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《電荷》教案
作為一名老師,編寫教案是必不可少的,教案是教學(xué)藍(lán)圖,可以有效提高教學(xué)效率。那么優(yōu)秀的教案是什么樣的呢?以下是小編精心整理的《電荷》教案,僅供參考,歡迎大家閱讀。
《電荷》教案1
1.認(rèn)識(shí)摩擦起電的現(xiàn)象,了解電荷的種類及電荷間的相互作用; 2.了解驗(yàn)電器的原理及其作用,了解電荷量及其單位; 3.了解原子結(jié)構(gòu),認(rèn)識(shí)元電荷、自由電子和電荷的移動(dòng)。 1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)感受摩擦起電,知道帶電體的性質(zhì); 2.在認(rèn)識(shí)自然界只有兩種電荷的過(guò)程中,感受人們所用的'推理方法。 1.注意觀察靜電現(xiàn)象,對(duì)電荷種類的探究產(chǎn)生興趣。《電荷》教案2
一、教材分析
洛侖茲力的方向是重點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論探究洛侖茲力方向,再由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛侖茲力的表達(dá)式的過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的好機(jī)會(huì),一定要讓全體學(xué)生都參與這一過(guò)程。
二、目標(biāo):
。ㄒ唬┲R(shí)與技能
1、理解洛倫茲力對(duì)粒子不做功.
2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí),粒子在勻磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
3、會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式,并會(huì)用它們解答有關(guān)問(wèn)題. 知道質(zhì)譜儀的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本構(gòu)造、工作原理 、及用途 。
(二)過(guò)程與方法
通過(guò)綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng))中的問(wèn)題.
培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí),充分了解科技的巨大威力,體會(huì)科技的創(chuàng)新歷程。
三、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式,并能用分析有關(guān)問(wèn)題.
難點(diǎn):1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
四、學(xué)情分析
本節(jié)是安培力的延續(xù),又是后面學(xué)習(xí)帶電體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ),還是力學(xué)分析中重要的一部分。學(xué)好本節(jié),對(duì)以后力學(xué)綜合中涉及洛倫茲力的分析,對(duì)利用功能關(guān)系解力學(xué)問(wèn)題,有很大的幫助。
五、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)觀察法、邏輯推理法、講解法
六、前準(zhǔn)備
1、學(xué)生的準(zhǔn)備:認(rèn)真預(yù)習(xí)本及學(xué)案內(nèi)容
2、教師的準(zhǔn)備:多媒體制作,前預(yù)習(xí)學(xué)案,內(nèi)探究學(xué)案,后延伸拓展學(xué)案
演示實(shí)驗(yàn)
七、時(shí)安排:
1時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
。ㄒ唬╊A(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
。ǘ┣榫耙、展示目標(biāo)
前面我們學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力,下面思考兩個(gè)問(wèn)題:
。1)如圖,判定安培力的方向
若已知上圖中:B=4.0×10-2 T,導(dǎo)線長(zhǎng)L=10 cm,I=1 A。求:導(dǎo)線所受的安培力大小?
。2)電流是如何形成的? 電荷的定向移動(dòng)形成電流。
磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用,電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的,大家會(huì)想到什么?
這個(gè)力可能是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的`,而安培力是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。
。垩菔緦(shí)驗(yàn)]用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。如圖3.5-1
說(shuō)明電子射線管的原理:
從陰極發(fā)射出電子,在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下,使電子加速,形成電子束,轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí),電子束沿直線運(yùn)動(dòng),將蹄形磁鐵靠近陰極射線管,發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。
分析得出結(jié)論:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。
。ㄈ┖献魈骄、精講點(diǎn)播
1、洛倫茲力的方向和大小
運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力稱為洛倫茲力。通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力實(shí)際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。
方向(左手定則:伸開(kāi)左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開(kāi)的四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向,那么,大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。
如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷,則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向,那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。
思考:
1、試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向。
甲 乙 丙 丁
下面我們討論B、v、F三者方向間的相互關(guān)系。如圖所示。
結(jié)論:F總垂直于B與v所在的平面。B與v可以垂直,可以不垂直。
洛倫茲力的大小
若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線,橫截面積為S,單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電量為q,定向移動(dòng)的平均速率為v,將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中。
這段導(dǎo)體所受的安培力為 F安=BIL
電流強(qiáng)度I的微觀表達(dá)式為 I=nqSv
這段導(dǎo)體中含有自由電荷數(shù)為 N=nLS。
安培力可以看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)上的洛倫茲力F的合力,這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS,所以每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為
當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不垂直時(shí),設(shè)夾角為θ,則電荷所受的洛倫茲力大小為
上式中各量的單位:
為牛(N),q為庫(kù)倫(C),v為米/秒(m/s),B為特斯拉(T)
思考與討論:
同學(xué)們討論一下帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力對(duì)帶電粒子是否做功?
教師引導(dǎo)學(xué)生分析得:
洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面即洛倫茲力垂直于速度方向,因此
洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小,所以洛倫茲力對(duì)電荷不做功。
思考:
2、電子的速率v=3×106 m/s,垂直射入B=0.10 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它受到的洛倫茲力是多大?
3、、自宇宙的質(zhì)子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn),則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí),將_______
A.豎直向下沿直線射向地面B.相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)
C.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)
2、電視顯像管的工作原理
在圖3.5-4中,如圖所示:
。1)要是電子打在A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向? 垂直紙面向外
。2)要是電子打在B點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向? 垂直紙面向里
。3)要是電子打從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化?
先垂直紙面向外并逐漸減小,然后垂直紙面向里并逐漸增大。
學(xué)生閱讀教材,進(jìn)一步了解顯像管的工作過(guò)程。
。ㄋ模┓此伎偨Y(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)
。ㄎ澹┌l(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
完成P103“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2、5題。書面完成第3、4題。
九、板書設(shè)計(jì)
1、洛倫茲力的方向:左手定則
2、洛倫茲力的大。
3、電視顯像管的工作原理
十、教學(xué)反思
“思考與討論”在堂上可組織學(xué)生開(kāi)展小組討論,根據(jù)線索的實(shí)際情況靈活鋪設(shè)臺(tái)階,讓不同層次的學(xué)生在討論中有比較深刻的感受,然后通過(guò)交流發(fā)言得出正確結(jié)論。
臨清三中—物理—朱廣明—盛淑貞
《電荷》教案3
【教學(xué)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(kāi).
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(kāi).
4.知道電荷守恒定律.
5.知道什么是元電荷.
(二)過(guò)程與方法
1、通過(guò)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(guò)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(kāi).但對(duì)一個(gè)與外界沒(méi)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(guò)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(wèn)題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問(wèn)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(guò)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(guò)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(méi)
C.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程
D.玻璃棒無(wú)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(shuō)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(wèn)題
1、初中學(xué)過(guò)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
、.用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒上所帶的電荷,叫 電荷;
②.用毛皮摩擦過(guò)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(wèn)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(wèn)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(kāi),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(kāi),兩球分別帶電多少?
問(wèn)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(shuō)明了什么呢?然后又移走C呢?
思考b:如果先把A和B分開(kāi),然后移開(kāi)C,箔片什么變化,這種現(xiàn)象又說(shuō)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(shuō)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
、澎o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(guò)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(guò)來(lái),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(kāi),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(kāi),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(méi)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(méi)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(méi)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(shuō),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(shuō)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(lái)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(kāi)始張開(kāi)?解釋看到的現(xiàn)象.
【隨堂檢測(cè)】
1.下列說(shuō)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(kāi),而總電荷量并未變化
B.毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電,摩擦過(guò)程中橡膠棒上正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上
C.用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電是摩擦過(guò)程中玻璃棒得到電子
D.物體不帶電,表明物體中沒(méi)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(shuō)法中正確的是 ( )
A.摩擦起電說(shuō)明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能,也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造出電荷
B.摩擦起電說(shuō)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(shuō)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(shuō)明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體
4.如圖所示,原來(lái)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(kāi),且M端帶正電
B.只有N端驗(yàn)電箔張開(kāi),且N端帶負(fù)電
C.兩端的驗(yàn)電箔都張開(kāi),且左端帶負(fù)電,右端帶正電
D.兩端的驗(yàn)電箔都張開(kāi),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(shuō)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(kāi),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(kāi)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(kāi)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(kāi)
C.b立即把a(bǔ)排斥開(kāi) D.b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)
3.關(guān)于電現(xiàn)象的敘述,正確的是 ( )
A.玻璃棒無(wú)論與什么物體摩擦都帶正電,膠木棒無(wú)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
《電荷》教案4
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
認(rèn)識(shí)電荷,知道電荷守恒定律,了解點(diǎn)電荷、元電荷
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
【問(wèn)題1】自然界存在幾種電荷,它們之間的相互作用如何?
【問(wèn)題2】摩擦可以產(chǎn)生靜電,你能找出一兩件通過(guò)摩擦帶上電的物體嗎?說(shuō)說(shuō)它們分別帶的是正電還是負(fù)電?
【問(wèn)題3】電荷的多少叫做電荷量,用 表示。
在國(guó)際單位制中,電荷量的單位是 ,簡(jiǎn)稱 ,用符號(hào) 表示。
元電荷e=
【問(wèn)題4】甲、乙兩同學(xué)各拿一帶電小球做實(shí)驗(yàn),不小心兩小球接觸了一下,結(jié)果兩小球都沒(méi)電了!電荷哪里去了呢?消失了?你能幫他們解釋一下原因嗎?
【問(wèn)題5】想一想,在什么情況下帶電體可以看成點(diǎn)電荷呢?
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)電荷,了解點(diǎn)電荷、元電荷、感應(yīng)起電。
2.知道電荷守恒定律。
3.探究點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律,知道庫(kù)侖定律
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
【問(wèn)題1】①請(qǐng)你自制一個(gè)簡(jiǎn)易驗(yàn)電器。器材準(zhǔn)備:一小段金屬絲,兩條長(zhǎng)約2cm、寬約4mm的金屬箔,一個(gè)帶有塑料瓶蓋的透明玻璃瓶。
、谀Σ吝^(guò)的物體一定會(huì)帶電嗎?摩擦身邊的物體,并用做好的驗(yàn)電器判定它們?cè)谀Σ梁笫欠穸紟狭穗姟?/p>
【問(wèn)題2】①如圖所示,兩個(gè)互相接觸的導(dǎo)體A和B不帶電,
現(xiàn)將帶正電的導(dǎo)體C靠近A端放置,三者均有絕緣支架。請(qǐng)
判斷A、B帶電情況如何?
若先將A、B分開(kāi)再移走C,則A ,B ;
若先將C移走再把A、B分開(kāi),則A ,B 。
②討論交流:接觸起電、摩擦起電、感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是什么?總的電荷量滿足什么樣的規(guī)律?
、垭姾墒睾愣傻膬(nèi)容?
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測(cè)
1、關(guān)于物體的'帶電荷量,以下說(shuō)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.物體所帶的電荷量只能是某些特定值
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
2如圖所示,將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,
兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,下述幾種方法中能使兩球
都帶電的是 ( )
A.先把兩球分開(kāi),再移走棒
B.先移走棒,再把兩球分開(kāi)
C.先將棒接觸一下其中的一個(gè)球,再把兩球分開(kāi)
D.棒的帶電荷量不變,兩導(dǎo)體球不能帶電
3.用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒和用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒,都能吸引輕小物體,這是因?yàn)?( )
A.被摩擦過(guò)的玻璃棒和硬橡膠棒一定帶上了電荷
B.被摩擦過(guò)的玻璃棒和硬橡膠棒一定帶有同種電荷
C.被吸引的輕小物體一定是帶電體
D.被吸引的輕小物體可能不是帶電體
4.一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器如圖所示,
當(dāng)一個(gè)金屬球A靠近驗(yàn)電器上的金屬球B時(shí),驗(yàn)電
器中金屬箔片的張角減小,則( )
A.金屬球A可能不帶電
B.金屬球A一定帶正電
C.金屬球A可能帶負(fù)電
D.金屬球A一定帶負(fù)電
課后練習(xí)與提高
1.用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近已帶電的驗(yàn)電器時(shí),發(fā)現(xiàn)它的金屬箔片的張角減小,由此可判斷( )
A.驗(yàn)電器所帶電荷量部分被中和
B.驗(yàn)電器所帶電荷量部分跑掉了
C.驗(yàn)電器一定帶正電
D.驗(yàn)電器一定帶負(fù)電
2.以下關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的說(shuō)法中正確的是( )
A.摩擦起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移,感應(yīng)起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷
B.摩擦起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷,感應(yīng)起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移
C.摩擦起電的兩摩擦物體必定是絕緣體,而感應(yīng)起電的物體必定是導(dǎo)體
D.不論是摩擦起電還是感應(yīng)起電,都是電荷的轉(zhuǎn)移
3.帶電微粒所帶的電荷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
4有三個(gè)相同的絕緣金屬小球A、B、C,其中小球A帶有2.0×10-5C的正電荷,小球B、C不帶電.現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走,再讓小球B與球A接觸后分開(kāi),最后讓小球B與小球C接觸后分開(kāi),最終三球的帶電荷量分別是多少?
《電荷》教案5
第一章 靜電場(chǎng)
學(xué)案1 電荷及其守恒定律
1.自然界中只存在兩種電荷:______電荷和________電荷.電荷間的作用規(guī)律是:同種電荷相互______,異種電荷相互________.
2.用毛皮摩擦橡膠棒時(shí),橡膠棒帶____________電荷,毛皮帶__________電荷.用絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒帶______電荷,絲綢帶______電荷.
3.原子核的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多,所以整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為_(kāi)_______.金屬中距離原子核最遠(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________________.失去這種電子的原子便成為帶____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.把帶電體移近不帶電的導(dǎo)體,可以使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶________,遠(yuǎn)離的一端帶________這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng).利用靜電感應(yīng)使物體帶電叫________起電.常見(jiàn)的起電方式還有________和________等.
5.電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,只能從一個(gè)物體______到另一物體,或者從物體的一部分____________到另一部分.
6.物體所帶電荷的多少叫________________.在國(guó)際單位制中,它的單位是________,用________表示.
7.最小的電荷量叫________,用e表示,e=________.所有帶電體的電荷量都等于e的____________.電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比叫做電子的________.
答案 1.正 負(fù) 排斥 吸引 2.負(fù) 正 正 負(fù)
3.電中性 自由電子 正 自由電子 4.異號(hào)電荷 同號(hào)電荷 感應(yīng) 摩擦起電 接觸起電 5.轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移 6.電荷量 庫(kù)侖 C 7.元電荷 1.6 ×10-19 C 整數(shù)倍 比荷
一、電荷
[問(wèn)題情境]
在干燥的冬天,當(dāng)你伸手接觸金屬門把的一剎那,突然聽(tīng)到“啪”的一聲,手麻了一下,弄得你虛驚一場(chǎng),是誰(shuí)在惡作?原來(lái)是電荷在作怪.
1.這些電荷是哪里來(lái)的?物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的?摩擦起電的原因是什么?
2.什么是自由電子,金屬成為導(dǎo)體的原因是什么?
3.除了摩擦起電,還有其它方法可以使物體帶電嗎?
答案 1.來(lái)自原子內(nèi)部 ; 物質(zhì)由原子組成,而原子則由原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子構(gòu)成; 不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同.
2.金屬中距離原子核最遠(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),這種電子叫自由電子; 自由電子的自由活動(dòng)是金屬成為導(dǎo)體的原因.
3.感應(yīng)起電和接觸起電.
[要點(diǎn)提煉]
1.摩擦起電的原因:在兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r,一些束縛不緊的電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,于是原來(lái)呈電中性的物體由于得到電子而帶____電,失去電子的物體則帶____電.
2.感應(yīng)起電的原因:當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間的相互吸引和排斥,導(dǎo)體中的自由電子便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶____電荷,遠(yuǎn)離的一端帶____電荷.
3.常見(jiàn)的起電方式有摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電.三種起電方式的`實(shí)質(zhì)都是________ 的轉(zhuǎn)移.
答案 1.負(fù) 正 2.異號(hào) 同號(hào) 3.電子
[問(wèn)題延伸]
感應(yīng)起電現(xiàn)象中實(shí)驗(yàn)物體必須是導(dǎo)體嗎?
答案 必須是導(dǎo)體,因?yàn)閷?dǎo)體中有自由電子,可以自由移動(dòng).
二、電荷守恒定律
[問(wèn)題情境]
現(xiàn)代生活中電無(wú)處不在,北京市一天的耗電量可達(dá)千萬(wàn)度,那么,電荷會(huì)不會(huì)像煤和石油一樣總有一天會(huì)被用完呢?
1.電荷是摩擦的過(guò)程中創(chuàng)造出來(lái)的嗎?
2.在電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量是否守恒?
答案 1.電荷不是創(chuàng)造出來(lái)的,它是物體組成的一部分 2.守恒
[要點(diǎn)提煉]
1.電荷守恒定律的內(nèi)容:電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分.
2.“電荷的中和”是指電荷的種類和數(shù)量達(dá)到等量、異號(hào),這時(shí)正、負(fù)電荷的代數(shù)和為_(kāi)_______,而不是正、負(fù)電荷一起消失了.
答案 2.零
[問(wèn)題延伸]
怎樣理解電荷守恒定律中“電荷的總量”?
答案 “電荷的總量” 可理解為正、負(fù)電荷的代數(shù)和.
例1 如圖1所示,不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對(duì)金箔.當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)( )
圖1
A.A端金箔張開(kāi),B端金箔閉合
B.用手觸摸枕形導(dǎo)體后,A端金箔仍張開(kāi),B端金箔閉合
C.用手觸摸枕形導(dǎo)體后,將手和C都移走,兩對(duì)金箔均張開(kāi)
D.選項(xiàng)A中兩對(duì)金箔分別帶異種電荷,選項(xiàng)C中兩對(duì)金箔帶同種電荷
解析 根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近,在A端出現(xiàn)了負(fù)電,在B端出現(xiàn)了正電,這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷,只是電荷的重新分布.金箔上帶電相斥而張開(kāi).選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
用手觸摸枕形導(dǎo)體后,B端不是最遠(yuǎn)端了,人是導(dǎo)體,人的腳部甚至地球是最遠(yuǎn)端,這樣B端不再有電荷,金箔閉合.選項(xiàng)B正確.
用手觸摸導(dǎo)體時(shí),只有A端帶負(fù)電,將手和C移走后,不再有靜電感應(yīng),A端所帶負(fù)電便分布在枕形導(dǎo)體上,A、B端均帶有負(fù)電,兩對(duì)金箔均張開(kāi).選項(xiàng)C正確.
以上分析看出,選項(xiàng)D也正確.
答案 BCD
名師點(diǎn)撥 本節(jié)要求知道三種起電方法的特點(diǎn),接觸起電帶同種電荷,摩擦起電帶等量的異種電荷,感應(yīng)起電則是近異遠(yuǎn)同,注意用手觸摸最遠(yuǎn)端是腳或地球.
變式訓(xùn)練1 如圖2所示,A、B、C是三個(gè)安裝在絕緣支架上的金屬體,其中C球帶正電,A、B兩個(gè)完全相同的枕形導(dǎo)體不帶電.試問(wèn):
圖2
(1)如何使A、B都帶等量正電?
(2)如何使A、B都帶等量負(fù)電?
(3)如何使A帶負(fù)電B帶等量的正電?
答案 見(jiàn)解析
解析 (1)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應(yīng)出負(fù)電荷,A端感應(yīng)出等量正電荷,把A與B分開(kāi)后再用手摸一下B,則B所帶的負(fù)電荷就被中和,再把A與B接觸一下,A和B就帶等量正電荷.(2)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應(yīng)出負(fù)電荷,A端感應(yīng)出等量正電荷,再用手摸一下A或B,則A所帶的正電荷就被中和,而B(niǎo)端的負(fù)電荷不變,移去C以后再把A與B分開(kāi),則A和B就帶等量負(fù)電荷.(3)把AB緊密靠攏,讓C靠近A,則在A端感應(yīng)出負(fù)電荷,B端感應(yīng)出等量正電荷,馬上把A與B分開(kāi),則A帶負(fù)電B帶等量的正電.
例2 有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶有電荷量6.4×10-9 C和-3.2×10-9 C,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過(guò)程中,電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少?
解析 當(dāng)兩小球接觸時(shí),帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配.由于兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量
QA′=QB′=QA+QB2=1.6×10-9 C
在接觸過(guò)程中,電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,不僅將自身電荷中和,且繼續(xù)轉(zhuǎn)移,使B球帶QB′的正電,這樣,共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為
ΔQ=-QB+QB′=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C=4.8×10-9 C
轉(zhuǎn)移的電子數(shù)N=ΔQe=3.0×1010個(gè)
答案 見(jiàn)解析
名師點(diǎn)撥 對(duì)于兩個(gè)帶電小球電荷量重新分配的問(wèn)題,如果是兩個(gè)完全相同的小球,同性則總量平均分到一半,如異性則先中和,剩下的平均分配.如果未講明相同的小球,不一定平均分配.
變式訓(xùn)練2 有三個(gè)相同的金屬小球A、B、C,其中小球A帶有2.0×10-5 C的正電荷,小球B、C不帶電,現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走,再讓小球B與球A接觸后分開(kāi),最后讓小球B與小球C接觸后分開(kāi),最終三球的帶電荷量分別為qA=________ C,qB=________ C,qC=________ C.
答案 0.5×10-5 0.75×10-5 0.75×10-5
【即學(xué)即練】
1.關(guān)于元電荷的理解,下列說(shuō)法正確的是( )
A.元電荷就是電子
B.元電荷就是質(zhì)子
C.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量
D.元電荷就是自由電荷的簡(jiǎn)稱
答案 C
解析 最小的電荷量叫元電荷,表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等.
2.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.摩擦起電說(shuō)明電荷可以被創(chuàng)造
B.摩擦起電是由于電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上
C.感應(yīng)起電是由于電荷從帶電物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上
D.感應(yīng)起電是電荷在同一物體上的轉(zhuǎn)移
答案 BD
解析 摩擦起電是電子在物體之間的轉(zhuǎn)移,而感應(yīng)起電則是物體內(nèi)部電子的轉(zhuǎn)移.
3.如圖3所示,將帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時(shí),枕形導(dǎo)體上電荷的移動(dòng)情況是( )
圖3
A.枕形導(dǎo)體中的正電荷向B端移動(dòng),負(fù)電荷不移動(dòng)
B.枕形導(dǎo)體中電子向A端移動(dòng),正電荷不移動(dòng)
C.枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)
D.枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)
答案 B
解析 導(dǎo)體中自由電子可以自由移動(dòng),正電荷是原子核,不能移動(dòng).
4.帶電微粒所帶電荷量不可能是下列值中的( )
A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 C
C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C
答案 A
解析 帶電體所帶電荷量只能是元電荷1.6 ×10-19 C的整數(shù)倍.
1.下列關(guān)于電現(xiàn)象的敘述中正確的是( )
A.玻璃棒無(wú)論與什么物體摩擦都帶正電,橡膠棒無(wú)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)帶等量的異種電荷
C.帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,物體得到電子一定顯負(fù)電性,失去電子顯正電性
D.當(dāng)一種電荷出現(xiàn)時(shí),必然有等量的異種電荷出現(xiàn);當(dāng)一種電荷消失時(shí),必然有等量的異種電荷消失
答案 BCD
2.以下說(shuō)法正確的是( )
A.摩擦起電是自由電子的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象
B.摩擦起電是通過(guò)摩擦產(chǎn)生的正電荷和電子
C.感應(yīng)起電是自由電子的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象
D.金屬導(dǎo)電是由于導(dǎo)體內(nèi)有可以移動(dòng)的正電荷
答案 AC
解析 摩擦起電是電子在物體之間的轉(zhuǎn)移,感應(yīng)起電則是物體內(nèi)部電子的轉(zhuǎn)移,所以A、C正確,B錯(cuò)誤.金屬導(dǎo)電是由于導(dǎo)體內(nèi)有可以移動(dòng)的自由電子,而不是正電荷,D項(xiàng)錯(cuò).
3.將兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開(kāi)一小段距離,發(fā)現(xiàn)兩小球之間相互排斥,則A、B兩球原來(lái)帶電情況可能是( )
A.A和B原來(lái)帶有等量異種電荷
B.A和B原來(lái)帶有同種電荷
C.A和B原來(lái)帶有不等量異種電荷
D.A和B原來(lái)只有一個(gè)帶電
答案 BCD
解析 當(dāng)A和B帶有等量異種電荷時(shí),接觸一下后電荷被中和.A項(xiàng)錯(cuò)誤.
4.將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,如圖4所示,下列幾種方法能使兩球都帶電的是( )
圖4
A.先把兩球分開(kāi),再移走棒
B.先移走棒,再把兩球分開(kāi)
C.先將棒接觸一下其中一球,再把兩球分開(kāi)
D.棒帶的電荷量如果不變,不能使兩導(dǎo)體球帶電
答案 AC
解析 A項(xiàng)正確,這是感應(yīng)起電的正確操作步驟,B項(xiàng)錯(cuò);C項(xiàng)正確,描述的是接觸起電的操作步驟;D項(xiàng)錯(cuò)誤,在感應(yīng)起電中可以做到“棒帶的電荷量不變,兩導(dǎo)體球都帶電”.
5.如圖5所示,有一帶正電的驗(yàn)電器,當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B(不接觸)時(shí),驗(yàn)電器的金箔張角減小,則( )
圖5
A.金屬球A可能不帶電
B.金屬球A可能帶負(fù)電
C.金屬球A可能帶正電
D.金屬球A一定帶正電
答案 AB
解析 由題意可知驗(yàn)電器是帶電的(因箔片有張角),當(dāng)不帶電的金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B時(shí),由于感應(yīng)起電,金屬球A會(huì)帶上異種電荷,因異種電荷相吸,所以驗(yàn)電器上帶的電荷會(huì)更多的聚集到小球B上,箔片上聚集的電荷會(huì)減少,故張角減小,A項(xiàng)正確;當(dāng)金屬球A帶負(fù)電時(shí),同樣因異種電荷相吸,使得箔片上聚集的電荷減少,張角減小,B項(xiàng)正確.
6. 絕緣細(xì)線上端固定,下端掛一輕質(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(kāi)始時(shí),a、b都不帶電,如圖6所示,現(xiàn)使b帶正電,則( )
圖6
A.b將吸引a,吸住后不放開(kāi)
B.b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)
C.a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用
D.b立即把a(bǔ)排斥開(kāi)
答案 B
7.M和N是原來(lái)都不帶電的物體,它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×10-10 C,下列判斷中正確的是( )
A.在摩擦前M和N的內(nèi)部沒(méi)有任何電荷
B.摩擦的過(guò)程中電子從N轉(zhuǎn)移到了M
C.N在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.6×10-10 C
D.M在摩擦過(guò)程中失去了1.6×10-10個(gè)電子
答案 C
解析 由電荷守恒可知C項(xiàng)正確.
8.某人做靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn),有下列步驟及結(jié)論:①把不帶電的絕緣導(dǎo)體球甲移近帶負(fù)電的絕緣導(dǎo)體球乙,但甲、乙兩球不接觸.②用手指摸甲球.③手指移開(kāi).④移開(kāi)乙球.⑤甲球帶正電.⑥甲球不帶電.下列操作過(guò)程和所得結(jié)論正確的有( )
A.○1→②→③→④→⑥ B.①→②→④→③→⑥
C.○1→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤
答案 C
解析 ○1→②→③→④→⑤是做靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的正確步驟.
9.兩個(gè)完全相同的金屬球,一個(gè)帶+6×10-8 C的電荷量,另一個(gè)帶-2×10-8 C的電荷量.把兩球接觸后再分開(kāi),兩球分別帶電多少?
答案 兩球都帶正電且均為2×10-8 C
解析 兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后再分開(kāi),要平均分配電荷量,故兩球均帶q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(-2×10-8)]/2 C=2×10-8 C,帶正電.
10. 如圖7所示,通過(guò)調(diào)節(jié)控制電子槍產(chǎn)生的電子束,使其每秒鐘有104個(gè)電子到達(dá)收集電子的金屬瓶,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,金屬瓶上帶有-8×10-12 C的電荷量,求:
圖7
(1)電子瓶上收集到多少個(gè)電子;
(2)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間為多長(zhǎng).
答案 (1)5×107 (2)5×103 s
解析 因每個(gè)電子的帶電荷量為-1.6×10-19 C,金屬瓶上帶有-8×10-12 C的電荷量,所以電子瓶上收集到的電子個(gè)數(shù)為n=(-8×10-12 C)/(-1.6×10-19 C)=5×107個(gè)
實(shí)驗(yàn)的時(shí)間為t=(5×107)/104 s=5×103 s
《電荷》教案6
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)。
。ㄒ唬┲R(shí)與技能:
1、認(rèn)識(shí)摩擦起電的現(xiàn)象,了解電荷的種類及電荷間的相互作用;
2、了解驗(yàn)電器的原理及其作用,了解電荷量及其單位;
3、了解原子結(jié)構(gòu),認(rèn)識(shí)元電荷、自由電子和電荷的移動(dòng)。
4、知道導(dǎo)體和絕緣體,了解生活中常見(jiàn)的導(dǎo)體和絕緣體。
。ǘ┻^(guò)程與方法:
通過(guò)觀察實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象,歸納總結(jié)物理規(guī)律。
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀:
1、通過(guò)生活實(shí)例,體會(huì)生活處處有物理,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣;
2、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
二、學(xué)習(xí)過(guò)程。
。ㄒ唬﹥煞N電荷
總結(jié):摩擦過(guò)的物體具有了吸引______________的性質(zhì),我們就說(shuō)物體帶了電,或說(shuō)物體帶了______________。習(xí)慣上我們把帶了電的物體叫做 ______________。用摩擦的.方法使物體帶電叫_______________________。
填一填:
1、自然界只有______________種電荷;被絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶的電荷叫______________,被毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶的電荷叫______________。
2、電荷間的相互作用:同種電荷______________,異種電荷______________。
3、電荷量: ____________________________叫電荷量,簡(jiǎn)稱電荷。其單位是______________ ,符號(hào)______________ 。
4、驗(yàn)電器:
(1)驗(yàn)電器的原理是____________________________。
(2)驗(yàn)電器的用途是 ____________________________。
《電荷》教案7
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.
2.掌握使物體帶電的方法,能從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)物體帶電的本質(zhì).
3.理解電荷守恒定律.能用該定律解決實(shí)際問(wèn)題
4.知道什么是元電荷及數(shù)值。
(二)過(guò)程與方法
1、通過(guò)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(guò)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(kāi).但對(duì)一個(gè)與外界沒(méi)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(guò)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(wèn)題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問(wèn)題。
教具:絲綢,玻璃棒,毛皮,硬橡膠棒,絕緣金屬球,靜電感應(yīng)導(dǎo)體,通草球。
教學(xué)過(guò)程:
(一)引入新課:新的知識(shí)內(nèi)容,新的學(xué)習(xí)起點(diǎn).本章將學(xué)習(xí)靜電學(xué).將從物質(zhì)的微觀的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì),電荷相互作用的基本規(guī)律,以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場(chǎng)的基本性質(zhì)。
復(fù)習(xí)初中知識(shí):
演示實(shí)驗(yàn)1:摩擦過(guò)的物體具有了吸引輕小物體的性質(zhì),這種現(xiàn)象叫摩擦起電,這樣的物體就帶了電.
演示實(shí)驗(yàn)2用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒之間相互排斥,用毛皮摩擦過(guò)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,所以自然界存在兩種電荷.同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引.
(二)進(jìn)行新課:第1節(jié)、電荷及其守恒定律
1.講解:
電荷
(1)原子的核式結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋
構(gòu)成物質(zhì)的原子本身就是由帶電微粒組成。
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.
(3)金屬導(dǎo)體模型也是一個(gè)物理模型
用靜電感應(yīng)的方法也可以使物體帶電.
演示實(shí)驗(yàn):把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A,B(參見(jiàn)課本圖).可以看到A,B上的金屬箔都張開(kāi)了,表示A,B都帶上了電荷.如果先把C移走,A和B上的金屬箔就會(huì)閉合.如果先把A和B分開(kāi),然后移開(kāi)C,可以看到A和B仍帶有電荷;如果再讓A和B接觸,他們就不再帶電.這說(shuō)明A和B分開(kāi)后所帶的是異種等量的電荷,重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和.
(總結(jié))(4)、靜電感應(yīng):把電荷移近不帶電的'異體,可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應(yīng)使物體帶電,叫做感應(yīng)起電.
提出問(wèn)題:靜電感應(yīng)的原因?
帶領(lǐng)學(xué)生分析物質(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(guò)來(lái),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(kāi),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.
(總結(jié))2、電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,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.
另一種表述:一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。
○引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題與練習(xí)3
3.元電荷
電荷的多少叫做電荷量.符號(hào):Q或q單位:庫(kù)侖符號(hào):C
元電荷:電子所帶的電荷量,用e表示.
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(shuō),電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
電荷量e的值:e=1.6010-19C
比荷:電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為C/㎏
鞏固練習(xí)
1.關(guān)于元電荷的理解,下列說(shuō)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
2.5個(gè)元電荷的電量是________,16C電量等于________元電荷.
3.關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法,正確的是:[]
A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷
B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷
C.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可以忽略時(shí),這兩個(gè)帶電體可看成點(diǎn)電荷
D.一切帶電體都可以看成點(diǎn)電荷
《電荷》教案8
教材:人教版高中物理選修1-1第1章第1節(jié)
課題:電荷庫(kù)侖定律
課時(shí):2課時(shí)
一、教材分析
1.庫(kù)侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律,又是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ),不僅要求學(xué)生定性知道,而且還要求定量了解和應(yīng)用。
2.本節(jié)摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸,已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),在復(fù)習(xí)初中知識(shí)的基礎(chǔ)上,應(yīng)著重從原子結(jié)構(gòu)的角度講解物體帶電的本質(zhì)。
3.通過(guò)對(duì)使物體帶電的方法接觸起電、摩擦起電和感應(yīng)起電的分析,讓學(xué)生體會(huì)到使物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,從而打破了物體的電中性,失去電子的物體帶上了正電荷,得到電子的物體帶上了負(fù)電荷。過(guò)渡到電荷守恒定律,水到渠成,對(duì)高中學(xué)生而言很容易接受,進(jìn)一步鞏固守恒思想。
4.在分析思考的過(guò)程中學(xué)生體會(huì)到電荷守恒定律以及元電荷的概念。同時(shí)教學(xué)中滲透“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”的思想。
5.展示庫(kù)侖定律的內(nèi)容和庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)這一定律的過(guò)程,并強(qiáng)調(diào)該定律的條件和遠(yuǎn)大意義。
二、學(xué)情分析
學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了電學(xué)的基本知識(shí),為過(guò)渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用,學(xué)生已具備了一定的探究能力、邏輯思維能力及推理演算能力。能在老師指導(dǎo)下通過(guò)觀察、思考,發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題和解決問(wèn)題。因此有必要把初中學(xué)過(guò)的兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識(shí)復(fù)習(xí)一下。
三、教學(xué)方法分析及建議
1.在學(xué)生初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)或者媒體播放復(fù)習(xí)并鞏固電荷的有關(guān)知識(shí);先運(yùn)用教材上給出的簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生觀察摩擦后的塑料片之間的相互作用力,猜想作用力的大小跟哪些因素有關(guān);然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)定性驗(yàn)證猜想是否正確,并在這個(gè)基礎(chǔ)上介紹庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
2.講解點(diǎn)電荷時(shí),可以對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的概念進(jìn)行講解,要講清點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型。
3.物理發(fā)展史上的重要概念及重大規(guī)律的建立都是經(jīng)科學(xué)家艱辛的探索而完成的,都是對(duì)原有思維方式突破的結(jié)果,體現(xiàn)出了科學(xué)家的創(chuàng)造性。如何充分利用這寶貴的素材,需要教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景對(duì)學(xué)生“誘思”、“導(dǎo)思”,在本節(jié)課中,對(duì)庫(kù)侖定律得出過(guò)程進(jìn)行了嘗試。
4.利用“思考與討論”的問(wèn)題,比較庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的異同。
5.要做好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生清楚地知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,使學(xué)生知道,感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi),使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,進(jìn)一步說(shuō)明電荷守恒定律。
四、教學(xué)目標(biāo)
。ㄒ唬┲R(shí)與技能
1.了解人類對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)過(guò)程,體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
2.了解元電荷的大小,了解電荷守恒定律,知道摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造電荷,而是電荷的轉(zhuǎn)移。
3.理解庫(kù)侖定律的含義和表達(dá)式,知道靜電常量。了解庫(kù)侖定律的適用條件,學(xué)習(xí)用庫(kù)侖定律解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。
4.滲透理想化思想,培養(yǎng)由實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象思維建立物理模型的能力。
。ǘ┻^(guò)程與方法
1.教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)法、問(wèn)題教學(xué)法啟發(fā)學(xué)生理解抽象的電荷知識(shí)。
2.通過(guò)認(rèn)識(shí)科學(xué)家在了解自然的過(guò)程中常用的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生善用類比方法、理想化方法、實(shí)驗(yàn)方法等物理學(xué)習(xí)方法。
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)閱讀材料,展示物理學(xué)發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學(xué)思維,弘揚(yáng)前輩物理學(xué)家探尋真理的堅(jiān)強(qiáng)意志和科學(xué)精神。
2.通過(guò)對(duì)比天電和地電、以及定性和定量、神學(xué)和科學(xué)對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),使學(xué)生了解人類對(duì)電荷的認(rèn)識(shí)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生探索大自然的興趣。
3.通過(guò)對(duì)庫(kù)侖定律探究過(guò)程的討論,使學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱情。
五、本節(jié)要點(diǎn)
1.什么是靜電現(xiàn)象?電荷間的相互作用是什么?什么叫電荷量?
2.什么是感應(yīng)起電現(xiàn)象?什么叫中和現(xiàn)象?
3.電荷守恒定律的內(nèi)容是什么?什么叫元電荷?
4.庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么?適用條件是什么?
六、教學(xué)重難點(diǎn)分析
(一)重點(diǎn)
1.對(duì)庫(kù)侖定律的理解。
。ǘ╇y點(diǎn)
1.對(duì)電荷這一抽象概念的理解;
2.對(duì)庫(kù)侖定律發(fā)現(xiàn)過(guò)程的探討。
(三)突破重、難點(diǎn)的方法
1.講清庫(kù)侖定律及適用條件,說(shuō)明庫(kù)侖力符合力的特征,遵守牛頓第三定律。
2.為定性演示庫(kù)侖定律,應(yīng)使帶電小球表面光滑,防止尖端放電,支架應(yīng)選絕緣性能好的,空氣要干燥。
3.說(shuō)清K的單位由公式中各量單位確定,其數(shù)值則由實(shí)驗(yàn)確定。
七、教學(xué)流程設(shè)計(jì)
。ㄒ唬┬抡n引入
(多媒體展示電磁學(xué)的發(fā)展史)
古代人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了有關(guān)靜電現(xiàn)象,主要是梳頭或者是羊毛、絲、棉類的衣物摩擦有閃光及聲音;古希臘人發(fā)現(xiàn)琥珀可以吸引輕小物體。
英國(guó)的吉爾伯特(1544—1603)是最早系統(tǒng)地研究電磁現(xiàn)象的科學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)琥珀和磁鐵都能夠吸引物體,不過(guò)性質(zhì)不同,經(jīng)過(guò)研究,他發(fā)現(xiàn)許多其他物體經(jīng)過(guò)摩擦后也都能夠吸引其他小物體。引入(electric)(琥珀體)還發(fā)明了可供實(shí)驗(yàn)用的驗(yàn)電器。
德國(guó)的奧托·格里克(1602—1686),馬德堡市市長(zhǎng),1654年曾用自己發(fā)明的抽氣機(jī)做了馬德堡半球?qū)嶒?yàn);1660年發(fā)明了第一臺(tái)可產(chǎn)生大量電荷的摩擦起電機(jī)。有了這樣的機(jī)器,因而做成了各種各樣的電火花實(shí)驗(yàn);還有讓人身體帶電的實(shí)驗(yàn);這使得18世紀(jì)40年代的德國(guó)整個(gè)社會(huì)都對(duì)電現(xiàn)象感興趣,許多人購(gòu)買了摩擦起電機(jī)做實(shí)驗(yàn)作為娛樂(lè),同時(shí)也大大普及了電學(xué)知識(shí)。電學(xué)知識(shí)在整個(gè)歐洲各國(guó)都普及起來(lái)。
法國(guó)電學(xué)家諾萊特在巴黎圣母院前進(jìn)行,他請(qǐng)700個(gè)修道士手拉手地排起來(lái),讓排頭的手拿萊頓瓶放電時(shí),發(fā)現(xiàn)700個(gè)修道士同時(shí)跳了起來(lái),顯示了電的強(qiáng)大威力。
富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),證明了雷電是一種放電現(xiàn)象,在此基礎(chǔ)上,發(fā)明了避雷針。
。ǘ┻M(jìn)行新課
1.接引雷電下九天──富蘭克林發(fā)明避雷針的.故事
1752年7月的一天,在北美洲的費(fèi)城,一位名叫富蘭克林的科學(xué)家,做了一個(gè)轟動(dòng)世界的實(shí)驗(yàn):這天下午,天色陰暗,烏云滾滾。天空中不時(shí)閃爍著青白色的電光,傳來(lái)一陣陣沉悶的雷聲,眼看一場(chǎng)可怕的大雷雨就要來(lái)臨了。
“這是最合適的天氣!”富蘭克林和他的兒子威廉帶著風(fēng)箏和萊頓瓶(一種可充放電的容器),奔向郊外田野里的一間草棚。
這可不是一只普通的風(fēng)箏:它是用絲綢做成的,在它的頂端綁了一根尖細(xì)的金屬絲,作為吸引閃電的“接收器”;金屬絲連著放風(fēng)箏用的細(xì)繩,這樣細(xì)繩被雨水打濕后,也就成了導(dǎo)線;細(xì)繩的另一端系上綢帶,作為絕緣體(要干燥),避免實(shí)驗(yàn)者觸電;在綢帶和繩子之間,掛有一把鑰匙,作為電極。
富蘭克林和他的兒子連忙乘著風(fēng)勢(shì),將風(fēng)箏放上了天。風(fēng)箏,像一只矯健的鳥(niǎo)兒,漸漸地飛到云海中。
父子倆躲在草棚的屋檐下,手中緊握著沒(méi)有被雨水淋濕的綢帶,目不轉(zhuǎn)睛地觀察著風(fēng)箏的動(dòng)靜。
突然,天空中掠過(guò)一道耀眼的閃電。富蘭克林發(fā)現(xiàn),風(fēng)箏引繩上的纖維絲一下子豎立起來(lái)。這說(shuō)明,雷電已經(jīng)通過(guò)風(fēng)箏和引繩傳導(dǎo)下來(lái)了。富蘭克林高興極了,他禁不住伸出左手,觸碰一下引繩上的鑰匙!斑辍钡囊宦,一個(gè)小小的藍(lán)火花跳了出來(lái)。
“這果然是電!”富蘭克林興奮地叫了起來(lái)。
“把萊頓瓶拿過(guò)來(lái)!备惶m克林對(duì)威廉喊道。他連忙把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連接起來(lái)。萊頓瓶上電火花閃爍。這說(shuō)明萊頓瓶充了。
事后,富蘭克林用萊頓瓶收集的雷電,做了一系列的實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步證實(shí)了雷電與普通電完全相同。
富蘭克林的這一風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),徹底地?fù)羲榱碎W電是“上帝之火”、“煤氣爆炸”等流行的說(shuō)法,使人們真正認(rèn)識(shí)到雷電的本質(zhì)。因此,人們說(shuō):“富蘭克林把上帝與閃電分了家!
富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)絕不是一時(shí)沖動(dòng)所做的。早在數(shù)年前,他就致力于電的研究,并在當(dāng)時(shí)人們不知“電為何物”的時(shí)代,指出了電的性質(zhì)。
在一次研究的意外事件中,他得到啟迪。有一次,他把幾只萊頓瓶連在一起,以加大電容量。不料,實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,守在一旁的妻子麗德不小心碰了一下萊頓瓶,只聽(tīng)得“轟”的一聲,一團(tuán)電火花閃過(guò),麗德被擊中倒地,面色慘白。她因此休息了一個(gè)星期身體才得到康復(fù)。
“萊頓瓶發(fā)出的轟鳴聲,放出的電火花,不是和雷電一樣嗎?”富蘭克林大膽地提出這個(gè)設(shè)想。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考,他推測(cè)雷電就是普通的電,并找出它們兩者間的12條相同之處:都發(fā)亮光;光的顏色相同;閃電和電火花的路線都是曲折的;運(yùn)動(dòng)都極其迅速;都能被金屬傳導(dǎo);都能發(fā)出爆炸聲或噪聲;都能在水或冰塊中存在;通過(guò)物體時(shí)都能使之破裂;都能殺死動(dòng)物;都能熔化金屬;都能使易燃物燃燒;都放出硫磺氣味。
1747年,富蘭克林把他的這些想法,寫成論文《論雷電與電氣的一致性》。他將論文寄給他的朋友、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員科林遜?僧(dāng)科林遜將論文送交皇家學(xué)會(huì)討論時(shí),得到的是一陣嘲笑。許多權(quán)威科學(xué)家認(rèn)為富蘭克林的觀點(diǎn)荒唐無(wú)比,“把科學(xué)當(dāng)作兒童的幻想”。
對(duì)于權(quán)威人士的嘲笑、奚落,富蘭克林不予理睬,終于在做好各種準(zhǔn)備的情況下,冒著生命危險(xiǎn),做了風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)。
富蘭克林從風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)中,不但了解了雷電的性質(zhì),而且證實(shí):雷電是可以從天空“走”下來(lái)的!案叽蠼ㄖ锍3T獾嚼讚,能不能給雷電搭一個(gè)梯子,讓它乖乖地‘走’下來(lái)呢?”富蘭克林想。
正當(dāng)富蘭克林思考這一問(wèn)題的時(shí)候,不幸從俄國(guó)彼得堡傳來(lái)消息:1753年7月26日,科學(xué)家利赫曼為了驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn),在操作時(shí),不幸被一道電火花擊中身亡。這更堅(jiān)定了富蘭克林研制避免雷擊裝置的決心。
他先在自己家做實(shí)驗(yàn):在屋頂高聳的煙囪上,安裝一根3米長(zhǎng)的尖頂細(xì)鐵棒;在細(xì)鐵棒的下端綁上金屬線;沿著樓梯,把金屬線引到底樓的一個(gè)水泵上(水泵與大地有接觸);將經(jīng)過(guò)房間的那段金屬線分成兩段,且將兩股線相隔一段距離,各掛一個(gè)小鈴。這樣,如果雷電從細(xì)鐵棒進(jìn)入,經(jīng)過(guò)金屬線進(jìn)入大地,那么,兩股線受力,小鈴就會(huì)晃蕩,發(fā)出響聲。
一天,電閃雷鳴,暴風(fēng)雨就要來(lái)了。在雷聲、雨聲的“伴奏”下,守候在房間小鈴旁的富蘭克林,聽(tīng)到了小鈴發(fā)出的清脆、悅耳的聲音。他高興地笑了。
富蘭克林把那根細(xì)鐵棒稱為“避雷針”。
避雷針的問(wèn)世,引起了教會(huì)的反對(duì)。他們認(rèn)為:“裝在屋頂?shù)募鈼U指向天空是對(duì)上帝的不敬!薄案缮嫔系鄣氖拢瑢(duì)上帝指手劃腳,是要受上帝懲罰的!
然而,有一次在一場(chǎng)雷雨之后,神圣的教堂著火了,而裝有避雷針的房屋卻平安無(wú)事。于是,避雷針的作用被人們認(rèn)識(shí),避雷針也很快地傳開(kāi)了。至1784年,全歐洲的高樓頂上都用上了避雷針。
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《電荷》教案9
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道點(diǎn)電荷量的概念.
2.了解靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因;知道原子結(jié)構(gòu),掌握電荷守恒定律
3.知道什么是元電荷.
4.掌握庫(kù)侖定律,要求知道知道點(diǎn)電荷模型,知道靜電力常量,會(huì)用庫(kù)侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.
(二)過(guò)程與方法
2、通過(guò)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(kāi).但對(duì)一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。
3、類比質(zhì)點(diǎn)理解點(diǎn)電荷,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究庫(kù)侖定律并能靈活運(yùn)用
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)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),認(rèn)識(shí)理想化是研究自然科學(xué)常用的方法,培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng),認(rèn)識(shí)類比的方法在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的應(yīng)用
重點(diǎn):電荷守恒定律,庫(kù)侖定律和庫(kù)侖力
難點(diǎn):利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問(wèn)題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問(wèn)題,庫(kù)侖定律的理解與應(yīng)用。
教具:絲綢,玻璃棒,毛皮,硬橡膠棒,絕緣金屬球,靜電感應(yīng)導(dǎo)體,通草球,多媒體課件
教學(xué)過(guò)程:
第1節(jié)電荷庫(kù)侖定律(第1課時(shí))
(一)引入新課:
多媒體展示:閃電撕裂天空,雷霆震撼著大地。
師:在這驚心動(dòng)魄的自然現(xiàn)象背后,蘊(yùn)藏著許多物理原理,吸引了不少科學(xué)家進(jìn)行探究。在科學(xué)史上,從最早發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象,到認(rèn)識(shí)閃電本質(zhì),經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月,一些人還為此付出過(guò)慘痛的代價(jià)。下面請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真閱讀果本第2頁(yè)“接引雷電下九天”這一節(jié),了解我們?nèi)祟悓?duì)閃電的研究歷史,并完成下述填空:
電閃雷鳴是自然界常見(jiàn)的現(xiàn)象,蒙昧?xí)r期的人們認(rèn)為那是“天神之火”,是天神對(duì)罪惡的懲罰,直到1752年,偉大的科學(xué)家___________冒著生命危險(xiǎn)在美國(guó)費(fèi)城進(jìn)行了著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),把天電引了下來(lái),發(fā)現(xiàn)天電和摩擦產(chǎn)生的電是一樣的,才使人類擺脫了對(duì)雷電現(xiàn)象的迷信。
師強(qiáng)調(diào):以美國(guó)科學(xué)家的富蘭克林為代表的一些科學(xué)家冒著生命危險(xiǎn)去捕捉閃電,證實(shí)了閃電與實(shí)驗(yàn)室中的電是相同的。
雷電是怎樣形成的?(大氣中冷暖氣流上下急劇翻滾,相互摩擦,云層就會(huì)積聚電荷,當(dāng)電荷積累到一定程度,瞬間發(fā)生大規(guī)模的放電,就產(chǎn)生了雷電)物體帶電是怎么回事?電荷有哪些特性?電荷間的相互作用遵從什么規(guī)律?人類應(yīng)該怎樣利用這些規(guī)律?這些問(wèn)題正是本章要探究并做出解答的。
師:本節(jié)課我們重點(diǎn)研究了解幾種靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因,電荷守恒定律
(二)新課教學(xué)
復(fù)習(xí)初中知識(shí):
師:根據(jù)初中自然的學(xué)習(xí),用摩擦的方法可使物體帶電,請(qǐng)舉例說(shuō)明。
生:用摩擦的方法。如:用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒,玻璃棒帶正電;用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒,橡膠棒帶負(fù)電。
演示實(shí)驗(yàn)1:先用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑,看有什么現(xiàn)象?然后用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒,再靠近碎紙屑看有什么現(xiàn)象?讓學(xué)生分析兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的.異同;并分析原因。
教師總結(jié):摩擦過(guò)的物體性質(zhì)有了變化,帶電了或者說(shuō)帶了電荷。帶電后,能吸引輕小物體,而且?guī)щ娫蕉,吸引力就越大,能夠吸引輕小物體,我們說(shuō)此時(shí)物體帶了電。而用摩擦的方法使物體帶電就叫做摩擦起電。
人類從很早就認(rèn)識(shí)了摩擦起電的現(xiàn)象,例如公元1世紀(jì),我國(guó)學(xué)者王充在《論衡》一書中就寫下了“頓牟掇芥”一語(yǔ),指的是用玳琩的殼吸引輕小物體。
后來(lái)人們認(rèn)識(shí)到摩擦后的物體所帶的電荷有兩種:用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒的所帶的電荷是一種,用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒所帶的電荷是另一種。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
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