高中物理人教版 (新课标)选修31 电荷及其守恒定律教案设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 电荷及其守恒定律教案设计，共14页。

静电场是继引力场之后，教学中又一次面临的有关“场”的问题。电场的概念及其我的描述一直是教学的难点，由于概念比较抽象不能用感官直接感受，需要学生有较强的抽象思维能力和空间想像能力，另外还需要学习磁场及电磁波等知识，才可能对场的物质性有进一步的认识。因此，学生只有通过学习电场和磁场的知识及其基本性质，了解电场和磁场规律在科学技术、生产和生活中的应用，才能加深对世界的物质性和物质运动的多样性的认识。在教学中，应该通过整个电磁学的教学，逐步引导学生加深对场的物质性的认识。
2．本章的主要内容，各部分之间的逻辑关系：本章的核心内容是电场的概念及描述电场特性的物理量。教科书从电荷在电场中受力入手，引入电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量。然后，通过将静电力做功与路径无关和重力做功与路径无关类比，得出电荷在电场中具有由位置决定的能量——电势能。在此基础上，同引入电场强度的方法相同（比值定义法），引入电场的另一种描述，即电势的概念。这样，通过几个相关物理概念的讨论，完成对静电场性质的初步认识。在此基础上，通过核心内容的拓展和应用，如静电现象的应用、电容器的电容、带电粒子在电场中的运动等，提高学生综合运用物理知识的能力。
电荷及其守恒定律
库仑定律
电场
电势能
电场力
电势、电势差、等势面
电场强度、电场线
电势差与电场强度的关系
电容器与电容、带电粒子在电场中的运动
3．章节的知识特点：⑴．新概念多且抽象不易直接感知；⑵．综合性强、跨度大；⑶．包含有丰富的物理思维方法。
4．本章对应的课标要求为：⑴．了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。⑵．知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。 ⑶．了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。 ⑷．知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 ⑸．观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用
５．学情分析，学生的优势和不足：学生通过初中的学习已经了解自然界中两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，但是对电场知识类了解不多，初中教学中实验不全；回忆总结初中静电学知识参差不齐；学生正处在形象思维向抽象思维转变的关键时期，部分学生存在抽象思维障碍，尤其是空间思维障碍；部分学生对电学知识不感兴趣，存恐惧感。
6．教学要求与建议
⑴．加强演示实验和生活经验在教学中的形象思维支撑，促进学生获得正确的知识表象；
⑵．不失时机地、及时地进行宏观和微观的联系，突出学生对电荷运动及电相互作用中的微观机理理解；
⑶．强调静电场的概念和研究方法是电磁学的基础，注意物理概念的辨析，防止相似概念混淆；
⑷．突出对静电场的认识过程，突出类比思维方法的应用，促进知识的有效建构；
⑸．加强与生活、技术、社会的联系，加强力电知识综合，提高大幅度迁移和应用知识的能力。
7．课时安排：
[课时1] 1 电荷及其守恒定律。
[课时2] 2 库仑定律。
[课时3、4] 3 电场强度。
[课时5、6] 4 电势能和电势。
[课时7] 5 电势差。
[课时8] 6 电势差与电场强度的关系。
[课时9] 7 静电现象的应用。
[课时10] 8 电容器的电容。
[课时11、12] 9 带电粒子在电场中的运动。
[课时13] 《第一章：静电场》章检测。
[课时14] 《第一章：静电场》章习题讲评。
8．课题研究：
⑴．通过查阅资料、阅读说明书、观察实物等方式，了解避雷针、静电除尘器、静电复印机、激光打印机等设施的基本原理，撰写一篇科学报告。
⑵．收集资料，综述静电的危害和预防方法。
[课时1] 第1节 电荷及其守恒定律
适用年级： 高 二 ，所需课时： 1课时 ，
作者姓名： 刘宪琪 ，单 位： 枣庄市第四十六中学 ，
联系电话： 13869462152 ，电子邮箱： sdliuxianqi@163.cm 。
本节在本章中的作用：本节作为电学知识的引入和准备，在章节教学活动中有着一定的重要性。两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识在初中都已经讲过，本节重点是讲述静电感应现象。作为章节的起始教学，并不要求学生理解深奥的电磁学知识，重点安排在静电学基础部分复习上。发动学生尽可能多地参与讨论，分清一些初中不实或有误的观点，为整个章节作好准备工作。
主要学习内容：复习初中学过的两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电及原子核式结构的知识，经历摩擦起电和感应起电的实验过程，知道起电的本质及电荷守恒定律。
三维学习目标：
1．知识与技能目标：
⑴．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。
⑵．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开(难点)。
⑶．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开(难点)。
⑷．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(重点)。
⑸．知道元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。
2．过程与方法目标：
⑴．通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷
⑵．通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
3．情感、态度与价值观目标：
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质
学习本节学生的优势和不足：本节内容经过初中的学习，学生初步知道了两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，电荷守恒定律对学生而言不难接受。
但是，本节要求学生从物质微观结构的角度认识物体带电的本质，使物体带电的方法。如何从原子结构的基础上做本质上分析，学生缺乏这种认识．教师要在课堂上引导，做好实验，从微观分析产生这种现象的原因。有了使物体带电的理解，电荷守恒定律便水到渠成，进一步巩固高中的守恒思想。培养学生透过现象看本质的科学习惯。另外，教师还要通过阅读材料，展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维，弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神。
主要学习活动为：
活动1. 放映雷电现象的视频片断，PPT课件展示静电现象的图片，演示摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质。
活动2.通过摩擦实验验证两种电荷及其相互作用。
活动3.探究摩擦起电的微观原理。
活动4.实验探究感应起电的微观原理。
活动5.归纳总结电荷守恒定律。
活动6.自主学习电荷量、元电荷、比荷等概念。
活动7.引导学生从知识、方法、情感三个侧面小结本节课的学习活动
上网查阅伽利略关于运动与力的思想观念，并描述理想实验的设计及推论。查找笛卡尔、牛顿的观点。
预期的学习成果：
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．能够结合所学知识，处理相应的问题。
本节问题设计：
1．自然界中有哪两种电荷及其相互作用？
2．自然界中有没有第三种电荷？
3．相互摩擦为什么能够使物体带电？
4．金属导体的微观结构？什么叫自由电子，自由电子的运动有何特征？
5．带电体靠近导体时，电荷间的相互作用会导致什么现象？
所需教学材料和资源：
信息化资源：
常规资源 物理实验室：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，验电器、静电计。
教学支撑环境：班班通、笔记本电脑、PPT课件。
评价设计：
1.通过活动1、活动2，复习初中学习的两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识。
2.通过活动3，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。
3.通过活动4，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。
4.通过活动5，能从物质微观结构的角度认识电荷守恒。
5.通过活动6，知道元电荷的概念。
学习活动设计：
【创设情境、导入新课】
引入 （3分钟）
活动1：
师生活动：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。
引入新课：本章将学习静电场，将从物质的微观角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。
实验演示：
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。
【自主探究、展示交流】
活动2： （5分钟）
教学任务：两种电荷及其相互作用
师生活动：
实验演示：
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？
可能出现的结果：丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的硬橡胶棒带的电不一样；同种电荷相排斥，不同种电荷相吸引等等。
结论：
自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。
把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示。把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示。
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？
学生观点：电荷间的相互作用只有吸引或排斥两种，没有第三种作用(逻辑类)；人们没有发现对上述两种电荷都排斥或都吸引的电荷(事实类)；物质由带正电的原子核和带负电的核外电子构成，得到电子带负电、失去电子带正电(理论推理类)。……
对学生观点给予激励性评价。
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。
活动3： （5分钟）
教学任务：理论探究摩擦起电的微观原理
师生活动：
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。
动画演示：FLASH动画演示摩擦起电
参考解释：物质都是由分子组成，而分子由原子组成，原子是由一个带正电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子组成。原子核所带正电荷量的总数与核外所有电子的负电荷量总数是相等的。因而，在通常情况下，整个原子呈电中性(所谓不带电)。当原子因某种原因(如摩擦、受热、化学变化等)，而失去一个或几个电子时，原子就显为“带正电”，获得额外电子时，就显为“带负电”。所以，实质上物体的带电过程就是电子的得失过程。比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电。
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。
活动4： （7分钟）
教学任务：实验探究感应起电的微观原理
师生活动：
静电感应
演示实验：
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(如图)。
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？
利用上面介绍的金属结构的模型，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。
动画演示：FLASH动画演示感应起电
参考描述：把带正电荷的球C移近彼此接触的导体A、B可以看到A、B上的金属箔都张开了，表示A、B都带上了电荷。如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合。如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B上的金属箔都保持张开；如果再让A和B接触，金属箔就会闭合。
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？
学生分组讨论上述问题，总结结论分组汇报。
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？
起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷。
静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电。
感应起电的本质：感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。
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。
【归纳总结、提升拓展】
活动5： （7分钟）
教学任务：归纳总结电荷守恒定律
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。
接触带电电荷分配原则：
1.两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体，接触后再分开，二者将原来所带电荷量的总和平均分配。
2.两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配。
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，并不是创造电荷。
电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
活动6： （5分钟）
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：电荷的多少叫做电荷量。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。
课堂小结：
活动7： （5分钟）
教学任务：引导学生从知识、方法、情感三个侧面小结本节课的学习活动。
这部分内容单独作为一节，使学生认识到，人们对静电现象的认识经历了一个漫长的过程；静电现象的研究同样突出了守恒的思想。
【反馈练习、巩固落实】
五．当堂练习
活动8： （8分钟）
A组（巩固基础）
1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷．
2．物体的带电方式有三种：
（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带
电．
（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相
的电荷，而另一端带上与带电体相 的电荷．
（3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．
3．电荷守恒定律：电荷既不会 ，也不会 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ．
B组（中等难度）
4．关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．物体所带的电荷量只能是某些特定值
C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C
5．-
-
-
-
-
-
甲
乙
图1—1—1
如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，
两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球
都带电的是 （ ）
A．先把两球分开，再移走棒
B．先移走棒，再把两球分开
C．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开
D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电
C组（较高难度）
6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（ ）
A．验电器所带电荷量部分被中和
B．验电器所带电荷量部分跑掉了
C．验电器一定带正电
D．验电器一定带负电
7．有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量Q＝6.4×C,Q＝–3.2×C,让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移多少库仑？此后，小球A、B各带电多少库仑？
课后作业：
1.阅读《高中新课程学生自主学习丛书·物理选修3－1》§1.1电荷及其守恒定律的内容和例题，A组完成1—4题，B组（学有余力者做）完成5—7题，C组（学有余力者做）完成第8题。
2.阅读“阅读材料”、“密立根简介”。
板书设计：
1 电荷及其守恒定律
一、两种电荷及其相互作用
二、三种起电方式：
1．摩擦起电
2．感应起电
3．接触带电
结论：无论是哪种起电方式，其本质都是使电荷发生转移，并不是创造电荷。
三、电荷守恒定律
1．内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
2．另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、电荷量、元电荷和比荷
1．电荷量：电荷的多少。单位：库仑，符号：C
2．元电荷：电子所带电荷量。e＝1.60×10－19 C
3．比荷：电荷的电荷量q与其质量m的比值q/m，符号：C/kg
教学评价
可评价的学习要素
1.前4个活动中，学生的参与度。
评价方法：教师现场评价、学生互评。
评价指标：（1）能否正确装置实验仪器。（2）操作步骤是否围绕实验目的进行，是否注意观察现象和记录结果。（3）能否积极讨论确定本组的实验结果，提供给发言人发布。
2.能否通过活动5归纳电荷守恒定律。
评价方法：教师现场评价
评价指标：（1）两种起电的共同点和不同点。（2）能否总结出起电的本质。（3）总结电荷守恒定律。
3.活动6的自主学习。
评价方法：学生互评
评价指标：（1）能否自主学成学习。（2）小组或同位间互相提问。
4. 活动7，课堂小结。
评价方法：教师现场评价
评价指标：学生能否从知识、方法、情感三个侧面小结本节课的学习活动。
5.活动8习题的解答
评价方法：教师现场评价，学生互评。
评价指标：（1）各题正误的判断。（2）判断的依据。

实施方案
阅读材料
静电学发展史
“电”一词在西方是从希腊文琥珀一词转意而来的，在中国则是从雷闪现象中引出来的。自从18世纪中叶以来，对电的研究逐渐蓬勃开展。它的每项重大发现都引起广泛的实用研究，从而促进科学技术的飞速发展。现今，无论人类生活、科学技术活动以及物质生产活动都已离不开电。随着科学技术的发展，某些带有专门知识的研究内容逐渐独立，形成专门的学科，如电子学、电工学等。电学又可称为电磁学，是物理学中颇具重要意义的基础学科。
古人对于电的理解
自然界的雷鸣电闪，很早就引起人们的注意。但要对雷电现象做出正确解释，在当时是很困难的，因此人们在民间流传着各种神秘的和迷信的看法。不过，雷电现象终究是自然界固有的，人们能够控制并重复实现的电学现象是摩擦琥珀后可使它吸引纸屑、芥子等微小物体的实验。
静电学的发展
公元前600年前后，希腊哲学家泰勒斯发现了当时的希腊人摩擦琥珀吸引羽毛。但在当时人们认为“琥珀吸引微物是它们内在的能力”，并不能给出正确的结论。天上的雷电和手中的琥珀在人们看来这些现象与磁石吸铁一样，属于物质具有的性质此外没有任何联系。直到18世纪，通过美国人富兰克林著名的在雷雨中放风筝的实验，证明了雷电和摩擦带电具有同样的属性。在中国，西汉末年已有“碡瑁（玳瑁）吸偌（细小物体之意）”的记载；晋朝时进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载“今人梳头，解著衣时，有随梳解结有光者，亦有咤声”。
1600年，英国物理学家吉伯发现，不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体，而且相当多的物质经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质，他注意到这些物质经摩擦后并不具备磁石那种指南北的性质。为了表明与磁性的不同，他采用琥珀的希腊字母拼音把这种性质称为“电的”。吉伯在实验过程中制作了第一只验电器，这是一根中心固定可转动的金属细棒，当与摩擦过的琥珀靠近时，金属细棒可转动指向琥珀。也是大约在1660年，马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机。他用硫磺制成形如地球仪的可转动球体，用干燥的手掌摩擦转动球体，使之获得电。盖利克的摩擦起电机经过不断改进，在静电实验研究中起着重要的作用，直到19世纪霍耳茨和推普勒分别发明感应起电机后才被取代。
18世纪电的研究迅速发展起来。1729年，英国的格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别：金属可导电，丝绸不导电，并且他第一次
使人体带电。格雷的实验引起法国迪费的注意。1733年迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电，因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论。他把玻璃上产生的电叫做“玻璃的”，琥珀上产生的电与树脂产生的相同，叫做“树脂的”。他得到：带相同电的物体互相排斥；带不同电的物体彼此吸引。
1745年，荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能保存电的莱顿瓶。莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件，它对于电知识的传播起到了重要的作用。差不多同时，美国的富兰克林做了许多有意义的工作，使得人们对电的认识更加丰富。1747年他根据实验提出：在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素；电跟流体一样，摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体，但不能创造；任何孤立物体的电总量是不变的，这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电，物体失去电而不足的部分叫做带负电。严格地说，这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确，但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用，他还观察到导体的尖端更易于放电等。早在1749年，他就注意到雷闪与放电有许多相同之处，1752年他通过在雷雨天气将风筝放入云层，来进行雷击实验，证明了雷闪就是放电现象。在这个实验中最幸运的是富兰克林居然没有被电死，因为这是一个危险的实验，后来有人重复这种实验时遭电击身亡。富兰克林还建议用避雷针来防护建筑物免遭雷击，1745年首先由狄维斯实现，这大概是电的第一个实际应用。
18世纪后期开始了电荷相互作用的定量研究。1776年，普里斯特利发现带电金属容器内表面没有电荷，猜测电力与万有引力有相似的规律。1769年，鲁宾孙通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验，第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离二次方成反比。1773年，卡文迪什推算出电力与距离的二次方成反比，他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。
1785年，库仑设计了精巧的扭秤实验，直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离二次方成反比，与它们的电量乘积成正比。库仑的实验得到了世界的公认，从此电学的研究开始进入科学行列。1811年法国数学家泊松和德国数学家高斯把早先力学中拉普拉斯在万有引力定律基础上发展起来的势论用于静电推导出泊松方程和高斯定律，发展了静电学的解析理论。
使用建议
一、成功之处：
（1）起点低、步子小；主线清晰，活动丰富，符合逻辑。问题和活动紧紧围绕“从微观角度认识物体起电的本质”这个核心来展开。学习方式多样，体现自主、合作、探究的方式，发动学生对三种起电方式展开观察、体验、讨论、展示、演练。教学手段多媒体化：采用了播放、演示、讲解、提供材料、引导思考、引发讨论等多种形式。
（2）评价设计先于教学活动设计。
（3）通过课后阅读材料，展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维，弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神。。
二、遗憾之处：
（1）学生的课堂实验器材只能一个小组一套，达不到人手一套。
（2）课前的预习及课后的阅读要利用网络查询，一部分同学在课下回家进行，但是住校生因为没有电脑不能及时完成。
（3 活动2研究两种电荷相互作用。最初设计是：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。但是在实际教学中现象非常不明显，后来改进实验使用小球来判断，但是，发现当将毛皮摩擦过的橡胶棒(或者用丝绸摩擦过的玻璃棒)从小球的一侧靠近时，由于演示过程中静电感应,小球与细线同时有被橡胶棒吸引的现象,从而影响了演示的实际效果。后来发现若将橡胶棒放在两小球的正下方,则由于细绳对小球的拉力作用,则避免了干扰现象的发生。不过这种设计，实际操作中现象并不是非常好。
三、设计意图说明：
（1）.本节课作为电磁学的开端，对后续的学习具有重要的影响。在教学中，引领学生走进电学、了解电学的基本现象和基本方法，激起对电现象的浓厚兴趣，是本节教学的根本出发点。为达到上述目的，教学设计中让学生尽量多地参与到课堂活动中来，充分调动眼、耳、口、手、脑等感官，灵活组合自主、探究、合作的学习方式，以丰富多彩的视频、图片、课件、实验辅助教学，在趣味学习活动中穿插课堂训练和检测，贯彻了快乐学习的理念。
（2）.教学设计以问题为线索，以学生活动为中心。

课时1：电荷及其守恒定律（共1课时）
学生年级 、班级
高二、2班
学生人数
37
规划项目
具体内容
实施前
教学环境
计算机网络教室，探究实验室。可上网，安装有Office软件。
提供相关主题网站的网址
教师制作《电荷及其守恒定律》的资源网站
相关课件、电子课本、自主丛书、阅读材料、密立根百度简介。
提供图书资料查找环境
学校图书馆：《物理学史》
枣庄市图书馆：《物理学史》索取号：O4-09/1和O4-09/5
学生知识技能要求
掌握实验技能。
教学条件准备
1.提前准备好上课使用的相关材料：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，验电器、静电计。
2.通知学生上课时间、地点及课前的准备。
3.学生分组及座次安排表
评价要求
出示活动的评价要素
实施中
情境导入
多媒体课件展示放映雷电现象的视频片断，PPT课件展示静电现象的图片
分组讨论
分组讨论：初中所学的两种电荷及其相互作用等静电知识？
实验
活动1.摩擦过的物体能吸引轻小物体。
活动2.摩擦实验演示。
组织交流与共享
自然界存在几种电荷？
电荷的相互作用？
（评价1.学生互评。）
自然界中有没有第三种电荷？
（评价1.教师现场评价。）
分组讨论
活动3. 理论探究摩擦起电的微观原理。
动画
FLASH动画演示摩擦起电
组织交流与共享
相互摩擦为什么能够使物体带电？
摩擦起电的原因？
物体起电的本质？
（评价1.教师现场评价。）
实验
活动4.实验探究感应起电的微观原理。
指导深入学习
多媒体课件辅助讲解并得出结论：感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。
（评价1.教师现场评价。）
分组讨论
活动5. 归纳总结电荷守恒定律。
组织交流与共享
比较摩擦起电和静电感应的区别？
接触带电的实质？接触带电电荷分配原则？
三种起电方式的共同本质规律?
电荷守恒定律的表述？
（评价2. 教师现场评价。）
交流共享
活动6. 自主学习电荷量、元电荷、比荷等概念。
（评价3.学生互评。）
1. 电荷量。符号：Q或q。单位：库仑。符号：C。。
2. 元电荷用e表示，e＝1.60×10－19 C。
3. 比荷：电荷的电荷量q与其质量m的比值q/m。
活动7.课堂小结
（评价4. 教师现场评价。）
活动8.反馈巩固。
（评价5.教师现场评价，学生互评。）
通过本节的学习，我知道，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。那么，电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？下节课接着研究。
知识内化
1. 通过对本节的学习，使学生从微观的角度认识物体带电的本质。
2. 通过阅读材料，展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维，弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神。
练习与巩固
完成当堂练习题
A组 1．正、负。
2．（1）正、负。
（2）异 同
（3）一部分电荷
3. 创造 消失 保持不变
B组 4．解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e的整数倍，故A错，B、C、D正确。
5．解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷，乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A正确；如果先移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B错；如果先将棒接触一下其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C正确．可以采用感应起电的方法使两导体球带电，而使棒的带电荷量保持不变，故D错误。
C 6． C
7． (1) 4. 8×10-9C (2) 1.6×10-9C 1.6×10-9C。
布置课后巩固题
阅读《高中新课程学生自主学习丛书•物理选修3－1》§1.1电荷及其守恒定律的内容和例题。A组完成1—4题，B组完成5—7题，C组完成第8题。
A组：第1--4题。
B组：第5--7题（学有余力者做）。
C组：第8题（学有余力者做）。
答案见书后或 。
课后阅读：
阅读“阅读材料”、“密立根简介”。
实施后
各小组学习成果评价
教师总评价各小组成员的学习成果。
小组成员评价
请各小组长根据评价要素对小组成员打分。收交各小组的各项评价打分。
思考下一课时的开展
根据本课时实施效果，计划下阶段教学安排，确定是否布置任务：
预习教材第一章第2节库仑定律、《高中新课程学生自主学习丛书·物理·选修3－1》第一章第2节库仑定律。