15.1 两种电荷教学设计

　　【教材分析】

《两种电荷》是人教版九年级第十五章第一节，本节的教学内容有：摩擦起电现象、两种电荷及其作用规律、验电器、电荷量及其单位、原子结构、原子核、电荷在导体中定向移动。其中两种电荷及其作用规律是教学重点，认识自然界只有两种电荷同时又是教学难点。摩擦起电是人类最早发现的电现象，两种电荷及其相互作用规律是进一步深入学习电流概念的关键，因此本节课作为初中电学起始课，具有很重要的地位。

【学情分析】

本节课中的摩擦起电现象，两种电荷及其作用规律，学生在小学自然常识课中曾经学过，初中阶段应在这个基础上，通过实验分析，使学生了解“自然界只有两种电荷”的逻辑思维过程，发展学生的逻辑推理能力．所以必须把这些比较简单的知识讲得丰富些，挖掘深度，不然难以引起学生的学习兴趣。通过课本图4-3所示的演示实验，使学生知道验电器带电的多少与验电器箔片张开的角度大小相对应，从而引出电荷量的概念。电荷量的单位是直接告诉学生的，为了使学生对电荷量的单位库仑有个大概的了解，应举例说明：一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷量，大约只有10-7库仑，一片带电的云上所带的电荷量，大约有几十库仑。

　　【教学目标】

1．知识与技能

①认识摩擦起电的现象，了解电荷的种类及电荷间的相互作用规律；

②了解验电器的原理及其构造作用，了解电荷量及其单位；

③了解原子结构，认识元电荷，了解金属中存在自由电子和电荷的移动，了解导体和绝缘体。　　

2．过程与方法

①经历实验探究活动感受摩擦起电，知道带电体的性质；

②在认识自然界只有两种电荷的过程中，感受人们所用的推理方法；

③尝试应用已知的科学知识去解决具体的问题。

3．情感态度与价值观

①关心生活、生产、自然现象中常见的电现象（如摩擦起电等），对电荷种类的探究产生兴趣，能主动利用简易器材动手做实验，激发学生主动学习的兴趣；

②具有对科学的求知欲，乐于探索、善于观察、勤于分析，具有创新的精神。

　　【教学重点】

摩擦起电现象；两种电荷及电荷间的相互作用规律。

　　【教学难点】

1．从实验现象推理得出自然界中只存在两种电荷。

2．了解原子结构和金属导体中自由电子的存在。

　　【教学方法】

实验探究法、讲授法、阅读法。

　　【教学准备】

1、 裁剪机器人钢铁侠的视频。

2、玻璃棒、丝绸、橡胶棒、 纸屑和泡沫、塑料尺、圆珠笔杆、梳子、验电器、金属杆、塑料杆、矿泉水瓶、气球、多媒体课件等。

【课时安排】

2课时

【教学过程】

一、激发探究兴趣 ，引入新课

　　请同学们欣赏 一段视频：机器人钢铁侠。

　　师：随着机器人在各个领域的兴起，钢铁侠要能正常工作，离不开我们生活一种很熟悉的东西，是什么？（电）那么，你们想了解电的有关知识吗？好！这节我就带大家进入电的世界。

　　师：我们先来做一个实验：老师利用矿泉水瓶在底部扎一小孔形成水流，先让梳子靠近水流观察现象，然后在头发上摩擦几下梳子再靠近水流观察现象。你看发生了什么现象？

师：摩擦后的梳子能吸引水流，你知道这是什么现象吗？

　　师：对！这是摩擦起电现象，人类对电世界的认识就是从这一现象开始的。这节课我们就来学习最基本的问题──电荷。（板书）

　　大屏幕展示学习目标。

二、进行新课

1．摩擦起电

　　下面同学们来做一个实验，老师说一下实验的要求和目的：

【学生实验】：先用塑料尺（或塑料梳子、圆珠笔、玻璃棒、橡胶棒）靠近碎纸屑，看有什么现象。然后塑料尺、塑料梳子、圆珠笔和头发（玻璃棒和丝绸布、橡胶棒和毛皮）摩擦后，再靠近碎纸屑看有什么现象。（学生实验、观察，教师巡回指导）（课件展示问题）

　　师：这两次实验现象相同吗？（不同）

　　师：两次实验现象有什么不同？（不摩擦时塑料尺等不吸引碎纸屑，摩擦后吸引碎纸屑）

　　师：被摩擦过的物体为什么会吸引碎纸屑？（因为摩擦过的物体带了“电”。）

　　师：对！摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或说带了电荷。（板书）（课件展示概念）

　　你刚才是用什么方法使物体带电的？（摩擦）　　

　　师：摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电就叫摩擦起电。（课件展示概念）

　　那么在日常生活中你见过类似的摩擦起电现象吗？（讨论后举例并课件展示）

①在空气干燥的时候，用塑料梳子梳头发，头发会随着梳子飘起来；

②在干燥的秋冬季节，晚上脱毛衣时会发现一些小火花，并伴有“啪啪”的响声；

③经常使用的电风扇，扇叶表面往往会带上一些灰尘；

④小朋友玩的塑料滑梯上，和高速行驶的汽车车门上，当人用手去触摸时，人会触电。

　　师：同学们回答很好，实际上，用摩擦的方法可以使各种各样的物体带电，只要你细心观察，还会有更多发现的。

2．两种电荷及相互作用

　　师：在刚才的实验中我们已经知道用摩擦的方法使毛皮摩擦过的橡胶棒和丝绸摩擦过的玻璃棒都带上了电荷，那么它们带的电荷是否相同呢？下面我们通过实验来研究一下：

　　演示实验：（播放实验视频）

①用丝绸分别摩擦两根完全相同的玻璃棒，将一根玻璃棒放在支架上，用另一根玻璃棒靠近。你看到什么现象？说明了什么？（老师演示）

②用毛皮分别摩擦两根完全相同的橡胶棒，将一根橡胶棒放在支架上，用另一根橡胶棒靠近它。你看到什么现象？说明了什么？（学生演示）

③将毛皮摩擦过的橡胶棒放在支架上，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它。你看到什么现象？ 此现象又说明了什么？（学生演示）

　　（生1：被毛皮摩擦过的橡胶棒和被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷不同）

　　师：很好！人们通过大量的实验研究发现，用摩擦的方法可以使各种各样的物体带电。带电后的物体带的电荷不是跟丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷种类相同，就是跟毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷种类相同，没有第三种电荷，自然界中只存在两种电荷。为了研究方便，美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定，是怎样规定的呢？（用绸布摩擦的玻璃棒所带的电荷叫正电荷，可用“+”表示。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫负电荷，可用“-”表示。）

生2：（同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。）（课件展示）

师：两个带电体相互排斥，则有：带同种电荷。

两个带电体相互吸引，则有：①带异种电荷；②一带电，另一个不带电。

3．如何检验物体是否带电──验电器 电荷量

检验物体带电的方法常有：

1、 利用带电体吸引轻小物体的性质来判断。

2、 利用电荷间的相互作用来判断。

【试一试】 下面这两个练习各用什么方法检验物体带电的：

练习：1．用摩擦过的物体去靠近碎纸片，碎纸片被吸引过来，能不能判断该物体带了电？问：这是用什么方法判断物体是否带电的？

（1）利用带电体吸引轻小物体的性质来判断。

2．有三个带电体，若A排斥B，B吸引C，如果A带负电，则B带 电，C带 电。

问：这是用什么方法判断物体是否带电的？

（2）利用电荷间的相互作用来判断。

　　师：除此之外，我们还可以用验电器来检验（出示验电器并介绍构造，课件展示）。

构造：金属球、金属杆、金属箔。

　　下面我们再来做一组实验，看用验电器能否检验物体是否带电。（边说边演示用实物介绍，并用课件展示）：

1．先用不带电的橡胶棒接触验电器的金属球。

2．再用带电的橡胶棒接触验电器的金属球。

3．最后用力摩擦橡胶棒，再将它接触验电器的金属球。

1、2步后：

师：你们发现了什么？（不带电的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔片不张开，带电体接触验电器的金属球，验电器的金属箔片张开。）

　　师：对！可见验电器可以用来检验物体是否带电。验电器的作用是：检验物体是否带电。（课件）

　　思考：此时金属箔片带什么电荷？金属箔片为什么会张开？（带负电荷，用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两个金属箔片上，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开）。验电器就是根据这个原理制成的。

（课件）原理：根据同种电荷互相排斥的性质。

　　最后老师演示3步。（电荷量的教学）

　　师：你们又发现了什么？（带电多的物体接触验电器的金属球，金属箔片张角大。）

想一想：从验电器张角的大小我们可以判断出什么？（可以判断所带电荷的多少）验电器金属箔片张角越大，说明所带电荷越多，我们把电荷的多少叫电荷量，简称电荷，单位是库仑，简称库，符号是C。

认识电荷量

一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷大约只有10-7C，一片带电的云所带的电荷约几十库。---用图片（课件展示）

4．原子的结构 原子核

　　师：摩擦过的玻璃棒或橡胶棒带上了电荷、雷雨云也带上了电荷，电荷从哪里来？请同学们阅读课本99页原子的结构 原子核的内容就明白了。（课件展示）阅读后，请回答：

　　（1）物质是由什么构成的？原子是不是组成物质的最小微粒？

　　（2）原子的结构是怎样的？

　　（3）什么叫元电荷？其电荷量是多少？最小电荷叫元电荷（e）e=１．6×10-19C

　　（4）带电体的带电荷量有什么特点？

（5）通常情况下，原子为什么是中性？请看下面这个氧原子示意图，这个氧原子带电吗？

（那么摩擦起电是怎样产生的呢？这个问题课下我们可以结合课后“动手动脑”中的问题从电子的得失方面去猜想一下。）

5．电荷定向移动 摩擦起电的原因

接下来请大家看大屏幕上视频：

这个女孩用手摸带电的金属球，她的头发都竖立起来了。她的头发竖起来说明了什么？（带了电）头发上的电荷从哪里来的？（金属球上）那么说电荷可以移动。

（1）不同物质的原子核束缚电子的本领不同。

（2）失去电子的物体因为缺少电子而带正电；得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。

注意：摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正、负电荷分开。

6、导体和绝缘体

下面我们通过实验来看一看：

1．取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，用金属棒把A和B连接起来。看有什么现象发生？说明了什么？（说明金属杆中有电荷在定向移动）。金属中存在大量可以自由移动的电荷，叫自由电子。可见金属是导电的，像金属这样善于导电的物体叫导体。你知道常见的导体有什么吗？常见的导体有：金属、人体、食盐水溶液、大地等。

2．接着老师让两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，用塑料棒把A和B连接起来。看有什么现象发生？说明了什么？（电荷不能通过塑料杆定向移动。）

　　师：由于塑料内部几乎没有可以自由移动的电荷。可见塑料不善于导电。我们就把不善于导电的物体叫绝缘体。

常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油、干燥空气等。（阅读课本P35相关内容）

生活中的导体和绝缘体：

探究活动：

1．导体和绝缘体之间没有绝对的界限。

2．导体易导电是因为导体中有自由电荷，绝缘体不易。

3. 导电是因为绝缘体中几乎没有自由电荷。

4．金属靠自由电子导电。

三、课堂练习

1．电工师傅工作时常常要穿一双厚橡胶底的鞋，俗称 “电工鞋”。问：这种鞋有何作用呢?

2．有三个带电的小球，甲吸引乙，乙吸引丙，那么当甲和丙靠近时，看到的现象是( )

A．互相吸引 B．互相排斥

C．既不相吸也不相斥 D．无法判断

3．带电体接触验电器的金属球后，验电器的金属箔张开，这可以表明金属箔( )

A．得到电子 B．失去电子

C．得到或失去电子 D．得到或失去质子

四、课堂小结（基本知识）

1．电荷：概念、单位、相互作用

2．测量工具——验电器：构造、原理及使用

3．导体和绝缘体

版书设计

§15～1 两种电荷

一、摩擦起电

1．物体有了吸引轻小物体的性质，就说明物体带了电，或者说带了电荷。

2．用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电。

3．使物体带电的方式：摩擦起电、接触起电和感应起电

二、电荷间的相互作用

1．自然界只有两种电荷。

2．被丝绸摩擦的玻璃棒带的电荷叫做正电荷；

被毛皮摩擦的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。

3．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

三、验电器

1．结构：金属球、金属杆、金属箔片。

2．原理：同种电荷互相排斥。

3．作用：实验室里常用验电器来检验物体是否带电。

四、电荷量

1．电荷的多少叫做电荷量，简称电荷。

2．电荷的单位为库仑，简称库，符号是C。

五、元电荷

1．原子由位于中心的原子核和核外电子构成。

2．电子是带有最小电荷的粒子。人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号e表示。e=1.6×10-19 C

六、导体和绝缘体

1．导体：善于(容易)导电的物体。

例如：金属、石墨、人体、酸碱盐的水溶液、大地等。

2．绝缘体：不善于(不容易)导电的物体。

例如：橡胶、玻璃、陶瓷、油、纯水、干燥的空气、干燥的木棒等。