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电荷及其守恒定律,电荷及其守恒定律演示视频

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关键字:电荷 

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    接触后,A、B均带正电,因为B上电子流向了A。
    若不接触而靠近,因为电子受正电荷吸引而靠近A端,所以B会在靠近A端显负电,远离A端显正电,当A移开时,电子还原位置,电性消失。
    若在A移开之前,用一导体将B与一不带电的物质相连(如大地),另一物质的电子也会被吸引至B接近A的一端,此时移开导体,再移开A,则B由于增加了另一物质中被吸引的电子而显负电。

电荷及其守恒定律教学版:

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最近应聘了很多学校,然而在进入面试环节(有的是说课、有的是试讲,有的是答辩)总是不尽理想。其中原因应该是:我没有进行过实际中学课堂教学实习,即没有实战经验。在当前紧急情况下,我也不可能参加这样的实习环节了,所以只能抽时间进行“模拟教学”,观看教学视频、写教案、做课件等。下面是我撰写的教案——电荷及其守恒定律教案。我想我这个教案应该写得不错,因为它已经把女朋友骗过去了。女朋友说:

“大明,我觉你这样抄写他人的教案,不会有什么作用?”

3-1 1 1  电荷及其守恒定律

一 教材内容分析

电荷及其守恒定律是高中物理新课标选修3-1(人教版)第一节的内容。本节主要学习电荷的基本概念及电荷守恒定律。同学们在初中阶段就接触了本节知识(自然界只存在两种电荷、电荷间的性质、电荷守恒定律等),因此在高中物理教学中应该这个基础上加深、提高。知道电荷是电场力这一新性质力的产生条件;了解电荷存在于原子中的微观粒子之中;能够从物体的微观结构上解释摩擦起电、感应起点、接触带电等现象以及电荷守恒定律。

二 教学目标

   (一)知识与技能目标

     1 知道两种电荷及其性质,知道电荷量、元电荷概念;

     2 知道电荷既不能创造,也不能是消亡,而是负载于物质的微观粒子之中;

     3 了解摩擦起电、感应起点、接触带电三种现象;

     4 知道电荷守恒定律,了解人们对电荷守恒定律的新认识。

(二) 过程与方法目标

      1 通过了解物质的微观结构,理解自由电荷、导体、绝缘体等概念;

     2 能够从微观角度解释摩擦起电、感应带电、接触带电等现象,分析它们的异同;

     3 能够从微观角度解释电荷守恒定律。

 (三) 情感、态度与价值观目标

   1 树立起从微观角度解释宏观现象的思维习惯;

  2 培养学生观察宏观现象的良好品质,并积极思考其本质的“打破沙锅问到底”的质疑与探究精神。

三  知识重难点分析

(一)重点

 电荷守恒定律。

 (二) 难点

 从微观上解释摩擦起电、感应起电和接触带电的现象,从而理解电荷守恒定律。

四 教学流程设计

     (一)引入新课

  教师:用未经摩擦的朔料笔头靠近准备好的纸屑,提醒学生仔细观察其现象,并提问:笔头与纸屑之间存在相互作用力吗?是什么力?为什么笔头未能吸起纸屑?

  学生:笔头与纸屑之间存在万有引力的作用,但是万有引力小于地球对纸屑的重力,所以笔头未能吸起纸屑。

  设计说明:有些学生有可能仅仅观察到表面现象,却不能把握现象后的本质。通过此设计,进一步培养学生科学的思维习惯;同时,也为观察下面现象作铺垫。

 教师:用笔头在衣服上用力摩擦几下,然后再把笔头靠近纸屑,提醒学生仔细观察现象,并提问:笔头与纸屑此时存在的相互作用力,是重力吗?是弹力吗?是摩擦力吗?是万有引力吗?

 学生:不是。

教师:对,这是一种新的性质力。本章正是要探究这种新的性质力,探究它的产生条件、大小、方向及作用规律。当然,我们也能从力学的角度更好地了解电的性质。本节主要探究该性质力的产生条件,并对这一条件进行分析。

设计说明:这样设计,一方面突出力学的基础性地位,另一方面也符合高中物理教学目标和教学特点。这样的设计,我认为并不会削弱本节课的教学任务,反而能从更高的角度审视本节教学任务,所谓站得高看得远。

(二) 进行新课

教师:摩擦过的笔头能够吸引纸屑一类的现象,古人对之早有记载。它们之所以能够相互吸引,是因为它们存在某种固有属性。16世纪,英国御医吉尔伯特把这种固有属性称为电荷。我们已经知道,世界上只存在两种电荷,至少现在人们还未能发现第三种电荷。这两种电荷是?

 

板书: 电荷及其守恒定律

一、电荷

正电荷、负电荷(课件上呈现)

 

学生:正电荷和负电荷。

教师:请同学们补充对正电荷与负电荷的认识。

 

学生:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。(课件上呈现)

 

教师:很好。现在我们再来做一个实验。用两个小金属棒握在一起(以提问的形式提醒学生注意这是金属棒),然后靠近一个绝缘的带电物体,然后把两个金属棒分开,并分别悬挂于准备上的铁架台上;依次把绝缘带电物体靠近它们,提醒学生仔细观察实验现象。并提问:观察现象后,我们能得出什么结论?(手握金属棒时注意绝缘)

 

学生:起初靠近绝缘带电物体的金属棒带上了与它相异的电荷;另一个金属板带上了与它相同的电荷。

 

教师与学生:换上两跟塑料棒,完成上面类似教学。

 

教师:结合上面两个实验,我们能得出什么结论?

 

板书:二、三种起电方式:摩擦起电、感应起电、接触带电

 

学生:金属棒与朔料棒应该具有不同的组成结构。一个是导体,一个是绝缘体。

 

教师:很好。我们给出物质组成结构模型。课件上展示出物质组成结构模型,并分别呈现导体(金属)和绝缘体的结构模型,给出“自由电子” 概念或模型,并指出两模型的区别。

 

教师:原先不带电的两个金属棒靠近带电物体,两金属棒后来分别带上异种电荷,这样的现象称为静电感应。利用静电感应使导体带电,称为感应起电。通过摩擦使绝缘体带上异种电荷,称为摩擦起电。同学们,能不能从微观上解释感应起电、摩擦起电的机理?并分析它们的异同。

学生:思考与讨论。

教师:做好引导,评价学生的讨论结果。并在课件上展示感应起电过程(模拟)。

教师:我们再做一个实验,用一个带电金属小球接触一个悬挂着不带电金属小球,移开后在靠近,观察悬挂小球的运动情况。提问:我们观察到的现象能告诉我们结论。

学生:原先不带电的金属小球带上了与带电小球同种性质的电荷。

教师与学生:引导学生思考讨论接触带电的微观机理:带电小球与不带电小球接触时,它们内部存在的自由电荷(电子)由于扩散作用,而进行了重新分布,使不带电的导体带上了同种电荷,这一现象称为接触带电。

教师:我们探究讨论了三种起电方式,课后请同学对此做好比较、总结。现在我们应该知道:不管是哪一种起电方式,实际上就是电子发送了转移,要么从一个物体上转移到另一物体上,要么是从物体的一部分转移到另一部分,在这个过程中,电子总数目有没有变?

学生:没有。

教师:很好。也就说电荷是守恒的。这就是注明的电荷守恒定律:电荷既不能产生,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一物体上,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。(课件上展示这一内容)。

板书:三、电荷守恒定律

教师:任何理论都要接受时间的考验;同样地,随着人们进一步实践与认识,任何理论的实际内容都有可能被改写,或者说得到发展与完善。现代物理实验发现:电荷是可以产生的,也是可以消亡的。但是,有这样一个规律,产生时,总是等量异种电荷同时产生;消亡时,总是等量异种电荷同时消灭。也就是说:电荷的总量依然保持不变。我们说:一个于外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。(课件上呈现这一结论)

教师:我们猜测:整个宇宙,电荷的代数和是多少?

学生:零。

教师:我想也是的。从上面分析,我们也非常关心电荷的多少。我们再来回顾一个实验:用丝绸轻轻摩擦玻璃棒若干次,靠近悬挂的带电玻璃棒,观察现象;再用丝绸用力摩擦玻璃棒若干次,靠近悬挂的带电玻璃棒,观察现象。我们看到了什么现象,你能得出怎样的结论?

学生:轻轻的摩擦过玻璃棒对悬挂玻璃棒的作用力小于用力摩擦过的玻璃棒。原因是:前者所带电荷大于后者电荷。

教师:很好。物体所带电荷的多少,称为电荷量。电荷量的单位是库仑,显然我们是用来纪念伟大科学家库仑的,符号为C。电荷量不同,作用力就不同。那么物体所带电荷量与它们之间的作用力有什么样的对应关系呢?这不是我们本节课所要研究的。但是,探究这一关系,是十分重要的。

板书:四、电荷量 元电荷

    电荷量单位:库仑 (C).

元电荷量:e=1.6×10-19 C

教师:我们知道:电荷负载于微观粒子上。在历史上很长一段时期我们认为:只有电子带负电荷、质子带正电荷,它们所带的电荷量相等。它们所带电荷量称为元电荷量,大小为e=1.6×10-19 C。因此,科学家们也认为:任何物体所带电荷量多是元电荷的整数倍。

现代物理实验发现,电子和质子都可能不是最小的微观粒子,更小的微观粒子可能带电,带电的电荷量不再是元电荷的整数倍。高端期刊论文里或一些高等物理书籍中,把电荷量是元电荷的分数情况下的电荷,称为分数电荷。例如 , , 等等。

教师:新授课内容,我们到此结束。现在请同学们总结下:你通过这节课,学到些什么?

学生:总结。

五 教学反思

    我们并不是简单地重复初中所展示过的实验,而是采用探究性思维展开本节教学内容。例如,我们不是首先给出原子微观结构模型,导体与绝缘体的微观结构上的差异,而是先观察实验现象,通过实验现象对比分析,猜测:导体与绝缘体的微观结构存在差异。当然,在这里,探究层次和深度应该因地制宜,应该以实际教学班级的平均能力为依据去把握探究层次和深度这个度。

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