《電荷及其守恒定律》教學設計

陳金孚

一、教學目標

1.通過對初中知識的復習知道自然界存在兩種電荷及其相互作用，知道電荷量的概念及其國際單位。

2.知道使物體帶電的三種方式：摩擦起電、感應帶電和接觸帶電，經歷摩擦起電和感應起電的實驗過程，知道三種方式均不是創造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開。

3.說出電荷守恒定律，能從物質微觀結構的角度認識電荷守恒。

4.知道元電荷的概念，知道電荷量不能連續變化。

5.通過對本節的學習體會從微觀的角度認識物體帶電的本質的方法。

二、教學重點難點

電荷守恒定律、利用電荷守恒定律分析解決摩擦起電和感應起電的相關問題。

三、教學方法

以演示實驗為先導，引領學生在復習摩擦起電現象和講述靜電感應現象的基礎上，說明起電的過程是使物體中正負電荷分開的過程，進而說明電荷守恒定律。合作學習為主，發動學生對三種起電方式展開討論，舉例說明生活中的靜電現象。

四、教學過程

師生：情景導入，放映雷電現象的視頻片斷，PPT課件展示靜電現象的圖片。

師：摩擦過的物體具有了吸引輕小物體的性質，這種現象叫摩擦起電，摩擦過的物體就帶了電。

學生回憶并說出初中所學的有關靜電知識，其他學生補充。

師：用絲綢摩擦過的玻璃棒之間相互排斥，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒之間也相互排斥，而玻璃棒和硬橡膠棒之間卻相互吸引。

觀察并討論：上述現象說明了什么問題？

結論：自然界中存在兩種電荷：正電荷和負電荷。

電荷及其相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

交流討論：自然界中有沒有第三種電荷？怎見得沒有第三種電荷？

學情預設：學生對自然界中的兩種電荷有了初步的認識，但對有沒有第三種電荷存在可能產生發散思維。

教學任務：理論探究摩擦起電的微觀原理

問題引導：相互摩擦為什么能夠使物體帶電？

思考并討論：從物質的微觀結構、原子的組成、原子核對內外層電子約束能力等方面討論摩擦起電的微觀原理。

結論：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。

教學任務：實驗探究感應起電的微觀原理

師生活動：取一對用絕緣柱支持的導體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。

把帶正電荷的球C移近導體A，金屬箔有什么變化？先把A和B分開，然后移去C，金屬箔又有什么變化？再讓A和B接觸，又會看到什么現象？

利用上面介紹的金屬結構的模型，解釋看到的現象。

觀察與描述：學生觀察實驗，逐一描述實驗現象，其他學生補充和修正。

總結與歸納：學生歸納實驗結論，其他學生補充規定完善。

實驗結論：A和B分開后所帶的是異種等量的電荷，重新接觸后它們就不再帶電。

討論與交流：如何解釋上述實驗現象？

五、提示問題

1.金屬導體的微觀結構？2.什么叫自由電子，自由電子的運動有何特征？3.帶電體靠近導體時，電荷間的相互作用會導致什么現象？

思維拓展：等量的正負電荷相遇，會發生什么現象？不等量的正負電荷相遇，又會發生什么現象？

中和：等量的正、負電荷相遇后電性消失的現象。

教學任務：歸納總結電荷守恒定律

師生活動：討論與交流：比較摩擦起電和靜電感應的區別。

分析：不同點：摩擦起電是電子從一個物體轉移到另一個物體；感應起電是電子從物體的一部分轉移到另一部分。

共同點：都使物體帶等量的異種電荷。起電的過程是使物體中正負電荷分開的過程。

接觸帶電：不帶電的物體和帶電體接觸后帶電。接觸帶電的實質是電荷從帶電體轉移到不帶電的物體上。

思考與討論：通過剛才對三種起電方式本質的分析，思考滿足共同的規律是什么？

結論：無論是哪種起電方式，其本質都是使電荷發生轉移，造成局部正負電荷償均，并不是創造電荷。

電荷守恒定律：電荷既不能創造，也不能消滅，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。

教學任務：自主學習電荷量、元電荷、比荷等概念。同桌互助檢驗學習效果。

自主學習：閱讀課本，理解并記憶以下幾個物理概念：

電荷量：電荷的多少叫作電荷量。符號：Q或q。單位：庫侖。符號：C。

元電荷：電子所帶的電荷量，用e表示，e=1.60×10-19 C。

注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數倍。電荷量是不能連續變化的物理量。最早由美國物理學家密立根測得。

比荷：電荷的電荷量q與其質量m的比值q/m，符號：C/kg

互助合作：同桌二人一問一答，檢驗以上概念的記憶效果，互換角色重復一遍。endprint