电荷及其守恒定律(精品教案)

1.1电荷及其守恒定律
教学三维目标
（一）知识与技能
1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．
2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．
3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．
4．知道电荷守恒定律．
5．知道什么是元电荷．
（二）过程与方法
1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷
2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。

（三）情感态度与价值观
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质
重点：电荷守恒定律
难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

教学过程：
（一）引入新课：在初中我们学过一些电的知识，我们先来回顾一下初中学习的内容：
1、一般情况下物体不带电，如何使物体带电？
——摩擦可以使物体带电，很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带有电荷
2、自然界中有几种电荷？它们是谁命名的？
——自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷，美国物理学家富兰克林命名的，他把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷。

3、它们间的相互作用又是怎样的呢？
——同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。

一、电荷
1、物体带电
很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带有电荷
2、两种电荷（富兰克林命名）
（1）、正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．
（2）、负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．
3、电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。

（二）进行新课：
二、起电方式
1、摩擦起电
摩擦起电的微观解释：构成物质的原子由带正电的原子核和绕核运动的带负电的电子组成．原子核所带正电量的总数与核外所有电子的负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中心（常称电荷中心）重合．因而，在通常情况下，整个原子呈电中性（所谓不带电）．通常离原子核较远的电子受到的束缚较弱，当原子因某种原因（如摩擦、受热、化学变化等），失去电子时，原子就显为“带正电”，获得电子时，就显为“带负电”．所以，实质上物体的带电过程就是电子的得失过程．比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电．
（1）本质：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电．（2）规律：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．
介绍金属导体模型，金属导体模型也是一个物理模型如下图：在金属内，排列着的正离子只能在自己的平衡位置附近振动而不移动，而带负电的电子可以在金属内部自由移动——我们把它们称为自由电子，正是因为有可以自由移动的电子，所以金属可以导电。

【演示实验】：
把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电．这说明A和B分开后所带的
是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和。

当一个带电体靠近导体时，由于电荷间互相排斥或吸引，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷的现象叫静电感应。

2、感应起电：
（1）静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。

（2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．
（3）本质：导体中的自由电荷在带电体的作用下在导体内部发生转移。

（4）规律：近端带异种电荷，远端带同种电荷。

（近异、远同）
除摩擦起电、感应起电，还有一种方法可使物体带点，这就是接触带电。

3、接触带电
（1）接触起电：带电体和不带电体接触，总会有一部分电荷从带电体跑到不带电体上去，使它也变成了带电体。

这种使物体带电的方法叫接触起电。

接触起电是电荷重新分配的过程。

（2）本质：电荷从一个物体转移到另一个物体，电荷总量不变。

例：两个完全一样的金属小球A、B，其中A带电为Q，B不带电，将A与B接触后再分开，则A、B球的带电情况怎样？
（3）电荷分配原则（完全相同的金属球）：
①两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配
②两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配
通过刚才对三种起电方式本质的分析，三种方式最终都可使物体带点，它们创造了电荷吗？
二、电荷守恒定律
内容：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．
另一种表述：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。

阅读课本，回答以下问题：
1、什么是电荷量？它的单位是什么？
2、什么是元电荷？最早是由哪位物理学家测定的？所有带电体带的电量与元电荷的关系？
3、什么是比荷？
三、元电荷
1、电荷量 ：电荷的多少叫做电荷量．
（1）符号：Q 或q （2）单位：库仑 （3）符号：C
2、元电荷 ：最小的电荷量叫做元电荷．即一个电子或质子所带的电荷量，用e 表示
（1） e =1.60×10-19C ，由美国物理学家密立根设计的油滴实验测得的。

（2）电荷量的不连续性：所有带电体的电荷量或者等于e ，或者等于e 的整数倍。

电荷量是不能连续变化的物理量。

3、比荷：电荷的电荷量q 与其质量m 的比值q/m ，电子的比荷
111076.1⨯=e
m e C/㎏
【板书设计】
一、电荷
1、物体带电
很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带有电荷
2、两种电荷（富兰克林命名）
（1）、正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．
（2）、负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．
3、电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。

二、起电方式
1、摩擦起电
（1）原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．
（2）本质：电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电．
（3）规律：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．
2、感应起电：
（1）静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。

（2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．
（3）原因：带电体对导体内部自由电子的吸引或排斥。

（4）本质：电荷从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量不变。

（5）规律：近端带异种电荷，远端带同种电荷。

（近异、远同）
3、接触带电
（1）接触起电：带电体和不带电体接触，总会有一部分电荷从带电体跑到不带电体上去，使它也变成了带电体。

这种使物体带电的方法叫接触起电。

接触起电是电荷重新分配的过程。

（2）本质：电荷从一个物体转移到另一个物体，电荷总量不变。

（3）电荷分配原则（完全相同的金属球）：
①两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配
②两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配
二、电荷守恒定律
内容：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．
另一种表述：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。

三、元电荷
1、电荷量 ：电荷的多少叫做电荷量．
（1）符号：Q 或q （2）单位：库仑 （3）符号：C
2、元电荷 ：最小的电荷量叫做元电荷．即一个电子或质子所带的电荷量，用e 表示
（1） e =1.60×10-19C ，由美国物理学家密立根设计的油滴实验测得的。

（2）电荷量的不连续性：所有带电体的电荷量或者等于e ，或者等于e 的整数倍。

电荷量是不能连续变化的物理量。

3、比荷：电荷的电荷量q 与其质量m 的比值q/m ，电子的比荷
111076.1⨯=e m e C/㎏。