《電荷摩擦起電》設(shè)計(jì)

電荷摩擦起電一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、知道摩擦起電現(xiàn)象。2、知道自然界中有兩種電荷和電荷之間的相互作用規(guī)律。3、知道電荷及單位。4、知道驗(yàn)電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。5、了解原子結(jié)構(gòu)、電荷從哪里來(lái)、金屬導(dǎo)體中存在自由電子。（二）過(guò)程與方法1、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究，領(lǐng)會(huì)物體帶“電”的概念。2、參與實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論，學(xué)會(huì)主動(dòng)發(fā)言，能流利表達(dá)自己的見(jiàn)解。（三）情感態(tài)度價(jià)值觀1、通過(guò)事例認(rèn)識(shí)電與我們生活密切相關(guān)，感知物理就在我們身邊。2、養(yǎng)成好問(wèn)、愛(ài)探究的習(xí)慣，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。二、教學(xué)重點(diǎn)1、摩擦起電現(xiàn)象。2、電荷間作用規(guī)律。3、電荷的概念和單位。三、教學(xué)難點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理得出自然界中只存在兩種電荷及其作用規(guī)律。四、課時(shí)安排1課時(shí)五、教學(xué)準(zhǔn)備塑料梳子、塑料尺、塑料筆桿、碎紙屑、毛皮、綢布、橡膠棒、玻璃棒、鐵架臺(tái)、驗(yàn)電器、帶絕緣柄的金屬棒、塑料絲束、乒乓球六、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、問(wèn)答法、討論法、演示法、講授法、練習(xí)法。七、教學(xué)過(guò)程新課導(dǎo)入：1、互動(dòng)①與電相關(guān)的現(xiàn)象很多，大家能不能舉出一些例子。②這些現(xiàn)象很多都比較復(fù)雜，要理解它們需要從學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的電學(xué)知識(shí)開(kāi)始。2、演示：這也是一個(gè)與電有關(guān)的實(shí)驗(yàn)：用手反復(fù)捋塑料絲束。3、提問(wèn)互動(dòng)：可看到什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象叫什么名字？你在什么地方見(jiàn)過(guò)摩擦起電？這節(jié)課我們主要研究摩擦起電和兩種電荷。新課講解：靜電現(xiàn)象1、學(xué)生探索摩擦起電：用毛皮（可用頭發(fā)和絲綢）摩擦塑料梳子、尺子吸起紙屑。①觀察靠近梳子尺子的紙屑出現(xiàn)什么現(xiàn)象。②學(xué)生討論：塑料梳子尺子摩擦前后觀察到的現(xiàn)象有什么不同？③學(xué)生給“摩擦起電”下定義。2、教師小結(jié)并給出摩擦起電的定義及帶“電”性板書(shū)：經(jīng)過(guò)摩擦的物體具有吸引輕小物體性質(zhì)的現(xiàn)象叫摩擦起電。帶“電”性：物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)叫帶了電荷，或叫帶了電。3、互動(dòng)你知道生活中哪些摩擦起電的現(xiàn)象嗎？電荷間的作用規(guī)律①用細(xì)繩將綢擦玻璃棒和毛擦橡膠棒懸掛在鐵架臺(tái)下，分別用綢擦玻璃棒和毛擦橡膠棒靠近，讓學(xué)生觀察排吸情況。②互動(dòng)兩根綢擦玻璃捧與玻璃棒相互怎么樣？?jī)筛料鹉z棒怎么樣？綢擦玻璃棒與毛擦橡膠棒怎么樣？小結(jié)：大量實(shí)驗(yàn)表明，帶電體如果與綢擦玻璃棒相互排斥，就一定與毛擦橡膠棒吸引；如果與毛擦橡膠棒相互排斥，就一定與綢擦玻璃棒吸引，這說(shuō)明自然界中只有兩種電荷。物理學(xué)規(guī)定綢擦玻璃棒所帶電荷叫正電荷，毛擦橡膠棒所帶電荷叫負(fù)電荷。由本實(shí)驗(yàn)可看出同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。（板書(shū)：自然界只有兩種電荷：一種是正電荷——綢擦玻璃棒所帶電荷，另一種是負(fù)電荷——毛擦橡膠棒所帶電荷。電荷及作用規(guī)律：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。）1、互動(dòng)怎樣判斷物體是否帶電荷？小結(jié)：①根據(jù)定義看能不能吸引輕小物體。②根據(jù)電荷間作用規(guī)律。2、出示驗(yàn)電囂，了解其結(jié)構(gòu)演示：用驗(yàn)電器檢驗(yàn)物體是否帶電.3、互動(dòng)：為什么它能檢驗(yàn)物體是否帶電呢？小結(jié)：帶電體接觸驗(yàn)電器后，驗(yàn)電器兩金屬鉑因?yàn)閹贤N電荷互相排斥而張開(kāi)。（板書(shū)：驗(yàn)電器的作用：檢驗(yàn)物體是否帶電；原理：同種電荷互相排斥。）強(qiáng)調(diào)指出其原理并未用到異種電荷互相吸引。4、互動(dòng)：驗(yàn)電器能檢驗(yàn)出物體所帶電荷的多少嗎？小結(jié)：能，看張角的大小。5、電荷描述：電荷的多少叫電荷量，簡(jiǎn)稱電荷。物理學(xué)中凡有“量”字的概念都表示了多少。電荷量用Q表示。單位是庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱庫(kù)，符號(hào)C。（板書(shū)：電荷的多少叫電荷量，簡(jiǎn)稱電荷（用Q表示）。單位是庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱庫(kù)，符號(hào)C。如：Q棒=10-7C，Q云=20C）6、原子的結(jié)構(gòu)①1897年，湯姆生發(fā)現(xiàn)中子，揭開(kāi)原子是有結(jié)構(gòu)的微粒。②出示乒乓球，結(jié)合桃子李子的結(jié)構(gòu)說(shuō)明原子的核式結(jié)構(gòu)。③在原子中，原子核帶正電，電子帶負(fù)電7、元電荷在各種帶電微粒中，電子電荷量的大小是最小的，人們把最小電荷叫元電荷，用符號(hào)e表示。任何帶電體所帶電荷都是e的整數(shù)倍。互動(dòng)：請(qǐng)問(wèn)多少個(gè)電子帶的電量為1C？（板書(shū)：最小電荷--—元電荷：e=×10-19C）8、顯電性：正常情況下，原子核所帶正電荷與電子所帶負(fù)電荷在數(shù)量上相等，整個(gè)原子呈中性，即對(duì)外不顯帶電性。如果在某種情況下（與其它物體作用時(shí)，如受外力作用時(shí)）原子核所帶正電荷大于或小于電子所帶電荷，原子則對(duì)外顯電性。一般物體的原子所帶正電荷總是不變的。（板書(shū)：正常情況下原子呈中性。中性原子得到電子帶負(fù)電，中性原子失去電子帶正電。）9、自由電子可以移動(dòng)演示4：A、B兩個(gè)驗(yàn)電器，使A帶負(fù)電，B不帶電，用金屬棒連接A、B的金屬球，可以看到B的鉑片張開(kāi)。①你們看到B有什么變化？②互動(dòng)：說(shuō)明B的鉑片上帶上了電荷，它是怎么一回事呢？原來(lái)在A金屬片上多余的電子的一部分，可以定向移動(dòng)到B。③想一想做一做：如果A帶正電，電子又是怎樣移動(dòng)的呢？（板書(shū)：可以定向移動(dòng)的電子稱為自由電子。）靜電的應(yīng)用和防護(hù)靜電的應(yīng)用情景：靜電技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)理論研究、信息工程、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)工程、大規(guī)模集成電路生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、生物技術(shù)、選礦和物質(zhì)分離、醫(yī)療衛(wèi)生消毒、食品保鮮、石油化工、紡織印染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)正在形成一個(gè)新興的“靜電產(chǎn)業(yè)”。問(wèn)題：(1)除上述靜電應(yīng)用的實(shí)例外，你還知道哪些在生產(chǎn)和生活中的靜電應(yīng)用？(2)簡(jiǎn)要說(shuō)說(shuō)靜電復(fù)印機(jī)的工作流程。(3)激光打印機(jī)、靜電復(fù)印機(jī)和靜電植絨利用了靜電的什么特點(diǎn)？解答：(1)靜電應(yīng)用技術(shù)種類繁多，但從技術(shù)角度大體可劃分為：凈化技術(shù)，如靜電除塵；生物技術(shù)，如靜電育種和靜電殺菌；分離技術(shù)，如靜電分選等。(2)靜電復(fù)印機(jī)的工作流程可簡(jiǎn)要?dú)w納為：照明和聚焦成像、靜電顯影、轉(zhuǎn)印和定影三步。(3)主要利用靜電可以吸引輕小物體(或正負(fù)電荷相互吸引)的特點(diǎn)。靜電的危害和防止(重點(diǎn)探究)情景：1993江蘇省某縣化肥廠發(fā)生氫氣泄漏，泄漏的氫氣因摩擦起火造成火災(zāi)，導(dǎo)致人員傷亡，并造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。事故經(jīng)過(guò)是：該廠碳化車間清洗塔發(fā)生嚴(yán)重氫氣泄漏。廠領(lǐng)導(dǎo)為了保證生產(chǎn)，要求在不停機(jī)、不減壓的條件下采取臨時(shí)堵漏措施，堵塞漏氣處。操作工按照廠領(lǐng)導(dǎo)的要求冒險(xiǎn)作業(yè)，用鐵皮和橡膠板進(jìn)行堵漏，但是失敗，操作工再次冒險(xiǎn)作業(yè)，用平板車內(nèi)的胎皮企圖包住泄漏處。堵漏時(shí)，由于塔內(nèi)的壓力較高，高速噴出的氫氣與橡膠皮摩擦產(chǎn)生靜電火花，導(dǎo)致起火。問(wèn)題：(1)根據(jù)上述事故描述，通過(guò)與同學(xué)共同討論，你認(rèn)為必須同時(shí)具備哪些條件才會(huì)產(chǎn)生這類事故？(2)根據(jù)(1)中所得的結(jié)論，為防止類似事故的發(fā)生，應(yīng)采用哪些措施？解答：(1)靜電最為嚴(yán)重的危害是引起爆炸和火災(zāi)。因此，靜電安全防護(hù)主要是針對(duì)爆炸和火災(zāi)。靜電引起爆炸和火災(zāi)的條件可歸納為以下幾點(diǎn)：①有產(chǎn)生靜電的來(lái)源；②靜電得以積累；③靜電放電的火花能量達(dá)到爆炸性混合物的最小引燃能量；④靜電火花周圍有爆炸性混合物存在。(2)靜電安全防護(hù)正是從控制這四個(gè)條件著手的。控制前三個(gè)條件的實(shí)質(zhì)是控制靜電的產(chǎn)生和積累，是消除靜電危害的直接措施?？刂频谒膫€(gè)條件是消除或減輕周圍環(huán)境爆炸和火災(zāi)的物質(zhì)性因素，是防止靜電危害的間接措施。控制靜電的產(chǎn)生主要是控制工藝過(guò)程和工藝過(guò)程中所用的材料；控制靜電的積累主要是設(shè)法加速靜電的泄漏和中和，使靜電不超過(guò)安全限度。接地、增濕、加入抗靜電添加劑等均屬于加速靜電泄漏的方法，運(yùn)用感應(yīng)中和器屬于加速靜電中和的方法。尖端放電與避雷針問(wèn)題：觀察周圍建筑物上安裝的避雷針可以發(fā)現(xiàn)，尖尖的避雷針不但安裝在高大建筑物的頂端，而且避雷針還通過(guò)導(dǎo)線(或金屬)接地。避雷針為什么要做成尖尖的？避雷針為什么又要接地呢？解答：避雷針頂部要做成尖尖的是根據(jù)尖端放電的原理。