高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用1 電荷優(yōu)秀教案設(shè)計(jì)

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用1 電荷優(yōu)秀教案設(shè)計(jì)，共10頁(yè)。教案主要包含了播放視頻，隨堂練習(xí)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
備課人
學(xué)科
物理
課題
電荷
教學(xué)內(nèi)容分析
《電荷》是物理必修第三冊(cè)第九章第1節(jié)。本節(jié)是高中物理電磁學(xué)部分的起始章節(jié)，將從基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)始構(gòu)建電磁學(xué)部分的知識(shí)框架。本節(jié)的內(nèi)容從對(duì)電荷、電荷量的認(rèn)識(shí)開(kāi)始，從微觀層面介紹物體帶電的本質(zhì)，并由此對(duì)物體的起電方式加以了解，從而對(duì)電荷守恒定律有一定程度的認(rèn)知，最后了解元電荷和比荷的概念。
本節(jié)的部分知識(shí)在初中物理教學(xué)中已有簡(jiǎn)單介紹，因此，在教學(xué)中應(yīng)側(cè)重于從微觀角度來(lái)認(rèn)識(shí)物體帶電和三種起電方式，并能根據(jù)電荷守恒定律分析簡(jiǎn)單問(wèn)題。
學(xué)情分析
學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了電學(xué)的一些基本知識(shí)，已具備了一定的探究能力、邏輯思維能力、分析推導(dǎo)能力，能通過(guò)教師的引導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)、分析并解決一些簡(jiǎn)單的電學(xué)問(wèn)題。因此，在教學(xué)中，要引領(lǐng)學(xué)生適度回顧已學(xué)過(guò)的知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生做好初高中知識(shí)的銜接，并通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析、論證、歸納等過(guò)程，讓學(xué)生在舊有的基礎(chǔ)上接受新的知識(shí)，并對(duì)物理學(xué)的守恒思想有更深入的理解。
教學(xué)目標(biāo)
1、分析摩擦起電和帶電體間的相互作用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，知道自然界存在兩種電荷。知道電荷量的概念及其國(guó)際單位。
2、會(huì)用原子結(jié)構(gòu)模型解釋摩擦起電的原因，觀察并分析靜電感應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)一步提高應(yīng)用物理模型解釋現(xiàn)象的能力。
3、通過(guò)觀察摩擦起電、靜電感應(yīng)等現(xiàn)象，激發(fā)對(duì)自然界的好奇心。
4、通過(guò)不同起電方式的分析得出電荷守恒定律，理解電荷守恒定律，體會(huì)守恒觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性。
5、知道元電荷概念，體會(huì)電荷量是不連續(xù)的。
教學(xué)
重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
電荷守恒定律的理解。
教學(xué)難點(diǎn)：
從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì)。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
新課導(dǎo)入
【小實(shí)驗(yàn)】
與頭發(fā)摩擦過(guò)的塑料梳子可以吸引紙屑。
用毛皮摩擦過(guò)的氣球可以吸引水流。
【提問(wèn)】為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電呢？
觀察小實(shí)驗(yàn)，思考產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。
思考。
銜接初中學(xué)習(xí)的知識(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生的探究興趣。
環(huán)節(jié)一
電荷
【展示】中、西方對(duì)電現(xiàn)象的觀察和認(rèn)識(shí)過(guò)程。
【播放視頻】
毛皮擦過(guò)的橡膠棒、絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒對(duì)輕小物體的吸引。
毛皮擦過(guò)的橡膠棒、絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒之間的相互作用。
【講述】自然界中存在兩種電荷：
用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷。
用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷。
同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
【提問(wèn)】電荷有大小多少之分嗎？如何表示電荷的大小呢？
【講述】電荷量：電荷的多少，符號(hào)Q或q。
國(guó)際單位：庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱庫(kù)，符號(hào)C。
【提問(wèn)】電荷量的正、負(fù)意義有何不同？
→電荷量的正、負(fù)不代表大小，只表示電性。比較電荷量的大小時(shí)不帶正、負(fù)號(hào)。
【提問(wèn)】1C的電荷量是多少呢？
→1C電荷量的定義是1A恒定電流在1s時(shí)間間隔內(nèi)所傳送的電荷量為1C。
結(jié)合已有的電學(xué)知識(shí)體會(huì)中國(guó)古人對(duì)電現(xiàn)象的觀察。
觀看視頻，思考實(shí)驗(yàn)背后的原理。
結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行電荷的分類。
思考并回答：
引入一個(gè)物理量來(lái)定量描述。
思考、理解新引入的物理量。
思考并回答：
電荷量的正、負(fù)表示電荷的種類。正電荷的電荷量為正值（+），負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值（-）。
思考并理解1C的含義。
物理學(xué)史教育，使學(xué)生了解人類認(rèn)識(shí)、思考自然現(xiàn)象的過(guò)程。
讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀感受被摩擦過(guò)的不同物體所帶的電荷是不同的。
從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出發(fā)，引出知識(shí)點(diǎn)，對(duì)電荷進(jìn)行定性的分類。
在對(duì)電荷進(jìn)行定性分類的基礎(chǔ)上再進(jìn)行定量的描述。
引入新的物理量，并進(jìn)行基礎(chǔ)分析。
從定量的角度介紹1C的大小。
環(huán)節(jié)二
物質(zhì)的
微觀結(jié)構(gòu)
【提問(wèn)】從微觀角度看，物體為什么會(huì)帶電呢？
【提問(wèn)】為何有的物體不帶電，有的帶正電荷、有的帶負(fù)電荷？
→物體帶電的實(shí)質(zhì)就是物體得、失電子。
→失去自由電子的原子便成為帶正電的離子，它們?cè)诮饘賰?nèi)部排列起來(lái)，每個(gè)正離子都在自己的平衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng)。
【提問(wèn)】為什么導(dǎo)體能導(dǎo)電？絕緣體不能導(dǎo)電？
結(jié)合以往所學(xué)的內(nèi)容思考回答：
原子是由帶正電的質(zhì)子、不帶電的中子以及帶負(fù)電的電子組成的。
每個(gè)原子中質(zhì)子的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，所以整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為電中性。
原子核一般是很穩(wěn)定的。離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受外界的作用而脫離原子。
原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。
金屬中原子的外層電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中
自由運(yùn)動(dòng)，這種電子叫作自由電子。
失去自由電子的原子便成為帶正電的離子，這就使金屬成為導(dǎo)體。
絕緣體中幾乎不存在能自由移動(dòng)的電荷。
引導(dǎo)學(xué)生，結(jié)合以往物理、化學(xué)學(xué)科所學(xué)的知識(shí)，從微觀角度思考物體帶電的本質(zhì)、導(dǎo)體與絕緣體的區(qū)別。
環(huán)節(jié)三
起電的
三種方式
【播放視頻】摩擦起電。
【提問(wèn)】我們熟知的摩擦起電，其本質(zhì)是什么？
【提問(wèn)】還有其他的起電方式嗎？
【播放視頻】感應(yīng)起電。
→當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。
→利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫做感應(yīng)起電。
【提問(wèn)】感應(yīng)起電的過(guò)程中有新的電荷產(chǎn)生嗎？
→感應(yīng)起電并沒(méi)有產(chǎn)生新的電荷，而是在帶電體的作用下，導(dǎo)體上的電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分。
【播放視頻】接觸起電。
【提問(wèn)】接觸后，覆蓋金屬箔的小球?yàn)楹螘?huì)被彈開(kāi)？
→接觸起電：一個(gè)不帶電的導(dǎo)體通過(guò)與另一個(gè)帶電體接觸后再分開(kāi),從而成為帶電體的現(xiàn)象。
【提問(wèn)】真空中兩個(gè)完全相同的帶電小球相接觸，在電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷怎樣分配呢？
舉例：
【播放視頻】驗(yàn)電器與靜電計(jì)。
【提問(wèn)】驗(yàn)電器的主要結(jié)構(gòu)有哪些？
【提問(wèn)】驗(yàn)電器的工作原理是什么？
【提問(wèn)】驗(yàn)電器的作用有哪些？
觀看視頻。
結(jié)合前面對(duì)物體帶電的微觀解釋，思考并回答：
不同物體對(duì)電子的束縛能力不同。摩擦過(guò)程中，（對(duì)電子的束縛能力強(qiáng)的）物體得到電子帶負(fù)電，（對(duì)電子的束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。
思考。
觀看視頻，思考感應(yīng)起電的原理。
思考并回答：
沒(méi)有。
觀察實(shí)驗(yàn)。
思考并回答：
小球帶有了和金屬球相同的電荷。
思考。
結(jié)合例題進(jìn)行思考，并回答：
兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體,接觸后再分開(kāi), 二者將原來(lái)所帶電量的總和平均分配。
觀看視頻，思考驗(yàn)電器與靜電計(jì)的作用。
思考并回答：
金屬球、金屬桿、金屬箔等。
思考并回答：
同種電荷互相排斥。
思考并回答：
①檢驗(yàn)物體是否帶電；
②粗略判斷物體帶電的多少。
根據(jù)物體帶電的微觀本質(zhì)，解釋摩擦起電的現(xiàn)象。
引發(fā)學(xué)生思考。
從實(shí)驗(yàn)角度引入第二種起電方式，引導(dǎo)學(xué)生同樣從微觀角度思考這一起電方式的原理。
引出第三種起電方式。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生思考，引出接觸起電的方式。
結(jié)合例題引導(dǎo)學(xué)生了解接觸起電后物體所帶電荷量的計(jì)算方法。
介紹新的實(shí)驗(yàn)器材，為后續(xù)的學(xué)習(xí)做鋪墊。
環(huán)節(jié)四
電荷守恒
定律
【提問(wèn)】起電的三種方式有哪些異同點(diǎn)？
→無(wú)論是摩擦起電還是感應(yīng)起電都沒(méi)有創(chuàng)造電荷，只是電荷的分布發(fā)生了變化。
【講述】追尋守恒量是物理學(xué)研究物質(zhì)世界的重要方法之一，它常使人們揭示出隱藏在物理現(xiàn)象背后的客觀規(guī)律。
【提問(wèn)】電荷是否也滿足某種守恒的規(guī)律呢？
→電荷守恒定律。
表述一：大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變。
表述二：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。
→它是自然界重要的基本規(guī)律之一。
回顧新學(xué)的知識(shí)并進(jìn)行對(duì)比：
三種起電方式的實(shí)質(zhì)均為電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移。
結(jié)合前面所學(xué)知識(shí)思考、理解。
引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度思考三種起電方式的共同之處。
由對(duì)三種起電方式的對(duì)比引出電荷守恒定律。
環(huán)節(jié)五
元電荷
【提問(wèn)】電荷的總量是守恒的，那么，物體的所帶的電荷量是任意數(shù)值嗎？
我們可不可以測(cè)出物體所帶電荷量的多少呢？
人們又是用什么方法測(cè)量電荷量的大小的呢？
【講述】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，最小電荷量就是電子所帶的電荷量。
→人們把這個(gè)最小的電荷量叫作元電荷，用e表示。
→實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，即q＝ne（n為整數(shù)）。這就是說(shuō)，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
→e＝1.6×10-19C
→一個(gè)電子或質(zhì)子所帶電荷量的絕對(duì)值等于元電荷。它的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根測(cè)定的。
電荷量與質(zhì)量的比值，叫作比荷，也叫荷質(zhì)比。
比荷也是一個(gè)重要的物理量。
電子的比荷為：eme=1.76×1011C/kg
【提問(wèn)】密立根是如何測(cè)定元電荷的電荷量的呢？
→簡(jiǎn)要介紹密立根及油滴實(shí)驗(yàn)。
【隨堂練習(xí)】
思考。
思考并理解。
思考并理解。
思考。
練習(xí)鞏固本節(jié)知識(shí)點(diǎn)。
提出問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考。
介紹元電荷、比荷的概念，為后續(xù)的學(xué)習(xí)做鋪墊。
提出問(wèn)題，為相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)做鋪墊。
課堂總結(jié)
一、電荷：
1、自然界只有兩種電荷。
2、使物體帶電的方法：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電。
二、電荷守恒定律：
電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變。
三、幾個(gè)基本概念：電荷量、元電荷、比荷
板書設(shè)計(jì)
§9.1電荷
1、電荷：
①兩種電荷：正電荷、負(fù)電荷
②電荷量：符號(hào)Q或q，國(guó)際單位：庫(kù)侖（庫(kù)，C）
2、起電方式：
①摩擦起電
②接觸起電
③感應(yīng)起電
3、驗(yàn)電器和靜電計(jì)
4、電荷守恒定律
5、元電荷：e＝1.6×10-19C
6、比荷（qm）
作業(yè)設(shè)計(jì)
1、梳理本節(jié)知識(shí)點(diǎn)。
2、教材P5“練習(xí)與應(yīng)用”。
教學(xué)反思與評(píng)價(jià)