(共37张PPT)
第1节 电现象
第三章 简单电路
学习目标
01
02
03
04
物理观念
①知道摩擦起电现象,知道自然界中只存在两种电荷;②掌握电荷间的相互作用规律;③知道验电器的作用;④知道电流的形成和电流的方向规定。
科学思维
①通过摩擦起电的实验与观察,知道电荷的种类及带电的实质;②了解电荷间的相互作用规律。
科学探究
在探究活动中,能根据已有知识,运用逻辑推理,对观察到的现象进行合理的解释。
科学态度与责任
通过实验探究及讨论活动,在学生体验科学探究过程中激发主动学习兴趣,培养学生的探索精神和踏实的学习态度。
重点难点
①电荷间的相互作用规律;
②知道电荷的定问移动形成电流。
教学重点
①摩擦起电的实质;
②知道电荷的定向移动形成电流。
教学难点
课堂导入
令人震撼的闪电画面
电可以存在于手电筒中,也可以像闪电那样神秘。电使我们的房间充满光明,使计算机能够工作……
什么是电呢?
探究新知一 静电现象
将球在头发上摩擦一下后,在靠近碎纸屑会发生什么现象......
摩擦后的气球可以吸引碎纸屑
你知道这是为什么吗?
摩擦后的气球带了电
演示实验
探究新知一 静电现象
静电现象
1. 电荷:
物体经摩擦后可以吸引轻小物体,我们就说它带了电或带了电荷。
2.两种电荷
①正电荷:富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作正电荷,用“+”表示;
②负电荷:把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫作负电荷,用“-”表示。
自然界只有两种电荷
【学习任务一】正电荷和负电荷
静电是一种处于静止状态的电荷,在干燥的秋冬季我们经常会遇到静电,下列说法正确的是( )
A.自然界中只有两种电荷,即正电荷和负电荷
B.梳头发时,头发随着梳子飘起来是因为头发和梳子带同种电荷
C.摩擦起电实际上就是物体摩擦后创造了新的电荷
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
解:A.自然界中只有两种电荷,即正电荷和负电荷,故A正确;
B.梳头发时,头发随着梳子飘起来是因为头发和梳子带异种电荷,故B错误;
C.摩擦起电实际上电子的转移,故C错误;
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故D错误;
故选:A。
A
探究新知一 静电现象
探究新知一 静电现象
生活中的静电现象
摩擦起电
开车门被电
梳子吸引头发
脱毛衣听见啪啪声
3.摩擦起电
①定义:用摩擦的方式使物体带电,称为摩擦起电。
摩擦后的物体为什么能带电呢
直到人们弄清了原子结构的秘密后才对静电现象有了科学的解释。
探究新知一 静电现象
②原子的核式结构
原子
核外电子
原子核
质子
中子
电中性
带正电
带负电
不带电
带正电
核外电子
原子核
原子核所带正电荷与核外所有电子所带的负电荷数量相等时,原子不显电性。
电子是带有最小负电荷的粒子。
常用符号e表示最小电荷量(e=1.6×10-19C)任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
探究新知一 静电现象
③摩擦起电实质
当两物体摩擦时
失去电子
因缺少电子而带正电
得到电子
因得到电子而带负电
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。
不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
电荷转移
探究新知一 静电现象
丝绸
玻璃棒
从这个现察来看,玻璃中原子核束缚电子的本领要弱于丝绸中的原于核。
玻璃棒失去电子的物体因为缺少电子而带正电;
丝绸得到电子的物体有了多余电子而带等量的负电。
探究新知一 静电现象
不同物质的原子核
束缚电子的本领不同
束缚能力强
的得到电子
束缚能力弱
的失去电子
带负电荷
带正电荷
【学习任务二】摩擦起电的实质
橡胶棒与毛皮摩擦后,两者都带了电,在摩擦过程中( )
A.橡胶棒失去电子,毛皮得到电子
B.橡胶棒得到电子,毛皮失去电子
C.摩擦过程中创造了正电荷和负电荷
D.摩擦后橡胶棒自身的正电荷多于负电荷
解:用毛皮摩擦橡胶棒,由于橡胶棒的原子核束缚核外电子的本领强,会从毛皮夺得电子,即一部分电子从毛皮转移到橡胶棒,所以橡胶棒因有多余的电子带负电。
故选:B。
B
探究新知一 静电现象
探究新知二 电荷间的相互作用
演示实验
【实验】带电体之间是否存在相互作用
实验器材:
实验过程:
橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸、支架等
同种电荷相互排斥
1.将两根丝绸摩擦的玻璃棒相互靠近;
2.将两根毛皮摩擦的橡胶棒相互靠近;
玻璃棒(或橡胶棒)相互排斥
电荷间的相互作用
探究新知二 电荷间的相互作用
3.将一根丝绸摩擦的玻璃棒和一根毛皮摩擦的橡胶棒相互靠近;
丝绸摩擦的玻璃棒毛皮摩擦的橡胶棒相互吸引;
异种电荷相互吸引
探究新知二 电荷间的相互作用
实验结论:
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
带电荷的物体不需要接触就能发生相互作用
【学习任务三】电荷间的相互作用
探究电荷之间相互作用时,小军同学将两个气球同时与头发摩擦使其带电后用细绳悬挂并靠近,出现如图所示的情况,实验现象说明________________。
解:两个充满气的气球与头发摩擦后带有电荷,两气球彼此排斥分开,说明两只气球带上了同种电荷。
故答案为:同种电荷相互排斥。
同种电荷相互排斥
探究新知二 电荷间的相互作用
探究新知二 电荷间的相互作用
如何判断一个物体是否带电呢?
①物体是否吸引轻小物体来判断。
②根据它和已知带电体之间相互作用规律来判断。
实验室中专门检验物体是否带电的仪器:
验电器
探究新知二 电荷间的相互作用
验电器
金属球
金属杆
金属罩
绝缘垫
金属箔
接线柱
1.验电器的构造
金属球、金属箔、金属杆、金属罩、绝缘垫等。
探究新知二 电荷间的相互作用
2.验电器的作用:检验物体是否带电。
3.使用方法:
将被检验的物体与验电器的金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电。
4.原理:同种电荷互相排斥。
探究新知二 电荷间的相互作用
验电器检测绸摩擦的玻璃棒和毛皮摩擦的橡胶棒是否带电
【学习任务四】验电器的原理
用毛皮摩擦过的橡胶棒接触已经带电的验电器的金属球,发现验电器的金属箔闭合后再次张开,下列分析正确的是( )
A.验电器的原理是异种电荷相互吸引
B.接触之前,验电器所带的电荷为负电荷
C.金属箔再次张开后,验电器所带的电荷为正电荷
D.在这过程中,电流的方向总是从验电器到橡胶棒
解:A、验电器的原理是同种电荷相互排斥,故A错误;
BC、用毛皮摩擦过的橡胶棒会带上负电,验电器的金属箔先闭合是由于刚开始发生了中和现象,即原来验电器带正电,后再次张开是因为橡胶棒上有多余的负电荷,验电器的金属箔因带负电荷而张开,故验电器原来带正电,后来带负电,故BC错误;
D、用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属箔的过程中,负电荷由橡胶棒定向移动到验电器金属箔上,瞬间产生的电流方向总是从验电器到橡胶棒,故D正确。故选:D。
探究新知二 电荷间的相互作用
D
静电喷涂:使喷出的雾状油漆带负电荷,待喷涂物件带正电荷,油漆液滴便会均匀地附着在物件表面,这就是静电喷涂。
探究新知二 电荷间的相互作用
电荷间的相互作用在生产生活中的应用
静电除尘:使烟尘中的颗粒带上负电荷,颗粒便被吸引到带正电荷的金属网上,这就是静电除尘。
利用电荷间的相互作用,我们还可以实现静电复印、静电植绒、静电喷药等。
探究新知三 电荷的移动
整个队伍突然跳了起来
1746年的某一天,在巴黎圣母院前,700名修道士手拉手排成一队。排头的修道士一只手拉着第二个修道士的手,另一只手摸着一个储存着大量电荷的莱顿瓶的金属外壳。在实验前,从莱顿瓶内壁引出一根长长的导线,如图所示。当排尾的修道士用手去触摸导线的一刹那,整个队伍突然跳了起来!原来,是电通过了他们的身体。
说明电荷有了定向移动
电荷在不同物体间的移动,使我们可以通过摩擦让物体带电。那么电荷在同一个物体中可以移动吗
探究新知三 电荷的移动
取两个相同的验电器A和B,使A带电,B不带电。用带绝柄的金属棒把A和B的金属球连接起来,可以看到什么现象
演示实验
A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔张开,这表明验电器B也带了电。
实验现象:
有电荷通过金属棒发生了移动。
电荷在金属棒中的定向移动
探究新知三 电荷的移动
电荷的移动
1.电流的形成
电荷的定向移动形成电流。
金属内部的电子可以自由移动
(杂乱无章)
自由电子在一定条件下定向移动就形成了电流
探究新知三 电荷的移动
2.电流的方向
物理学规定,正电荷定向移动的方向为电流方向。
负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
电流的方向
电流的方向
电流的方向
【学习任务五】电流的方向
用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触不带电的验电器A,A的金属箔片张角变大,如图甲所示。再用导体棒C去同时接触A、B验电器的金属球(B验电器不带电),发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.摩擦时,橡胶棒失去电子
B.验电器原理是异种电荷相互吸引
C.当C棒接触两验电器的金属球时,产生的电流方向为B到A
D.当C棒接触两验电器的金属球时,B验电器失去电子,带正电
解:A、毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒得到电子,从而使橡胶棒带上负电,故A错误;
B、验电器原理是同种电荷相互排斥,故B错误;
CD、用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用该橡胶棒与验电器A接触后,验电器A也带上了负电(有多余的电子);当C棒(导体棒)接触两验电器的金属球时,验电器A中多余的电子从A向B做定向移动,因电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以产生电流的方向为B到A,此时B验电器得到电子而带负电,故C正确,D错误。故选:C。
探究新知二 电荷间的相互作用
C
探究新知三 电荷的移动
在电荷的移动实验中,A、B之间的电流是短暂的,并不是持续的。实际应用的电流常常是持续的,那么怎样得到持续的电流呢
1786年,意大利生物学家伽伐尼在解剖实验中偶然发现,用外科手术刀触及青蛙腿上外露的神经时,蛙腿会剧烈抽搐。受此启发,伏打经过深入研究,于1800年用锌片和铜片夹上盐水浸湿的纸片,发明人类历史上首个电池,使人们第一次获得了持续的电流。
伏打发明了电池
探究新知三 电荷的移动
电池有正、负两个极,在闭合回路中,电流从正极流出,经过用电器后从负极流回电池,我们在日常生活中接触的电池种类很多,大多数都利用了伏打电池的基本原理,把化学能转化成电能。
电池
各种电池
课堂小结
电现象
静电现象
电荷的移动
电荷间的相互作用
摩擦起电及实质
两种电荷
验电器
电荷间的相互作用的利用
电流
电池
电流的方向
课堂练习
1. (2024秋 静海区校级月考)有关电现象,下列说法正确的是( )
A.验电器的原理是异种电荷相互排斥
B.摩擦起电是利用摩擦的方式创造了电荷
C.金属中的电流方向与自由电子定向移动方向相反
D.自然界有三种电荷:正电荷、负电荷、中性电荷
【解析】
解:A.验电器的原理是同种电荷相互排斥,故A错误;
B.摩擦起电的本质是电荷的转移,使正负电荷分离,没有产生电荷,故B错误;
C.电荷的定向移动形成电流,正电荷或负电荷定向移动都能形成电流,故C正确;
D.自然界有两种电荷:正电荷、负电荷,故D错误。
故选:C。
C
2.(2023 辽宁)如图所示,脱毛衣时,与毛衣摩擦过的头发会“粘”在脸上。下列说法正确的是( )
A.脱毛衣时发生了摩擦起电现象
B.头发“粘”在脸上是因为同种电荷相互吸引
C.若头发带负电荷,与脸接触时的瞬间电流方向从头发到脸
D.若毛衣带正电荷,说明它有了多余的电子
【解析】解:A.用摩擦的方法可以使物体带电,脱毛衣时,头发与毛衣发生摩擦,电子发生转移,得到电子的带负电,失去电子的物体带正电,所以头发和毛衣摩擦后带上了异种电荷,故A正确;
B.头发“粘”在脸上是因为带电体有吸引轻小物体的性质,故B错误;
C.若头发带负电荷,与脸接触时的瞬间负电荷从头发到脸,则电流方向从脸到头发,故C错误;
D.若毛衣带正电荷,说明它失去了电子,故D错误。故选:A。
A
课堂练习
3. (2025 湖北模拟)如图所示,用与丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A,可以看到A的金属箔张开。再用带有绝缘手柄的金属棒把A和不带电的验电器B连接起来,下列说法正确的是( )
A.连接金属棒的一瞬间,B的金属箔张开是因为同种电荷相互排斥
B.连接金属棒的一瞬间,金属杆中的电流方向是从B到A
C.连接金属棒的一瞬间,正电荷从A流向B
D.若把金属棒换成橡胶棒,连接的一瞬间,自由电子也能从B流向A
【解析】解:A、连接金属棒的一瞬间,B的金属箔张开是因为同种电荷相互排斥,故A正确;
BC、与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用该玻璃棒与验电器A接触后,验电器A也带上了正电;连接金属棒的一瞬间,验电器B和金属棒中的自由电子会受到验电器A(带正电)的吸引,则自由电子定向移动的方向是从B到A,因电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以金属杆中的电流方向是从A到B,故BC错误;
D、把金属棒换成橡胶棒,因橡胶棒是绝缘体,则连接的一瞬间,自由电子不会移动,故D错误。故选:A。
A
课堂练习
4. (2019秋 环翠区校级期中)如图所示,验电器A带正电,B不带电,拿一根有绝缘柄的金属棒把A、B两个验电器连接起来,这时B将带_____电。在连接的瞬间,电流的方向是_________。
【解析】解:用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,带负电的电子可以沿金属棒从B向A移动,B缺少电子带正电;正电荷定向移动的方向是电流的方向,故金属棒中瞬间电流的方向与电子的运动方向相反,即从A向B。
故答案为:正;由A到B。
由A到B
课堂练习
正
布置作业
1.基础性作业:完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业:用干燥的手将塑料绳子撕成条状放置在毛皮摩擦过的PVC管上方,观察有什么现象,并用学过的知识解释。理由是什么?
如图可知,塑料丝在PVC塑料管上方飘起来,它们相互排斥,说明它们带了同种电荷,而同种电荷相互排斥。
思路指导
谢谢聆听