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《電荷及電荷守恒定律》高中物理教案
【教學目標】
（一）知識與技能
1．知道兩種電荷及其相互作用．知道電量的概念．
2．知道摩擦起電，知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開．
3．知道靜電感應現(xiàn)象，知道靜電感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開．
4．知道電荷守恒定律．
5．知道什么是元電荷．
（二）過程與方法
1、通過對初中知識的復習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷
2、通過對原子核式結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開．但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和不變。
（三）情感態(tài)度與價值觀
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
重點：電荷守恒定律
難點：利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。
預習導學→引導點撥→突出重點，突破難點→典型例題分析→鞏固知識→達標提升
【自主預習】
1．自然界中存在兩種電荷，即 電荷和 電荷．
2．原子核的正電荷數(shù)量與核外電子的負電荷的數(shù)量一樣多，所以整個原子對 表現(xiàn)為電中性．
3．不同物質的微觀結構不同，核外電子的多少和運動情況也不同。在金屬中離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動，這種電子叫做自由電子。失去這種電子的原子便成為帶正電的離子，離子都在自己的平衡位置上振動而不移動，只有自由電子穿梭其中。所以金屬導電時只有 在移動．
4．物體的帶電方式：（1）摩擦起電：兩個不同的物體相互摩擦，失去電子的帶 電，獲得電子的帶 電．（2）感應起電：導體接近（不接觸）帶電體，使導體靠近帶電體一端帶上與帶電體相 的電荷，而另一端帶上與帶電體相 的電荷．
5．電荷守恒定律：電荷既不能 ，也不會 ，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移的過程中，電荷量的總量保持不變．
6．電子和質子帶有等量的異種電荷，電荷量e＝ C．實驗指出，所有帶電體的電荷量都是電荷量e的 ．所以，電荷量e稱為 ．電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學家 測得的。
7．下列敘述正確的是（ ）
A．摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程
B．帶等量異種電荷的兩個導體接觸后電荷會消失，這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒
C．接觸起電是電荷轉移的過程
D．玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電
8．關于元電荷的理解，下列說法正確的是 （ ）
A．元電荷就是電子 B．元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量
C．元電荷就是質子 D．物體所帶的電量只能是元電荷的整數(shù)倍
【互動交流】
思考問題
1、初中學過自然界有幾種電荷，兩種電荷是怎樣定義的？它們間的相互作用如何？電荷的多少用什么表示？
2、電荷的基本性質是什么呢？
一．電荷
1.電荷的種類：自然界中有 種電荷
�、�.用絲綢摩擦過的玻璃棒上所帶的電荷，叫 電荷；
�、�.用毛皮摩擦過的橡膠棒上所帶的電荷，叫 電荷。
2.電荷間相互作用的規(guī)律：同種電荷相互 ，異種電荷相互 。
二．使物體帶電的三種方法
問題一：
思考a：一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內(nèi)是否存在電荷？物質的微觀結構是怎樣的？
思考b：什么是摩擦起電，為什么摩擦能夠使物體帶電呢？實質是什么呢？
（1）原子的核式結構及摩擦起電的微觀解釋（原子：包括原子核（質子和中子）和核外電子。）
�。�2）摩擦起電的原因：不同物質的原子核束縛電子的能力不同．
實質：電子的轉移． 結果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷．
1. 摩擦起電
產(chǎn)生？結果？
實質：摩擦起電實質是電子從一個物體 到另一個物體上。得到電子，帶 ；失去電子，帶
例1．毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為（ ）
A．毛皮上的一些電子轉移到橡膠棒上了 B．毛皮上的一些正電荷轉移到了橡膠棒上了
C．橡膠棒上的一些電子轉移到了毛皮上了 D．橡膠棒上的一些正電荷轉移到毛皮上了
問題二：
思考a：接觸帶電的實質是什么呢？
思考b：兩個完全相同的帶電導體,接觸后再分開,二者所帶電量怎樣分配呢？
電中和現(xiàn)象及電荷均分原理：
a.兩個帶 電荷的物體相互接觸后都不顯電性，這種現(xiàn)象叫做電中和現(xiàn)象。
b.兩個相同的帶電金屬導體接觸后，電荷要重新 分配，這種現(xiàn)象叫做電荷均分原理。
2. 接觸帶電
產(chǎn)生？結果？
實質：自由電子在 的轉移。
例2. 兩個完全相同的金屬球，一個帶+6×10-8C的電量，另一個帶－2×10-8C的電量。把兩球接觸后再分開，兩球分別帶電多少？
問題三：
（1）思考a：金屬為什么能夠成為導體？
�。�2）【演示】
思考a：把帶正電荷的球C移近導體A，箔片有什么變化，現(xiàn)象說明了什么呢？然后又移走C呢？
思考b：如果先把A和B分開，然后移開C，箔片什么變化，這種現(xiàn)象又說明什么呢？
思考c：在上一步的基礎上，再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象呢？這個現(xiàn)象說明了什么呢？
�。�3）什么是靜電感應和感應起電？感應起電的實質什么呢？
3. 感應起電
�、澎o電感應：當一個帶電體 導體時，可以使導體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應。
�、聘袘痣姡豪渺o電感應使金屬導體帶電的過程。
實質：自由電子從 物體的一部分轉移到另一部分。
規(guī)律：近端感應 種電荷，遠端感應 種電荷。
靜電感應的原因？
分析物質的微觀分子結構，分析起電的本質原因：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．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移到另一部分。
得出電荷守恒定律．
例3. 如圖所示，將用絕緣支柱支持的不帶電金屬導體A和B 接觸，再將帶負電的導體C移近導體A，然后把導體A、B分開，再移去C，則 ( )
A．導體A帶負電，B帶正電
B．導體A帶正電，B帶負電
C．導體A失去部分負電荷，導體C得到負電荷
D．導體A帶正電是由于導體B的部分電子轉移到A上，故A、B帶等量異種電荷
小結：使物體帶電的方式及本質
三．電荷守恒定律
1、電荷守恒定律的兩種表述：
表述一：
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。
例4．關于電荷守恒定律，下列敘述正確的是： ( )
A．一個物體所帶的電量總是守恒的；
B．在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統(tǒng)所帶的電量總是守恒的；
C．在一定的條件下，一個系統(tǒng)內(nèi)的等量的正負電荷即使同時消失，但是這并不違背電荷守恒定律；
D．電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換；
四．元電荷
閱讀課本并回答
�。�1）電荷的多少如何表示？它的單位是什么？
�。�2）什么是元電荷？一個電子就是一個元電荷嗎？
�。�3）元電荷的數(shù)值是多少？它的數(shù)值最早是由哪位物理學家測定的？
�。�4）什么是比荷？電子的比荷是多少？
1. 電荷量（ ）：電荷的多少，簡稱電量。單位： ，符號：
2. 元電荷是一個電子或質子所帶的電荷量，它是電荷量的最 單位。
元電荷的值：e= ，最早由美國物理學家 測定。
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。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
3. 比荷（荷質比）：帶電體的 與其 的比值。
比荷：電子的電荷量e和電子的質量me的比值,為 C/㎏
例5．關于物體的帶電荷量，以下說法中正確的是（ ）
A．物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)
B．物體所帶的電荷量應該是某些特定值
C．物體帶電＋1.60×10-9C，這是因為該物體失去了1.0×1010個電子
D．物體帶電荷量的最小值為1.6×10-19C
例6．5個元電荷的電量是________， 16 C電量等于________元電荷．
五．驗電器和靜電計
1、人們選用什么儀器來判斷物體是否帶電？它的工作原理是什么？
閱讀課本了解驗電器和靜電計的結構和功能 靜電計(指針式驗電器)
2、思考: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.
【隨堂檢測】
1．下列說法正確的是 （ ）
A．摩擦起電和靜電感應都是使物體正負電荷分開，而總電荷量并未變化
B．毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電，摩擦過程中橡膠棒上正電荷轉移到毛皮上
C．用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電是摩擦過程中玻璃棒得到電子
D．物體不帶電，表明物體中沒有電荷
2．帶電微粒所帶電量不可能是下列值中的 ( )
A．2.4×10-19C B．-6.4×10-19C C．-1.6×10-18C D．4.0×10-17C
.3．關于摩擦起電和感應起電的實質，下列說法中正確的是 ( )
A．摩擦起電說明機械能可以轉化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造出電荷
B．摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉移到另一個物體
C．感應起電說明電荷可以從物體的一部分轉移到另一個部分
D．感應起電說明電荷可以從帶電的物體轉移到原來不帶電的物體
4．如圖所示，原來不帶電的絕緣金屬導體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔．若使帶負電的絕緣金屬球A靠近導體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（ ）
A．只有M端驗電箔張開，且M端帶正電
B．只有N端驗電箔張開，且N端帶負電
C．兩端的驗電箔都張開，且左端帶負電，右端帶正電
D．兩端的驗電箔都張開，且左端帶正電，右端帶負電
5． 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
6科學家在研究原子、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，關于元電荷，下列論述正確的是：（ ）
A．把質子或電子叫元電荷． B．電子帶有最小的負電荷，其電量的絕對值叫元電荷．
C．1.60×10-19C的電量叫元電荷 D．質子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷．
教后記：
1、 學生對三種起電方式展開了激烈的討論，還例舉了生活中的靜電現(xiàn)象。
對點電荷、元電荷、質子電量、電子電量之間關系下節(jié)課還要復習。
1．用毛皮摩擦橡膠棒時，橡膠棒帶 電荷，毛皮帶 電荷.當橡膠棒帶有3.2×10-9庫侖的電量時，電荷量為1.6 ×10-19庫侖的電子有 個從 移到 上.
2．絕緣細線上端固定，下端懸掛一輕質小球a，a的表面鍍有鋁膜．在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時a、b都不帶電，如圖所示.現(xiàn)使b帶電，則 ( )
A．a(chǎn)b之間不發(fā)生相互作用 B．b將吸引a，吸在一起不分開
C．b立即把a排斥開 D．b先吸引a，接觸后又把a排斥開
3．關于電現(xiàn)象的敘述,正確的是 ( )
A．玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電,膠木棒無論與什么物體摩擦都帶負電.
B．摩擦可以起電,是普遍存在的現(xiàn)象,相互摩擦的兩個物體總是同時帶等量異種電荷.
C．帶電現(xiàn)象的本質是電子的轉移,物體得到多余電子就一定顯負電性,失去電子就一定顯正電性.
D．當一種電荷出現(xiàn)時,必然有等量異號的電荷出現(xiàn),當一種電荷消失時,必然有等量異號電荷同時消失
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