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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、靜電感應的概念 【過程與方法】/ 1、物理學螺旋式遞進的學習方法。 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)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì)—透過現(xiàn)象看本質(zhì)。 2、科學家科學思維和科學精神的滲透─—課后閱讀材料。 【教學過程】 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、摩擦起電當兩個物體互相摩擦時，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：金屬中離原子核最遠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，使金屬成為導體。 當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間的相互吸引或者排斥，導體中的自由電荷便會趨向或者遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷。其中這種現(xiàn)象叫靜電感應，利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫做感應起電。 靜電感應微觀解釋：把帶正電的球移近金屬導體A和B時，導體上的自由電子被吸引過來，因此導體A和B帶上了等量的異種電荷．感應起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負電荷分開，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體，接觸后先發(fā)生正負電荷的中和，然后剩下的電荷量再進行電荷的重新分配；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、 是否只有當帶電體與導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電子.-------產(chǎn)生電荷 一對正、負電子可同時湮沒，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感應起電——近異遠同 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球均帶負電 　B．B球帶負電，C球帶正電 　C．B、C球中必有一個帶負電，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.導體B帶負電; B.導體B左端出現(xiàn)負電荷,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 負電 （2）不帶電 不帶電 【解析】（1）感應起電是近端帶異種電荷，遠端帶同種電荷，故A帶正電，B帶負點 （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。