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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第1章-第1節(jié)-電荷及其守恒定律（教案） 【知識與技能】 1、 知道兩種電荷及其相互作用。 2、 知道三種使物體帶電的方法及帶電本質(zhì)。 3、 知道電荷守恒定律。 4、 知道什么是元電荷、比荷、電荷量、靜電感應(yīng)的概念 【過程與方法】/ 1、物理學(xué)螺旋式遞進(jìn)的學(xué)習(xí)方法。 2、由現(xiàn)象到本質(zhì)分析問題的方法 【情感態(tài)度與價值觀】 1、通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)—透過現(xiàn)象看本質(zhì)。 2、科學(xué)家科學(xué)思維和科學(xué)精神的滲透─—課后閱讀材料。 【教學(xué)過程】 一、電荷 電荷概念：電荷是物質(zhì)的一種性質(zhì) 自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名） ★思考與討論 1、初中學(xué)過自然界有幾種電荷， 它們間的相互作用如何？ 【答案】自然界只存在兩種電荷: 用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電， 用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電 同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引. 2.物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？ 【答案】中性的原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)點的核外電子構(gòu)成；原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成，其中核外電子離原子核較遠(yuǎn)容易受到外界作用而脫離原子，從而使物體帶電。 3、 使物體帶電的方法有哪些？ 【答案】1、摩擦起電當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)點，失去電子的物體則帶正電。 摩擦起電的微觀解釋： 原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。 本質(zhì)：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，得到電子帶負(fù)電，失去電子帶正電。 結(jié)果：兩個相互摩擦的物體帶上等量的異種電荷。 2、靜電感應(yīng)：金屬中離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會脫離原子核的束縛在金屬中自由活動，這種電子叫自由電子，失去自由電子的原子遍成為帶正電的離子，它們在金屬內(nèi)部排列起來，每個正離子都在自己的平衡位置上振動而不移動，電子則穿梭其中，使金屬成為導(dǎo)體。 當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間的相互吸引或者排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或者遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷。其中這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)，利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電。 靜電感應(yīng)微觀解釋：把帶正電的球移近金屬導(dǎo)體A和B時，導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷．感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分． 3、接觸起電：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 接觸帶電電荷分配原則：兩個帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會重新分配，若不受外界影響，兩個完全相同的帶電導(dǎo)體,接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配 兩個帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和，然后剩下的電荷量再進(jìn)行電荷的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配先中和再分配，若帶電體相同，則平均分配 4、怎樣檢驗物體是否帶電？ 【答案】驗電器和靜電計 驗電器與靜電計在結(jié)構(gòu)上的不同 靜電計中金屬桿下部的水平軸上裝有金屬指針，指針可以繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動，外面圓筒的底部有接線柱。而在驗電器中金屬桿的下部懸掛著兩片金箔。 靜電計的外殼一定是金屬的，它在靜電計工作時起著重要的作用。而驗電器外殼的主要作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃制作的。 5、 是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象. 【答案】帶電體與金屬箔片發(fā)生接觸起電，帶同種電荷的箔片相互排斥從而張開。 二、電荷守恒定律 6、 三種起電的本質(zhì)是什么？ 【答案】無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷 電荷守恒定律 （物理學(xué)的基本定律之一） 表述一： 電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變. 表述二： 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。 補充內(nèi)容：在一定條件下,一個高能光子可以產(chǎn)生一個正電子和一個負(fù)電子.-------產(chǎn)生電荷 一對正、負(fù)電子可同時湮沒，轉(zhuǎn)化為光子。 ------電荷湮沒 注意：帶電粒子，總是成對產(chǎn)生或湮沒。 三、元電荷 電荷量：電荷的多少，簡稱電量。符號Q或q 單位:庫侖 C 最小的電荷量——元電荷 元電荷的電荷量： 電子和質(zhì)子的電荷量均為e，所有帶電體的電荷量或者為e，或者為e的整數(shù)倍。 比荷：帶電體的電荷量與其質(zhì)量的比值。 元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得到的． 比較電荷帶電量的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多．盡管電荷量有正負(fù)值（正號一般省略），要知道這里的“＋”、“－”號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）． ★小結(jié) 1、自然界存在兩種電荷： ⑴正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 ⑵負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷 2、使物體帶電的方式： ⑴摩擦起電 ⑵感應(yīng)起電——近異遠(yuǎn)同 ⑶接觸帶電 3、電荷守恒 表述一：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消失，它只能從一個物體轉(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。 表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。它是自然界重要的基本規(guī)律之一。 4、元電荷：最小的電荷量，它不是指某個電荷。 5、電子和質(zhì)子的電荷量均為e，但符號相反。所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。 6、比荷：帶電體的電荷量與其質(zhì)量的比值（q/m）叫做比荷。 【典型例題】 例1、在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是： 　A、把質(zhì)子或電子叫元電荷． 　B、1.6010-19C的電量叫元電荷． 　C、電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量 的絕對值叫元電荷． 　D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷 【答案】BCD 例2、有A、B、C三個塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引的，如果A帶正電，則 ： 　A．B、C球均帶負(fù)電 　B．B球帶負(fù)電，C球帶正電 　C．B、C球中必有一個帶負(fù)電，而另 一個不帶電 　D．B、C球都不帶電 【答案】C 例3、把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來的帶電情況可能是 （ ） 　A．帶有等量異種電荷 B．帶有等量同種電荷 C．帶有不等量異種電荷 D．一個帶電，另一個不帶電 【答案】BCD 例4、如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電,則以下說法中正確的是: A.導(dǎo)體B帶負(fù)電; B.導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷,并且電荷量大小相等; C.若A不動,將B沿圖中虛線分開,則左邊的電荷量小于右邊的電荷量; D.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變. 【答案】BD 例5、圖中A、B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球C．在下列情況中，判斷A、B兩球的帶電情況： （1）A、B接觸后分開，再移去C， 則A________，B______； （2）A、B接觸，先移去C后，再把AB分開， 則A_______，B_______． 【答案】（1）正電 負(fù)電 （2）不帶電 不帶電 【解析】（1）感應(yīng)起電是近端帶異種電荷，遠(yuǎn)端帶同種電荷，故A帶正電，B帶負(fù)點 （2）A、B帶有等量異種電荷，接觸后會發(fā)生中和，故都不帶電。