2019-2020年滬科版物理高二上8-A靜電現(xiàn)象 元電荷教案2 (I)標(biāo) 題第八章 A 靜電現(xiàn)象 元電荷關(guān)鍵詞靜電現(xiàn)象 元電荷 驗電器 摩擦起電 電荷量 描 述本教學(xué)設(shè)計包括：一、教學(xué)任務(wù)分析二、教學(xué)目標(biāo)三、教學(xué)重點與難點四、教學(xué)資源五、教學(xué)設(shè)計思路六、教學(xué)流程七、操作案例學(xué) 科高中物理 二年級 第一冊 第八章 A節(jié)語 種漢語媒體格式.doc學(xué)習(xí)者學(xué)生資源類型文本類素材課程類型高中基礎(chǔ)型課程作 者於豐單 位上海市第三女子中學(xué)地 址上海市江蘇路155號Emailsoosucitiz.net第八章 A 靜電現(xiàn)象 元電荷執(zhí)教：上海市第三女子中學(xué) 於豐一、教學(xué)任務(wù)分析電，廣泛應(yīng)用于日常生活中，學(xué)生對此已有初步感受。初中雖然學(xué)過電流、電壓、歐姆定律等知識，但對靜電現(xiàn)象卻沒有深入學(xué)習(xí)。而人類關(guān)于電的研究正是從神奇的靜電現(xiàn)象開始的。學(xué)習(xí)本節(jié)，需要學(xué)生以電荷的屬性和原子結(jié)構(gòu)的知識為基礎(chǔ)。本節(jié)知識也是今后學(xué)習(xí)有關(guān)電流、電磁感應(yīng)等規(guī)律的基礎(chǔ)。本設(shè)計從“感覺靜電”和雷電入手，扣動學(xué)生的心弦，通過介紹人類認(rèn)識靜電現(xiàn)象的過程，體現(xiàn)科學(xué)精神和人文精神的結(jié)合。通過實例分析，了解常見的靜電現(xiàn)象；根據(jù)實驗得出摩擦起電的概念，介紹摩擦起電序列。通過定義電荷量，得出元電荷的概念。根據(jù)實驗演示介紹產(chǎn)生和測量靜電的方法。本設(shè)計以雷電現(xiàn)象作為切入口；讓學(xué)生列舉生活中的靜電現(xiàn)象；介紹負(fù)電荷使人快樂等設(shè)計，有意識地將教材內(nèi)容與生活實際聯(lián)系起來，讓學(xué)生感到物理學(xué)并不枯燥，它不僅存在于課堂中，而且存在于日常生活中。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能（1）知道靜電產(chǎn)生的原因。（2）知道電荷量的意義、符號、單位。（3）知道元電荷。（4）知道產(chǎn)生和測量靜電的儀器。2、過程與方法（1）通過有關(guān)靜電的演示實驗和學(xué)生實驗，感受通過實驗認(rèn)識物理現(xiàn)象的方法。（2）通過人類認(rèn)識靜電現(xiàn)象的過程的介紹，感受科學(xué)探究的一般方法。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過介紹我國古代對靜電現(xiàn)象的認(rèn)識，激發(fā)愛國熱情。（2）通過觀察、分析各種靜電現(xiàn)象和實驗，養(yǎng)成透過現(xiàn)象揭示物理規(guī)律的意識，崇尚科學(xué)，破除迷信。（3）通過雷電的危害建立生命安全意識。三、教學(xué)重點與難點重點：靜電現(xiàn)象；元電荷概念。難點：靜電實驗中的電荷泄漏；驗電器的檢驗功能。四、教學(xué)資源：1器材：(1) 演示實驗：感覺靜電手搖感應(yīng)起電和氖泡、靜電的產(chǎn)生凡德格拉夫起電機。(2) 學(xué)生實驗：研究摩擦起電驗電器，絲綢和玻璃棒，毛皮和橡膠棒。說明：濕度大時，課前需對所用實驗儀器進(jìn)行干燥處理，盡可能減小實驗過程中的電荷泄漏現(xiàn)象。2課件：我國古代對靜電的認(rèn)識 （PPT）。3錄像：雷電的威力。五、教學(xué)設(shè)計思路本設(shè)計的內(nèi)容包括四個方面：一是靜電現(xiàn)象，二是摩擦起電，三是電荷量和元電荷，四是靜電的產(chǎn)生和測量。本設(shè)計的基本思路是：以“感覺靜電”和避雷針為引入，扣動學(xué)生的心弦，通過介紹我國古代對靜電現(xiàn)象的認(rèn)識，體現(xiàn)科學(xué)精神和人文精神的結(jié)合，激發(fā)愛國熱情。在摩擦起電原因的討論歸納中，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力，最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動。通過“怒發(fā)沖冠”的學(xué)生實驗而達(dá)到高潮。課后自制驗電器的小實驗，將教材內(nèi)容與生活實際聯(lián)系起來，讓學(xué)生感到物理學(xué)并不枯燥，它不僅存在于課堂中，而且存在于日常生活中。本設(shè)計要突出的重點是：靜電現(xiàn)象和元電荷的概念。方法是：以“感覺靜電”小實驗為切入點，調(diào)動學(xué)生的視覺，觸覺，聽覺等多種感官，激發(fā)學(xué)生對靜電現(xiàn)象的興趣；應(yīng)用化學(xué)學(xué)科所學(xué)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識，將化學(xué)學(xué)科的氧化還原反應(yīng)和物理學(xué)科靜電現(xiàn)象的電子得失進(jìn)行類比，了解物體帶電的原因，從而順利建立元電荷的概念。本設(shè)計要突破的難點是：靜電實驗中的電荷泄漏和驗電器的檢驗功能。方法是：采用性能優(yōu)良的絕緣材料作隔離物；課前做好實驗儀器的干燥工作。 本設(shè)計要求學(xué)生在感受和體驗的過程中進(jìn)行學(xué)習(xí)，在課堂上應(yīng)用多種感觀直接體驗，與日常生活中的感受相吻合，經(jīng)歷科學(xué)家認(rèn)識靜電的過程。了解雷電的危害建立和富蘭克林的雷電實驗，體驗生命的可貴。 完成本設(shè)計的內(nèi)容需1課時。六、教學(xué)流程1、 教學(xué)流程圖問題設(shè)問5電荷量元電荷靜電的產(chǎn)生和測量活動III簡單應(yīng)用活動II演示實驗1活動I學(xué)生實驗1設(shè)問2情景I錄像1設(shè)問1靜電現(xiàn)象情景II觀察1設(shè)問3，4電荷的基本屬性摩擦起電2教學(xué)流程圖說明情景 錄像演示，設(shè)問1雷電是怎樣產(chǎn)生的？雷電有什么危害？怎樣可以避免這種情況？利用多媒體手段給予感受上的沖擊，引出本章的課題?；顒覫 學(xué)生實驗，設(shè)問2利用氖泡和手搖感應(yīng)起電機從視覺，聽覺，觸覺三方面感受靜電，引導(dǎo)回憶生活中曾經(jīng)遇到過的靜電現(xiàn)象。情景II 觀察1，設(shè)問3觀察相關(guān)物理實驗，通過“設(shè)問3”，對實例進(jìn)行討論和分析，運用已有的知識，歸納出電荷的基本屬性和摩擦起電的原因。問題 設(shè)問5結(jié)合化學(xué)學(xué)科所學(xué)的關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識，得到元電荷的概念?；顒覫I 演示試驗演示凡德格拉夫起電機“怒發(fā)沖冠”實驗，介紹產(chǎn)生和測量靜電的設(shè)備?；顒覫II 學(xué)生實驗，簡單應(yīng)用自制驗電器的小實驗讓本設(shè)計的內(nèi)容可以學(xué)以致用。3教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計可分為三個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，本環(huán)節(jié)既是本章節(jié)的引入也是本節(jié)內(nèi)容的引入，利用錄像和實驗充分激發(fā)對神奇的靜電的興趣。第二環(huán)節(jié)， 應(yīng)用已有的知識，結(jié)合生活中的常見現(xiàn)象和課堂實驗現(xiàn)象得出摩擦起電的原因，建立元電荷概念。第三環(huán)節(jié)，通過自制驗電器的小實驗，鞏固所學(xué)。 七、教案示例1情景引人中世紀(jì)的歐洲，最高的建筑往往是當(dāng)?shù)亟烫玫溺姌?。人們認(rèn)為在暴風(fēng)雨來臨時敲響教堂的鐘，可以趕走電閃雷鳴，給人們帶來平安。不幸的是，閃電往往擊中鐘樓，奪走敲鐘人的生命。設(shè)問1：雷電是怎樣產(chǎn)生的？閃電為什么選擇鐘樓？怎樣可以避免這種情況？相信經(jīng)過這一章的學(xué)習(xí)，大家會對這些問題有新的認(rèn)識。2、 導(dǎo)入新課小實驗：嘗嘗靜電的滋味兒。學(xué)生代表2人一組，一人搖動手搖起電機（注意，搖動不要過快，過劇烈），一人手持氖泡，接近起電機的電極，然后迅速拿開。學(xué)生好奇，興奮。設(shè)問2：生活中還遇到過哪些靜電現(xiàn)象？我國古代對靜電現(xiàn)象早有記載。東漢王充在論衡中記述了：“頓牟掇芥，磁石引針”。西晉張華博物志中寫有“今人梳頭、脫著衣時，有隨梳、解結(jié)有光者，也有咤聲”。我國古代的電知識，多是由經(jīng)驗得出的，比較零散。人們對電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究是在歐洲文藝復(fù)興之后才逐漸開展起來的，直到十九世紀(jì)才建立起了完整的電磁理論演示PPT 演示帶電小球互相排斥和吸引的動畫。設(shè)問3：自然界存在幾種電荷，它們間的相互作用如何呢？（1）電荷的基本屬性自然界只有兩種電荷，分別叫做正電荷與負(fù)電荷。同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引。自然界中只存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷。迪費首先將兩種電荷稱為玻璃電和樹脂電。弗蘭克林將其改為正電和負(fù)電。我們沿襲歷史上的規(guī)定：如果物體所帶的電荷，與用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶電荷是同種的，則該物體所帶的電荷叫做正電荷；若與用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶電荷是同種的，則叫做負(fù)電荷。帶同種電荷的物體互相排斥，帶異種電荷的物體互相吸引。（2）摩擦起電學(xué)生實驗：摩擦起電。設(shè)問4：摩擦起電的原因是什么？（引導(dǎo)學(xué)生回憶化學(xué)學(xué)科學(xué)過的相關(guān)知識，必要時可以用氧化還原反應(yīng)的原理進(jìn)行類比，當(dāng)然兩者的本質(zhì)還是不同的。）在正常狀態(tài)下，原子核外電子的數(shù)目，等于原子核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)目，因此每個原子所帶的負(fù)電和正電都相等，每個原子都呈電中性，物體對外界不顯示電性。換句話說，在一切不帶電的中性物體中，總有等量的正、負(fù)電荷同時存在。不同物質(zhì)束縛核外電子的能力隨物質(zhì)的不同而有強弱。如果一個物體，由于外來原因，失去若干電子，則它所帶的正電荷多于所帶的負(fù)電荷，于是，它們帶正電；反之，另一個物體，由于外來原因從外界獲得了若干個電子，則它所帶的負(fù)電荷多于正電荷，于是，它們就帶上了負(fù)電。摩擦就是引起電荷轉(zhuǎn)移的外來原因，摩擦使兩種物體充分接觸，從而有機會實現(xiàn)電荷的轉(zhuǎn)移。得到電子的物體帶負(fù)電；失去電子的物體帶正電。摩擦起電的過程是電荷轉(zhuǎn)移的過程。以下是一個常見物質(zhì)的靜電序列表：玻璃、尼龍、羊毛、絲綢、棉花、紙張、硬橡膠、晴綸、聚乙烯序列中兩種物質(zhì)摩擦?xí)r，排在前面的物質(zhì)帶正電，后面的物質(zhì)帶負(fù)電。這樣序列說明這些材料束縛核外電子的能力有何不同？（3）電荷量和元電荷我們利用電荷量反映帶電體帶電的多少。物體所帶電荷的多少叫做電荷量，單位庫倫，簡稱庫。設(shè)問5：物體所帶的電荷量是不是任意的？就這個問題科學(xué)家進(jìn)行了長期的研究，發(fā)現(xiàn)一般物體所帶的電荷量不是任意的，而是某個最小電荷量e的整數(shù)倍元電荷。這個最小電荷量，就是電子和質(zhì)子所帶電荷量的絕對值。e=1.610 - 19 C最早由美國物理學(xué)家密立根Robert Andrews Millikan用油滴實驗測定（獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎）。這個工作從1907年開始,直到1913年才最后完成。1964年蓋爾-曼提出一些基本粒子是由夸克和反夸克組成，預(yù)計夸克和反夸克的電荷量為e，e，但是這一假說迄今未得到證實。演示實驗：凡德格拉夫起電機電發(fā)實驗。發(fā)動學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的各種靜電現(xiàn)象。該實驗現(xiàn)象明顯，可以將本設(shè)計推向一個高潮。（4）靜電的產(chǎn)生和測量有哪些設(shè)備可以使物體帶電？結(jié)合實物介紹：手搖感應(yīng)起電機，超高壓電源和范德格拉夫起電機。怎樣可以知道出物體帶電了？使用驗電器或帶電體能吸引輕小物體。教師請學(xué)生代表上講臺演示。絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒靠近泡沫塑料小球，小球被吸引。玻璃棒接觸驗電器小球，金屬箔張開。使驗電器復(fù)原。工業(yè)上利用電荷量表和靜電電壓來測量帶電體所帶電荷的正、負(fù)電性和電荷量多少。3、 簡單應(yīng)用自制驗電器的小實驗作為本設(shè)計的作業(yè)，學(xué)以致用。