物理九年级全册（2024）第十五章 电流和电路第1节 两种电荷教学设计

这是一份物理九年级全册（2024）第十五章 电流和电路第1节 两种电荷教学设计，共6页。教案主要包含了师生活动，设计意图等内容，欢迎下载使用。
1．认识摩擦起电现象及其原因，了解电荷种类及电荷间的相互作用规律，知道电荷量及其单位和符号。
2．通过实验，认识自然界只有两种电荷，运用原子结构模型来分析摩擦起电的微观本质，发展科学推理能力。
3．经历电荷间相互作用的实验过程，发展实验观察和归纳能力。
4．了解生产生活中的静电防止和利用实例，增强安全意识。
教学重点
探究电荷间相互作用规律，认识到自然界只存在两种电荷；了解验电器的工作原理。
教学难点
利用原子结构模型解释摩擦起电的原因。
教学材料
梳子、毛皮、丝绸、玻璃棒、橡胶棒、验电器、纸屑、细线、铁架台、有绝缘手柄的金属杆、气球等。
教学过程
新课导入
【师生活动】教师展示课件，组织学生动手操作，思考并讨论：为什么会出现这些现象？
1．用塑料梳子在头发上摩擦，头发会跟着梳子跑。
2．用塑料梳子在头发上摩擦，梳子能吸起纸屑。
3．用充满气的气球摩擦头发，头发会随着气球飘起。
学生回答后，教师出示课件进行总结：
1．摩擦过的物体能够吸引轻小物体。
2．物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了“电”，或者说物体带了电荷。
3．我们习惯上把带了电的物体叫作带电体。
4．用摩擦的方法使物体带电，叫作摩擦起电。
【设计意图】通过实验演示和操作，让学生直观感受摩擦起电，激发学生学习兴趣。
新知探究
一、电荷间的相互作用
1．电荷间的相互作用
【师生活动】教师出示课件，做演示实验，并向学生提出问题。
（1）丝绸摩擦过的两根玻璃棒，相互靠近时会发生什么现象？
（2）丝绸摩擦过的玻璃棒，与毛皮摩擦过的橡胶棒，相互靠近时会发生什么现象？
（3）丝绸摩擦过的玻璃棒，和毛皮摩擦过的橡胶棒，所带电荷种类相同吗？
学生回答后，教师进行归纳总结：
（1）实验发现，用丝绸摩擦过的两根玻璃棒之间相互排斥，用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒之间相互吸引。
（2）自然界只有两种电荷。人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷，把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫作负电荷。
（3）同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
（4）物体所带电荷有多有少，电荷的多少叫作电荷量。电荷量的单位是库仑（culmb），简称库，符号是C。上述实验中的玻璃棒或橡胶棒，摩擦后所带的电荷量大约只有10－7 C。
【设计意图】探究自然界中只有两种电荷及电荷间的相互作用规律，通过教师的问题设置,进一步激发学生的学习兴趣，同时培养学生实验观察和问题分析能力。
2．验电器
【师生活动】教师出示课件，提出问题：我们已经知道：用摩擦的方法可以使物体带电，那么如何检验物体是否带了电呢？
教师出示课件及验电器，引导学生观察并分小组讨论下列问题：
（1）验电器的结构。
（2）验电器的作用。
（3）①用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球，观察到什么现象？
②用力多摩擦几下玻璃棒，再去接触验电器的金属球，观察到什么现象？
（4）如何表示验电器所带电荷的多少？
小组代表进行展示交流，然后教师归纳总结：
（1）验电器是由金属球、金属杆、金属箔等几部分组成的。
（2）验电器的作用：检验物体是否带电。
（3）验电器的原理：同种电荷互相排斥。当用带电体接触验电器的金属球时，就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。
（4）验电器金属箔片张开的角度不同，反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同。带电体所带电荷越多，验电器金属箔片张开角度越大。
【设计意图】教师通过引导学生对验电器的实际操作，能让学生更加直观认识验电器的结构和使用方法，培养学生实践能力和归纳概括能力。
二、摩擦起电的原因
1．原子结构
【师生活动】教师展示课件，并提问：为什么摩擦能使物体带上电？通过前面的学习我们知道常见的物质是由分子、原子等构成，那么原子的内部结构是怎样的呢？
组织学生小组合作，阅读课本并思考：
（1）原子是由什么组成的？
（2）最小的带电粒子是什么？所带电荷量是多少？
（3）原子核和电子分别带何种电荷？
（4）在通常情况下，为什么原子对外不显电性？
学生交流讨论，教师进行归纳总结：
（1）原子由原子核和电子组成。
（2）电子是带有最小负电荷的粒子。所带电荷量为1.6×10-19 C。
（3）原子核带正电，电子带负电。
（4）在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等，原子整体不显电性，物体对外也不显电性。
【设计意图】教师通过让学生以小组讨论的方式，探讨原子结构，有助于培养学生自主学习、归纳与总结的能力。
2．摩擦起电的原因
【师生活动】教师展示课件，并作提问：摩擦起电的原因是什么？
组织学生交流讨论，最后教师进行总结归纳。
（1）原因：不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上而失去电子，另一个物体得到电子。物体失去电子带正电，得到电子带负电。
（2）实质：摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开。
【设计意图】教师通过对原子构造的解释，让学生更清晰摩擦起电的原因及实质，有助于学生从科学角度理解电荷的概念。
三、静电的防止与利用
【师生活动】教师展示课件，引导学生思考：静电有哪些危害、有什么方法防止静电，以及利用静电的例子？
1．静电的危害：
（1）爆炸和火灾
静电放电时，当电位差达到300 V以上，可能引发火花并点燃周围易燃物。例如，石油化工行业比较容易因静电积聚导致爆炸事故。
（2）人体电击
静电放电产生的瞬时冲击电流可能造成直接伤害，同时引发精神紧张、错误操作等二次伤害。
（3）皮肤损伤
静电刺激皮肤导致水分流失，引发干燥、瘙痒、刺痛感，敏感人群可能出现红斑。
（4）干扰电子设备
静电可能损坏电脑、手机等精密设备，造成数据丢失或硬件故障。
2．预防措施：
（1）控制环境湿度
保持空气湿度在40%~70%，降低电荷积聚。
（2）‌使用导电材料‌
穿戴棉质衣物减少摩擦生电，使用金属链等导电装置及时释放静电。‌
（3）‌减少摩擦动作‌
避免快速摩擦动作，如脱毛衣、梳头等，改用轻柔方式。
3．静电的利用：
静电的利用包括：静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印、净化空气等。
【设计意图】让学生以讨论交流的方式，学习静电的危害、防止、利用；能够加深学生对静电概念的理解与应用，并增强学生的安全意识。
四、课堂练习
【师生活动】展示课堂练习，学生思考作答。
1．在干燥头发上梳过的塑料梳子靠近细水流时，水流发生偏转如图。下列说法正确的是（ ）
A．摩擦创造了电荷
B．头发和梳子带上了同种电荷
C．梳子和水流带上了同种电荷
D．梳子带电后能吸引轻小物体
【答案】D
【解析】在A、B选项中，摩擦起电的实质是电荷的转移，而不是创造电荷。头发和梳子摩擦，一个失去电子带正电，另一个得到电子带负电，梳过的头发和梳子都带电荷，且带异种电荷，故A、B错误；在C、D选项中，梳子与头发摩擦后带电，带电体具有吸引轻小物体的性质，当靠近水流时，水流被吸引，故C错误，D正确。
2．如图所示是一款静电除尘拖把，使用时，其头部的静电除尘纸与地板摩擦，就可以轻松地将灰尘和毛絮等清扫干净。下列说法错误的是（ ）
A．静电除尘纸的工作原理是带电体可以吸引轻小物体
B．静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有异种电荷
C．静电除尘纸和地面摩擦，将机械能转化为电能
D．静电除尘纸能吸灰尘，说明分子之间有引力
【答案】D
【解析】在A、B、D选项中，摩擦起电的本质是电子的转移，失去电子的带正电，得到电子的带负电，静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有异种电荷，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以，可以吸引灰尘而除去它，不能说明分子之间有引力，故A、B正确，D错误；在C选项中，静电除尘纸和地面摩擦时发生摩擦起电现象，消耗机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故C正确。
3．如图所示，关于电现象的说法正确的是（ ）
A．图甲中，两轻质小球相互吸引，它们可能带异种电荷
B．图乙中，毛皮摩擦的橡胶棒带有负电，是因为失去了正电荷
C．图丙中，小狗梳理完毛发后，毛发更蓬松是因为摩擦创造了同种电荷
D．图丁中，带正电的玻璃棒接触不带电的验电器，瞬间电流方向从验电器到玻璃棒
【答案】A
【解析】在A选项中，带电体能吸引轻小物体，电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。图甲中，两轻质小球相互吸引，则它们可能带异种电荷，也可能一个带电、一个不带电，故A正确；在B选项中，摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子带负电，失去电子带正电，故毛皮摩擦的橡胶棒带有负电，是因为得到了电子，故B错误；在C选项中，图丙中，小狗梳理完毛发后，毛发更蓬松是因为摩擦起电，发生电荷的转移，使毛发间带上了同种电荷，而同种电荷相互排斥，故C错误；在D选项中，电流方向与正电荷定向移动的方向一致，与负电荷定向移动的方向相反。图丁中，带正电的玻璃棒接触不带电的验电器，电子的转移方向从验电器到玻璃棒，故瞬间电流方向从玻璃棒到验电器，故D错误。
【设计意图】通过学生对课堂练习的作答与教师的讲解，进一步巩固学生对电荷间的相互作用和摩擦起电的理解和应用。
课堂小结