第一节 电荷及其守恒定律教案

1、第一节、电荷及其守恒定律(1课时教学目标(一知识与技能2.知道三种使物体带电的方式及带电本质4.知道什么是元电荷.(二过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、 通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷, 而 是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。(三情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点:电荷守恒定律的理解及应用难点:静电感应的原因,感应起电的方法教学过程:第一章 静电场复习初中知识:(即目标一 (教师出示问题,学生代表回答 1、 自 然 界 中 存 在 电 荷 ,

2、 正 电 荷 和 负 电 荷 , 同 种 电 荷 相 互 , 异 种 电 荷 相 互 。2、把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.把用毛皮摩擦过的硬 橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示.完成学案导练 1(二进行新课:第 1节、电荷及其守恒定律教师出示问题,学生小组讨论教师关键讲解静电感应问题1、(1原子的核式结构构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。原子:包括原子核(质子和中子和核外电子。点拨:物体由中性的原子组成,原子由原子核和核外电子组成,电子带负电,原子核 带正电;由中性原子组成的物体,对外表现为不带电,物体呈电中性;呈电中性的物体失 去电子带正电,得到电子的物体带

3、负电,物体带电的实质是电子的得失(2接触起电一个物体带电时, 众电荷之间会相互排斥, 如果接触另一个导体, 电荷会转移到这个导体 上,使这个导体也带电,这种方式称为接触起电接触起电的本质是电子的转移12 验电器和带电体接触时,正是因为接触起电,带电体的一部分电荷转移到验电器上,使验 电器的金属箔张开。接触起电的结果:接触带电时, 两物体最终的电荷分配很复杂, 我们在高中阶段也不探究, 但有一种情况我们必须掌握,那就是两个完全相同的带电小球相互接触后,它们把总电荷进行 平均分配。设两个小球的带电量分别为 q 1和 q 2, 接触后两小球的带电量即为(q 1+q2 /2,q1和 q 2包含了电荷的

4、电性,即若带异种电荷,是先中和,后均分(3摩擦起电当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是 原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。说明: 两个相互摩擦的物体一定是同时带上种类不同的电荷,且电荷量相等 同一物体分别与不同种类的物体摩擦, 该物体所带电荷的种类可能不同。 所以, 强调:不要以为摩擦过的玻璃棒总是带正电。 (加深理解摩擦起电的实质是摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,而不是凭空产生了电荷,失去电子的物体 带了正电,得到电子的物体带了负电摩擦起电的实质:电子的得失.摩擦起电的结果:两个相互摩擦的物体带

5、上了等量异种电荷.(3金属导体模型 【演示实验】:如图所示取一对用 A 和 B 的金属箔是闭合的。演示:把带正电荷的球 C 移近彼此接触的异体 A , B ,可以看到 A , B 上的金属箔都张开了,表 示 A , B 都带上了电荷.如果先把 C 移走, A 和 B 上的金属箔就会闭合(表明导体 A 、 B 又恢复 原来的电中性状态.如果先把 A 和 B 分开,然后移开 C ,可以看到 A , B 上的金属箔仍然都张 开但张角变小了;如果再让 A 和 B 接触, A 和 B 上的金属箔又闭合了.分析推测:这既不是接触带电,也不是摩擦起电,这是一种新的带电方式,表明带电体对导体 内部的电荷分布带

6、来了影响。由于原子核的结构一般是很稳定的,故它影响的可能是金属导体 中自由电子的移动,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原因,使靠近带电体的导体 内部的电荷重新分布。解释现象:把带正电的球 C 移近金属导体 A 和 B 时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相 互吸引,使导体上的自由电子被吸引过来,因此导体 A 和 B 带上了等量的异种电荷.如果先把 3C 移走,导体 A 和 B 带上的等量的异种电荷就会中和(类比带等量异种电荷接触起电 -中和 , 呈电中性,故金属箔闭合;若先把 A 和 B 分开,再移开 C ,导体 A 和 B 带上的等量的异种电荷 就不会中和, A 和 B 带等量的异种电

7、荷, 但金属箔的张角较先前变小了 (先分开 A 和 B ,在移去 C ,积累在 A 端和 B 端的电荷会在两部分导体中重新分布,原来积累在 A 、 B 两端的电荷有一部 分会分散掉,所以金属箔张角会变小, 但 A 、 B 仍带等量异种电荷,若再让 A 、 B 接触,由于它 们带等量的异种电荷,所以电荷中和,金属箔闭合。静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便 会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷, 这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电。感应起电的实质是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物

8、体的一部分转移到另一部分。 感应起电的结果是带等量异种电荷完成学案导练 2从上面三种起电方式可知不管哪种起电方式并不是创造电荷,而是电子的转移或电子的得失,即电荷守恒定律.2、电荷守恒定律【板书】 2、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一 个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.提问 1:电中性物体中有无电荷?电中性物体中是有电荷存在的,只是电荷的代数和为零提问 2:所谓“电荷的中和”是不是正、负电荷一起消失了?“电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到等量、异号,这时正、负电荷的代数和为灵 问题 3:对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷的总量”你是怎么理解的 ?“

9、电荷的总量”是指电荷的代数和 另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。3、验电器的工作原理验电器是检验物体是否带电和估测物体带电多少的仪器(1 :当带电的物体与验电器接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开,物体带电荷量越多,电荷转移的越多,斥力越大,张开的角度也越大(2 :当带电体靠近导体棒的上端时,金属箔片便可张开。因为带电体会使导体棒的上端感应出异号电荷, 而金属箔片上会感应出同号电荷 (感应起电 ,在斥力作用下箔片张开4、元电荷a 、电荷的多少叫做 电荷量 ,常用符号 Q 或 q 表示。在国际单位制中,它的

10、单位是库仑,简称库,符号是 C ,正电荷的电荷量为正值,负电荷的电 荷量为负值。b 、迄今为止,科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、 正电子所带的电荷量 与它相同,但符号相反,人们把这个最小的电荷量叫做元电荷,用 e 表示。所有带电体的带电 量或者等于 e ,或者是 e 的整数倍,也就是说电荷量是不能连续变化的物理量,即电荷量子化。4 (类比人群的最小量是一个人,体会不连续变化的含义c 、电荷量 e 的值:e =1.60×10-19Cd 、比荷:微观粒子的电荷量 q 与质量 m 之比,叫做比荷。比荷是针对微观粒子而言的。例如电 子的电荷量 e 和电子的质量 m e 的比值叫做电子的比荷 , 为111076. 1=e m e C/(电子的质量 m e =0.91