《電荷及其守恒電律》教學設(shè)計

1、電荷及其守恒定律教學設(shè)計江西省吉安四中鄧正華【教材、學情分析】本節(jié)從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度去認識物體帶電的本質(zhì)和使物體帶電的方法， 透了看問題要透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思想。兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、 摩擦起電的知識在初中都已經(jīng)講過， 那么電荷守恒定律對學生而言不難接受， 此從原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上去做本質(zhì)上分析， 從而體驗對物理螺旋式學習的過程。 節(jié)關(guān)鍵是做好實驗，從微觀分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。有了使物體帶電的理解， 電荷守恒定律便水到渠成，進而進一步鞏固高中的守恒思想，學生養(yǎng)成透過現(xiàn)象 看本質(zhì)的科學習慣。通過閱讀材料，體會物理學發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學思 維，感受前輩物理學家探尋真理的堅強意志和

2、科學精神?！窘虒W預設(shè)】在使用ppt同時，保留黑板展示本節(jié)課的知識框架的功能。 在條件允許的情 況下努力使實驗簡化，給學生傳遞這樣一個思想 -善于從簡單中捕捉精彩瞬間， 從日常生活中發(fā)現(xiàn)和體驗科學。強化理解練習題設(shè)計力求有針對性、 導向性、層 次性?！窘虒W目標】（一）知識與技能知兩種電荷及其相互作用。知三種使物體帶電的方法及其本質(zhì)。知電荷守恒定律。知什么是元電荷、比荷、電荷量、靜電感應等的概念。（二）過程與方法物理學螺旋式遞進的學習方法。由現(xiàn)象到本質(zhì)分析問題的方法。（三）情感態(tài)度與價值觀通過本節(jié)的學習養(yǎng)成從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì)。【教學重、難點】重點：電荷守恒定律、電荷難點：摩擦起電、接觸

3、起電、感應起電的相關(guān)問題?！窘虒W過程】、創(chuàng)設(shè)情景，導入新課 情景導入，放映雷電現(xiàn)象的視頻片斷，ppt課件展示靜電現(xiàn)象的圖片。引入新課：【演示】演示靜電現(xiàn)象（雷電的形成） 本章我們將學習靜電學，將從物質(zhì)的微觀角度認識物體帶電的本質(zhì)， 電荷相互作 用的基本規(guī)律，以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質(zhì)。【板書】第一節(jié)電荷及其守恒定律回顧舊知，推進新課【演示】摩擦過的物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，這種現(xiàn)象叫摩擦起電，摩擦過 的物體就帶了電。學生回憶并說出初中所學的有關(guān)靜電知識，其他學生補充。1、教學任務：兩種電荷及其相互作用【演示】用絲綢摩擦過的玻璃棒之間相互排斥，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒之間也 相互排斥

4、，而玻璃棒和硬橡膠棒之間卻相互吸引。觀察并討論：上述現(xiàn)象說明了什么問題?可能出現(xiàn)的結(jié)果：絲綢摩擦過的玻璃棒和毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶的電不一樣;同種電荷相排斥，不同種電荷相吸引等等。結(jié)論：自然界中存在兩種電荷：正電荷和負電荷。把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為 正電荷，用©表示。把用毛皮摩擦過 的硬橡膠棒所帶的電荷稱為 負電荷，用©表示。電荷及其相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。交流討論：自然界中有沒有第三種電荷？怎見得沒有第三種電荷?可能出現(xiàn)的觀點：電荷間的相互作用只有吸引或排斥兩種，沒有第三種作用（邏輯類）；人們沒有發(fā)現(xiàn)對上述兩種電荷都排斥或都吸引的電荷（事

5、實類）；物質(zhì)由 帶正電的原子核和帶負電的核外電子構(gòu)成，得到電子帶負電、失去電子帶正電（理 論推理類）。 對學生觀點給予激勵性評價。學情預設(shè)：學生對自然界中的兩種電荷有了初步的認識， 但對有沒有第三種電荷 存在可能產(chǎn)生發(fā)散思維。2、教學任務：探究摩擦起電的微觀原理 問題引導：相互摩擦為什么能夠使物體帶電?思考并討論：從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、原子的組成、原子核對內(nèi)外層電子約束能力等 方面討論摩擦起電的微觀原理。參考解釋：物質(zhì)都是由分子組成，而分子由原子組成，原子是由一個帶正電的原 子核和一定數(shù)目的繞核運動的帶負電的電子組成。 原子核所帶正電荷量的總數(shù)與 核外所有電子的負電荷量總數(shù)是相等的，且正電荷、負電

6、荷分布的中心（常稱電荷中心）重合。因而，在通常情況下，整個原子呈電中性 （所謂不帶電）。當原子 因某種原因（如摩擦、受熱、化學變化等），而失去一個或幾個電子時，原子就顯 為“帶正電”，獲得額外電子時，就顯為“帶負電”。所以，實質(zhì)上物體的帶電 過程就是電子的得失過程。比如用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的正電荷， 實質(zhì)上就 是由于兩者摩擦，組成玻璃棒的原子上的若干電子轉(zhuǎn)移到絲綢上， 使玻璃棒失去 電子帶正電，而絲綢得到電子帶負電。結(jié)論：摩擦起電的原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移。結(jié)果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷。3、教學任務：實驗探究感應起電的微觀原理【演示】演示實驗

7、C A IB)Sf電感應取一對用絕緣柱支持的導體 A和B,使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下 部的金屬箔是閉合的（如圖）。把帶正電荷的球C移近導體A，金屬箔有什么變 化？先把A和B分開，然后移去C,金屬箔又有什么變化？再讓 A和B接觸, 又會看到什么現(xiàn)象？介紹的金屬結(jié)構(gòu)的模型，解釋看到的現(xiàn)象。觀察與描述：學生觀察實驗，逐一描述實驗現(xiàn)象，其他學生補充和修正。參考描述：把帶正電荷的球 C移近彼此接觸的導體 A、B可以看到A、B上的 金屬箔都張開了，表示 A、B都帶上了電荷。如果先把 C移走，A和B上的金屬 箔就會閉合。如果先把A和B分開，然后移開C,可以看到A和B上的金屬箔都 保持張開；如果再

8、讓A和B接觸，金屬箔就會閉合?？偨Y(jié)與歸納：學生歸納實驗結(jié)論，其他學生補充規(guī)定完善。實驗結(jié)論：A和B分開后所帶的是異種等量的電荷，重新接觸后它們就不再帶 電。討論與交流：如何解釋上述實驗現(xiàn)象?學生分組討論上述問題，總結(jié)結(jié)論分組匯報。提示問題:1. 金屬導體的微觀結(jié)構(gòu)?2. 什么叫自由電子，自由電子的運動有何特征?3. 帶電體靠近導體時，電荷間的相互作用會導致什么現(xiàn)象?起電的本質(zhì)原因：把帶電的球 C移近金屬導體A和B時，由于同種電荷相互 排斥，異種電荷相互吸引，使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。靜電感應：把電荷移近不帶電的導體，可以使導體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應使

9、物體帶電，叫做感應起電。感應起電的本質(zhì)：感應起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開, 是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分（即為電荷的轉(zhuǎn)移）。4、教學任務：探究接觸起電的微觀原理思考討論：等量的正負電荷相遇，會發(fā)生什么現(xiàn)象？不等量的正負電荷相遇， 又 會發(fā)生什么現(xiàn)象？再分開再分開中和：等量的正、負電荷相遇后電性消失的現(xiàn)象。5、教學任務：歸納總結(jié)電荷守恒定律學生自主學習：閱讀課本，歸納總結(jié)電荷守恒定律。1. 內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，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。2.另一種表述：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)

10、，電荷的代數(shù)和保持不變。6教學任務：自主學習電荷量、元電荷、比荷等概念。學生自主學習：閱讀課本，理解并記憶以下幾個物理概念:電荷量一一電荷的多少叫做電荷量。符號：Q或q 單位：庫侖 符號：Co元電荷電子所帶的電荷量，用 e表示，e =1. 60X W19C。注意：所有帶電體的電荷量或者等于 e,或者等于e的整數(shù)倍。電荷量是不 能連續(xù)變化的物理量。最早由美國物理學家密立根測得比荷一一電荷的電荷量q與其質(zhì)量m的比值q/m,符號：C/kg?；ブ献鳎和蓝艘粏栆淮?，檢驗以上概念的記憶效果，互換角色重復一 遍。做一做【演示】驗電器為了判斷物體是否帶電以及所帶電荷的種類和多少，從18世紀起，物理學研究

11、者們經(jīng)常應用一種叫做驗電器的簡單裝置；玻璃瓶內(nèi)有兩片金屬箔，用金（如圖甲）。如果把金（如圖乙）。屬絲掛在一條導體棒的下端，棒的上端通過瓶塞從瓶口伸出 屬箔換成指針，并用金屬做外殼，這樣的驗電器又叫靜電計乙*丄甲是否只有當帶電體與導體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張注意觀察：開？解釋看到的現(xiàn)象。思維拓展：如何有驗電器檢測帶電體帶電的種類和相對數(shù)量？參考方法：先讓驗電器帶上電性已知的電荷，帶電體與驗電器金屬棒接觸，金屬 箔片張角增大為同性電荷，張角減小或先閉合再張開，則為異性電荷。當帶電體靠近驗電器上端金屬棒時，利用靜電感應規(guī)律可作出類似的判斷。課堂小結(jié) 教學任務：引導學生從知識、方法、情感三

12、個側(cè)面小結(jié)本節(jié)課的學習活動。這部分內(nèi)容單獨作為一節(jié)， 使學生認識到，人們對靜電現(xiàn)象的認識經(jīng)歷了一個 漫長的過程；靜電現(xiàn)象的研究同樣突出了守恒的思想。布置作業(yè)完成本節(jié)對應導學案練習板書設(shè)計第一節(jié)電荷及其守恒定律一、兩種電荷及其相互作用二、三種起電方式：1. 摩擦起電2.接觸帶電3 .感應起電結(jié)論：無論是哪種起電方式，其本質(zhì)都是使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，造成局部正負電荷 分布不均，并不是創(chuàng)造電荷。三、電荷守恒定律1內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，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。2. 另一種表述：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。四、電荷量、元電荷和比荷 電荷量一一電荷的多少叫做電荷量。符號：Q或q 單位：庫侖 符號：Co元電荷電子所帶的電荷量，用e表示，e =1. 60X W19C。比荷一一電荷的電荷量q與其質(zhì)量m的比值q/m,符號：C/kg。設(shè)計說明本節(jié)課作為電磁學