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第一章 电与磁
第1节 有趣的静电现象
教学目标
1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.
2.了解静电现象及其产生原因;知道原子结构,掌握电荷守恒定律
3.知道什么是元电荷.
重难点:
重点:静电产生的三种方式及原理、电荷守恒定律及电量平分原则
难点:理解静电产生的本质——并没有创造电荷,而是电荷发生转移
教学过程:
一、电荷:
1、自然界中的两种电荷(富兰克林命名)
①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷.
②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷.
2、电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
3、电荷量:电荷的多少叫做电荷量.符号:Q或q 单位:库仑 符号:C
“做一做” 验电器与静电计
为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少,从18世纪起,人们经常使用一种叫验电器的简单装置:玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一条导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(图甲)。如果把金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器又叫静电计(图乙)
问:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象?
二、起电的方式及原因
1、摩擦起电
摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.特别是离核较远的电子受到的束缚较小。当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体。
实质:电子的转移.
结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.得到电子:带负电;失去电子:带正电
问:摩擦起电有没有创造了电荷?
生:没有,摩擦起电是带电粒子(如电子)从一个物体转移到另一个物体。
师:很多物质都会由于摩擦而带电,是否还存在其它的使物体起电的方式?在学习新的起电方式之前,我们先来学习金属导体模型。
金属导体模型也是一个物理模型P3(动画演示)
自由电子:脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。
带正电的离子:失去电子的原子,都在自己的平衡位置上振动而不移动。
2、感应起电
【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,帖在下部的金属箔是闭合的。
①把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B(参见课本图1.1-1).金属箔有什么变化?
实验现象: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. 提出静电感应概念:
(1)静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象。
规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷
(2)利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
(3)提出问题:静电感应的原因?
带领学生分析物质的微观分子结构,分析起电的本质原因:把带电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示实验中,导体A和B带上了等量的异种电荷.
【演示】
②如果先把C移走,金属箔又有什么变化? 实验现象:A和B上的金属箔就会闭合.
③如果先把A和B分开,然后移开C,金属箔又有什么变化?
实验现象:可以看到金属箔仍张开,表明A和B仍带有电荷;
④如果再让A和B接触,金属箔又有什么变化?
实验现象:金属箔就会闭合,表明他们就不再带电.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.
问:感应起电有没有创造了电荷?
生:没有。感应起电而是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物体的一部分转移到另一部分。感应起电也不是创造了电荷。
上面我们学习了三种起电方式及起电的原因,我们思考一下,在起电过程中,有没有创造了电荷?
生:没有。
师:无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.
得出电荷守恒定律.
三、电荷守恒定律: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.
师:电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。
四、元电荷
师:迄今为止,科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同,但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。
元电荷:电子所带的电荷量,用e表示。e =1.60×10-19C
注意:迄今为止,发现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。
(三)小结
对本节内容做简要的小结
●巩固练习
1、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
2、16 C电量等于________元电荷.
3、关于点电荷的说法,正确的是( )
A.只有体积
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