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2019-2020年新課標(biāo)魯科版3-1 選修三1.1《靜電現(xiàn)象及其微觀解釋》 WORD教案3 【教學(xué)目的】 （1）掌握兩種電荷，了解摩擦起電和感應(yīng)起電，定性了解自然界僅有的兩種電荷間的作用特點(diǎn) （2）了解靜電現(xiàn)象及其在生產(chǎn)和生活中的運(yùn)用 （3）了解電荷守恒規(guī)律。能用原子結(jié)構(gòu)和電荷守恒規(guī)律解釋靜電現(xiàn)象 【教學(xué)重點(diǎn)】 感應(yīng)起電的方法和原理/電荷守恒定律 【教學(xué)難點(diǎn)】 感應(yīng)起電的原理——運(yùn)用電場有關(guān)知識(shí)，分析、推理出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因 【教學(xué)媒體】 1.實(shí)驗(yàn)器材：有機(jī)玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒、驗(yàn)電器、AB筒，摩擦起電機(jī) 2.課件：視頻——靜電使長發(fā)飄起來；文檔——人身靜電高達(dá)七八千伏【來源：《新民晚報(bào)》】 【教學(xué)安排】 【新課導(dǎo)入】 演示摩擦起電機(jī)的人造閃電（激發(fā)學(xué)生的興趣），讓學(xué)生分析原因。這是一種靜電現(xiàn)象，我們不少同學(xué)覺得電既神秘又危險(xiǎn)，對(duì)電存在很多錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，甚至覺得帶電就不能碰。其實(shí)不然，播放視頻——靜電使長發(fā)飄起來。反之在某節(jié)目中主持人說電流電死人大約要1A左右，其實(shí)只要幾個(gè)mA就能電死人了。所以作為現(xiàn)代生活在電器時(shí)代的我們更要好好學(xué)習(xí)電學(xué)。因?yàn)檫@不僅是常識(shí)，還是生存的能力。 人類從很早就認(rèn)識(shí)了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象，例如我國在戰(zhàn)國末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦有吸引鐵的現(xiàn)象。在東漢初年就有帶電的琥珀吸引輕小物體的文字記載，但是人類對(duì)電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究卻是在歐洲文藝復(fù)興之后才逐漸開展起來的，到十九世紀(jì)才建立了完整的電磁理論。 電磁學(xué)及其應(yīng)用對(duì)人類的影響十分巨大，在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能生產(chǎn)和利用，是歷史上的一次技術(shù)革命，是人類改造世界能力的飛躍，打開了電氣化時(shí)代的大門。 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、通訊、國防、科學(xué)研究和日常生活都離不開電。在當(dāng)前出現(xiàn)的新技術(shù)中，起帶頭作用的是在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)。它們被廣泛應(yīng)用于各種新技術(shù)領(lǐng)域，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了深刻的變化。為了正確地利用電，就必須懂得電的知識(shí)。在初中我們學(xué)過一些電的知識(shí)，現(xiàn)在再進(jìn)一步較深入地學(xué)習(xí)。 【新課內(nèi)容】 (二)研究兩種電荷及摩擦起電的成因（主要是回顧初中的知識(shí)） 1.實(shí)驗(yàn)一：用橡膠棒與毛皮摩擦后，放于碎紙片附近觀察橡膠棒吸引碎紙片情況。 提問一：為什么橡膠棒會(huì)吸引碎紙片？ 答：橡膠棒與絲綢摩擦后就帶電了，帶電物體會(huì)吸引輕小物體。 若將橡膠棒摩擦過的毛皮靠近碎紙片，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 答：毛皮帶上正電，也會(huì)吸引輕小物體。 教師用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的判斷。 提問二：注意觀察帶電橡膠棒吸引碎紙片情況，會(huì)發(fā)現(xiàn)被橡膠棒吸起的紙片中，較大的紙片先落下來，這是為什么？ 答：帶電體在空氣中不斷放電，使它帶電量不斷減少，因而吸引輕小物體的力也相應(yīng)減小，所以較大紙片先落下來。 師：在初中的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)知道，自然界存在兩種電荷，叫做正電荷與負(fù)電荷。用毛皮摩擦橡膠棒，用絲綢摩擦有機(jī)玻璃棒后，橡膠棒帶負(fù)電，毛皮帶正電，有機(jī)玻璃棒帶正電，絲綢帶負(fù)電。物體帶電后，能吸引輕小物體，而且?guī)щ娫蕉?，吸引力就越大，這種摩擦起電是怎么形成的呢？ 答：物體是由帶正電的原子核和核外電子構(gòu)成的。摩擦使物體中的正負(fù)電荷分開。（不帶電物體，正負(fù)電荷等量）失去一些電子的物體帶正電。得到一些電子的物體帶負(fù)電。 師：對(duì)，我們可以看到這又是一個(gè)守恒的過程。即：電荷守恒：電荷不能創(chuàng)造，不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。反之，如果正電荷和負(fù)電荷相接觸呢？ 答：會(huì)中和。電量消失。 師：很好，中和就是等量異種電荷相互抵消的現(xiàn)象。 師：電子帶有最小的負(fù)電荷，質(zhì)子帶有最小的正電荷，它們電量的絕對(duì)值相等，一個(gè)電子電量 e=1.610－19C。任何帶電物體所帶電量要么等于電子（或質(zhì)子）電量，要么是它們的整數(shù)倍，因此，把1.610－19C稱為基元電荷。 板書： 一、電荷與電量 1、自然界只存在兩種電荷，叫做正電荷與負(fù)電荷。 2、電荷守恒：電荷不能創(chuàng)造，不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。 3、電荷的多少叫電量，電量的單位是庫侖。帶電體的電量q=Ne（N為整數(shù)）。e=1.610－19C稱為基元電荷。 (三)研究兩種電荷間的相互作用及接觸起電。 提問三：除了吸引輕小物體外，還可以用什么方法來檢驗(yàn)物體是否帶電？ 答：用驗(yàn)電器。將待檢驗(yàn)物體接觸驗(yàn)電器的金屬球，若驗(yàn)電器的金屬箔片張開，就說明物體帶電。 師：為什么帶電物體會(huì)使下方的金屬箔片張開呢？ 答：兩箔片帶上了與接觸物體同種的電荷，電荷間作用的規(guī)律是同種電荷相斥，異種電荷相吸。因而兩箔片互相排斥。 師：兩箔片為什么會(huì)帶上與接觸物體同種的電荷？能解釋一下嗎？ 答：驗(yàn)電器的金屬球與箔片都是金屬，金屬具有大量自由電子，帶負(fù)電的物體接觸金屬球時(shí)，多余的電子彼此排斥，跑到了離金屬球與箔片的表面上。而帶正電的物體缺少電子，箔片上的電子將過來補(bǔ)充，導(dǎo)致箔片上也缺電子而帶正電。 師：所以用接觸的辦法得到的是與原物體同種的電荷。大家也可以用這樣的方法來解釋中和的現(xiàn)象。如果兩個(gè)一模一樣的金屬物質(zhì)相接觸，它們的電荷就要平均分配到兩個(gè)物體上去，即 （式中q含正負(fù)號(hào)）。 例1：兩個(gè)完全一樣的絕緣金屬球，A帶電量Q，B帶電量-2Q，將AB相觸后分開，AB分別帶多少電量？（都是-Q/2） 例2：有三個(gè)完全一樣的絕緣金屬球，A帶電量Q，BC均不帶電，怎樣能使B帶上3Q/8的電量？（先AC碰，然后BC碰，再AB碰） 板書： 二、電荷的相互作用： 同種電荷相斥，異種電荷相吸。 三、起電方式：①摩擦起電 ②接觸起電 ③感應(yīng)起電 (四)研究靜電感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)起電 提問：不用接觸，能否用一個(gè)帶電體A使另一個(gè)原本不帶電的物體B帶上電荷呢？ 實(shí)驗(yàn)方法一：使A帶電，B、C端將出現(xiàn)感應(yīng)電荷，把B、C分開，各自出現(xiàn)凈電荷，從而帶電。 操作：利用起電機(jī)使絕緣金屬球帶電，從而產(chǎn)生電場，把感應(yīng)電機(jī)靠近A擺放，且接觸良好。 將不帶電驗(yàn)電球A先與B接觸，再與驗(yàn)電器金屬球D接觸，如此反復(fù)，可見D金屬箔張開。同樣，可讓A與C接觸，再與E接觸，反復(fù)幾次，可見E金屬箔也張開。 由此可知B、C兩端帶電。 此時(shí)，若將A上電荷放掉，讓A與C接觸后與D接觸，反復(fù)幾次，可見D金屬箔張角變小，可見B、C兩端電荷異號(hào)。 板書并解釋： 四、靜電感應(yīng) （1）什么叫靜電感應(yīng)：將不帶電的導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)，其自由電荷發(fā)生帶電體電荷的作用下，發(fā)生定向移動(dòng)，從而重新分布，在其表面不同部分出現(xiàn)了正、負(fù)電荷的現(xiàn)象。 分析實(shí)驗(yàn)：可根據(jù)同性相斥、異性相吸，指出本實(shí)驗(yàn)中距A近端（B端）有與A異號(hào)的電荷，距A遠(yuǎn)端（C端）電荷與A同號(hào)。播放課件——靜電感應(yīng)現(xiàn)象的微觀解釋 實(shí)驗(yàn)方法二：如圖所示，A帶正電，若感應(yīng)電機(jī)C端接地，問B、C端各帶什么電荷？（B端帶負(fù)電荷，C端無凈電荷） 若此時(shí)斷開 C與地的連線，B、C端帶什么電荷？（B端負(fù)電荷，C端無電荷）整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷？（負(fù)電荷） 若B端接地，整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷？（負(fù)電荷） 教師實(shí)驗(yàn)演示。（接地可用手接觸來代替） 歸納過程：①將不帶電導(dǎo)體B靠近帶電體A；②用手輕觸B（隨便哪一端）；③將手移開；④挪開A；⑤B上帶與A相反的電荷。 注意：操作順序不能反。關(guān)于手指觸碰哪一端的問題，可參考學(xué)習(xí)手冊(cè)P3/例 例：學(xué)習(xí)手冊(cè)P4/4：驗(yàn)電器早已帶正電，現(xiàn)將一導(dǎo)體球移近驗(yàn)電器的小球，但不接觸，在移動(dòng)過程中箔片張角減小，則：（D）（可能帶負(fù)電，也可能不帶電） A球P一定帶正電 B 球P一定帶負(fù)電 C球P一定不帶電 D 球P可能不帶電 例：利用靜電感應(yīng)的知識(shí)解釋帶電體為什么會(huì)吸引輕小物體？（提示：電荷作用力的大小還與遠(yuǎn)近有關(guān)，越近作用力越大。） (五)靜電的防護(hù)與利用（自學(xué)為主，課上閱讀歸納） 1.利用 1)吸附功能；可用于除塵、噴涂等 2)殺菌功能：處理種子，處理水， 3)放電產(chǎn)生臭氧：強(qiáng)氧化劑，可殺菌 2.防止危害——放電導(dǎo)致火花，電擊等危害 預(yù)防方法——盡快導(dǎo)走靜電（利用金屬或潮濕的空氣導(dǎo)電） ——α射線照射，使空氣電離導(dǎo)電 【課后作業(yè)】 書P8/ 4、5 《教材全練》P1-2 【課后反思】