高中物理人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用1 电荷优质教案设计

课 时 教 案

第 九 单元             第  1  案               总第    案

课题： §9.1  电荷   

【教学目标与核心素养】

1．知道两种电荷及其相互作用，知道电量及元电荷的概念

2．知道各种起电方式，理解带电的本质

3．理解电荷守恒定律

4．通过本节知识的学习，使学生能从微观角度认识物体带电的本质

【教学重点】

1．电荷起电方式

2．电荷守恒定律

【教学难点】

1．各种起电方式的本质

【教学过程】

新课引入：

从本节课开始我们将学习电学部分内容，电学分为静电学和恒定电流两部分，我们首先学习静电学，并学习从微观的角度认识物体带电的本质，电荷间作用的基本规律，以及与静止电荷相关联的电场的基本性质。

一、电荷

自主学习：（学生回顾初中学习内容，完成下列空格）

㈠两种电荷

1．正电荷：  丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷称为正电荷  符号：    

负电荷：  毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷称为负电荷  符号：  

进一步提问，丝绸和玻璃摩擦后丝绸带什么电？毛皮和橡胶棒摩擦后，毛皮带什么电？

学生回答：丝绸带负电，毛皮带正电。

学生阅读教材P2内容，回答什么是电量，电量的单位。

2．电荷量：电荷的多少叫作电荷量。符号： Q   单位：库仑

教师演示：橡胶棒和毛皮摩擦；玻璃棒和丝绸摩擦，摩擦后分别靠近碎纸屑或者通草球，发现可以吸引它们，得出带电体的基本性质。

㈡基本性质：可以吸引轻小物体。

一般情况下，物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？怎样使物体带电？（学生阅读教材相关内容，回答问题）

二、起电方式

阅读教材思考：物体的微观结构，什么是自由电子？金属成为导体的原因是什么？

㈠微观结构

原子（中性）原子核（正电）

            核外电子（负电）：位于原子核附近，束缚力较小，易脱离

不同物质的微观结构不同，由于原子或分子间的相互作用，原子中电子的多少和运动状况也不相同。

1．自由电子：金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子。

2．离子：失去自由电子的原子便成为带正电的离子。

注意：正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有自由电子穿梭其中，这就使金属成为导体的原因。

㈡带电及带电方式

使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫 带电  。

强调：不带电不是说物体内部没有电荷，而是正负电荷均等，平时呈电中性，故不显电性，即是通常说的不带电。

常见的起电方式有摩擦起电、感应起电和接触起电等。

1．摩擦起电：

⑴定义：由于摩擦而使物体带上电的方式成为摩擦起电。

⑵原因（实质）：得失电子的能力不同，两物体通过摩擦可以带上等量异种电荷。

2．感应起电

①带电导体C，靠近A、B，有何现象？

②将A、B分开，再移走C，A、B带电情况如何？

③这说明什么？

④若先把C移走，再将A、B分开呢？

⑤用手接触导体B端（或接地）呢？

⑵静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。

⑶定义：利用静电感应使物体带电的过程，叫感应起电。

思考：怎样才能使带电体移走后，金属两端均带电？（带电体移走前，将金属分开）

⑷验电器和静电计在结构上的不同：

作用：均可判定物体是否带电及所带电荷的种类和多少。

不同：

构造：静电计金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆桶的底部有接线柱。验电器中的金属杆下部悬挂着两片金箔。

原理：静电计的外壳为金属，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，一般是用玻璃做的。

3．接触起电

两个完全相同的带电体接触后的带电特征：先中和后平分

举例说明：两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电量QA= +6×10-8C，QB=-2×10-8C，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了多少？两球分开后分别带点多少？

解答：金属中能自由移动的是电子，故电子由B向A转移，按照分配原则，最终带电均为2×10-8C，故移动电子量为-4×10-8C

这些起电方式的共同特点是什么？

起电本质：电子的转移，将正负电荷分开，并非是创造了电荷，在分开或转移过程中总量保持不变。

三、电荷守恒定律

㈠内容

表述1：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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生或湮没。例如，一个高能光子在一定条件下可以产生一 个正电子和一个负电子；一对正、负电子可以同时湮没， 转化为光子。

表述2：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。

四．元电荷

阅读教材，思考问题：

⑴什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？

自然界存在的最小电量称为元电荷，符号：e，e=1.6×10-19电子不是元电荷，密立根油滴实验。质子、电子均是电荷，所有带电体的电荷均为e的整数倍，电荷量不能连续变化。

⑵什么是比荷？电子的比荷是多少？

电量与质量的比值，电子的比荷

比荷也称为荷质比。

小结：

作业：