【教学目标】
1. 知识和技能
1. 了解两种电荷及其相互作用。理解电荷的概念。
2、了解摩擦起电,知道摩擦起电并不产生电荷,而是使物体内的正负电荷分离。
3、了解静电感应现象,知道静电感应并不会产生电荷,而是使物体内的电荷分离。
4.了解电荷守恒定律。
5.了解什么是基本电荷。
2. 流程与方法
1、通过初中知识的复习,使学生进一步理解自然界中的两种电荷。
2. 通过对原子核结构的学习,学生理解摩擦起电和感应起电并不产生电荷,而是将物体中的电荷分离,而对于不与外界交换电荷的系统,电荷的代数和保持不变。
3.情感态度和价值观
通过本节的学习,学生可以从微观角度了解物体带电的本质。
重点:电荷守恒定律
难点:利用电荷守恒定律,分析和解决摩擦起电和感应起电的相关问题。
预习引导→引导讲授→突出重点、突破难点→分析典型例题→巩固知识→达标提高
【自学】
1、自然界中的电荷有两种高中物理等量异号,即电荷和电电荷。
2.原子核内的正电荷数与原子核外电子内的负电荷数相同,所以整个原子对都呈电中性。
3、不同物质的微观结构不同,原子核外电子的数量和运动方式也不同。在金属中,距离原子核最远的电子往往脱离原子核的束缚,在金属中自由运动,这些电子称为自由电子。失去这些电子的原子就变成带正电的离子。离子在自己的平衡位置上振动,不动,只有自由电子在它们之间穿梭。因此,金属导电时,只运动。
4、物体带电有以下几种方式: (1)摩擦带电:当两个不同的物体互相摩擦时,一个物体失去电子,另一个物体获得电子。 (2)感应带电:当导体接近(不接触)带电物体时,导体靠近带电物体的一端带上与带电物体相同的电荷,而另一端则带上与带电物体相同的电荷。
5、电荷守恒定律:电荷不能也不会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;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
6、电子和质子都带有等量的相反电荷,电荷e=C。实验证明,一切带电体的电荷都等于e,因此称电荷为e。电荷e的值最早是由美国物理学家测得的。
7.下列哪项表述是正确的?()
A. 摩擦起电是产生电荷的过程
B. 当两个带有相等但相反电荷的导体接触时,电荷就会消失。这种现象称为电荷湮没。
C.接触起电是电荷转移的过程
D.玻璃棒无论与什么物体摩擦都会带正电。
8.关于基本电荷的理解,下列表述正确的是( )
A. 基本电荷是电子。 B. 基本电荷是等于电子所带电量的电量。
C.基本电荷是质子。D.物体所带电荷只能是基本电荷的整数倍。
【互动交流】
值得思考的问题
1. 初中时我们学过自然界中电荷有几种,两种电荷如何定义,它们之间如何相互作用,电荷量如何表示?
2. 电荷的基本性质是什么?
1. 收费
1. 电荷类型:自然界中存在多种类型的电荷
①.用丝绸摩擦玻璃棒所带的电荷叫电荷;
②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷叫电荷。
2、电荷间相互作用定律:同种电荷相互作用,异种电荷相互作用。
2. 给物体充电的三种方式
问题 1:
问题a:一般来说,物体是不带电的。不带电的物体带电荷吗?物质的微观结构是什么?
问题b:什么是摩擦起电?物体为什么能摩擦带电?其本质是什么?
(1)原子的核结构及摩擦起电的微观解释(原子:由原子核(质子和中子)和原子核外的电子组成。)
(2)摩擦带电的原因:不同物质的原子核结合电子的能力不同。
本质:电子转移。结果:两个相互摩擦的物体带有相等但相反的电荷。
1. 摩擦起电
產生?結果?
本质:摩擦起电的本质是电子从一个物体转移到另一个物体,得到电子就带电,失去电子就带电。
例1. 毛皮在橡皮棒上摩擦后,毛皮带正电。这是因为( )
A. 毛皮上的部分电子被转移到橡胶棒上。 B. 毛皮上的部分正电荷被转移到橡胶棒上。
C. 橡胶棒上的部分电子被转移到毛皮上。 D. 橡胶棒上的部分正电荷被转移到毛皮上。
问题 2:
思考一:接触电的本质是什么?
问题b:如果两个相同的带电导体接触然后分离,它们上的电荷如何分布?
电中和现象与电荷均匀分布原理:
a. 当两个带电物体相互接触时,它们都不会表现出任何电特性。这种现象称为电荷中和。
b.当两块相同的带电金属导体接触时,电荷会发生重新分布,这种现象称为电荷均布原理。
2. 接触电
產生?結果?
本质:自由电子的转移。
例 2. 两个相同的金属球,一个带电 +6×10-8C,另一个带电 -2×10-8C。如果两个球接触然后分开,它们带多少电荷?
问题 3:
(1)问题a:金属为什么可以成为导体?
(2)演示
思考 a:如果我们将带正电的球 C 移近导体 A,箔片会发生什么变化?这种现象说明了什么?如果我们将 C 移开会怎样?
问题b:如果先分离A和B,然后去掉C,箔片会发生什么变化,这种现象说明了什么?
思考c:基于上一步,如果我们让A和B再次接触贝语网校,会看到什么现象?这个现象解释了什么?
(3)什么是静电感应、感应起电?感应起电的本质是什么?
3. 感应起电
1.静电感应:带电体能使导体带电的现象叫静电感应。
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
本质:自由电子从物体的一部分转移到另一部分。
规则:近端感应电荷,远端感应电荷。
静电感应的产生原因是什么?
分析物质的微观分子结构和带电的本质原因:当带电小球C靠近金属导体A、B时,由于同性电荷相斥,异性电荷相吸,导体上的自由电子被吸引,所以导体A、B上带等量的异性电荷。感应起电并不产生电荷,而是将物体中的正、负电荷分离,将电荷从物体的一部分转移到另一部分。
推导电荷守恒定律。
例3.如图所示,由绝缘柱支撑的不带电的金属导体A、B接触,再将带负电的导体C移近导体A,然后使导体A、B分离,再将C移开。则( )
A.导体A带负电,导体B带正电
B.导体A带正电,导体B带负电
C.导体A失去一些负电荷,导体C获得负电荷
D.导体A带正电,因为导体B中的部分电子转移到A,所以A和B具有等量的相反电荷。
总结:充电物体的方式与性质
3. 电荷守恒定律
1.电荷守恒定律的两种表达形式:
声明1:
陈述2:对于不与外界交换电荷的系统,电荷的代数和始终保持不变。
例4.关于电荷守恒定律,下列哪项表述是正确的:()
A.物体所携带的电荷量总是守恒的;
B.在与外界不发生电荷交换的情况下,一个系统所携带的电荷量总是守恒的;
C.在一定条件下,即使系统中等量的正电荷和负电荷同时消失,这并不违反电荷守恒定律;
D.电荷守恒定律,并不意味着带电系统与外界之间不存在电荷交换;
基本电荷
阅读课本并回答
(1)电荷的量怎样表示?其单位是什么?
(2)什么是基本电荷?电子是基本电荷吗?
(3) 基本电荷的值是多少?哪位物理学家首先确定了它的值?
(4)什么是比电荷?电子的比电荷是多少?
1. 电荷量( ):电荷的多少,简称电荷量。单位: ,符号:
2. 基本电荷是电子或质子所带电荷的量。它是电荷的最小单位。
基本电荷的值:e=,是由美国物理学家首次测量的。
注:所有带电体的电荷都是等于e,或者是e的整数倍。也就是说,电荷是一个不能连续变化的物理量。
3.比荷(荷质比):带电体与其电荷之比。
比电荷:电子电荷e与其质量me的比率,C/kg
例5. 关于物体的电荷,下列哪个表述是正确的?
A.物体所带的电荷可以是任意实数。
B.物体所带电荷量应为一定的特定值
C.该物体带电+1.60×10-9C,因为该物体丢失了1.0×1010个电子。
D.物体所带电荷的最小值为1.6×10-19C
例6. 5个基本电荷的电荷量为,16C电荷量等于基本电荷量。
5.验电器和静电计
1、人们用什么仪器来测定物体是否带电?它的工作原理是什么?
阅读课本,了解验电器和静电计的构造和功能。静电计(指针式验电器)
2. 思考:只有当带电体与导体杆上端直接接触时,金属箔才开始打开吗?解释你所看到的。
【课堂测试】
1.下列哪项表述是正确的?()
A.摩擦起电和静电感应都会使物体的正负电荷分离,但总电荷量不会改变。
B、被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,在摩擦过程中橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上。
C.用丝绸摩擦的玻璃棒带正电,因为玻璃棒在摩擦过程中获得了电子。
D.物体不带电,说明物体内不带电荷
2.带电粒子的电荷不可能是下列任意值( )
A. 2.4×10-19C B. -6.4×10-19C C. -1.6×10-18C D. 4.0×10-17C
.3.关于摩擦起电和感应起电的本质,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电说明机械能可以转化为电能,做功可以产生电荷。
B.摩擦起电表明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电是指电荷可以从物体的一部分转移到另一部分。
D.感应起电是指电荷可以从带电物体转移到不带电物体。
4、如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,两端下垂悬挂金属试验箔,如果将一个带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,可能看到的现象是( )
A.仅M端测试箔处于开路状态,且M端带正电。
B.仅N端测试箔是开放的,且N端带负电。
C.两端的测试箔都是开放的,左端带负电,右端带正电。
D.两端的测试箔都是开放的,左端带正电,右端带负电。
5、如图所示,A、B为金属球,由绝缘支架支撑,相隔一定距离,A带正电,B不带电。下列说法正确的是( )
A.导体B带负电
B.导体B的左端出现负电荷,右端出现正电荷高中物理等量异号,且电荷大小相等。
C.若A不动,B沿图中虚线分开,则左侧电荷小于右侧电荷。
D.若A、B互相接触,金属体A、B所带电荷总量保持不变。
6 科学家在研究原子、原子核和基本粒子时,为了方便,常用基本电荷作为电荷的单位。下列关于基本电荷的说法中,正确的是( )
A.质子或电子称为基本电荷。B.电子带最小的负电荷,其电荷的绝对值称为基本电荷。
C.1.60×10-19C的电荷叫元电荷。D.质子带的正电荷最小,它的电荷的绝对值叫元电荷。
后记:
1、同学们就带电的三种方式展开了热烈的讨论,并举例说明了生活中的静电现象。
下一节课将复习点电荷,基本电荷,质子电荷和电子电荷之间的关系。
1、当橡胶棒与毛皮摩擦时,橡胶棒带电,毛皮也带电,当橡胶棒带电3.2×10-9库仑时,带电1.6×10-19库仑的电子从上往下运动。
2、绝缘细导线的上端固定,下端悬挂一个轻球a,a表面涂有铝膜,a附近有一个绝缘金属球b。开始时a、b不带电,如图所示。现在b带电,则( )
A.a与b之间没有相互作用,b会吸引a,二者不会分离。
C. b 立即排斥 a。 D. b 先吸引 a,然后在接触后排斥 a。
3. 关于电现象的正确表述是( )
A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都会带正电,而胶木棒无论与什么物体摩擦都会带负电。
B. 摩擦能产生电,这是普遍现象。两个物体相互摩擦时,总是同时带有等量的异性电荷。
C. 电荷现象的本质是电子的转移,物体得到多余的电子就带负电,失去电子就带正电。
D.当一个电荷出现时,必定有等量异号的电荷出现,当一个电荷消失时,必定有等量异号的电荷同时消失。
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