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2019-2020年高中物理 1.1 電荷 電荷守恒定律教案 教科版選修3-1 一、教學目標 1、知識與技能 （1）知道電荷量意義、符號、單位和元電荷的概念； （2）知道自然界存在正負兩種電荷、了解摩擦起電的原因； 2、過程與方法 感受人們認識電現(xiàn)象的初始過程，通過學習元電荷，認識實驗是重要的學習物理的方法。 3、情感、態(tài)度及價值觀 （1）通過觀察、分析各種靜電現(xiàn)象和實驗，培養(yǎng)透過現(xiàn)象揭示物理規(guī)律的意識，崇尚科學，破除迷信；同時培養(yǎng)學生注意觀察身邊物理現(xiàn)象的習慣； （2）收集生產(chǎn)、生活實踐中有關(guān)“靜電的防范和利用”的事例，了解事物的兩面性，樹立趨利避害的自覺性。 二、教學重點和難點 難點：靜電實驗中的電荷泄漏及驗電器的檢驗功能；通過靜電現(xiàn)象挖掘靜電現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì) 重點：了解靜電現(xiàn)象，理解電荷量、元電荷的概念 三、實驗器材準備：雷電圖片、輝光球、高壓放電儀器、雅各布天梯視頻、玻璃棒、橡膠棒、毛皮、絲綢、驗電器、手搖感應(yīng)起電機，氣球、鋁罐，塑料薄膜扎帶 四、教學過程 教學內(nèi)容 教師行為 學生活動 設(shè)計意圖 引入：通過雷電現(xiàn)象引入物理學中的重要板塊《電場》這一章，電學和力學相比更加抽象、難度增大，但也有了很多有意思的實驗，就由幾個有趣的實驗激發(fā)學生學習本章的興趣。 （1）展示一幅壯觀的雷電圖片，（天空中大規(guī)模的放電現(xiàn)象，云與云之間、云與地之間） 通過圖片提一下球形閃電（電火球）——十分罕見的閃電現(xiàn)象，半個多世紀共記錄的只有4000多次，有個怪脾氣，見縫就鉆，可是它到底是何種物質(zhì)至今人是個迷，現(xiàn)在雖然有很多說法卻都有待科學研究的證實。 （2）輝光球（電離魔幻球）——惰性氣體電離放電，自然界這種現(xiàn)象也存在的，北極光就是一種輝光。 （3）演示高壓放電現(xiàn)象，模擬閃電——正負輸出端可以使與它相連的物體帶上正負電荷，擊穿空氣放電 （4）視頻：雅各布天梯（有條件就親自做一下）——高壓擊穿空氣發(fā)生電弧放電，空氣對流加上電動力驅(qū)使，使電弧向上升 舉出一些生活中常見的靜電現(xiàn)象：例如：（1）脫毛衣時能看見小火花 （2）塑料梳子梳頭，頭發(fā)會蓬起來； （3）冬天開車門或摸到金屬物品時有時會被電打到，感覺麻； （4）塑料尺子摩擦頭發(fā)后能吸引輕小紙片； （5）靜電除塵； （6）油罐車后拖著鐵鏈； （7）電視機、電腦顯示屏表面老吸灰 等等……. 目的是培養(yǎng)學生注意觀察身邊物理現(xiàn)象的習慣 一、靜電現(xiàn)象 通過學生所舉事例引導學生得出靜電現(xiàn)象的定義 學生歸納一事例共同點，嘗試自己能否總結(jié)出靜電現(xiàn)象的定義 透過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì) 提問1：靜電現(xiàn)象到底是怎樣產(chǎn)生的呢？ 給每組學生桌子上都放了一些不同的小物品，請大家想辦法使它們帶上電。 探究 二、摩擦起電 提問2：用摩擦的方法可以使物體帶上電，那么大家有沒有想過為什么通過摩擦的方法就能夠使物體帶上電呢？ 通過化學課所學內(nèi)容得出實質(zhì)：是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造了電荷，摩擦可以使物體得到一些電子或失去一些電子，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電。 學科之間的相互聯(lián)系 （投影給出“摩擦起電”使物體帶電的規(guī)律：書P28兩個物體互相摩擦，哪個物體帶正電，哪個物體帶負電，主要決定于物質(zhì)的性質(zhì)） （備注：此處不要求學生記住這些序列，只要知道物體帶電的序列不是偶然的、隨機的，而是必然的，有規(guī)律的即可） 學生實驗：請學生實驗一下兩種物質(zhì)相距越遠，摩擦起電現(xiàn)象有何不同？ 舉例： 1、紙張摩擦玻璃：紙張（負電） 玻璃（正電） 2、橡膠摩擦羊毛：橡膠（負電）羊毛（正電） 差距越遠現(xiàn)象越顯著。 探究 三、使物體的帶電方式 摩擦起電是我們比較常見的使物體帶電的方法，除此之外我們還有其他使物體帶電的方法，引出三種使物體帶電的方式。 (1)摩擦起電 (2)接觸起電 (3)感應(yīng)起電（后兩者用驗電器演示一下即可） 觀察 為后面的學習奠定基礎(chǔ) 四、電荷量 上述我們介紹了一些方法使物體帶上電荷，此外一些微觀粒子也能帶有電荷，但是不同的帶電體所帶電荷的多少是不一樣的，所以我們需要用一個量來反映帶電體所帶電荷的多少，物理上我們叫做——電荷量，國際單位是C，讀作庫侖，簡稱庫，更小的微庫，有μc 1μC=10-6C 一般生活中帶電體所帶電量很少，大多是微庫，1庫的電量是很大的。 元電荷 有趣的一件事是科學家經(jīng)過了不懈的努力，經(jīng)過大量實驗后發(fā)現(xiàn)：一般物體所帶電荷的電荷量并不是任意的，而是某個最小電荷量e的整數(shù)倍，這個最小電荷量就是電子電荷量的絕對值，即e=1.610-19C，這個值是由美國物理學家密粒根用著名的油滴實驗測定出的。我們也把電荷量e叫做元電荷。 布置學生下去自學歷史回眸了解油滴實驗 培養(yǎng)學生的自學能力 有些理論表明一些基本粒子存在著比元電荷更小的電荷量值，如夸克帶電e/3,但至今未被實驗證實，但是這些表明物理學還在不斷發(fā)展，我們學習的物理是活的物理，不能只是接受還要思考，有很多物理問題還沒有答案，有待我們繼續(xù)去探索。比如前面說到的球形閃電。 拓展學生知識面 五、產(chǎn)生靜電的設(shè)備 1、感應(yīng)起電機 2、超高壓電源 3、范德格拉夫起電機 說明無論是哪種方法產(chǎn)生靜電，它們有一個共同點：電壓非常高，一般從幾千伏到幾十萬伏，但所帶電量不一定很大。 觀察 六、測量靜電的常用儀器 靜電看不見，摸不著，用什么來測量呢？介紹三種用來測量靜電的儀器。 1、驗電器（根據(jù)指針是否轉(zhuǎn)動或所轉(zhuǎn)角度可以判斷物體是否帶電以及所帶電量的相對大小，它不能直接判斷帶電性） 2、電荷量表（可測量帶電體所帶電荷的正負電性及電荷量多少） 3、靜電電壓表（可測量帶電體電壓數(shù)值） 觀察 板書 第八章電場 A 靜電現(xiàn)象 元電荷 一、靜電現(xiàn)象：帶電物體能夠吸引輕小物體的現(xiàn)象。 二、產(chǎn)生靜電的方法 1、摩擦起電：用摩擦的方法使物體帶電的過程。 實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移。 2、接觸起電 3、感應(yīng)起電 三、電荷量：反映帶電體所帶電荷的多少（用Q或q表示） 單位是C（庫侖），微庫——μc 1μC=10-6C 元電荷：最小電荷量e叫做元電荷 元電荷就是電子電荷量的絕對值，即e=1.610-19C 四、靜電的產(chǎn)生和測量設(shè)備 （1）產(chǎn)生設(shè)備：手搖感應(yīng)起電機、超高壓電源、范德格拉夫起電機等 （2）測量設(shè)備：驗電器、電荷量表、靜電電壓表等