高中物理人教版選修31 3.1 電荷及其守恒定律

5/55/55/5電荷及其電荷守恒定律教學(xué)目標(biāo)：一、知識目標(biāo)知道靜電現(xiàn)象。知道摩檫起電、接觸起電、感應(yīng)起電的三種方式和起電原理。知道電荷守恒定律、元電荷。會用物質(zhì)的微觀模型和電荷守恒定律分析靜電現(xiàn)象。二、能力目標(biāo)1、信息篩選能力2、理解能力3、建立物理情景能力4、利用物理知識解決問題能力教學(xué)重點、難點：會用物質(zhì)的微觀模型和電荷守恒定律分析靜電現(xiàn)象。教學(xué)方式：1、講授法：通過設(shè)疑,引導(dǎo)學(xué)生在課本內(nèi)容的理解根底上找到答案。2、能力訓(xùn)練：在教學(xué)過程中根據(jù)新課標(biāo)訓(xùn)練學(xué)生信息篩選能力、理解能力、建立物理情景能力、利用物理知識解決問題能力。教學(xué)過程：初中的時候我們就知道用絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒帶正電；用毛皮摩擦硬橡膠棒,硬橡膠棒帶負(fù)電。進(jìn)入高中階段,我們就從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和物體帶電的本質(zhì),來了解這種電現(xiàn)象的產(chǎn)生及其遵循的規(guī)律。現(xiàn)在用5分鐘的時間帶著以下幾個問題閱讀第2頁到第3頁的內(nèi)容：自然界中有幾種電荷？都是什么？電荷間的相互作用是怎樣的？物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是什么？從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)了解物質(zhì)電性的表達(dá)是什么？在沒有外界的作用下,物體表現(xiàn)為電中性,是什么原因使得物體帶正電或負(fù)電？課本介紹的能使物體帶正電或負(fù)電有多少種方式？從以上問題中引導(dǎo)學(xué)生解疑：一、自然界中有幾種電荷？都是什么？電荷間的相互作用是怎樣的？引導(dǎo)：訓(xùn)練學(xué)生信息篩選能力課本第2頁第二段解釋了自然界只有正電荷和負(fù)電荷兩種電荷；課本第3頁第二段第一行說到“由于電荷間相互吸引或相互排斥〞,而且初中的時候我們也學(xué)過同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,所以我們知道電荷間的相互作用就是“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引〞?！景鍟恳?、電荷正電荷1、電荷相互作用：同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。負(fù)電荷二、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是什么？從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)了解物質(zhì)電性的表達(dá)是什么？引導(dǎo)：訓(xùn)練學(xué)生信息篩選能力課本第2頁倒數(shù)第三段內(nèi)容：先看微觀結(jié)構(gòu),物質(zhì)由大量原子組成,原子又由原子核〔原子核由質(zhì)子和中子組成〕和電子組成。而其中質(zhì)子帶正電,中子不帶電,電子帶負(fù)電。所以原子核帶正電,核外電子帶負(fù)電,當(dāng)它們原子核的正電荷數(shù)與電子的負(fù)電荷數(shù)一樣多時,物體表現(xiàn)為電中性；當(dāng)原子核的正電荷數(shù)比電子的負(fù)電荷數(shù)多時,物體帶正電；當(dāng)原子核的正電荷數(shù)比電子的負(fù)電荷數(shù)少時,物體帶負(fù)電?！景鍟慷⑽镔|(zhì)微觀結(jié)構(gòu)及電性的表達(dá)質(zhì)子〔帶正電〕原子核〔帶正電〕中子〔不帶電〕電荷核外電子〔帶負(fù)電〕正電荷數(shù)＞負(fù)電荷數(shù)：帶正電2、電性的表達(dá)正電荷數(shù)＝負(fù)電荷數(shù)：不帶電—〔注：物質(zhì)不帶電不表示沒有電荷〕正電荷數(shù)＜負(fù)電荷數(shù)：帶負(fù)電三、在沒有外界的作用下,物體表現(xiàn)為電中性,是什么原因使得物體帶正電或負(fù)電？能使物體帶正電或負(fù)電有多少種方式？引導(dǎo)：訓(xùn)練學(xué)生信息篩選能力、理解能力、建立物理情景能力在正常狀態(tài)下,一個原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)等量,正負(fù)電荷平衡,對外呈現(xiàn)電中性〔不帶電〕,當(dāng)受到某種外力作用下,環(huán)繞于原子核周圍的電子即脫離軌道,破壞了原子不帶電的狀態(tài),電子離開原來的原子,而侵入到其它原子里,致使原來的原子帶了正電,而使其它原子帶了負(fù)電。這樣使物體帶電的現(xiàn)象就叫做靜電現(xiàn)象造成這一帶電現(xiàn)象,是因電子受外力而脫離軌道所致,這個外力在我們?nèi)粘９ぷ髦薪?jīng)常伴隨。比方接觸、別離、磨擦、感應(yīng)、流動空氣……等等都會產(chǎn)生靜電。所以在這里我們主要學(xué)習(xí)三種起電方式：接觸起電、摩擦起電、感應(yīng)起電；其中摩擦起電、感應(yīng)起電課本就有介紹。1、摩擦起電不同物體間摩擦?xí)r,由于摩擦做功使電子獲得能量發(fā)生轉(zhuǎn)移,結(jié)果使物體分別帶上等量異種電荷。一個物體與其他不同物體摩擦起電時,該物體可能帶正電,也可能帶負(fù)電,這取決于另一物體中原子核對電子束縛能力的大小。實質(zhì)就是用摩擦的方法使電荷在不同物體間發(fā)生了轉(zhuǎn)移。2、感應(yīng)起電將電荷移近不帶電的導(dǎo)體,可以使導(dǎo)體帶電,這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使物體帶電的過程,叫感應(yīng)起電。實質(zhì)就是用感應(yīng)的方法使電荷在同一物體的不同局部間發(fā)生了轉(zhuǎn)移。3、接觸起電用帶電導(dǎo)體與不帶電導(dǎo)體接觸,或兩個帶相反電荷但所帶電荷量不同的導(dǎo)體相接觸,都可以使導(dǎo)體帶電,前一種情況是兩導(dǎo)體帶同種性質(zhì)的電荷,如果兩個導(dǎo)體完全相同那么平分電荷量,后一種情況是兩個導(dǎo)體先中和相同量的異種電荷,然后再平分剩余電荷。實質(zhì)就是用接觸的方法使電荷在不同物體間發(fā)生了轉(zhuǎn)移。綜上可知,使物體帶電的本質(zhì)就是電荷的轉(zhuǎn)移,并不是電荷的產(chǎn)生或消失。【板書】三、三種起電方式及起電本質(zhì)摩擦起電：通過摩擦使電荷在不同物體間轉(zhuǎn)移1、三種起電方式感應(yīng)起電：通過摩擦使電荷在同一物體不同局部間轉(zhuǎn)移接觸起電：通過接觸使電荷在不同物體間轉(zhuǎn)移2、起電本質(zhì)：電荷的轉(zhuǎn)移〔過渡〕物體帶電的本質(zhì)就是電荷的轉(zhuǎn)移,并不是電荷的產(chǎn)生或消失,這樣在起電過程中電荷的總量保持不變。所以就有了這樣一個結(jié)論：電荷既不會創(chuàng)生,也不會消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一局部轉(zhuǎn)移到另一局部,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量保持不變。這就是課本第4頁的內(nèi)容：電荷守恒定律。【板書】四、電荷守恒定律1、內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生,也不會消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一局部轉(zhuǎn)移到另一局部,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量保持不變。2、電荷的總量：電荷的代數(shù)和。3、湮沒：就是電荷的中和,是指電荷的種類和數(shù)量到達(dá)等量、異號,這是正、負(fù)電荷的代數(shù)和為0。既然在起電過程中電荷的總量保持不變,那么帶電體的電荷量我們應(yīng)該怎樣表示呢？接下來我們看最后一個內(nèi)容：元電荷。同學(xué)們先用2分鐘時間帶著以下幾個問題看一下課本：〔訓(xùn)練學(xué)生信息篩選能力〕1、元電荷是什么？是像正電荷一樣的物質(zhì)嗎？2、質(zhì)子和電子帶電量是多少？3、帶電體的帶電量有什么特點？〔通過課本內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生答復(fù)以上內(nèi)容〕【板書】五、電荷量、元電荷、比荷1、電荷量：物體帶電的多少,單位是庫倫〔符號是C〕2、元電荷：是最小電荷量,是數(shù)值,不是物質(zhì)。用e表示,e=1.60×10-19C〔最早測定e值的人是美國的物