《第一节电荷摩擦起电》教案

第一节电荷摩擦起电教案

一、教学目标

(一)知识与技能

1、知道摩擦起电现象。

2、知道自然界中有两种电荷和电荷之间的相互作用规律。

3、知道电荷及单位。

4、知道验电器的结构和工作原理。

5、了解原子结构、电荷从哪里来、金属导体中存在自由电子。

(二)过程与方法

1、经历实验探究，领会物体带“电”的概念。

2、参与实验结果讨论，学会主动发言，能流利表达自己的见解。

(三)情感态度价值观

1、通过事例认识电与我们生活密切相关，感知物理就在我们身边。

2、养成好问、爱探究的习惯，激发学习物理的兴趣。

二、教学重点

1、摩擦起电现象。

2、电荷间作用规律。

3、电荷的概念和单位。

三、教学难点从实验现象推理得出自然界中只存在两种电荷及其作用规律。

四、课时安排课时

五、教学准备塑料梳子、塑料尺、塑料笔杆、碎纸屑、毛皮、绸布、橡胶棒、玻璃棒、铁架台、验电器、带绝缘柄的金属棒、塑料丝束、乒乓球

六、教学方法实验法、问答法、讨论法、演示法、讲授法、练习法。

七、教学过程新课导入：请同学们欣赏屏幕上的图片，刚才从大屏幕上我们看到了日常生活中用到的电灯、电视、电扇，还有闪电和美丽的庆云夜景以及上海XX会场馆的夜景。师：这些都与什么有关？那么，你们想了解电的有关知识吗？好！这节我就带大家进入电的世界。师：我们先来做一个实验：老师利用矿泉水瓶在底部扎一小孔形成水流，先让梳子靠近水流观察现象，然后在头发上摩擦几下梳子再靠近水流观察现象。你看发生了什么现象？师：摩擦后气球能吸引水流，你知道这是什么现象吗？师：对！这是摩擦起电现象，人类对电世界的认识就是从这一现象开始的。这节课我们就来学习最基本的问题两种电荷。（板书）大屏幕展示学习目标。新课讲解：静电现象下面同学们来做一个实验，老师说一下实验的做法：学生实验：先用塑料尺（或塑料梳子、圆珠笔、玻璃棒、橡胶棒）靠近碎纸屑，看有什么现象。然后塑料尺、塑料梳子、圆珠笔和头发（玻璃棒和丝绸布、橡胶棒和毛皮）摩擦后，再靠近碎纸屑看有什么现象。（学生实验、观察，教师巡回指导）提问：这两次实验现象相同吗？被摩擦过的物体为什么会吸引碎纸屑？摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或说带了电荷。（板书）提问：你刚才是用什么方法使物体带电的？摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电就叫摩擦起电。提问：那么在日常生活中你见过类似的摩擦起电现象吗？在空气干燥的时候，用塑料梳子梳头发，头发会随着梳子飘起来；在干燥的秋冬季节，晚上脱毛衣时会发现一些小火花，并伴有“啪啪”的响声；经常使用的电风扇，扇叶表面往往会带上一些灰尘；电荷间的作用规律在刚才的实验中我们已经知道用摩擦的方法使毛皮摩擦过的橡胶棒和丝绸摩擦过的玻璃棒都带上了电荷，那么它们带的电荷是否相同呢？下面我们通过实验来研究一下：演示实验：用丝绸分别摩擦两根完全相同的玻璃棒，将一根玻璃棒放在支架上，用另一根玻璃棒靠近。你看到什么现象？说明了什么？用毛皮分别摩擦两根完全相同的橡胶棒，将一根橡胶棒放在支架上，用另一根橡胶棒靠近它。你看到什么现象？说明了什么？将毛皮摩擦过的橡胶棒放在支架上，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它。你看到什么现象？此现象又说明了什么？被毛皮摩擦过的橡胶棒和被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷不同人们通过大量的实验研究发现，用摩擦的方法可以使各种各样的物体带电。带电后的物体带的电荷不是跟丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷种类相同，就是跟毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷种类相同，没有第三种电荷，自然界中只存在两种电荷。为了研究方便，美国科学家富兰XX对这两种电荷做出规定：用绸布摩擦的玻璃棒所带的电荷叫正电荷，可用“ ”表示。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫负电荷，可用“-”表示。（同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。如何检验物体是否带电验电器电荷量

2、有三个带电体，若A排斥B，B吸引C，如果A带负电，则B带电，C带电。问：这是用什么方法判断物体是否带电的？

(2)利用电荷间的相互作用来判断。我们还可以用验电器来检验（出示验电器并介绍构造）。构造：金属球、金属杆、金属箔。下面我们再来做一组实验，看用验电器能否检验物体是否带电。

1、先用不带电的橡胶棒接触验电器的金属球。

2、再用带电的橡胶棒接触验电器的金属球。

3、最后用力摩擦橡胶棒，再将它接触验电器的金属球。可见验电器可以用来检验物体是否带电。验电器的作用是：检验物体是否带电。思考：此时金属箔片带什么电荷？金属箔片为什么会张开？（带负电荷，用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两个金属箔片上，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开）。验电器就是根据这个原理制成的。验电器的原理：根据同种电荷互相排斥的性质。老师演示3步。你们又发现了什么？（带电多的物体接触验电器的金属球，金属箔片张角大。想一想：从验电器张角的大小我们可以判断出什么？（可以判断所带电荷的多少）验电器金属箔片张角越大，说明所带电荷越多，我们把电荷的多少叫电荷量，简称电荷，单位是库仑，简称库，符号是C。一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷大约只有0-7C，一片带电的云所带的电荷约几十库。原子的结构原子核摩擦过的玻璃棒或橡胶棒带上了电荷、雷雨云也带上了电荷，电荷从哪里来？请同学们阅读课本9933页原子的结构原子核的内容就明白了。阅读后，请回答：

(1)物质是由什么构成的？原子是不是组成物质的最小微粒？

(2)原子的结构是怎样的？

(3)最小电荷的电荷量是多少？

5、电荷定向移动导体和绝缘体演示实验：

1、取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，用金属棒把A和B连接起来。看有什么现象发生？说明了什么？（说明金属杆中有电荷在定向移动）。金属中存在大量可以自由移动的电荷，叫自由电子。可见金属是导电的，像金属这样善于导电的物体叫导体。你知道常见的导体有什么吗？常见的导体有：金属、人体、食盐水溶液、大地等。

2、接着老师让两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，用塑料棒把A和B连接起来。看有什么现象发生？说明了什么？（电荷不能通过塑料杆定向移动。静电的应用和防护静电的应用情景：静电技术，已经广泛应用于基础理论研究、信息工程、空间技术、计算机工程、大规模集成电路生产、环境保护、生物技术、选矿和物质分离、医疗卫生消毒、食品保鲜、石油化工、纺织印染、农业生产等各个领域。现正在形成一个新兴的“静电产业”。问题：

(1)除上述静电应用的实例外，你还知道哪些在生产和生活中的静电应用？

(2)简要说说静电复印机的工作流程。

(3)激光打印机、静电复印机和静电植绒利用了静电的什么特点？解答：

(1)静电应用技术种类繁多，但从技术角度大体可划分为：净化技术，如静电除尘；生物技术，如静电育种和静电杀菌；分离技术，如静电分选等。

(2)静电复印机的工作流程可简要归纳为：照明和聚焦成像、静电显影、转印和定影三步。

(3)主要利用静电可以吸引轻小物体(或正负电荷相互吸引)的特点。静电的危害和防止(重点探究)情景：993江苏省某县化肥厂发生氢气泄漏，泄漏的氢气因摩擦起火造成火灾，导致人员伤亡，并造成了较大的经济损失。事故经过是：该厂碳化车间清洗塔发生严重氢气泄漏。厂领导为了保证生产，要求在不停机、不减压的条件下采取临时堵漏措施，堵塞漏气处。操作工按照厂领导的要求冒险作业，用铁皮和橡胶板进行堵漏，但是失败，操作工再次冒险作业，用平板车内的胎皮企图包住泄漏处。堵漏时，由于塔内的压力较高，高速喷出的氢气与橡胶皮摩擦产生静电火花，导致起火。问题：

(1)根据上述事故描述，通过与同学共同讨论，你认为必须同时具备哪些条件才会产生这类事故？

(2)根据

(1)中所得的结论，为防止类似事故的发生，应采用哪些措施？解答：

(1)静电最为严重的危害是引起爆炸和火灾。因此，静电安全防护主要是针对爆炸和火灾。静电引起爆炸和火灾的条件可归纳为以下几点：有产生静电的来源；静电得以积累；静电放电的火花能量达到爆炸性混合物的最小引燃能量；静电火花周围有爆炸性混合物存在。

(2)静电安全防护正是从控制这四个条件着手的。控制前三个条件的实质是控制静电的产生和积累，是消除静电危害的直接措施。控制第四个条件是消除或减轻周围环境爆炸和火灾的物质性因素，是防止静电危害的间接措施。控制静电的产生主要是控制工艺过程和工艺过程中所用的材料；控制静电的积累主要是设法加速静电的泄漏和中和，使静电不超过安全限度。接地、增湿、加入抗静电添加剂等均属于加速静电泄漏的方法，运用感应中和器属于加速静电中和的方法。尖端放电与避雷针问题：观察周围建筑物上安装的避雷针可以发现，尖尖的避雷针不但安装在高大建筑物的顶端，而且避雷针还通过导线(或金属)接地。避雷针为什么要做成尖尖的？避雷针为什么又要接地呢？解答：避雷针顶部要做成尖尖的是根据尖端放电的原理。高大建筑物上安装避雷针，当带电云层靠近建筑物时，建筑物会感应到与云层相反的电荷，这些电荷会聚集到避雷针的尖端，达到一定的值后便开始放电，建筑物上的电荷被中和。建筑物的另外一端与大地相连，与云层相同的电荷就流入大地。显然，要使避雷针起作用，必须保证尖端的尖锐和接地通路的良好，一个接地通路损坏的避雷针将使建筑物遭受更大的损失。