《电荷及其守恒定律》教学设计

陈金孚

一、教学目标

1.通过对初中知识的复习知道自然界存在两种电荷及其相互作用，知道电荷量的概念及其国际单位。

2.知道使物体带电的三种方式：摩擦起电、感应带电和接触带电，经历摩擦起电和感应起电的实验过程，知道三种方式均不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。

3.说出电荷守恒定律，能从物质微观结构的角度认识电荷守恒。

4.知道元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。

5.通过对本节的学习体会从微观的角度认识物体带电的本质的方法。

二、教学重点难点

电荷守恒定律、利用电荷守恒定律分析解决摩擦起电和感应起电的相关问题。

三、教学方法

以演示实验为先导，引领学生在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上，说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程，进而说明电荷守恒定律。合作学习为主，发动学生对三种起电方式展开讨论，举例说明生活中的静电现象。

四、教学过程

师生：情景导入，放映雷电现象的视频片断，PPT课件展示静电现象的图片。

师：摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，摩擦过的物体就带了电。

学生回忆并说出初中所学的有关静电知识，其他学生补充。

师：用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引。

观察并讨论：上述现象说明了什么问题？

结论：自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。

电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

交流讨论：自然界中有没有第三种电荷？怎见得没有第三种电荷？

学情预设：学生对自然界中的两种电荷有了初步的认识，但对有没有第三种电荷存在可能产生发散思维。

教学任务：理论探究摩擦起电的微观原理

问题引导：相互摩擦为什么能够使物体带电？

思考并讨论：从物质的微观结构、原子的组成、原子核对内外层电子约束能力等方面讨论摩擦起电的微观原理。

结论：摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同。

实质：电子的转移。结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷。

教学任务：实验探究感应起电的微观原理

师生活动：取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。

把带正电荷的球C移近导体A，金属箔有什么变化？先把A和B分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？再让A和B接触，又会看到什么现象？

利用上面介紹的金属结构的模型，解释看到的现象。

观察与描述：学生观察实验，逐一描述实验现象，其他学生补充和修正。

总结与归纳：学生归纳实验结论，其他学生补充规定完善。

实验结论：A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后它们就不再带电。

讨论与交流：如何解释上述实验现象？

五、提示问题

1.金属导体的微观结构？2.什么叫自由电子，自由电子的运动有何特征？3.带电体靠近导体时，电荷间的相互作用会导致什么现象？

思维拓展：等量的正负电荷相遇，会发生什么现象？不等量的正负电荷相遇，又会发生什么现象？

中和：等量的正、负电荷相遇后电性消失的现象。

教学任务：归纳总结电荷守恒定律

师生活动：讨论与交流：比较摩擦起电和静电感应的区别。

分析：不同点：摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体；感应起电是电子从物体的一部分转移到另一部分。

共同点：都使物体带等量的异种电荷。起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程。

接触带电：不带电的物体和带电体接触后带电。接触带电的实质是电荷从带电体转移到不带电的物体上。

思考与讨论：通过刚才对三种起电方式本质的分析，思考满足共同的规律是什么？

结论：无论是哪种起电方式，其本质都是使电荷发生转移，造成局部正负电荷偿均，并不是创造电荷。

电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。

教学任务：自主学习电荷量、元电荷、比荷等概念。同桌互助检验学习效果。

自主学习：阅读课本，理解并记忆以下几个物理概念：

电荷量：电荷的多少叫作电荷量。符号：Q或q。单位：库仑。符号：C。

元电荷：电子所带的电荷量，用e表示，e=1.60×10-19 C。

注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。电荷量是不能连续变化的物理量。最早由美国物理学家密立根测得。

比荷：电荷的电荷量q与其质量m的比值q/m，符号：C/kg

互助合作：同桌二人一问一答，检验以上概念的记忆效果，互换角色重复一遍。endprint