第十三章 探究简单电路
13.1 从闪电谈起
1.了解摩擦起电现象及其原因。
2.知道两种电荷及其相互作用的规律。
3.知道闪电是一种瞬间发生的大规模放电现象。
4.通过学习,消除对“电”的神秘感。
重点:两种电荷及电荷间相互作用的规律。
难点:解释摩擦起电的原因。
起电机、丝绸、玻璃棒、毛皮、橡胶棒、轻小物体、验电羽、验电器等。
一、新课引入
实验1:通过起电机起电,让学生感受一下静电作用。
实验2:用起电机模拟闪电现象,观看闪电景象。
提出问题:闪电是怎样产生的呢?电是什么?
二、新课教学
探究点一:电是什么
活动1:体验摩擦起电现象,了解电是什么。
1.做一做:(1)在矿泉水瓶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。
(2)先用玻璃棒(或橡胶棒)靠近碎纸屑,看有什么现象。然后玻璃棒和丝绸(橡胶棒和皮毛)摩擦后,再靠近碎纸屑看有什么现象。两次实验现象有什么不同?
答:不摩擦时玻璃棒(或橡胶棒)不吸引碎纸屑,摩擦后吸引碎纸屑。
2.想一想:被摩擦过的物体为什么会吸引碎纸屑?
答:因为摩擦过的物体带了“电”。
点拨: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,或者说带了电荷。用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
举例:在日常生活中你见过类似摩擦起电现象吗?
①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;
②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;
③经常使用的电风扇,扇叶表面往往会带上一些灰尘。
……
分析摩擦起电实质:(教材P45信息浏览)
电荷从一个物体转移到另一个物体,使物体显示出带电的状态。
探究点二:电荷间的相互作用
1.两种电荷
摩擦可以使物体带电,那么不同物体摩擦所带的电荷是一样的吗?
(1)实验探究:
①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?
②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?
③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?此现象说明了什么?
答:说明了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。
(2)两种电荷规定:
正电荷:与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,叫正电荷;
负电荷:与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同,叫负电荷。
(3)探究电荷间的相互作用:
①通过起电机分别给两个验电羽带上相同电荷,再将两个验电羽靠近,描述观察到的现象。
②通过起电机分别给两个验电羽带上不同性质的电荷,再将两个验电羽靠近,描述观察到的现象。
归纳:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
练习:
1.有A、B、C、D四个带电体,用细线悬挂起来,它们相互作用的情况如图所示,已知B带正电,则D带__负__电。
2.用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近一个用丝线悬挂着的通草球时,若通草球被吸引,则该通草球(D)
A.一定带负电
B.一定带正电
C.一定不带电
D.可能带正电,也可能不带电
3.薄膜塑料袋的袋口合在一起,有时很难张开。如果把塑料袋在衣服上摩擦几下,就容易分开了,这是为什么?
同种电荷相互排斥。
探究点三:怎样知道物体带了电
1.验电器的作用:实验室里总是用验电器来检验物体是否带电。
2.验电器的构造如图所示:由金属球、绝缘塞、金属杆、金属箔片组成。
3.验电器是怎样工作的呢?
让一物体与验电器的金属球接触,如果验电器的两金属箔片张开一定角度,则说明物体带电。当一带正电的物体接触验电器时,验电器就带上了正电荷,而使两金属箔片张开一定角度(电子从验电器转移到了物体);当一带负电的物体接触验电器时,验电器就带上了负电荷,而使两金属箔片张开一定角度(电子由带电体转移到验电器上)。
4.验电器的原理:同种电荷相互排斥。
说明:带电体带电多少不同,验电器的两金属箔张开的角度就不同,因此可用验电器来粗略比较物体带电的多少。
拓展:将带电体与验电器的金属球接触时,会使验电器带上与带电体性质相同的电荷,这种使物体带电的方法叫接触带电。如果此时用一个与验电器带等量异种电荷的带电体接触该验电器的金属球时,原先张开的金属箔就会闭合,这种现象叫做电的中和。
探究点四:静电现象的应用和防护
1.实验:用起电机模拟闪电现象。
2.利用多媒体演示说明闪电形成的原因和尖端放电现象。
3.电现象在日常生活中有哪些应用?
①静电植绒;②静电除尘;③静电喷涂。
原理:给物质微粒带上某种电荷后,这些带电微粒就能在异种电荷的吸引下定向运动。
4.静电的危害及防护。
(1)在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘在一起,难以分开,给印刷带来麻烦。
(2)在制药厂里,由于静电吸引灰尘,会使药品达不到标准的纯度。
针对上述两种情况可增加生产车间的湿度或使用防静电剂来克服静电带来的危害。
(3)在看电视时,荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低。这种情况屋内应有接地线,最好不要使用含有化纤材料的地毯等。
(4)在混纺衣服上时常会有不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼。因此穿衣服最好选纯棉、真丝等。
13.1 从闪电谈起
一、物体具有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电
二、同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
三、摩擦起电并不是创造了电,而是电荷从一个物体转移到另一个物体上
四、验电器的原理是同种电荷相互排斥
本节课应当让学生人人动手,进行实验,以激发学生的学习兴趣,增强他们学习的自主意识。摩擦起电的原因最好还是用多媒体动画来说明,这既能帮助学生复习原子结构知识,又能培养学生的抽象思维能力。教学中要多列举生活中摩擦起电的实例,以丰富学生对摩擦起电的认识,让学生感到物理就在身边。要突出电现象的应用和防护,使学生感到物理不仅有趣,而且有用。