电荷及其守恒定律精品教案
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电荷及其守恒定律教案第一章:电荷的概念1.1 静电荷与动电荷静电荷:物体在摩擦或其它方式作用下产生的电荷。
动电荷:电荷在电场作用下发生的移动。
1.2 电荷的性质电荷是量子化的,即电荷量是基本电荷的整数倍。
电荷具有正负两种性质,同性相斥,异性相吸。
第二章:电荷的守恒定律2.1 电荷守恒定律的内容电荷不能被创造也不能被消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。
在封闭系统中,电荷的总量保持不变。
2.2 电荷守恒定律的证明与应用通过实验验证电荷守恒定律。
电荷守恒定律在电容器、电池等电子设备中的应用。
第三章:电荷的测量3.1 电荷量的单位库仑(C):电荷量的基本单位。
微库仑(μC)、纳库仑(nC)等:电荷量的衍生单位。
3.2 电荷量的测量工具静电电荷计:利用电荷与质量的比值来测量电荷量。
电荷流式计:通过测量单位时间内通过某一点的电荷量来确定总电荷量。
第四章:电荷的积累与释放4.1 电荷的积累物体在摩擦或其它方式作用下积累电荷。
电荷在导体表面的积累。
4.2 电荷的释放电荷通过放电现象从物体表面或内部释放。
放电的方式包括:尖端放电、火花放电、接地放电等。
第五章:静电场与电荷相互作用5.1 静电场的基本概念静电场:由静止电荷产生的电场。
电场强度、电势差等静电场的基本物理量。
5.2 电荷在静电场中的相互作用电荷在静电场中的受力分析。
电荷在静电场中的运动规律。
第六章:静电场的基本计算6.1 电场强度的计算电场强度的定义:在某一点的电场力对该点的单位正电荷。
电场强度的计算公式:E = F/Q,其中E为电场强度,F为电场力,Q为测试电荷。
6.2 电势差的计算电势差的定义:两点间的电势差等于单位正电荷从一点移动到另一点时电场力所做的功。
电势差的计算公式:U = W/Q,其中U为电势差,W为电场力所做的功,Q为测试电荷。
第七章:静电场中的电荷分布7.1 静电平衡状态静电平衡状态下,导体内部的电场强度为零,电荷分布在导体的外表面。
电荷及其守恒定律教案一、教学目标知识与技能:1. 理解电荷的定义和分类;2. 掌握电荷守恒定律的内容及其应用。
过程与方法:1. 通过实验观察电荷的相互作用;2. 运用逻辑推理和数学表达式描述电荷守恒定律。
情感态度价值观:1. 培养学生的探究精神和团队合作意识;2. 培养学生对自然科学的热爱和好奇心。
二、教学重点与难点重点:1. 电荷的定义和分类;2. 电荷守恒定律的内容及其应用。
难点:1. 电荷守恒定律的数学表达式推导;2. 电荷守恒定律在复杂电路中的应用。
三、教学准备实验器材:1. 塑料棒;2. 丝绸;3. 玻璃棒;4. 金属箔;5. 验电器;6. 电池;7. 小灯泡;8. 导线。
教学工具:1. PPT;2. 黑板;3. 粉笔。
四、教学过程环节一:导入1. 利用PPT展示自然界中的电现象,引导学生思考电荷的存在和性质;2. 提问:什么是电荷?电荷有哪些分类?环节二:探究电荷的相互作用1. 分组实验:每组用塑料棒和丝绸进行摩擦,观察塑料棒带电现象;2. 提问:电荷之间是如何相互作用的?同种电荷和异种电荷之间有何不同?环节三:电荷守恒定律的发现1. 讲解电荷守恒定律的实验现象;2. 引导学生通过实验观察和逻辑推理,发现电荷守恒定律;3. 提问:电荷守恒定律的意义是什么?如何用数学表达式表示?环节四:电荷守恒定律的应用1. 举例说明电荷守恒定律在简单电路中的应用;2. 引导学生运用电荷守恒定律解决实际问题;3. 提问:电荷守恒定律在复杂电路中如何应用?环节五:总结与拓展1. 回顾本节课所学内容,总结电荷的定义、分类和电荷守恒定律;2. 布置课后作业:运用电荷守恒定律分析实际电路问题;3. 引导学生关注电荷守恒定律在生活和科技中的应用。
五、课后作业1. 总结电荷的定义、分类和电荷守恒定律;2. 运用电荷守恒定律分析实际电路问题;3. 探究电荷守恒定律在生活和科技中的应用。
六、教学评价评价目标:1. 学生对电荷定义和分类的理解程度;2. 学生对电荷守恒定律的掌握和应用能力;3. 学生在实验和问题解决中的探究精神和团队合作意识。
《电荷及其守恒定律》教学设计
一、教学目标
1. 知识与技能目标
a. 了解电荷的基本概念和性质;
b. 掌握电荷守恒定律的内容;
c. 熟悉电场和电荷守恒定律的应用。
2. 过程与方法目标
a. 培养学生的观察力和实验设计能力;
b. 引导学生主动参与讨论和合作学习;
c. 注重培养学生的动手能力和创新思维;
二、教学重点和难点
教学重点:电荷的基本概念和性质,电荷守恒定律的应用。
三、教学过程
1. 导入(10分钟)
a. 利用图片或实物引起学生对电荷的注意;
b. 引导学生提出与电荷相关的现象和问题;
c. 引导学生对电荷的基本概念和性质进行思考和探索。
3. 实验探究(25分钟)
a. 设计一个简单的实验,用于验证电荷守恒定律;
b. 指导学生进行实验操作,并记录实验数据;
c. 让学生根据实验结果总结电荷守恒定律的表达式;
d. 引导学生思考电荷守恒定律的原理和应用。
4. 合作学习(20分钟)
a. 将学生分成小组,每个小组选取一个与电荷相关的实际问题;
b. 引导学生通过合作探讨和研究,提出解决问题的方案;
c. 每个小组选择一位代表向全班汇报并展示解决方案。
四、教学评价
1. 观察学生的学习情况和参与情况;
2. 评价学生的实验设计能力和创新思维;
3. 评价学生对电荷守恒定律的理解和应用能力;
4. 评价学生的合作学习和团队合作能力。
《电荷及其守恒定律》教学设计教学目标:1. 理解电荷的基本概念和性质;2. 掌握电荷的守恒定律;3. 能够运用电荷守恒定律解决简单的问题。
教学难点:1. 电荷守恒定律的应用;2. 抽象概念的理解。
教学准备:1. 多媒体教学设备;2. 实验器材:带绝缘手柄的电荷棒、小金属球、导线、电荷计。
教学过程:一、导入(10分钟)1. 通过提问引导学生回忆上节课所学的内容,复习电荷的基本概念和性质;2. 引入本节课的主题:电荷及其守恒定律。
二、理论讲解(20分钟)1. 电荷的基本概念和性质:a. 电荷是物质固有的性质,有正电荷和负电荷两种;b. 相同电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2. 电荷守恒定律:a. 电荷守恒定律表明,在一个孤立的系统中,电荷的总量是不变的;b. 电荷的守恒可以通过导线、接地等方式实现。
三、实验演示(20分钟)1. 实验一:使用带绝缘手柄的电荷棒给小金属球带上电荷;2. 实验二:将两个带电的小金属球相互接触,并用电荷计进行测试。
四、讨论与归纳(15分钟)1. 学生通过实验结果发现,电荷在两个小金属球之间转移,并且总电荷不变;2. 引导学生总结电荷守恒定律的基本概念和应用。
五、练习与拓展(15分钟)1. 情景问题练习:通过实际情景给出合理的解决方案;2. 课后扩展:自主搜索电荷守恒定律在实际生活中的应用。
六、小结与反思(10分钟)1. 教师对本节课的内容进行小结;2. 学生进行自我评价和反思,思考还有哪些问题需要解决。
教学反思:通过本节课的教学设计和实施,学生对电荷的基本概念和性质有了更清晰的认识,并通过实验和讨论理解了电荷守恒定律的应用。
通过情景问题和课后扩展,培养了学生的问题解决能力和实际应用能力。
在教学中,可以适当加入更多的实验和案例,帮助学生更深入地理解和应用电荷守恒定律。
电荷及其守恒定律教案一、教学目标1. 知识目标a. 理解原子带电的本质和电荷是带电粒子的基本特征。
b. 学会计算物体带电后电荷的大小和符号。
c. 掌握电荷守恒定律及其适用范围。
2. 能力目标a. 培养学生科学思维和实验探究能力。
b. 提高学生解决物理问题的能力。
c. 培养学生遵守科学规范的素养。
二、教学重难点1. 电荷的本质。
2. 电荷守恒定律的应用。
三、教学内容1. 电荷及其本质a. 让学生了解物体带电的基本概念。
b. 介绍原子带电的本质和带电粒子的基本特征。
c. 引导学生了解电量的量纲及其计算方法。
d. 通过实验展示电荷对物体的影响及其基本性质。
2. 电荷守恒定律a. 介绍电荷守恒定律及其研究历程。
b. 探讨电荷守恒定律的适用条件和应用方法。
c. 借助实验现象,让学生理解电荷守恒定律的重要性。
d. 引导学生应用电荷守恒定律解决实际问题。
三、教学方法1. 讲述法:介绍电荷的基本概念以及电荷守恒定律的相关知识。
2. 实验法:通过实验展示电荷的基本性质,引导学生探究电荷的本质和规律。
3. 讨论法:利用小组讨论、课堂讨论等形式,让学生积极思考和交流。
4. 问题解决法:通过实际问题,引导学生运用电荷守恒定律解决问题,培养学生自主探究和解决问题的能力。
四、教学流程1. 电荷及其本质a. 讲述电荷及其量纲:5分钟b. 实验展示电荷对物体的影响及其基本性质:20分钟c. 介绍原子带电的本质和带电粒子的基本特征:10分钟d. 计算物体带电后电荷的大小和符号:10分钟2. 电荷守恒定律a. 讲述电荷守恒定律及其研究历程:10分钟b. 探讨电荷守恒定律的适用条件和应用方法:15分钟c. 通过实验现象,让学生理解电荷守恒定律的重要性:20分钟d. 引导学生应用电荷守恒定律解决实际问题:30分钟五、教学资源1. 实验仪器和材料:静电发生器、金箔片、平衡杆、带电体等。
2. 实验视频、图片等教学资源。
3. 讲义、PPT等电子教学资源。
《电荷及电荷守恒定律》高中物理教案1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.5.知道什么是元电荷.1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点:电荷守恒定律难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
预习导学→引导点拨→突出重点,突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升1.自然界中存在两种电荷,即电荷和电荷.2.原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多,所以整个原子对表现为电中性.3.不同物质的微观结构不同,核外电子的多少和运动情况也不同。
在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做自由电子。
失去这种电子的原子便成为带正电的离子,离子都在自己的平衡位置上振动而不移动,只有自由电子穿梭其中。
所以金属导电时只有在移动.4.物体的带电方式:(1)摩擦起电:两个不同的物体相互摩擦,失去电子的带电,获得电子的带电.(2)感应起电:导体接近(不接触)带电体,使导体靠近带电体一端带上与带电体相的电荷,而另一端带上与带电体相的电荷.5.电荷守恒定律:电荷既不能,也不会,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷量的总量保持不变.6.电子和质子带有等量的异种电荷,电荷量e= C.实验指出,所有带电体的电荷量都是电荷量e的.所以,电荷量e称为.电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。
7.下列叙述正确的是()A.摩擦起电是创造电荷的过程B.带等量异种电荷的两个导体接触后电荷会消失,这种现象叫电荷的湮没C.接触起电是电荷转移的过程D.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电8.关于元电荷的理解,下列说法正确的是()A.元电荷就是电子 B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C.元电荷就是质子 D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍1、初中学过自然界有几种电荷,两种电荷是怎样定义的?它们间的相互作用如何?电荷的多少用什么表示?2、电荷的基本性质是什么呢?1.电荷的种类:自然界中有种电荷①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷,叫电荷;②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷,叫电荷。
第一章:静电场电闪雷鸣,是一种常出现在暴风雨中的自然现象,它是那样的神秘,来去匆匆,稍纵即逝.它给人们带来甘霖,同时也给人们带来恐惧.几千年以来人们一直想探究其中的奥秘,更想将它驾驭于手中.美国科学家富兰克林就曾冒着生命危险,尝试用风筝去捕捉雷电. 雷电是怎样形成的?物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应该怎样利用这些规律?……这些问题正是本章要探究并做出解答的知识. 1.1电荷及其守恒定律※知道自然界中只有两种电荷※知道元电荷的概念,认识各种起电方法及实质※※掌握电荷守恒定律梳过干燥头发的塑料梳子能吸引轻小物体,我们通常说它们带了电或有了电荷. 物体经过摩擦之后为什么会带电?一电荷及相互作用1.两种电荷自然界中只存在两种电荷,即正电荷和负电荷. (1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷. (2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷. 2.相互作用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 3.物质的微观结构1 (1)原子组成:原子组成:原子îíì原子核îïíïì 质子:带正电中子:不带电核外电子:带负电(2)原子电性:原子核的正电荷的数量与核外电子负电荷的数量相等,整个原子对外界较远的位置表现为电中性. 二.三种起电方式:使物体中的正负电荷分开过程.îíì得到电子-带负电失去电子-带正电 1.接触起电接触起电(1)指一个带电的金属导体跟另一个不带电的金属导体接触后分开,而使不带电的导体带上电荷的方式(如图). (2)完全相同的带电金属球接触时电荷量的分配情况:若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q 1、Q 2,则它们接触后再分开都带有Q 1+Q 22的电量,式中电量Q 1、Q 2均包含它们的正负号. 2.摩擦起电摩擦起电 (1)两个物体相互摩擦时,一些束缚不紧的电子从一个物体转移到另一个物体上,使得原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电.(如图) (2)原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同. (3)实质:电荷的转移实质:电荷的转移(4)结果:两个相互摩擦的物体必然带等量异种电荷. 3.感应起电感应起电(1)自由电子:金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子. (2)静电感应: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的现象. îíì近端—异种电荷远端—同种电荷(3)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程(如图). A B C +2C +3C 问题:问题: ①依次接触A 、B ②反复接触A 、B 三.电荷守恒定律表述一:电荷既不会创生,也不会消灭,它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.在转移的过程中,电荷的总量保持不变. 表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变. 四.元电荷1.元电荷:物体带电量的最小单位元电荷:物体带电量的最小单位最小的电荷量,即电子所带的电荷量,用e 表示.e =1.6×10-19C ,最早由美国物理学家密立根测得. 说明:说明:(1)元电荷不分正负元电荷不分正负(2)电子或质子所带电量的绝对值等于元电荷,但不能认为元电荷就是电子或质子电子或质子所带电量的绝对值等于元电荷,但不能认为元电荷就是电子或质子 (3)所有带电体的电荷量或者等于e ,或者等于e 的整数倍.就是说,电荷量是不能连续变化的物理量. 2.电子的比荷电子的比荷电子的电荷量与电子的质量之比. em e =1.76×1011C/kg. 四.总结总结一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,经过一段时间后,经过一段时间后,发现该小球上带有的负电荷几发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了.这说明( ) A.小球上原有的负电荷逐渐消失了小球上原有的负电荷逐渐消失了B.在此现象中,电荷不守恒在此现象中,电荷不守恒C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D.该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律解析:绝缘小球上的负电荷减少是由于电子通过潮湿的空气导电转移到外界,小球上电荷量减少,但是这些电子并没消失;就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷的总量仍保持不变,仍遵循电荷守恒定律. 答案:CD 关于对元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A.元电荷就是电子或质子元电荷就是电子或质子B.元电荷是指电荷量跟电子所带电荷量数值相等的带电体元电荷是指电荷量跟电子所带电荷量数值相等的带电体C.元电荷是指带电量为1.60×10-19C 的带电体的带电体 即学即用D.带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍答案:D 解析:电子和质子是实实在在的粒子,而元电荷只是一个电量单位,不是带电体,电子和质子带电量都等于元电荷的值,A、B、C选项错误;带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍,选项D正确. 使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是() 答案:B 解析:把带电金属球移近不带电的验电器,根据静电感应现象的规律,若金属球带正电荷,则将导体上的自由电子吸引上来,这样验电器的上部将带负电荷,箔片带正电荷;若金属球带负电荷,则将导体上的自由电子排斥到最远端,这样验电器的上部将带正电荷,箔片带负电荷.B项正确. 起初它们不带电,在它们的下部贴有如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体,为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是() A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开上的金属箔片都张开B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 解析:(1)C移近A时,带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用,使A、B中的自由电子向左移动,使得A端积累了负电荷,B端积累了正电荷,其下部的金属箔片也分别带上了与A、B同种性质的电荷.由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,A正确. (2)C靠近后保持不动,把A、B分开,A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和,因而A、B仍带等量的异种感应电荷,此时即使再移走C,因A、B已经绝缘,所带电荷量也不会变,金属箔片仍张开,B正确. (3)先移走C,再把A、B分开,A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和,不再带电,所以箔片都不会张开,C错. (4)先把A、B分开,移走C,然后重新让A、B接触,A、B所带的异种电荷马上中和,箔片都不会张开,D错. 答案:AB 。
《优选资源》物理人教学版选修3-1第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律【知识与技能】1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.5.知道什么是元电荷.【过程与方法】1、通过对初中知识的复学习使生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
【情感态度与价值观】通过对本节的学习培养生从微观的角度认识物体带电的本质。
【教学重难点】★教学重点:电荷守恒定律★教学难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
【课时安排】1课时【教学过程】★重难点一、三种起电方式的比较★三种起电方式的比较原因不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移感应起电的操作步骤:见下表。
步骤图示①使带电体C(如带正电)靠近接触的两导体A、B②保持C不动,用绝缘工具分开A、B③移走C,则A带负电,B带正电(1)带电体靠近导体时,导体上靠近带电体的一端感应出与带电体性质不同的电荷,远离带电体的一端感应出与带电体性质相同的电荷.(2)接地的某导体与地球组成一个新导体,在感应起电时该导体为近带电体端,感应出与带电体性质不同的电荷,地球为远带电体端,感应出与带电体性质相同的电荷.特别提醒(1)感应起电成功的关键在于先分开两物体(或先断开接地线)然后再移去带电体。
(2)摩擦起电中对原子核外电子束缚能力差的物体失去电子而带正电,对原子核外电子束缚能力强的物体得到电子而带负电。
【思考与讨论】在干燥的天气里,用梳子梳头发的时候,头发会不听指挥,顺着梳子飞起来(如图),这时如果将梳子浸入水中片刻再梳,头发就服贴了。
《电荷及其守恒定律》教学设计教学目标:1. 理解电荷的概念和特性;2. 理解电荷守恒定律的原理和应用;3. 掌握电荷守恒的实验方法和技巧。
教学难点:1. 电荷守恒的实验方法和技巧。
教学准备:1. 教材:《电荷及其守恒定律》;2. 教学工具:黑板、彩色粉笔、投影仪、实验器材。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 让学生回顾电荷的概念和基本性质;2. 通过展示电荷实验装置的图片,引出电荷守恒的问题。
三、实验演示(20分钟)1. 指导学生进行电荷守恒的实验;2. 让学生观察实验现象,记录实验数据;3. 让学生探究实验中电荷守恒定律的应用。
四、实验讨论(10分钟)1. 分组讨论实验结果,并总结实验结论;2. 指导学生分析实验原因,并提出改进实验方法的建议。
五、巩固练习(15分钟)1. 布置电荷守恒定律的巩固练习,检查学生的掌握情况;2. 收集学生的练习答案,并进行讲解和订正。
六、拓展延伸(10分钟)1. 引导学生思考电荷守恒定律与能量守恒定律之间的关系;2. 鼓励学生拓展电荷守恒定律的应用领域。
七、小结(5分钟)1. 对本节课的内容进行小结;2. 引导学生总结本节课所学习的知识和技能。
教学反思:本节课通过理论讲解和实验演示的方式,使学生深入理解电荷守恒定律的原理和应用。
教学设计注重学生实践操作和思维拓展,强调培养学生的实验能力和综合运用能力。
需要改进的地方是在实验环节过程掌控不够,可能需要增加更多实践操作的机会,让学生自主探究。
还可以增加一些实例和故事,引起学生对电荷守恒定律的兴趣,提高学生的学习积极性。
《电荷及其守恒定律》教学设计一、教学目标:1. 了解电荷和电势的概念。
2. 掌握电荷的守恒定律和库仑定律。
3. 理解带电体之间的相互作用。
4. 学会解决与电荷守恒、电势差及电场强度有关的问题。
二、教学内容:4. 库仑定律。
7. 电容器的基本原理。
8. 静电能的计算公式。
三、教学重难点:2. 掌握电荷和电势的概念及其在电场和电势差中的应用。
4. 理解电场的本质及其应用于电容器的计算。
四、教学方法:1. 组织学生小组讨论整合电磁学的知识。
2. 采用案例分析法开展教学。
3. 运用模拟实验和计算机模拟实验让学生熟悉电场和电荷的特性。
4. 辅助教学并鼓励学生自主探究。
五、教学过程:1. 课前预习和学前检查(5分钟)。
学生提前预习相关知识点并在课堂上进行自己所掌握内容的回顾与检查。
2. 导入(10分钟)。
通过提出引人深思的问题或者是让学生回顾自己所预习的内容来引导学生进入上课状态,并激发学生的学习兴趣。
3. 知识点讲解(60分钟)(1)电荷的概念及其性质电荷是物质的本质之一,带电粒子间的相互作用可以解释许多自然现象。
(2)电势差的概念和计算方法在不同位置的电势能高低差距称为电势差,电势差是电场强度和电荷量的函数,在电荷运动中有重要的作用。
(3)电荷守恒定律电荷守恒定律表明,在任何封闭系统内,电荷总量守恒;在自由空间中,一个带电粒子的电荷不能自然消失或产生,而是只能由其他带电粒子转移。
库仑定律表明,两个带点粒子之间的相互作用力与它们之间的距离平方反比。
库仑定律具有广泛的应用,在电学、力学、光学等领域有着重要的作用。
带电体和电场之间存在着电场和带电体之间的相互作用,电场的强度和带电体的电荷量有关。
而带电体的运动则能改变电场分布。
(6)电容器和静电能电容器是用来储存电能的设备,其中的电场能够储存静电能,容量大小与其两极的电荷量成正比。
4. 学生讨论和数据分析(20分钟)在课堂上组织学生以案例分析的方式讨论电磁现象,并详细地分析数据。
电荷及其守恒定律
教学三维目标
(一)知识与技能
1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.
2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.
3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.
4.知道电荷守恒定律.
5.知道什么是元电荷.
(二)过程与方法
1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷
2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
(三)情感态度与价值观
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质
重点:电荷守恒定律
难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教学过程:
(一)引入新课:在初中我们学过一些电的知识,我们先来回顾一下初中学习的内容:
1、一般情况下物体不带电,如何使物体带电?
——摩擦可以使物体带电,很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质,我们就说它带有电荷
2、自然界中有几种电荷?它们是谁命名的?
——自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷,美国物理学家富兰克林命名的,他把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷。
3、它们间的相互作用又是怎样的呢?
——同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引。
一、电荷
1、物体带电
很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质,我们就说它带有电荷
2、两种电荷(富兰克林命名)
(1)、正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.
(2)、负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示.
3、电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引。
(二)进行新课:
二、起电方式
1、摩擦起电
摩擦起电的微观解释:构成物质的原子由带正电的原子核和绕核运动的带负电的电子组成.原子核所带正电量的总数与核外所有电子的负电量总数是相等的,且正电荷、负电荷分布的中心(常称电荷中心)重合.因而,在通常情况下,整个原子呈电中性(所谓不带电).通常离原子核较远的电子受到的束缚较弱,当原子因某种原因(如摩擦、受热、化学变化等),失去电子时,原子就显为“带正电”,获得电子时,就显为“带负电”.所以,实质上物体的带电过程就是电子的得失过程.比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷,实质上就是由于两者摩擦,组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上,使玻璃棒失去电子带正电,而丝绸得到电子带负电.
(1)本质:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.电子从一个物体转移到另一个物体上,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电.(2)规律:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.
介绍金属导体模型,金属导体模型也是一个物理模型如下图:在金属内,排列着的正离子只能在自己的平衡位置附近振动而不移动,而带负电的电子可以在金属内部自由移动——我们把它们称为自由电子,正是因为有可以自由移动的电子,所以金属可以导电。
【演示实验】:
把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B(参见课本图-1).可以看到A,B上的金属箔都张开了,表示A,B都带上了电荷.如果先把C移走,A和B上的金属箔就会闭合.如果先把A和B分开,然后移开C,可以看到A和B仍带有电荷;如果再让A和B接触,他们就不再带电.这说明A和B分开后所带的是异种
等量的电荷,重新接触后等量异种电荷发生中和。
当一个带电体靠近导体时,由于电荷间互相排斥或吸引,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的现象叫静电感应。
2、感应起电:
(1)静电感应:把电荷移近不带电的异体,可以使导体带电的现象。
(2)感应起电:利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
(3)本质:导体中的自由电荷在带电体的作用下在导体内部发生转移。
(4)规律:近端带异种电荷,远端带同种电荷。
(近异、远同)
除摩擦起电、感应起电,还有一种方法可使物体带点,这就是接触带电。
3、接触带电
(1)接触起电:带电体和不带电体接触,总会有一部分电荷从带电体跑到不带电体上去,使它也变成了带电体。
这种使物体带电的方法叫接触起电。
接触起电是电荷重新分配的过程。
(2)本质:电荷从一个物体转移到另一个物体,电荷总量不变。
例:两个完全一样的金属小球A、B,其中A带电为Q,B不带电,将A与B接触后再分开,则A、B球的带电情况怎样?
(3)电荷分配原则(完全相同的金属球):
①两个带有同种电荷的导体接触,电荷会重新分配,若不受外界影响,两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配
②两个带有异种电荷的导体,接触后先发生正负电荷的中和,然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配;如果两带电体完全相同,则剩下的电荷平均分配
通过刚才对三种起电方式本质的分析,三种方式最终都可使物体带点,它们创造了电荷吗?
方法本质电荷总量起电的共性本质
1 摩擦起电
电荷从一个物体转移
到另一个物体不变
无论那种起电方式,其本
质都是电荷发生转移而电
荷的总量保持不变,起电
不是创造了电荷,也没有
电荷消失
2 感应起电
电荷从物体的一部分
转移到另一部分
不变
3 接触带电
电荷从一个物体转移
到另一个物体
不变
二、电荷守恒定律
内容:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,
或者从物体的一部分转移到另一部分.
另一种表述: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。
阅读课本,回答以下问题:
1、什么是电荷量?它的单位是什么?
2、什么是元电荷?最早是由哪位物理学家测定的?所有带电体带的电量与元电荷的关系?
3、什么是比荷?
三、元电荷
1、电荷量 :电荷的多少叫做电荷量.
(1)符号:Q 或q (2)单位:库仑 (3)符号:C
2、元电荷 :最小的电荷量叫做元电荷.即一个电子或质子所带的电荷量,用e 表示
(1) e =×10-19C ,由美国物理学家密立根设计的油滴实验测得的。
(2)电荷量的不连续性:所有带电体的电荷量或者等于e ,或者等于e 的整数倍。
电荷量是不能连续变化的物理量。
3、比荷:电荷的电荷量q 与其质量m 的比值q/m ,电子的比荷
111076.1⨯=e
m e C/㎏
【板书设计】
一、电荷
1、物体带电
很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质,我们就说它带有电荷
2、两种电荷(富兰克林命名)
(1)、正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.
(2)、负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示.
3、电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引。
二、起电方式
1、摩擦起电
(1)原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.
(2)本质:电子从一个物体转移到另一个物体上,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电.
(3)规律:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.
2、感应起电:
(1)静电感应:把电荷移近不带电的异体,可以使导体带电的现象。
(2)感应起电:利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
(3)原因:带电体对导体内部自由电子的吸引或排斥。
(4)本质:电荷从物体的一部分转移到另一部分,电荷的总量不变。
(5)规律:近端带异种电荷,远端带同种电荷。
(近异、远同)
3、接触带电
(1)接触起电:带电体和不带电体接触,总会有一部分电荷从带电体跑到不带电体上去,使它也变成了带电体。
这种使物体带电的方法叫接触起电。
接触起电是电荷重新分配的过程。
(2)本质:电荷从一个物体转移到另一个物体,电荷总量不变。
(3)电荷分配原则(完全相同的金属球):
①两个带有同种电荷的导体接触,电荷会重新分配,若不受外界影响,两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配
②两个带有异种电荷的导体,接触后先发生正负电荷的中和,然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配;如果两带电体完全相同,则剩下的电荷平均分配
二、电荷守恒定律
内容:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.
另一种表述: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。
三、元电荷
1、电荷量 :电荷的多少叫做电荷量.
(1)符号:Q 或q (2)单位:库仑 (3)符号:C
2、元电荷 :最小的电荷量叫做元电荷.即一个电子或质子所带的电荷量,用e 表示
(1) e =×10-19C ,由美国物理学家密立根设计的油滴实验测得的。
(2)电荷量的不连续性:所有带电体的电荷量或者等于e ,或者等于e 的整数倍。
电荷量是不能连续变化的物理量。
3、比荷:电荷的电荷量q 与其质量m 的比值q/m ,电子的比荷
111076.1⨯=e
m e C/㎏。