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2019-2020年滬科版物理高二上8-A《靜電現(xiàn)象 元電荷》教案2 (II) 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、知道靜電產(chǎn)生的原因 2、知道電荷量的意義、符號(hào)、單位 3、知道產(chǎn)生和測(cè)量靜電的儀器 （二）過(guò)程與方法 感受人類認(rèn)識(shí)電現(xiàn)象的初始過(guò)程，通過(guò)元電荷的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)是重要的物理方法。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)密立根油滴實(shí)驗(yàn)感悟科學(xué)家偉大的探索精神。 二、重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：知道靜電現(xiàn)象、元電荷概念。 難點(diǎn)：靜電實(shí)驗(yàn)中的電荷泄漏及驗(yàn)電器的檢驗(yàn)功能。 三、教學(xué)過(guò)程 情景引入： 自然界在的靜電現(xiàn)象：雷電是人們熟悉的自然界的電現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在地球大氣層中，每秒落到地面的雷電約有近百次，每天要發(fā)生上千萬(wàn)次閃電。雷電的電壓可高達(dá)數(shù)千萬(wàn)伏，最大電流約1.0104～1.0105A，溫度則高達(dá)1.0104℃以上。 演示實(shí)驗(yàn)：雅各布天梯 生活中的靜電現(xiàn)象：在空氣干燥的秋冬夜晚，當(dāng)你熄燈脫去纖毛衣準(zhǔn)備入睡時(shí)，往往會(huì)聽(tīng)到“噼噼啪啪”放電的聲音，同時(shí)還會(huì)看到有明亮的火花在毛衣上跳躍；在上、下車接觸車門受柄時(shí)，有時(shí)會(huì)被“麻”一下，很不舒服。 大家談：談?wù)勀闼私獾撵o電，舉些靜電現(xiàn)象的例子。 1、靜電的產(chǎn)生 思考：靜電是怎樣產(chǎn)生的？ a、摩擦起電：用摩擦的方法使物體帶電的過(guò)程，叫做摩擦起電。 思考討論：為什么摩擦可以使物體帶電？（從物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)，談?wù)勀Σ疗痣姷脑颍? 摩擦起電的原因：是因?yàn)槟Σ量梢允刮矬w得到多余的電子或失去原有的電子。得到多余電子的物體帶負(fù)電，失去原有電子的物體帶正電。 b、感應(yīng)起電： 演示實(shí)驗(yàn)：取一用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，在他上面貼一對(duì)金屬箔片，開(kāi)始它不帶電，金屬箔閉會(huì)，現(xiàn)把帶電小球移近該金屬導(dǎo)體，觀察金屬箔的變化。 討論分析金屬箔張開(kāi)的原因。 當(dāng)中性物體放在帶電物體附近時(shí)，它內(nèi)部的正負(fù)電荷就會(huì)反向移動(dòng)，使物體表面出現(xiàn)正負(fù)電荷的不均勻分布。當(dāng)一個(gè)帶電體接近不帶電的物體時(shí)，在遠(yuǎn)離帶電體的一端出現(xiàn)與帶電體同種性質(zhì)的電荷，在靠近帶電體一端出現(xiàn)等量異種電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)現(xiàn)象。這種起電方法叫做感應(yīng)起電。 此外還有接觸起電。 學(xué)生活動(dòng)：分析用布摩擦過(guò)的橡膠棒能夠吸引輕小紙片的原因。 前面介紹了手工起電的方法，但這種方法效率低下，產(chǎn)生的靜電也非常有限。因此人們?cè)O(shè)計(jì)了專門產(chǎn)生靜電的設(shè)備。 介紹產(chǎn)生靜電的設(shè)備 （1）手搖感應(yīng)起電機(jī) 它是實(shí)驗(yàn)室常用的起電設(shè)備。用受柄轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤后，與兩金屬球相連的物體就可分別帶上正點(diǎn)和負(fù)電。 （2）超高壓電源 它的正、負(fù)輸出端A、B可以使它相連的物體帶上正點(diǎn)和負(fù)電。 （3）范德格拉夫起電機(jī) 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，頂部的金屬球能積聚大量的電荷。 2、靜電的測(cè)量 （1）驗(yàn)電器（圖8-9） 驗(yàn)電器上部的金屬球A和金屬桿B相連，并穿過(guò)絕緣環(huán)C與金屬條D相通，指針P可繞金屬條D上的O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)有帶電體接觸或靠近金屬球A時(shí)，指針P便繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)指針P是否轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，可以判斷物體是否帶電以及驗(yàn)電器所帶電荷量的相對(duì)大小。 （2）工業(yè)生產(chǎn)中用發(fā)電荷量表 用它可以測(cè)量帶電體所帶電荷的正、負(fù)電性和電荷量的多少。 （3）工業(yè)生產(chǎn)用的靜電電壓表 它可以測(cè)量帶電體電壓的數(shù)值。測(cè)量過(guò)程中，根據(jù)需要，既可與帶電體接觸，也可不與帶電體接觸，不與帶電體接觸能避免放電，保證安全。 3、元電荷 我們所涉及的帶電體帶多少電？電荷量是不是任意的？為了解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家進(jìn)行不懈的努力，發(fā)現(xiàn)一般物體所帶電荷的電荷量不是任意的，而是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍。 （1）電荷量：物體所帶電荷的多少叫做電荷量。 符號(hào)：Q 或 q 國(guó)際單位：庫(kù)侖（C） 其他單位：微庫(kù)（μC） 1 μC = 10-6 C （2）元電荷：一般帶電體的電荷量都等于最小電荷量e的整數(shù)倍，電荷量e叫做元電荷。 e = 1.610-19C 注：最小電荷量e最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根用著名的油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 ★ 介紹密立根油滴實(shí)驗(yàn) P31-32 歷史回眸。 4、電荷守恒 在一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，正、負(fù)電荷在任何物理過(guò)程中保持不變，叫做電荷守恒定律。 思考：兩個(gè)形狀、大小完全相同的物體，一物體帶正電1C，另一物體帶負(fù)電3C，兩者接觸后會(huì)怎樣？ 例題： （1）2價(jià)負(fù)離子和3價(jià)正離子各帶多少庫(kù)侖電量？ （2）某物體帶1 C正電，它得還是失電子？多少電子？若帶－510－9 C，又如何？ （3）64 g銅（29號(hào)元素，1 mol）內(nèi)有多少核外電子？多少自由電子？