高中物理 电荷及其守恒定律教案9 新人教版选修3.docx
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高中物理电荷及其守恒定律教案9新人教版选修3
2019-2020年高中物理电荷及其守恒定律教案9新人教版选修3
一、新课标要求
（一）知识与技能
知道各种起电方法及实质，认识元电荷，掌握电荷守恒定律的内容。
（二）过程与方法
结合具体事实理解概念及定律，化抽象为具体。
（三）情感、态度与价值观
体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平。
培养学生对实验的观察和分析的能力
二、教学重点
掌握电荷的基本性质与电荷守恒定律。
三、教学难点
电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用。
四、教学方法
实验归纳法
五、教学用具：
静电感应演示器、玻璃棒、丝绸，多媒体辅助教学设备
教学过程
（一）引入新课
教师：
初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？
电荷的多少用什么表示？
学生：
自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。
出示练习题（利用多媒体）
【例一】挂在绝缘细线下的两轻质通草球，由于电荷的相互作用靠近或远离，如图所示，则：
（）
A甲图中两球一定带异种电荷；B 甲图中至少有一个带电；
C 乙图中两球一定带同种电荷；D 乙图中两球可能只有一个带电。
答案：
BC
教师：
一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？
如何使物体带电？
学生：
不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。
用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
另外还可以让物体接触带电。
教师：
摩擦起电和接触带电的实质是什么？
学生：
一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。
引入：
在复习初中内容基础上，进一步再来看有没有别的方法使物体带电？
物体带电的实质是什么？
今天这节课就来学习这些问题：
（二）进行新课
1．电荷
教师活动：
引导学生阅读教材有关物质内部微观结构的描述，思考和回答问题：
（1）物质的微观结构是怎样的？
摩擦起电的原因是什么？
（2）什么是自由电子，金属成为导体的原因是什么？
学生活动：
积极阅读教材，思考并回答问题。
点评：
培养学生通过阅读教材独立获取知识的能力。
通过学生回答问题培养学生的语言表达能力。
教师活动：
提出问题：
除了摩擦起电，还有没有可以使物体带上电的方法？
实验：
取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体A、B，使它们彼此接触。
用丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复多次接触球形导体C，使之带正电。
将C移近A，用与有机玻璃棒摩擦过的丝绸分别靠近A、B。
（如图所示）
［现象］线绸靠近B，而远离A.
［学生得出］B带正电，A带负电。
［问题］如将A、B分开，再移走C，A、B带电情况如何？
［学生答］A仍带负电，B仍带正电.
［演示证明］将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。
［问题］将A、B接触，它们是否带电？
这说明什么？
［学生答］不带电，说明接触前A、B带等量异种电荷，接触后等量异种电荷中和。
［演示证明］使A、B接触，仍用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。
［问题］若先把C移走，再将A、B分开呢？
［学生答］A、B不带电。
［演示证明］把C移走，将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确.
［师问］为什么？
［学生答］因为将C移走，A上负电荷、B上正电荷不再受C上电荷作用，而使A、B所带电荷重新恢复原状，在导体内中和而不带电。
教师活动：
引导学生分析前面的现象，总结得出静电感应的概念。
静电感应：
将电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使物体带电的过程，叫感应起电。
［结论］不仅摩擦起电和接触带电可以使物体带电，静电感应也可使物体带电。
教师活动：
静电感应的实质是什么？
是不是创造了电荷？
学生活动：
分析并回答：
当带电球C移近不带电导体A、B时，导体上自由电子被吸引过来，使导体A、B带上了等量的异种电荷，即使电荷从物体一部分转移到另一部分。
在感应起电的过程中并没有创造电荷。
教师活动：
联系摩擦起电的实质，思考使物体带电的实质是什么？
学生活动：
使物体带电，不是创造了电荷，而是使物体中的正、负电荷分开。
［教师引导学生思考，出示投影片］
【例二】把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥则A、B两球原来的带电情况可能是（ ）
A．带有等量异种电荷B．带有不等量异种电荷
C．带有等量同种电荷D．一个带电，另一个不带电
答案：
BCD
2．电荷守恒定律
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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
教师活动：
引导学生阅读教材第4页有关内容，了解电荷守恒定律的另一表述：
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。
过渡：
这是物理学中重要的基本定律之一。
通过前面的学习，清楚了物体带电的本质，而一个带电体究竟带多少电？
经过大量实验证明，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e或者是电荷量e的整数倍。
3．元电荷
教师活动：
引导学生阅读教材，思考问题：
（1）电荷的多少如何表示？
它的单位是什么？
（2）什么是元电荷？
一个电子就是一个元电荷吗？
（3）元电荷的数值是多少？
它的数值最早是由哪位物理学家测定的？
（4）什么是比荷？
电子的比荷是多少？
学生活动：
思考并回答老师的问题。
（三）课堂总结、点评
教师活动：
让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：
认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：
总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）思考探究
关于静电感应现象的应用
【例三】如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（ ）
A只有M端验电箔张开B只有N端验电箔张开
C两端的验电箔都张开D两端的验电箔都不张开
答案:
C
电荷守恒定律的应用、元电荷
【例四】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电量QA=-6.4×10-9C，QB=-3.2×10-9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？
解析当两小球接触时，带电量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。
由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电量
C
在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带的正电，这样，共转移的电子电量为
C
转移的电子数
创新应用
【例五】有三个完全一样的绝缘金属球,A球带的电量为q，B、C均不带电,现要使B球带的电量为3q/8,应该怎么办?
【例六】有A、B、C三个用绝缘柱支持的相同导体球,A带正电,B和C不带电,讨论用什么办法能使:
（1）B、C都带正电；
（2）B、C带等量的异种电荷。
课余作业
书面完成P5“问题与练习”第2、3题；思考并回答第1、4题。
2019-2020年高中物理电荷守恒定律、库仑定律教案1新人教版必修1
一、教学目标：
（1）知识与技能：
1.知道摩擦起电和感应起电并不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开.
2.知道电荷守恒定律；知道什么是元电荷。
3.掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律；会用库仑定律进行有关的计算。
（2）过程与方法：
1.渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力。
2.渗透控制度量的科学研究方法。
（3）情感态度与价值观：
通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点.
二、教学重点与难点：
库仑定律和库仑力的教学；关于库仑定律的教学。
三、教学过程：
（一）引入：
1.演示：
用和丝绸摩擦后的玻璃棒去接触验电器的金属球，发现箔片张开，表明玻璃棒带了电.
2.问：
①玻璃和丝绸为什么会带电？
分别带什么电？
②它们所带的电荷的多少叫什么？
③这种使物体带电的方法叫什么？
3.除了用摩擦使物体带电，还有其他方法也可使物体带电，本节课我们就来学习这些方法：
（二）新课教学：
1.电荷守恒定律：
①做课本演示实验1.1-1，观察在带正电的C向A、B靠近时，A、B的箔片张开情况.
②分析现象，结合检验，得到A、B分别带上了负电荷和正电荷.
③把电荷移近不带电的物体，使物体带电的方法，叫感应起电，这种现象叫静电感应.
④感应起电的实质是使物体中的正负电荷分开，电荷从物体的一部分转移到另一部分.
⑤结合上述两种起电方式的实质，进一步总结归纳得到电荷守恒定律.
2.元电荷：
①学生阅读课文相关内容.②提出问题：
不同的带电体，所带的电荷量不相同，带电体所带电荷量最小为多少？
③总结得到什么是元电荷.
3.库仑定律：
问：
我们知道，两个电荷之间会产生力的作用，那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢？
（1）看课本图1.2-1的实验.②注意观察小球偏角的变化以及引起这一变化的原因.③通过对实验现象的定性分析得到：
（2）法国物理学家库仑，用实验研究了电荷间相互作用的电力，这就是库仑定律.
1、内容：
2、表达式.
3、k叫静电力常量，k=9×109N·m2/C2.
4、点电荷：
A、不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷.
B、点电荷是一种理想化模型.
C、把带电体处理为点电荷的条件：
D、库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成的，据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力大小和方向.
（3）比较库仑力和万有引力相似之处。
四、巩固练习：
例1、带负电的导体A靠近原来不带电的导体BCD，B、C、D
三点的带电情况将是：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
若用手摸一
下B（或C、D）三点的带电情况又将是：
＿＿＿＿＿＿＿＿。
2.两个大小相同、带等量异种电荷的导体小球A和B，彼此间的引力为F．另一个不带电的与A、B大小相同的导体小球C，先与A接触，再与B接触，然后移开，这时A和B之间的作用力为F'，则F与F'之比为
A．83B．81C．18D．41
3、相距为L的点电荷A、B的带电量分别为+4Q和－Q，要引入第三个点电荷C，使三个点电荷在库仑力作用下都处于平衡状态，求点电荷C的带电量和放置的位置.
4、如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为0.1g，分别用10cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点，当平衡时，B球偏离竖直方向60°，A球竖直且与墙壁接触，求：
B
A
（1）每个小球的带电量；
（2）墙壁受到的压力；
（3）每条细线的拉力。
5.两个质量均为m的小球带电量分别为Q1、Q2，现用长为L的两根细线悬挂在同一点上，静止时两悬线和竖直方向夹角为30°，如图6所示，要使两悬线和竖直方向夹角都增大到60°，下面可行的办法是（）
A．两悬挂线长度均减小为1/3
B.其中一个小球带电量增为原来的9倍
C．其中一个小球质量减为原来的1/3
D.两个小球质量都减为原来的1/3
6、空间有p、q两个点电荷，仅在相互间的库仑力作用下从静止开始运动，开始时p的加速度为a，q的加速度为4a，经过一段时间后，q的加速度为a，速度达到v，则这时p的加速度和速度的大小为：
A.4a、4vB.、C.4a、D.、4v
五、课堂小结：
电点电荷：
带电体的线度远小于相互作用距离
荷元电荷：
.
库电荷守恒：
.
仑公式
定库仑定律静电常量K
律内容：
适用条件：
反馈练习：
1、两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别m1和m2，质量分别，带电量分别是q1和q2，用绝缘细线悬挂后，因静电斥力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角
α1和α2，且两球位于同一水平线上，如图示，若α1=α2，则下列说波中正确的是：
（）
A）q1一定等于q2；O
B）m1一定等于m2；
C）一定满足q1/m1=q2/m2；α1α2
D）必然同时满足q1=q2，m1=m2。
m1m2
2、如图所示，A、B两点分别固定正、负点电荷QA和Q，且QA﹥Q，把电荷q引入后平衡，则下列判断正确的是:
⊕-
QQ
（A）q的平衡位置在AB连线上。
（B）q的平衡位置在AB连线的延长线上A的外侧。
（C）q的平衡位置在AB连线的延长线上B的外侧。
（D）q的平衡位置与q的电性和电量均无关。
3、带电微粒所带的电量不可能是下列值中的.
A.2.4×10－19CB.－6.4×10－19CC.－1.6×10－18CD.4.0×10－17C
4、两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是.
A.5F/9B.4F/5C.5F/4D.9F/5
5、在真空中一条直线上固定有三个点电荷qA=8×10C，qB=5×10C，qC=4×10C，AB=8cm，BC=4cm．如图所示，求qB受到的库仑力的大小和方向．
6、试计算氢原子的核外电子绕核做圆周运动的线速度和周期。
已知电子电量e=1.610-19库仑，电子质量m=9.110-31千克，电子与核的平均距离r=0.5310-10米。
7、真空中两个带电量都是+10-8库仑的相同小球，用30cm的丝线悬于同一点。
平衡时，它们相距30cm.求小球的重量和线上的拉力。
8.已知如图，点电荷A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，静止时
A、B相距为d。
若将A的电荷量增大到3QA，重新平衡时AB间距离
将是多大？
9、如图11，在光滑水平面上固定三个等质量的带电小球（均可视为质点）A、B、C，三球排成一直线。
若释放A球（另两球仍固定）的瞬时，A球的加速度大小为1m/s2，方向向左；若释放C球（另两球仍固定）的瞬时，C球的加速度大小为2m/s2，方向向右；求释放B的瞬时，B球的加速度大小及方向向如何？
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