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

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用1 电荷优秀教案设计，共10页。教案主要包含了播放视频，随堂练习等内容，欢迎下载使用。
备课人
学科
物理
课题
电荷
教学内容分析
《电荷》是物理必修第三册第九章第1节。本节是高中物理电磁学部分的起始章节，将从基础知识开始构建电磁学部分的知识框架。本节的内容从对电荷、电荷量的认识开始，从微观层面介绍物体带电的本质，并由此对物体的起电方式加以了解，从而对电荷守恒定律有一定程度的认知，最后了解元电荷和比荷的概念。
本节的部分知识在初中物理教学中已有简单介绍，因此，在教学中应侧重于从微观角度来认识物体带电和三种起电方式，并能根据电荷守恒定律分析简单问题。
学情分析
学生在初中已经学习了电学的一些基本知识，已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力、分析推导能力，能通过教师的引导，发现、分析并解决一些简单的电学问题。因此，在教学中，要引领学生适度回顾已学过的知识，指导学生做好初高中知识的衔接，并通过对实验现象的观察、分析、论证、归纳等过程，让学生在旧有的基础上接受新的知识，并对物理学的守恒思想有更深入的理解。
教学目标
1、分析摩擦起电和带电体间的相互作用实验现象，知道自然界存在两种电荷。知道电荷量的概念及其国际单位。
2、会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力。
3、通过观察摩擦起电、静电感应等现象，激发对自然界的好奇心。
4、通过不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。
5、知道元电荷概念，体会电荷量是不连续的。
教学
重难点
教学重点：
电荷守恒定律的理解。
教学难点：
从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
【小实验】
与头发摩擦过的塑料梳子可以吸引纸屑。
用毛皮摩擦过的气球可以吸引水流。
【提问】为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？
观察小实验，思考产生这一现象的原因。
思考。
衔接初中学习的知识，通过实验引发学生的探究兴趣。
环节一
电荷
【展示】中、西方对电现象的观察和认识过程。
【播放视频】
毛皮擦过的橡胶棒、丝绸摩擦过的玻璃棒对轻小物体的吸引。
毛皮擦过的橡胶棒、丝绸摩擦过的玻璃棒之间的相互作用。
【讲述】自然界中存在两种电荷：
用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷。
用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【提问】电荷有大小多少之分吗？如何表示电荷的大小呢？
【讲述】电荷量：电荷的多少，符号Q或q。
国际单位：库仑，简称库，符号C。
【提问】电荷量的正、负意义有何不同？
→电荷量的正、负不代表大小，只表示电性。比较电荷量的大小时不带正、负号。
【提问】1C的电荷量是多少呢？
→1C电荷量的定义是1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为1C。
结合已有的电学知识体会中国古人对电现象的观察。
观看视频，思考实验背后的原理。
结合实验现象进行电荷的分类。
思考并回答：
引入一个物理量来定量描述。
思考、理解新引入的物理量。
思考并回答：
电荷量的正、负表示电荷的种类。正电荷的电荷量为正值（+），负电荷的电荷量为负值（-）。
思考并理解1C的含义。
物理学史教育，使学生了解人类认识、思考自然现象的过程。
让学生从实验现象直观感受被摩擦过的不同物体所带的电荷是不同的。
从简单的实验现象出发，引出知识点，对电荷进行定性的分类。
在对电荷进行定性分类的基础上再进行定量的描述。
引入新的物理量，并进行基础分析。
从定量的角度介绍1C的大小。
环节二
物质的
微观结构
【提问】从微观角度看，物体为什么会带电呢？
【提问】为何有的物体不带电，有的带正电荷、有的带负电荷？
→物体带电的实质就是物体得、失电子。
→失去自由电子的原子便成为带正电的离子，它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。
【提问】为什么导体能导电？绝缘体不能导电？
结合以往所学的内容思考回答：
原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。
每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。
原子核一般是很稳定的。离原子核较远的电子容易受外界的作用而脱离原子。
原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。
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。
失去自由电子的原子便成为带正电的离子，这就使金属成为导体。
绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。
引导学生，结合以往物理、化学学科所学的知识，从微观角度思考物体带电的本质、导体与绝缘体的区别。
环节三
起电的
三种方式
【播放视频】摩擦起电。
【提问】我们熟知的摩擦起电，其本质是什么？
【提问】还有其他的起电方式吗？
【播放视频】感应起电。
→当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，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种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫做静电感应。
→利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
【提问】感应起电的过程中有新的电荷产生吗？
→感应起电并没有产生新的电荷，而是在带电体的作用下，导体上的电荷从导体的一部分转移到了另一部分。
【播放视频】接触起电。
【提问】接触后，覆盖金属箔的小球为何会被弹开？
→接触起电：一个不带电的导体通过与另一个带电体接触后再分开,从而成为带电体的现象。
【提问】真空中两个完全相同的带电小球相接触，在电荷转移的过程中，电荷怎样分配呢？
举例：
【播放视频】验电器与静电计。
【提问】验电器的主要结构有哪些？
【提问】验电器的工作原理是什么？
【提问】验电器的作用有哪些？
观看视频。
结合前面对物体带电的微观解释，思考并回答：
不同物体对电子的束缚能力不同。摩擦过程中，（对电子的束缚能力强的）物体得到电子带负电，（对电子的束缚能力弱的）物体失去电子带正电。
思考。
观看视频，思考感应起电的原理。
思考并回答：
没有。
观察实验。
思考并回答：
小球带有了和金属球相同的电荷。
思考。
结合例题进行思考，并回答：
两个完全相同的导体,接触后再分开, 二者将原来所带电量的总和平均分配。
观看视频，思考验电器与静电计的作用。
思考并回答：
金属球、金属杆、金属箔等。
思考并回答：
同种电荷互相排斥。
思考并回答：
①检验物体是否带电；
②粗略判断物体带电的多少。
根据物体带电的微观本质，解释摩擦起电的现象。
引发学生思考。
从实验角度引入第二种起电方式，引导学生同样从微观角度思考这一起电方式的原理。
引出第三种起电方式。
通过实验引发学生思考，引出接触起电的方式。
结合例题引导学生了解接触起电后物体所带电荷量的计算方法。
介绍新的实验器材，为后续的学习做铺垫。
环节四
电荷守恒
定律
【提问】起电的三种方式有哪些异同点？
→无论是摩擦起电还是感应起电都没有创造电荷，只是电荷的分布发生了变化。
【讲述】追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，它常使人们揭示出隐藏在物理现象背后的客观规律。
【提问】电荷是否也满足某种守恒的规律呢？
→电荷守恒定律。
表述一：大量实验事实表明，电荷既不能创生,也不能消灭,它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，系统的电荷总数保持不变。
表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。
→它是自然界重要的基本规律之一。
回顾新学的知识并进行对比：
三种起电方式的实质均为电子在物体之间或物体内部的转移。
结合前面所学知识思考、理解。
引导学生从微观角度思考三种起电方式的共同之处。
由对三种起电方式的对比引出电荷守恒定律。
环节五
元电荷
【提问】电荷的总量是守恒的，那么，物体的所带的电荷量是任意数值吗？
我们可不可以测出物体所带电荷量的多少呢？
人们又是用什么方法测量电荷量的大小的呢？
【讲述】实验发现，最小电荷量就是电子所带的电荷量。
→人们把这个最小的电荷量叫作元电荷，用e表示。
→实验还发现，所有带电体的电荷量都是e的整数倍，即q＝ne（n为整数）。这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。
→e＝1.6×10-19C
→一个电子或质子所带电荷量的绝对值等于元电荷。它的数值最早是由美国科学家密立根测定的。
电荷量与质量的比值，叫作比荷，也叫荷质比。
比荷也是一个重要的物理量。
电子的比荷为：eme=1.76×1011C/kg
【提问】密立根是如何测定元电荷的电荷量的呢？
→简要介绍密立根及油滴实验。
【随堂练习】
思考。
思考并理解。
思考并理解。
思考。
练习巩固本节知识点。
提出问题，引发学生思考。
介绍元电荷、比荷的概念，为后续的学习做铺垫。
提出问题，为相关知识的学习做铺垫。
课堂总结
一、电荷：
1、自然界只有两种电荷。
2、使物体带电的方法：摩擦起电、接触起电、感应起电。
二、电荷守恒定律：
电荷既不能创生,也不能消灭,它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，系统的电荷总数保持不变。
三、几个基本概念：电荷量、元电荷、比荷
板书设计
§9.1电荷
1、电荷：
①两种电荷：正电荷、负电荷
②电荷量：符号Q或q，国际单位：库仑（库，C）
2、起电方式：
①摩擦起电
②接触起电
③感应起电
3、验电器和静电计
4、电荷守恒定律
5、元电荷：e＝1.6×10-19C
6、比荷（qm）
作业设计
1、梳理本节知识点。
2、教材P5“练习与应用”。
教学反思与评价