《電荷及其守恒定律》教案(新人教選修3-1)

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1、 江蘇省泗陽中學高一物理組教案 課題 電荷及其守恒定律 1 ．知道兩種電荷及其相互作用．知道電量的概念． 知識 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電荷分開． 3 ．知道靜電感應現象，知道靜電感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分 與 開． 技能 教 4 ．知道電荷守恒定律． 學 5 ．知道什么是元電荷． 1 過程 、通過對初中知識的復習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷 2 、通過對原子核式

2、結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(chuàng)造了電荷， 目 與 而是使物體中的電荷分開．但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數和 方法 不變。 標 情感 態(tài)度 通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質 及 價值觀 教學 重點 難點 環(huán)節(jié) 新課 引入 新課 講解  重點 電荷守恒定律 利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。 難點 集體備課

3、過程 個人備課 探究１如果天氣干燥， 晚上脫毛衣時會聽到 “噼啪” 聲，有時候還能看到電火花，你能解釋這個奇怪的現象么？ 探究２觀察公路上行使的油罐車， 都會拖著一條鐵鏈， 探究分析這條鐵鏈的作用。 １．電荷（ electric charge） （ 1）摩擦起電：兩個物體相互摩擦時，電子往往從一個物體 轉移到另一個物體，得到電子的物體帶 負電，失去電子的物體帶 正電 （ 2）感應起電：當一個帶電體靠近導體時，導體中的自由電荷發(fā)生移動，導體 靠近帶電體一端帶 異號電荷 ，遠離的一端帶 同號電荷 ，這種現象叫 靜電感應 ，利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫感應起

4、電。 2．電荷守恒定律 內容：電荷既不能創(chuàng)造，也不能笑梅，只能從一個物體轉移到另一個物體， 或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移的過程中，電荷的 總量保持不 變，這個結論叫做電荷守恒定律。 另一種表述：電荷守恒定律也常表述為：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷 的代數和總是保持不變的。 3．元電荷電：科學發(fā)現最小的電荷量就是電子所帶的電荷量 比荷：電子的電量 e 與電子的質量 me 之比 環(huán)節(jié) 集體備課過程 個人備課 基本 一、三種起電方式分析 概念 １、摩擦起電 原理 不同的物質對電子的束縛、吸引能力不同

5、。兩種不同的物質組成的物體相互摩擦 的 時，由于摩擦力做功，使得束縛能力弱的物體失去電子，從而帶正電，吸引能力理解 強的物體得到電子，從而帶負電，例如，用毛皮摩擦橡膠棒時，毛皮對電子的束縛能力差，失去電子帶正電，電子轉移到橡膠棒上，使的橡膠棒帶負電，用絲綢摩擦玻璃棒時，玻璃棒對電子的束縛能力差，失去電子帶正電，電子轉移到絲綢 上，使的絲綢帶負電。 ２、感應起電 （１）當一個帶電體靠近導體時，發(fā)生靜電感應現象，既發(fā)生靜電感應現象的條 件是帶電體靠近導體。 （２）感應起電采用以下步驟，如圖所示 C A

6、 B ①將枕形導體 A 和 B 彼此接觸。 ②將帶電體 C 移近導體 A ③先把 A 和 B 分開，然后移去 C，則 A 帶上和 C 異號的電荷， B 帶上和 C 同號的電荷。 （３）感應起電實質上是在導體 C 上的電荷的作用下，導體 A 和 B 上的正負電 荷發(fā)生了分離，使電荷從導體的一部分轉移到了另一部分。 （４）感應起電也可以按照下面的步驟進行 ①將一個帶電體 A 靠近導體球 B ②用手接觸一下導體球 B （相當于把導體球 B 接

7、 地一下）在將手拿開 A Ｂ ③移去帶電體 A, 則這時 B 上帶上了和帶電體 A 異 號的電荷 特別提醒 靜電感應成功的關鍵 （１）保持良好的絕緣性，在干燥的環(huán)境中進行 （２）必須按照正確的步驟進行 ３．接觸帶電 使物體帶電的三種方式： （１）摩擦起電，實質上是電子的得失 （２）感應起電，實質上是導體中自由電荷轉移 （３）接觸起電，形狀、大小都相同的導體接觸會將電荷量平分 用帶電體與不帶電的物體接觸或者兩個帶相反電荷當所帶電荷量不同的物體相接觸，都可以使物體帶

8、電，前一種情況是兩個物體帶同種性質的電荷，如果兩個果體相同，則平分電荷量，后一種情況是兩個物體先中和相同量的異號電荷，然后平分剩余電荷。 二、電荷守恒定律 １、電荷守恒定律和能量守恒定律一樣，也是自然界中最基本的守恒定律。 ２、兩種比較典型的摩擦起電現象 一是絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶正電；二是毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶負電。玻 璃棒和橡膠棒上帶的電荷都不是憑空產生的， 二是通過摩擦使物體之間發(fā)生了電子得失的現象，符合電荷守恒定律，可以推斷和玻璃棒摩擦的絲綢帶負電，和橡 膠棒摩擦的毛皮帶正電。 ３、兩個完全相同的導體球，一個帶電，一個不帶電，將兩球接觸

9、，原來不帶電的導體球也帶上了電，即兩個完全相同的導體球接觸后要平分電量，平分過程電荷也是守恒的。 ４、近代物理實驗發(fā)現，由一個高能光子，可以產生一個正電子和一俄國負電子，一對正負電子可同時湮滅，轉化為光子，在這種情況下，帶電粒子總是成對產生或者湮滅，電荷的代數和自然不變，即正負電子的產生和湮滅與電荷守恒定律并不矛盾。這時電荷守恒定律表述為：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數和總是保持不變的。 環(huán)節(jié) 集體備課過程 典型 類型一 感應起電問題 例題 1．如圖所示， A 、B 為兩個相互接觸的用絕緣支 柱支持的金屬導體， 起初它們不帶電， 在它們

10、的下 部貼有金屬箔片， C 是帶正電的小球， 下列說法正 確的是：  ＋ — A B ＋ C （A 、B） A ．把 C 移近導體 A 時， A、 B 上的金箔都張開 B ．把 C 移近導體 A ，先把 A 、 B 分開，然后移去 C，A 、 B 上的金箔仍然張開 C．先把 C 移走，再把、 B 分開， A 、 B 上的金箔仍然張開 D．先把 A、 B 分開，再把 C 移去，然后重新讓 A 、B 接觸， A 上的金箔張開，而 B 上的金箔閉合。 探究 如果 A、B 是兩個完全相同的帶有絕緣支柱的導

11、體球， 那么怎么樣才能使 A 、 B 帶上等量的同號電荷，或者異號電荷？ 2．如圖所示將帶電棒移近兩個不帶電的導體球，兩個導體球開始相互接觸且對 地絕緣，下列哪些方法能使兩球都帶電（ A、 C、D ） A ．先把兩個球分開，再移走棒 B ．先移走棒，再把兩個球分開 C．先使甲球瞬時接觸地，再移走棒 D．使棒與甲球瞬時接觸，再移走棒 3．半徑相同的兩個金屬小球 A、 B 帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，現讓 第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與 A、 B 接觸后移開。 （１）若 A 、B 帶同種電荷，接觸后 A、 B 兩球的電荷量

12、之比為： __2 ：3___ （２）若 A 、B 帶異種電荷，接觸后 A、 B 兩球的電荷量之比為： __2 ：1___ 4．如圖所示， A 、B 為兩個相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導體，起初它們不 帶電，在它們的下部貼有金屬箔片， C 是帶正電的小球，下列說法正確的是： （ A 、B） A ．把 C 移近導體 A 時， A、 B 上的金箔都張開 B ．把 C 移近導體 A ，先把 A、B 分開，然后移去 — ＋ ＋ C，A 、B 上的金箔仍然張開 C．先把 C 移走，

13、再把 A 、 B 分開， A 、 B 上的金 箔仍然張開 D．先把 A 、B 分開，再把 C 移去，然后重新讓 A 、 B 接觸， A 上的金箔張開，而 B 上的金箔閉合。 類型二 驗電器的使用 如圖所示，有一帶正電的驗電器，當一金屬球 A 靠近驗電器 B＋ Ａ 的小球 B 時（不接觸），驗電器的金箔張角變小，則 （A 、B） A ．金屬球可能不帶電 ＋ ＋ B ．金屬球可能帶負電

14、 C．金屬球可能帶正電 D．金屬球一定帶負電 如圖所示，用起電機使金屬球 A 上帶上正電，靠近驗電 器 B，則（ D） B ＋ ＋ Ａ＋ ＋ A．驗電器金箔不張開，因為球 A 沒有和 B 接觸 ＋ ＋ B．驗電器金箔張開，因為整個驗電器都帶上了正電 C．驗電器金箔張開，因為整個驗電器都帶上了負電 D．驗電器金箔張開，因為驗電器下部箔片都帶上了正電 類型三 電荷守恒定律的

15、應用 例三 目前普遍認為，質子和中子都是由被稱為 u 夸克和 d 夸克的兩類夸克組成。 u 夸克帶電量為 2 e，d 夸克帶電量為 1 e ，e 為元電荷．下列判斷正確的是（ B） 3 3 A．質子是由一個 B．質子是由兩個 C．質子是由一個 D．質子是由兩個  u 夸克和一個 u 夸克和一個 u 夸克和一個 u 夸克和一個  d 夸克組成，中子是由一個 d 夸克組成，中子是由一個 d 夸克組成，中子是由兩個 d 夸克組成，中子是由兩個  u 夸克和兩個 d 夸克組成 u 夸克和兩個 d 夸克組成 u 夸克和兩個 d 夸克組成 u 夸克和兩個 d 夸克組成 歸納 和 總結 1．復習本節(jié)課文． 作業(yè) 2．思考與討論：引導學生完成課本 P5 問題與練習 1-4 心得 體會