人教版九年级物理 第十五章电流和电路第1节两种电荷（教学设计）

人教版九年级物理 第十五章电流和电路
第1节 两种电荷 （教学设计）
【课题】第1节 两种电荷
【学习目标】
1.认识摩擦起电现象，会运用摩擦起电的知识解释一些简单的静电现象。
2.通过实验探究电荷及电荷间的相互作用规律，知道人们在认识自然界中只有两种电荷的过程中所运用的推理方法。
3.知道验电器的构造、作用及工作原理，知道电荷量及其单位。
4.知道原子及其结构、摩擦起电的原因。
5.了解生产生活中静电防止和利用的常用方法。。
【学习重点】
摩擦起电现象、两种电荷及其相互作用规律、检验带电体的方法及验电器的构造和原理。
【学习难点】从实验推理得出自然界中只存在两种电荷；了解摩擦起电的本质。
【教学器材】
塑料梳子、吹足气的气球、毛皮和橡胶棒、丝绸和玻璃棒、绝缘支架、纸屑、验电器等。
【新课导入】
【演示实验】①用塑料梳子与头发摩擦，然后塑料梳子靠近纸屑；
②用吹足气的气球与头发摩擦，然后靠近头发。
问题：与头发摩擦过的塑料梳子，能吸起纸屑；用气球摩擦头发、头发会随着气球飘起来 ……为什么会出现这些现象呢
【新课学习】知识点一 电荷间的相互作用
1.摩擦起电
① 物体有了吸引轻小物体的性质——物体带了电，或者说带了电荷。
②用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电。
摩擦起电过程中，克服摩擦对物体做功，消耗的机械能转化为内能（摩擦生热）和电能（摩擦起电）。
③带了电的物体叫做带电体。
④ 带电体的基本性质——能够吸引轻小物体。
利用带电体能够吸引轻小物体的性质，可以检验物体是否带电。
问题：带电的物体间存在怎样的相互作用呢
【演示实验】①两个用毛皮摩擦的橡胶棒互相排斥；
②两个用丝绸摩擦的测、玻璃棒互相排斥；
③用毛皮摩擦的橡胶棒和用丝绸摩擦的玻璃棒互相吸引。
【播放视频】电荷间的相互作用
2.两种电荷
①电荷间有相互作用，相同电荷及不同电荷间相互作用不同。
②无论用什么方法带电，物体所带的电荷或者与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同，或者与用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同。
③自然界只有两种电荷。
④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.电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥, 异种电荷互相吸引。
4.电荷量
①电荷的多少叫做电荷量，简称电荷（或电量），用字母Q表示。
②电荷的单位为库仑，简称库，符号是C.
问题：怎样来检验物体是否带电呢？
【演示实验】用验电器检验物体是否带电
【播放视频】用验电器检验物体是否带电
5.验电器
①作用：用来检验物体是否带电。
②结构：金属球、金属杆、金属箔、金属罩、绝缘垫等。
③原理：同种电荷互相排斥。
【例题1】用塑料梳子梳干燥的头发时会发现， 头发越梳越蓬松。这是因为梳子与头发摩擦，使头发带上了静电， 由于同种电荷互相排斥，所以头发变得蓬松。 生活中还有很多与静电有关的事例，除了课本上的，请你再举一例并加以说明。
【解答】举例:与毛衣摩擦后的气球可以“粘”在墙上。
说明:气球与毛衣摩擦,气球可以“粘”到墙上,这是因为气球与毛衣摩擦,使气球带上了静电。
【例题2】有甲、乙、丙三个带电体，甲物体排斥乙物体，乙物体吸引丙物体。如果丙物体带正电，甲物体带哪种电？
【解答】丙物体带正电，乙物体吸引丙物体，异种电荷互相吸引，乙物体带负电；
甲物体排斥乙物体，同种电荷相互排斥，甲物体带负电。
【例题3】（2025年河南中考题）用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球，使两个气球均带电。将两气球靠近时，下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是【 】
A B C D
【答案】B
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用毛皮摩擦过的橡胶气球也带负电，由于同种电荷相互排斥，两个气球将会分开。
知识点二 摩擦起电的原因
问题：摩擦过的玻璃棒或橡胶棒带上了电荷，电荷从哪里来
引导学生阅读教材：原子及其结构部分的内容。
1.原子结构：
①原子也有内部结构，它的中心是原子核，有一定数目的电子在原子核外运动。
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.(6.25×1018个电子总共带电荷量为1C)任何带电体所带电荷量都是一个电子带电荷量的整数倍。
2.物体带电的原因
①原子核带正电，电子带负电。通常情况下，原子核所带的正电荷与核外所有电子所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。
②中性原子失去核外电子后，原子核所带的正电荷数量大于核外所有电子所带的负电荷数量，失去电子的原子（正离子）带正电。
③中性原子得到核外电子后，原子核所带的正电荷数量小于核外所有电子所带的负电荷数量，得到电子的原子（负离子）带负电。
物体带电的实质是原子失去电子（缺少电子）或得到电子（多余电子）。
3.摩擦起电的原因
①不同物质的原子核束缚电子的本领不同。原子核束缚电子能力弱的物质失去电子带正电，原子核束缚电子能力强的物质得到电子带等量的正电。
②摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷（电子）从一个物体转移到另一个物体，使正、负电荷分开。
③摩擦起电的实质是电荷（电子）的转移。
【例题4】我们知道，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，那么摩擦后的毛皮和丝绸分别带什么电荷 说说你的理由。
【解答】摩擦后的毛皮带正电荷；摩擦后的丝绸带负电荷。
毛皮和橡胶棒摩擦前都不带电，毛皮里的正电荷和负电荷数量相等。摩擦后橡胶棒带负电，橡胶棒得到了负电荷，则毛皮失去了等量的负电荷则毛皮带正电荷。
同理，丝绸和玻璃棒摩擦前都不带电，丝绸里的正电荷和负电荷数量相等。摩擦后玻璃棒带正电，玻璃棒失去了负电荷，则毛皮得到了等量的负电荷则丝绸带负电荷。
【例题5】小明将塑料袋剪成细丝，用两块毛皮分别来回摩擦细丝和塑料管后，将细丝抛向空中，在其下方用塑料管靠近，细丝可以在空中飞舞，如图所示。下列说法中不正确的是【 】
A．毛皮摩擦后的细丝间会相互排斥
B．细丝和塑料管带上相同的电荷
C．摩擦时，正电荷在毛皮与塑料管之间发生了转移
D．该现象可以解释验电器的工作原理
【答案】C
【解析】A．毛皮摩擦后的细丝所带的电荷是相同的，同种电荷相互排斥；
B．细丝可以在空中飞舞，细丝和塑料管带的是相同电荷，同种电荷相互排斥；
C．在摩擦起电中，发生转移的是电子，得到电子的带负电，失去电子的带正电；
D．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，与该现象的原理相同。
知识点三 静电的防止和利用
1. 静电现象
空气干燥时，人们在穿脱化纤类衣物时会产生火花，这是由于衣物摩擦后聚集了大量的电荷，电荷间发生剧烈的作用而引起的。这是一种静电现象。
2. 静电的防止
生活中遇到易燃、易爆物品时、要注意防止静电的危害。例如，在加油站常设有静电释放器， 以转移人体多余的电荷。
油罐车采用接地的方法，在车尾装拖在地上的铁链，随时释放摩擦产生的静电，以防止电荷的积累和放电。
3. 静电的利用
有时我们也需要利用静电。
静电拖把就利用摩擦使拖把上的静电除尘纸带电、吸附地面上的毛发等碎屑，从而达到清洁的目的。
静电喷漆时使被喷涂的金属件与油漆雾滴带异种电荷，这样能使油漆与金属表面结合得更牢固。
静电的应用： 静电除尘、静电复印、静电植绒、在建筑物的顶端安装避雷针，可以避免雷电直接袭击建筑物等。
【例题6】下列应用中，属于防止静电带来危害的是【 】
A．静电喷涂 B．静电除尘 C．静电复印 D．避雷针
【答案】D
【解析】A．静电喷涂，喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用；
B．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用；
C．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用；
D．避雷针是为了把产生的静电导走，属于静电危害的防止。
【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4、5、6题