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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、分析各種靜電現象和實驗，培養(yǎng)透過現象揭示物理規(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象的習慣； （2）收集生產、生活實踐中有關“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；通過靜電現象挖掘靜電現象產生的本質 重點：了解靜電現象，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、手搖感應起電機，氣球、鋁罐，塑料薄膜扎帶 四、教學過程 教學內容 教師行為 學生活動 設計意圖 引入：通過雷電現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至今人是個迷，現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，自然界這種現象也存在的，北極光就是一種輝光。 （3）演示高壓放電現象，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使，使電弧向上升 舉出一些生活中常見的靜電現象：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象的習慣 一、靜電現象 通過學生所舉事例引導學生得出靜電現象的定義 學生歸納一事例共同點，嘗試自己能否總結出靜電現象的定義 透過現象發(fā)現本質 提問1：靜電現象到底是怎樣產生的呢？ 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？ 通過化學課所學內容得出實質：是電子發(fā)生轉移，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，主要決定于物質的性質） （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相距越遠，摩擦起電現象有何不同？ 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 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過了不懈的努力，經過大量實驗后發(fā)現：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、產生靜電的設備 1、感應起電機 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（根據指針是否轉動或所轉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值） 觀察 板書 第八章電場 A 靜電現象 元電荷 一、靜電現象：帶電物體能夠吸引輕小物體的現象。 二、產生靜電的方法 1、摩擦起電：用摩擦的方法使物體帶電的過程。 實質：電子的轉移。 2、接觸起電 3、感應起電 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、靜電的產生和測量設備 （1）產生設備：手搖感應起電機、超高壓電源、范德格拉夫起電機等 （2）測量設備：驗電器、電荷量表、靜電電壓表等