第1节 静电现象及其微观解释

第1章 静电场
第1节 静电现象及其微观解释
【教学目标】
一、知识与技能
1、掌握两种电荷，定性了解自然界仅有的两种电荷间的作用特点，知道各种起电方法及实质。
2、了解静电现象及其在生活和生产中的应用。
3、能用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。
4、掌握电荷守恒定律的内容。
二、过程与方法
结合具体事实理解概念及定律，化抽象为具体。
三、情感态度与价值观
1、体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平。
2、培养学生对实验的观察和分析的能力。
3、领略静电现象的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲。
【教学重点】
掌握电荷的基本性质与电荷守恒定律，感应起电的方法和原理。
【教学难点】
1、感应起电的原理——运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因。
2、电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用，特别是静电感应的应用。
【教学方法】
实验归纳法、讲授法、电教法。
【教具准备】
有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒、验电器、A、B筒，摩擦起电机，静电感应演示器
视频——静电使长发飘起来；文档——人身静电高达七八千伏。
【课时安排】1课时
【教学过程设计】
一、新课导入
学生活动：阅读课本P2图1-1静电使长发飘起来，静电复印等。
师：初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？
生：自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。电荷的多少是用电荷量来表示。
师：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？
生：不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
师：摩擦起电的实质是什么？
生：一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。
过渡：在复习初中内容基础上，进一步再来看有没有别的方法也可以使物体带电？物体带电的实质是什么？今天这节课就来学习这些问题。
二、进行新课
1、电荷与电量
（1）自然界只存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。
（2）电荷间的相互作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相相吸。
（3）电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。带电体的电量q=Ne（N为整数）。e=1.6×10－19C称为基元电荷。
（4）带电体具有吸轻小物体的性质。
2、静电的产生
（1）摩擦起电：用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
（2）接触起电：与带电的物体接触得到与原物体同种的电荷。
师：除了吸引轻小物体外，还可以用什么方法来检验物体是否带电？
答：用验电器。将待检验物体接触验电器的金属球，若验电器的金属箔片张开，就说明物体带电。
师：为什么带电物体会使下方的金属箔片张开呢？
答：两箔片带上了与接触物体同种的电荷，电荷间作用的规律是同种电荷相斥，异种电荷相吸。因而两箔片互相排斥。
师：两箔片为什么会带上与接触物体同种的电荷？能解释一下吗？
答：验电器的金属球与箔片都是金属，金属具有大量自由电子，带负电的物体接触金属球时，多余的电子彼此排斥，跑到了离金属球与箔片的表面上。而带正电的物体缺少电子，箔片上的电子将过来补充，导致箔片上也缺电子而带正电。
师：所以用接触的办法得到的是与原物体同种的电荷。大家也可以用这样的方法来解释中和的现象。如果两个一模一样的金属物质相接触，它们的电荷就要平均分配到两个物体上去，即（式中q含正负号）。
例1：两个完全一样的绝缘金属球，A带电量Q，B带电量-2Q，将A、B相触后分开，A、B分别带多少电量？（都是-Q/2）
例2：有三个完全一样的绝缘金属球，A带电量Q，B、C均不带电，怎样能使B带上3Q/8的电量？（先AC碰，然后BC碰，再AB碰）
提出问题：除了摩擦起电，接触起电，还有没有可以使物体带上电的方法？
实验：取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体A、B，使它们彼此接触。用丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复多次接触球形导体C，使之带正电。将C移近A，用与有机玻璃棒摩擦过的丝绸分别靠近A、B。（如图所示）
现象：丝绸靠近B，而远离A。
学生得出：A带负电，B带正电。
问题：如将A、B分开，再移走C，A、B带电情况如何？
学生答：A仍带负电，B仍带正电。
演示证明：将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。
问题：将A、B接触，它们是否带电？这说明什么？
学生答：不带电，说明接触前A、B带等量异种电荷，接触后等量异种电荷中和。
演示证明：使A、B接触，仍用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。
问题：若先把C移走，再将A、B分开呢？
学生答：A、B不带电。
演示证明：把C移走，将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。
追问：为什么？
学生答：因为将C移走，A上负电荷、B上正电荷不受C上电荷作用，而使A、B所带电荷重新恢复原状，在导体内中和而不带电。
教师活动：引导学生分析前面的现象，总结得出静电感应的概念。
（3）静电感应：将电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。利用静电感应使物体带电的过程，叫感应起电。（教师用多媒体模拟，加深学生印象）
总结：不仅摩擦起电可以使物体带电，静电感应也可使物体带电。
2、原子结构与电荷守恒
师：为什么通过摩擦或感应可以让物体带电呢？
（1）介绍原子的结构模型：
提问：联系摩擦起电与感应起电，思考使物体带电的实质是什么？
生：使物体带电，不是创造了电荷，而是使物体中的正、负电荷分开。［教师引导学生思考，出示多媒体课件］
（2）电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量不变。这个规律叫做电荷守恒定律。
师：引导学生阅读教材第5页有关内容，了解用电荷守恒定律解释起电的原因。
过渡：电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。
3、静电的应用与防护（自学为主，课上阅读归纳）
（1）利用
①吸附功能；可用于除尘、喷涂等
②杀菌功能：处理种子，处理水等
③放电产生臭氧：强氧化剂，可杀菌。
如：激光打印机的打印原理、静电喷雾技术、静电喷涂原理等
（2）防止危害——放电导致火花，电击等危害
预防方法——尽快导走静电（利用金属或潮湿的空气导电）
——α射线照射，使空气电离导电。
三、课堂练习（实例探究）
【例】如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时（ ）
A、A端金箔张开，B端金箔闭合。
B、用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合。
C、用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开。
D、选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷。
分析：根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布。金箔上带电相斥而张开。选项A错误。
用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合。选项B正确。
用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开。选项C正确。
以上分析看出，选项D也正确。
答案：BCD
四、课堂小结
1、静电的产生有摩擦起电、接触起电、感应起电。
2、起电的原因为电子的转移，原子的结构。
3、电荷守恒定律。
4、静电的应用与防护
五、作业布置
1、课本P8 4、5
2、《名校学案》相关练习
板书设计
（略）
【教学反思】