正電,而膠木棒無論與什么物體摩擦都會帶負(fù)電。
B. 摩擦能產(chǎn)生電,這是普遍現(xiàn)象。兩個物體相互摩擦?xí)r,總是同時帶有等量的異性電荷。
C. 電荷現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,物體得到多余的電子就帶負(fù)電,失去電子就帶正電。
D.當(dāng)一個電荷出現(xiàn)時,必定有等量異號的電荷出現(xiàn),當(dāng)一個電荷消失時,必定有等量異號的電荷同時消失。
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