1.1 電荷及其守恒定律 導(dǎo)學(xué)案
【目標(biāo)】
(一)知識(shí)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(fù)電荷分開.
3.知道靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電感應(yīng)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(duì)初中知識(shí)的復(fù)習(xí)使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自然界中的兩種電荷
2、通過對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確摩擦起電和感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開.但對(duì)一個(gè)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(jià)值觀
通過對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì)
重點(diǎn):電荷守恒定律
難點(diǎn):利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。
預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)→引導(dǎo)點(diǎn)撥→突出重點(diǎn),突破難點(diǎn)→典型例題分析→鞏固知識(shí)→達(dá)標(biāo)提升
【自主預(yù)習(xí)】
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(fù)電荷的數(shù)量一樣多,所以整個(gè)原子對(duì) 表現(xiàn)為電中性.
3.不同物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不同,核外電子的多少和運(yùn)動(dòng)情況也不同。在金屬中離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng),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(dòng)而不移動(dòng),只有自由電子穿梭其中。所以金屬導(dǎo)電時(shí)只有 在移動(dòng).
4.物體的帶電方式:(1)摩擦起電:兩個(gè)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(yīng)起電:導(dǎo)體接近(不接觸)帶電體,使導(dǎo)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(huì) ,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷量的總量保持不變.
6.電子和質(zhì)子帶有等量的異種電荷,電荷量e= C.實(shí)驗(yàn)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(guó)物理學(xué)家 測(cè)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(gè)導(dǎo)體接觸后電荷會(huì)消失,這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒
C.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程
D.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會(huì)帶正電
8.關(guān)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(zhì)子 D.物體所帶的電量只能是元電荷的整數(shù)倍
【互動(dòng)交流】
思考問題
1、初中學(xué)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(zhì)是什么呢?
一.電荷
1.電荷的種類:自然界中有 種電荷
①.用絲綢摩擦過的玻璃棒上所帶的電荷,叫 電荷;
②.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(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)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(shí)質(zhì)是什么呢?
(1)原子的核式結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋(原子:包括原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子。)
(2)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(shí)質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移. 結(jié)果:兩個(gè)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(jié)果?
實(shí)質(zhì):摩擦起電實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體 到另一個(gè)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?yàn)椋?)
A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上了 B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上了
C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到了毛皮上了 D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上了
問題二:
思考a:接觸帶電的實(shí)質(zhì)是什么呢?
思考b:兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)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(gè)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(gè)相同的帶電金屬導(dǎo)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(jié)果?
實(shí)質(zhì):自由電子在 的轉(zhuǎn)移。
例2. 兩個(gè)完全相同的金屬球,一個(gè)帶+6×10-8C的電量,另一個(gè)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(dǎo)體?
(2)【演示】
思考a:把帶正電荷的球C移近導(dǎo)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(chǔ)上,再讓A和B接觸,又會(huì)看到什么現(xiàn)象呢?這個(gè)現(xiàn)象說明了什么呢?
(3)什么是靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電?感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)什么呢?
3. 感應(yīng)起電
⑴靜電感應(yīng):當(dāng)一個(gè)帶電體 導(dǎo)體時(shí),可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象,叫做靜電感應(yīng)。
⑵感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。
實(shí)質(zhì):自由電子從 物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
規(guī)律:近端感應(yīng) 種電荷,遠(yuǎn)端感應(yīng) 種電荷。
靜電感應(yīng)的原因?
分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu),分析起電的本質(zhì)原因:把帶電的球C移近金屬導(dǎo)體A和B時(shí),由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,使導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來,因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷.感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負(fù)電荷分開,是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)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(dǎo)體A和B 接觸,再將帶負(fù)電的導(dǎo)體C移近導(dǎo)體A,然后把導(dǎo)體A、B分開,再移去C,則 ( )
A.導(dǎo)體A帶負(fù)電,B帶正電
B.導(dǎo)體A帶正電,B帶負(fù)電
C.導(dǎo)體A失去部分負(fù)電荷,導(dǎo)體C得到負(fù)電荷
D.導(dǎo)體A帶正電是由于導(dǎo)體B的部分電子轉(zhuǎn)移到A上,故A、B帶等量異種電荷
小結(jié):使物體帶電的方式及本質(zhì)
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(gè)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(guān)于電荷守恒定律,下列敘述正確的是: ( )
A.一個(gè)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(gè)系統(tǒng)所帶的電量總是守恒的;
C.在一定的條件下,一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的等量的正負(fù)電荷即使同時(shí)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(gè)電子就是一個(gè)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(xué)家測(cè)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(jiǎn)稱電量。單位: ,符號(hào):
2. 元電荷是一個(gè)電子或質(zhì)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(guó)物理學(xué)家 測(cè)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(zhì)比):帶電體的 與其 的比值。
比荷:電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為 C/?
例5.關(guān)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(shí)數(shù)
B.物體所帶的電荷量應(yīng)該是某些特定值
C.物體帶電+1.60×10-9C,這是因?yàn)樵撐矬w失去了1.0×1010個(gè)電子
D.物體帶電荷量的最小值為1.6×10-19C
例6.5個(gè)元電荷的電量是________, 16 C電量等于________元電荷.
五.驗(yàn)電器和靜電計(jì)
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(yàn)電器和靜電計(jì)的結(jié)構(gòu)和功能 靜電計(jì)(指針式驗(yàn)電器)
2、思考:是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時(shí),金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象.
【小結(jié)】
【隨堂檢測(cè)】
1.下列說法正確的是 ( )
A.摩擦起電和靜電感應(yīng)都是使物體正負(fù)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(fù)電,摩擦過程中橡膠棒上正電荷轉(zhuǎn)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(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),下列說法中正確的是 ( )
A.摩擦起電說明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
C.感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分
D.感應(yīng)起電說明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)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(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔.若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端,可能看到的現(xiàn)象是( )
A.只有M端驗(yàn)電箔張開,且M端帶正電
B.只有N端驗(yàn)電箔張開,且N端帶負(fù)電
C.兩端的驗(yàn)電箔都張開,且左端帶負(fù)電,右端帶正電
D.兩端的驗(yàn)電箔都張開,且左端帶正電,右端帶負(fù)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(dǎo)體B帶負(fù)電
B.導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷,并且電荷量大小相等
C.若A不動(dòng),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(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時(shí),為了方便,常常用元電荷作為電量的單位,關(guān)于元電荷,下列論述正確的是:( )
A.把質(zhì)子或電子叫元電荷. B.電子帶有最小的負(fù)電荷,其電量的絕對(duì)值叫元電荷.
C.1.60×10-19C的電量叫元電荷 D.質(zhì)子帶有最小的正電荷,其電量的絕對(duì)值叫元電荷.
教后記:
1、學(xué)生對(duì)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(duì)點(diǎn)電荷、元電荷、質(zhì)子電量、電子電量之間關(guān)系下節(jié)課還要復(fù)習(xí)。
1.用毛皮摩擦橡膠棒時(shí),橡膠棒帶 電荷,毛皮帶 電荷.當(dāng)橡膠棒帶有3.2×10-9庫(kù)侖的電量時(shí),電荷量為1.6 ×10-19庫(kù)侖的電子有 個(gè)從 移到 上.
2.絕緣細(xì)線上端固定,下端懸掛一輕質(zhì)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(shí)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(bǔ)排斥開? D.b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開
3.關(guān)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(fù)電.
B.摩擦可以起電,是普遍存在的現(xiàn)象,相互摩擦的兩個(gè)物體總是同時(shí)帶等量異種電荷.
C.帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,物體得到多余電子就一定顯負(fù)電性,失去電子就一定顯正電性.
D.當(dāng)一種電荷出現(xiàn)時(shí),必然有等量異號(hào)的電荷出現(xiàn),當(dāng)一種電荷消失時(shí),必然有等量異號(hào)電荷同時(shí)消失
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