1、第一节 电荷 摩擦起电教案 一、教学目标 (一)知识与技能 1、知道摩擦起电现象。 2、知道自然界中有两种电荷和电荷之间的相互作用规律。 3、知道电荷及单位。 4、知道验电器的结构和工作原理。 5、了解原子结构、电荷从哪里来、金属导体中存在自由电子。 (二)过程与方法 1、经历实验探究,领会物体带“电”的概念。 2、参与实验结果讨论,学会主动发言,能流利表达自己的见解。 (三)情感态度价值观 1、通过事例认识电与我们生活密切相关,感知物理就在我们身边。 2、养成好问、爱探究的习惯,激发学习物理的兴趣。 二、教学重点 1、摩擦起电现象。 2、电荷间作用规律。 3、电荷的概念和单位。 三、教学难点
2、 从实验现象推理得出自然界中只存在两种电荷及其作用规律。 四、课时安排 1 课时 五、教学准备 塑料梳子、塑料尺、塑料笔杆、碎纸屑、毛皮、绸布、橡胶棒、玻璃棒、铁架台、验 电器、带绝缘柄的金属棒、塑料丝束、乒乓球 六、教学方法 实验法、问答法、讨论法、演示法、讲授法、练习法。 七、教学过程 新课导入: 1、互动 与电相关的现象很多,大家能不能举出一些例子。 这些现象很多都比较复杂,要理解它们需要从学习简单的电学知识开始。 2、演示:这也是一个与电有关的实验:用手反复捋塑料丝束。 3、提问互动: 可看到什么现象?这种现象叫什么名字?你在什么地方见过摩擦起电?这节课我们主 要研究摩擦起电和两种电荷
3、。 新课讲解: 静电现象 1、学生探索摩擦起电:用毛皮(可用头发和丝绸)摩擦塑料梳子、尺子吸起纸屑。 观察靠近梳子尺子的纸屑出现什么现象。 学生讨论:塑料梳子尺子摩擦前后观察到的现象有什么不同? 学生给“摩擦起电”下定义。 2、教师小结并给出摩擦起电的定义及带“电”性 板书:经过摩擦的物体具有吸引轻小物体性质的现象叫摩擦起电。 带“电”性:物体具有吸引轻小物体的性质叫带了电荷,或叫带了电。 3、互动 你知道生活中哪些摩擦起电的现象吗? 电荷间的作用规律 用细绳将绸擦玻璃棒和毛擦橡胶棒悬挂在铁架台下,分别用绸擦玻璃棒和毛擦橡胶 棒靠近,让学生观察排吸情况。 互动 两根绸擦玻璃捧与玻璃棒相互怎么样
4、?两根毛擦橡胶棒怎么样?绸擦玻璃棒与毛擦橡 胶棒怎么样? 小结: 大量实验表明,带电体如果与绸擦玻璃棒相互排斥,就一定与毛擦橡胶棒吸引;如果 与毛擦橡胶棒相互排斥,就一定与绸擦玻璃棒吸引,这说明自然界中只有两种电荷。物理 学规定绸擦玻璃棒所带电荷叫正电荷,毛擦橡胶棒所带电荷叫负电荷。由本实验可看出同 种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 (板书:自然界只有两种电荷:一种是正电荷绸擦玻璃棒所带电荷,另一种是负 电荷毛擦橡胶棒所带电荷。电荷及作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 ) 1、互动 怎样判断物体是否带电荷? 小结: 根据定义看能不能吸引轻小物体。 根据电荷间作用规律。 2、出示验
5、电嚣,了解其结构 演示:用验电器检验物体是否带电. 3、互动:为什么它能检验物体是否带电呢? 小结:带电体接触验电器后,验电器两金属铂因为带上同种电荷互相排斥而张开。 (板 书:验电器的作用:检验物体是否带电;原理:同种电荷互相排斥。 )强调指出其原理并未 用到异种电荷互相吸引。 4、互动: 验电器能检验出物体所带电荷的多少吗? 小结:能,看张角的大小。 5、电荷 描述:电荷的多少叫电荷量,简称电荷。物理学中凡有“量”字的概念都表示了多少。 电荷量用 Q 表示。单位是库仑,简称库,符号 C。 (板书:电荷的多少叫电荷量,简称电荷(用 Q 表示) 。单位是库仑,简称库,符号 C。如: Q 棒=1
6、0-7C,Q 云=20C) 6、原子的结构 1897 年,汤姆生发现中子,揭开原子是有结构的微粒。 出示乒乓球,结合桃子李子的结构说明原子的核式结构。 在原子中,原子核带正电,电子带负电 7、元电荷 在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫元电荷,用符号 e 表示。任何带电体所带电荷都是 e 的整数倍。互动:请问多少个电子带的电量为 1C?(板书: 最小电荷-元电荷:e =1.610-19C) 8、显电性: 正常情况下,原子核所带正电荷与电子所带负电荷在数量上相等,整个原子呈中性, 即对外不显带电性。如果在某种情况下(与其它物体作用时,如受外力作用时)原子核所 带正电荷大于
7、或小于电子所带电荷,原子则对外显电性。一般物体的原子所带正电荷总是 不变的。 (板书:正常情况下原子呈中性。中性原子得到电子带负电,中性原子失去电子带 正电。 ) 9、自由电子可以移动 演示 4:A、B 两个验电器,使 A 带负电,B 不带电,用金属棒连接 A、B 的金属球,可 以看到 B 的铂片张开。 你们看到 B 有什么变化? 互动:说明 B 的铂片上带上了电荷,它是怎么一回事呢?原来在 A 金属片上多余的 电子的一部分,可以定向移动到 B。 想一想做一做:如果 A 带正电,电子又是怎样移动的呢? (板书:可以定向移动的电子称为自由电子。 ) 静电的应用和防护 静电的应用 情景:静电技术,
8、已经广泛应用于基础理论研究、信息工程、空间技术、计算机工程、 大规模集成电路生产、环境保护、生物技术、选矿和物质分离、医疗卫生消毒、食品保鲜、 石油化工、纺织印染、农业生产等各个领域。现正在形成一个新兴的“静电产业” 。 问题:(1)除上述静电应用的实例外,你还知道哪些在生产和生活中的静电应用? (2)简要说说静电复印机的工作流程。 (3)激光打印机、静电复印机和静电植绒利用了静电的什么特点? 解答:(1)静电应用技术种类繁多,但从技术角度大体可划分为:净化技术,如静电除 尘;生物技术,如静电育种和静电杀菌;分离技术,如静电分选等。 (2)静电复印机的工作流程可简要归纳为:照明和聚焦成像、静电
9、显影、转印和定影三 步。 (3)主要利用静电可以吸引轻小物体(或正负电荷相互吸引)的特点。 静电的危害和防止(重点探究) 情景:1993 江苏省某县化肥厂发生氢气泄漏,泄漏的氢气因摩擦起火造成火灾,导致 人员伤亡,并造成了较大的经济损失。 事故经过是:该厂碳化车间清洗塔发生严重氢气泄漏。厂领导为了保证生产,要求在 不停机、不减压的条件下采取临时堵漏措施,堵塞漏气处。操作工按照厂领导的要求冒险 作业,用铁皮和橡胶板进行堵漏,但是失败,操作工再次冒险作业,用平板车内的胎皮企 图包住泄漏处。堵漏时,由于塔内的压力较高,高速喷出的氢气与橡胶皮摩擦产生静电火 花,导致起火。 问题:(1)根据上述事故描述
10、,通过与同学共同讨论,你认为必须同时具备哪些条件才 会产生这类事故? (2)根据(1)中所得的结论,为防止类似事故的发生,应采用哪些措施? 解答:(1)静电最为严重的危害是引起爆炸和火灾。因此,静电安全防护主要是针对爆 炸和火灾。 静电引起爆炸和火灾的条件可归纳为以下几点:有产生静电的来源;静电得以积 累;静电放电的火花能量达到爆炸性混合物的最小引燃能量;静电火花周围有爆炸性 混合物存在。 (2)静电安全防护正是从控制这四个条件着手的。控制前三个条件的实质是控制静电的 产生和积累,是消除静电危害的直接措施。控制第四个条件是消除或减轻周围环境爆炸和 火灾的物质性因素,是防止静电危害的间接措施。
11、控制静电的产生主要是控制工艺过程和工艺过程中所用的材料;控制静电的积累主要 是设法加速静电的泄漏和中和,使静电不超过安全限度。接地、增湿、加入抗静电添加剂 等均属于加速静电泄漏的方法,运用感应中和器属于加速静电中和的方法。 尖端放电与避雷针 问题:观察周围建筑物上安装的避雷针可以发现,尖尖的避雷针不但安装在高大建筑 物的顶端,而且避雷针还通过导线(或金属)接地。避雷针为什么要做成尖尖的?避雷针为 什么又要接地呢? 解答:避雷针顶部要做成尖尖的是根据尖端放电的原理。高大建筑物上安装避雷针, 当带电云层靠近建筑物时,建筑物会感应到与云层相反的电荷,这些电荷会聚集到避雷针 的尖端,达到一定的值后便开始放电,建筑物上的电荷被中和。建筑物的另外一端与大地 相连,与云层相同的电荷就流入大地。显然,要使避雷针起作用,必须保证尖端的尖锐和 接地通路的良好,一个接地通路损坏的避雷针将使建筑物遭受更大的损失。
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