2019-2020年新课标人教版1-1选修一1.1《电荷库仑定律》WORD教案5.doc

2019-2020年新课标人教版1-1选修一1.1电荷库仑定律WORD教案5教学目标（一）知识与技能1知道两种电荷及其相互作用知道点电荷量的概念2了解静电现象及其产生原因；知道原子结构,掌握电荷守恒定律3知道什么是元电荷4掌握库仑定律，要求知道知道点电荷模型，知道静电力常量，会用库仑定律的公式进行有关的计算（二）过程与方法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。3、类比质点理解点电荷，通过实验探究库仑定律并能灵活运用（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，认识理想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养，认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用教学重点：电荷守恒定律，库仑定律和库仑力教学难点：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，库仑定律的理解与应用。教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，多媒体课件 教学过程：第1节电荷 库仑定律（第1课时）（一）引入新课：多媒体展示：闪电撕裂天空，雷霆震撼着大地。师：在这惊心动魄的自然现象背后，蕴藏着许多物理原理，吸引了不少科学家进行探究。在科学史上，从最早发现电现象，到认识闪电本质，经历了漫长的岁月，一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节，了解我们人类对闪电的研究历史，并完成下述填空：电闪雷鸣是自然界常见的现象，蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，直到1752年，伟大的科学家_冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。师强调：以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电，证实了闪电与实验室中的电是相同的。雷电是怎样形成的？（大气中冷暖气流上下急剧翻滚，相互摩擦，云层就会积聚电荷，当电荷积累到一定程度，瞬间发生大规模的放电，就产生了雷电）物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应该怎样利用这些规律？这些问题正是本章要探究并做出解答的。师：本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因，电荷守恒定律（二）新课教学复习初中知识：师：根据初中自然的学习，用摩擦的方法可使物体带电，请举例说明。生：用摩擦的方法。如：用丝绸摩擦过的玻璃棒，玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，橡胶棒带负电。演示实验：先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，看有什么现象？然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒，再靠近碎纸屑看有什么现象？让学生分析两次实验现象的异同；并分析原因。教师总结：摩擦过的物体性质有了变化，带电了或者说带了电荷。带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，能够吸引轻小物体，我们说此时物体带了电。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。人类从很早就认识了摩擦起电的现象，例如公元1世纪，我国学者王充在论衡一书中就写下了“顿牟掇芥”一语，指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。后来人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种：用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷是一种，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。一、电荷：1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名）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硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷2、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3、电荷量：电荷的多少叫做电荷量符号：Q或q 单位：库仑 符号：C“做一做”验电器与静电计为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少，从18世纪起，人们经常使用一种叫验电器的简单装置：玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一条导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出（图甲）。如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计（图乙）问：是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属箔片才开始张开？解释看到的现象？二、起电的方式及原因1、摩擦起电摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同特别是离核较远的电子受到的束缚较小。当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体。实质：电子的转移结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷得到电子：带负电；失去电子：带正电问：摩擦起电有没有创造了电荷？生：没有，摩擦起电是带电粒子（如电子）从一个物体转移到另一个物体。师：很多物质都会由于摩擦而带电，是否还存在其它的使物体起电的方式？在学习新的起电方式之前，我们先来学习金属导体模型。金属导体模型也是一个物理模型P3（动画演示）自由电子：脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。带正电的离子：失去电子的原子，都在自己的平衡位置上振动而不移动。2、感应起电【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，帖在下部的金属箔是闭合的。把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.11)金属箔有什么变化？实验现象：可以看到A，B上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷提出静电感应概念：（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷（2）利用静电感应使物体带电，叫做感应起电（3）提出问题：静电感应的原因？带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示实验中，导体A和B带上了等量的异种电荷【演示】如果先把C移走，金属箔又有什么变化？ 实验现象：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，金属箔又有什么变化？实验现象：可以看到金属箔仍张开，表明A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，金属箔又有什么变化？实验现象：金属箔就会闭合，表明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问：感应起电有没有创造了电荷？生：没有。感应起电而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。感应起电也不是创造了电荷。上面我们学习了三种起电方式及起电的原因，我们思考一下，在起电过程中，有没有创造了电荷？生：没有。师：无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷. 得出电荷守恒定律三、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师：电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。四、元电荷师：迄今为止，科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同，但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。元电荷：电子所带的电荷量，用e表示。e =1.601019C注意：迄今为止，发现所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。巩固练习1、关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）A元电荷就是电子B元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C元电荷就是质子D物体所带的电量只能是元电荷的整数倍2、16 C电量等于_元电荷3、关于点电荷的说法，正确的是（）A只有体积很小的带电体才能看成点电荷B体积很大的带电体一定不能看成点电荷C当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷D一切带电体都可以看成点电荷布置作业课后练习1 2 3第二节 电场教学目标（一）知识与技能1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态2理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的3认识电场线和电场强度，懂得用电场线、电场强度描述电场，知道匀强电场（二）过程与方法 通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。 （三）情感态度与价值观 培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。教学重点：电场强度的概念及其定义式教学难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算教学过程（一）复习上课时相关知识问：讲出库仑定律的内容及该定律的适用条件？答：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比作用力的方向在两个点电荷的连线上。适用于真空中，点电荷师：库仑定律提示了电荷间的相互作用规律。两个电荷不需相互接触，就能产生相互作用，这种相互作用是靠什么传递的呢？研究这个问题之前，我们先来回忆一下初中所学的磁体之间的相互作用。大家知道两个磁体不需相互接触，也能产生相互作用。谁能告诉大家，磁体间的相互是通过什么发生的？磁体A磁体B磁场生：磁体周围有一种物质叫磁场，磁体间是通过磁场发生相互作用的。师：那么电荷周围是不是也有类似的情况呢？科学研究对这一类似的猜想提供了有力的支持：电荷周围确实也存在着一种物质，叫电场。电荷间的相互作用就是通过电场发生的。 （二）新课教学第2节电场一、电场： （法拉第提出）1、电荷的周围都存在着由它产生的电场。电场是一种物质。（与磁场一样都是物质的一种形态）2、基本性质：能对电场中的电荷有力的作用，这个力叫电场力。前面所学的静电力（库仑力）就是一种电场力。电荷A电荷B问题：下面请同学们以电荷A与电荷B间相互作用为例，说明电荷A是怎样对电荷B施加力的作用的，电荷B又是怎样对电荷A施加力的作用的？生：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用电荷A电荷B电场3、电荷间的相互作用力通过电场发生师：在本章中，只讨论静止电荷产生的电场，称为静电场。4、静电场：静止电荷产生的电场师：电场明显特征之一是对场中其他电荷具有作用力，因此在研究电场的性质时，可以从研究电场的力的性质入手。为了方便研究，我们需要引入几个电荷概念：2、试探电荷和场源电荷（1）试探电荷又叫检验电荷，它是电荷量和尺寸都充分小，以致可忽略原来电场的影响中，同时又能确切地反映它在电场中的位置。因此试探电荷可以看作是电荷量很小的点电荷，是一种理想化模型，（2）场源电荷也叫源电荷：产生电场的电荷。假设我们所研究的电场是由点电荷Q所产生的，则点电荷Q就是场源电荷。下面把电荷量为q的试探电荷分别放在电场中的A、B、C各处（设rA=3rC，rB=2rC），计算电场对q的电场力FA，FB、FC。可以发现，同一试探电荷q在电场中不同点受到的电场力大小、方向各不相同，且FCFBFA，这能说明什么问题呢？引导学生答出：同一电荷在电场中不同的位置，所受的电场力大小、方向各不相同。表明电场中不同位置，强弱不同，方向不同。继续引导：用怎样的量来表示电场中不同位置的电场强弱与方向呢？刚才，试探电荷q在不同位置受力不同，那么是否可用电场力来表示电场的强弱呢？生1：应该可以吧。生2：不可以，对于电场中的同一位置，若放置一个电荷量较小的小电荷q，其受力就较小，如以此说明电场中该点较弱，那么若在该位置放置一个电荷量较大的小电荷q1，其受力就会较大，那是否又可以说电场中该点较强，若可以的话，岂不自相矛盾？生3：（此问题，学生可能一下子无法回答，教师可引导，请学生先思考：若将电荷量为q的试探电荷1放在C处，所受到的电场力的大小为FC，将电荷量为10q的试探电荷2放在A处，所受到的电场力的大小为FA1，那么还存在FCFA1吗？然后再做回答。）图2继续引导：如图2，我们可以在同一位置A引入不同电荷量的试探电荷，受力又有何结果呢？大家来看对比，在距场源Q为r处，分别放入电荷量不同的试探电荷q1、q2、，由库仑定律得F1=，F2=，Fn=，可见同一位置不同电荷量的试探电荷受到的力是不等的。显然不能用试探电荷受的力来表示电场的强弱。前面学生2讲得非常有道理。那么你们再思考一下，我们该用怎样的量来表示电场的强弱？（目光询问学生）师：是什么量使不同电荷量的试探电荷受到的力不等呢？师生共同分析：显然，不是电场本身变化了，而是不影响电场的试探电荷的电荷量。到底用什么办法来衡量电场强弱呢？大家注意观察，式中=看看上式，我们可发现只要A点位置不变，F与q的比值就不变若位置变了，那么F与q的比值变不变呢？换到B点，我们把试探电荷放入在B点，看看：仍然有=，位置变了，那么F与q的比值也变了，但还是只要B点位置不变，F与q的比值就不变。从上面分析看出：场源Q固定，则由它产生的电场的空间分布也固定，对于场中某确定的点，试探电荷受到的电场力F与试探电荷的电荷量q的比值F/q是一个不变的量，它仅与Q、r有关，与检验电荷无关。现设E；引入试探电荷q，则试探电荷q在该处所受到的电场力FEq，E大处，q所受电场力F也大；E小处，q所受电场力F也小，这说明比值E可以反映电场某点的强弱。因此可以用这个比值反映电场的强弱，即电场的力的性质，物理学上把它称为电场强度，简称场强二、电场强度(E)：是一个描述电场强弱与方向的物理量。（1）定义：电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强用E表示。定义式（大小）：E=F/q （适用于所有电场）师：物理学中常常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。以往学习过的物质的=m / v ；导体的电阻R=U/I；速度V=S / t 等物理量都是用比值法来的定义的，它们有共同的特点：凡是用比值法定义的物理量与比值中的几个物理量无关，则该比值就应是反映了物质的某种性质。如场强E则是反映了电场的力的性质。另外比值定义一个新的物理量的同时，也就确定了这个新物理量与原有物理量之间的关系。（2）电场强度是由电场本身决定的，它跟电场中是否有试探电荷、试探电荷的电荷量以及试探电荷受到的电场力均无关。它决定于电场的源电荷及空间位置。（3）单位：N/C ；其物理意义是电场中某点的电场强度数值上等于单位电荷（1C）在那里所受的电场力的大小提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？（4）方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反例1如图所示，Q为放在真空中的正点电荷，其电荷量为Q。求：（1）画出A、B两点的场强方向。 （2）算出A、B两点的场强大小。（给出Q、r）（请一名学生板演，其他学生自己做）教师讲评并分析：（1）场强的大小与方向跟检验电荷的有无、电量、电性没有关系。（2）场强的大小只由场源电荷和场点到场源的距离来决定。（3）离场源电荷越近的点场强越大，离场源电荷越远的点场强越小。最后带领学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q和E=kQ/r2的区别及联系三、（真空中）点电荷周围的电场1、大小：E=kQ/r2 （只适用于真空中点电荷的电场）说明：公式E=kQ/r2中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关2、方向：以Q为中心做一球面。当Q是正电荷，E的方向沿半径向外；当Q是负电荷，E的方向沿半径向内。组织学生讨论与思考，由学生讨论后归纳：（1）请比较公式E= 和 E=中的q与Q分别表示什么意义？两个公式的适用条件有何不同？（2）根据公式E=可知，场点离场源电荷Q越近，该场点处的场强越大，当r0时，E，显然这是不可能的，那么该如何理解这个问题？师：在研究磁场时，根据放在磁体周围铁屑的分布，可以画出一条条曲线（磁感线）形象地描述磁场。前面我们在研究电荷间的相互作用是通过什么发生的问题时通过与磁体间的相互作用是通过磁场发生的相类比，从而认识到电荷的周围存在由它自身产生的电场。这个类比的成功足以鼓舞我们对电场的研究也可以用类似的方法。四、电场线（法拉第首先引入）1、在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致。这样的曲线就叫做电场线。同样做出规定：静电场中的电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远；电场线的疏密程度表示电场的强弱。师：根据以上电场线的定义，请同学们讨论下面的问题（打出问题）：该如何建立点电荷的电场线？师：请每一组奇数排的同学往后转，与偶数排的同学组成一小组，展开讨论。2电场线的建立1）单个正、负点电荷的电场线讨论过程中提醒：我们可以先从单个正点电荷开始研究。（讨论几分钟后）师：好，回到刚才的问题上来（打下一张幻灯片）。+QABC师：虚线上A、B、C的场强方向朝哪里的呢？（打出方向）师：现在，我们要在这个电场中建立一条线电场线，它能表达出A、B、C三点的场强情况。那就要使它的切线方向与该点的场强方向一致，这样的线不就是虚线本身吗？（画出实线）当然，为了表达切线的方向与场强方向一致，还要给它加上箭头，朝左还是朝右？对，朝右（打出箭头），这就是这个正点电荷的一条电场线了。为了表示各处的场强情况，我们应该画出一系列这样的线条（依次打出另三条，同时打出另四条），即形成了点电荷的电场线。果真如此吗？可以用实验来（稍停）模拟。（模拟后）师：正点电荷的电场线是这样的，那负点电荷的呢？（稍停后，打出负点电荷的电场线）师问：为什么这里的箭头是朝里的呢？生：可以在电场中引入一个正的试探电荷，其所受的电场力方向就向里，也就是电场强度的方向要向里，这样电场线的切线方向，在这里也就是电场线的方向就能表示出电场强度的方向了。2）等量异、同种点电荷的电场线师：从简单到复杂，等量异种点电荷的电场又怎么样呢？师：请大家，看模拟实验。（模拟实验后）：它是从正电荷出发终止于负点电荷。刚才，单个正点电荷的电场线是从正电荷出发到无穷远，单个负点电荷是从无穷远到负电荷。师：等量同种点电荷的电场线（打出来），果真如此吗？请看模拟。的确如此。师：这四种电场的电场线的分布图在课本第9页中都有了，希望同学们能把这几幅分布图都深深地烙在脑海里。但是，不要忘记，这是平面图，然而，实际的情况是立体的，下面来看它们的三维情况（打出它们的立体动画）。（在学生感叹之时）师：这就是对称之美，理性之美，物理之美。在这种美之下，电场线存在什么样的特点呢？3、电场线特点（展开第二次的讨论）师：按刚才的做法，每一组的奇数排同学往后转，与后一排同学组成一个小组，展开讨论，归纳（用回顾磁感线来引导）。生：电场线上每一点的切线方向与该点的场强方向一致（板书）。生：电场线的疏密表示了电场的弱强（板书）。师：静电场中的电场线始于哪里，又到哪里去？ 生：如果是单个正点电荷的电场，电场线要从正电荷出发，到无穷远；如果是单个负点电荷的电场，电场线则要从无穷远终止于负电荷。师：对。如果既有正点电荷，又有负点电荷的电场线？（稍停顿）生：从正电荷终止于负电荷。师：且不闭合。小结：静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远。它不封闭。师：不同的电场线在电场中能否相交？请说明理由。生：电场线不能相交师：点电荷构成的电场除了上述我们研究的上下、左右、前后都对称的，其实还有其他的电场。图44、其他电场的电场线（1）不全对称电场线师：我们看一下，不等量异种电荷左右就不对称了。所以电场的分布与场源的电量多少有很大的关系（用多媒体展示如图4）。究竟有多大关系呢？图5（2）匀强电场（线）实际生活、生产中，两块靠近的有限平行带电板间除边缘外电场线是一系列等间距的同方向的平行的有向直线。（用多媒体展示如图5）。师：这能说明什么呢？生：说明场强的大小相等，方向相同。图6师：也就是说，电场中各点场强的大小相等、方向相同，这样的电场叫做匀强电场（板书）。根据电场线上述的特点，还可以画出点电荷与带电平板所形成的电场的电场线（用多媒体展示如图6）。（三）想一想：1、点电荷+q放在A、B两点上，所受的电场力FA大还是FB大呢？2、这一点电荷+q仅在电场力作用下由A点从静止开始运动，那么它将做什么运动呢？生：初速度为零的匀加速直线运动。师：运动轨迹与电场线是不是重合的？生：重合。师：电场线是不是都与点电荷的运动轨迹重合呢？3、如果电场线水平向右，且要考虑点电荷+q的重力mg，它又将做什么运动呢？它的运动轨迹又会怎么样？师：点电荷所做的又是什么运动？生：匀加速直线运动。师：对，也是初速度为零的匀加速直线运动。那这时它的运动轨迹与电场线是不是重合的？生：不重合。师：为什么呢？生：由牛二得：是一条斜向右下方的直线，而电场线是水平的。师：可见，电场线是不是运动轨迹呢？生：不是。师：当然，假如点电荷q的初速度不同，所受的力不同，点电荷的运动轨迹是不同的，但是这个电场的电场线不会因为点电荷q的变化而变化。所以，电场线不是运动轨迹（板书）。课堂小结第三节、生活中的静电现象教学目标：1、了解生活中常见的静电现象，能够用所学的只是解释简单的静电现象。2、通过了解一些静电现象和避雷方法，认识人类社会在发展过程中如何适应自然，建立人类必须与自然相互依存、和谐发展的认识。3、了解人类应用静电和防止静电的事例。教学重点：教学难点：教学方法：教学过程一、放电现象问：火花放电是最常见的放电现象现实中放电现象呢？（在干燥天气的黑夜里脱去化纤衣服时会看到火花、听到僻啪声实验室中感应起电机的两个导电杆之间也能发生火花放电很多房屋顶上装有避雷针是为了进行接地放电运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖着，这样可以把电荷引入大地，避免放电时产生的火花引起爆炸飞机轮胎用导电像胶制成，可以避免着陆时机身积累电荷)二、雷电和避雷说明：云层之间或云层与地面之间发生强烈放电时，能产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电和雷鸣。闪电的电流可以高达几 十万安培，会使建筑物严重损坏。说明：雷电对人类生活也会产生益处，有哪些益处呢？（闪电产生的高温促使空气中的氧和氮化合成氮氧化物，随雨水降至地面，成为天然的氮肥 闪电产生的臭氧留在大气层中，能保护地球上的生物免遭紫外线的伤害）演示实验：实验器材：验电器、安放在绝缘支架上的带电导体、带绝缘柄的验电球实验过程：带绝缘柄的验电球接触带电导体的A点，然后跟验电器接触，观察验电器的指针偏角带绝缘柄的验电球接触带电导体的B点，然后跟验电器接触，观察验电器的指针偏角带绝缘柄的验电球接触带电导体的C点，然后跟验电器接触，观察验电器的指针偏角实验现象：验电球跟带电体的A 处接触后，验电器的金属箔张角较小；跟B 处接触后验电器的金属箔张角较大跟尖端C 处接触后验电器的金属箔张角最大。问：这个实验说明了什么问题？（电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位黄电荷比较密集平坦的位置，电荷比较稀疏）说明：导体尖锐部位的电荷特别密集尖端附近的电场就特别强会放出电荷，这种现象我们称之为尖端放电演示实验： 实验仪器：金属板M金属板N 、两个等高的金属柱A、B ，A 为尖头、B 为圆头，直流电压电源 实验过程：逐渐升高电源电压，观察哪个金属柱先放电。 实验现象：金属柱A先放电 说明：1753年，富兰克林发明了避雷针，避雷针的原理就是尖端放电。带电云层靠近建筑物时，同号电荷受到排斥，流人大地，建筑物上留下了异号电荷。当电荷积累到一定程度时，会发生强烈放电现象可能产生雷击。如果建筑物安装了避示针，在避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出逐渐中和云中的电荷，保护建筑物使其免遭雷击。三、静电的应用和防止说明：静电在工业和生活中有很重要的用途，有时又会带来很多麻烦，需要防止问：在许多场合都可以发现人们应用静电的例子，有哪些例子呢？静电除尘 静电喷漆 复印问：在许多场合都可以发现人们防止静电的例子?实验室中感应起电机的两个导电杆之间也能发生火花放电；很多房屋顶上装有避雷针是为了进行接地放电；运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖着，这样可以把电荷引入大地，避免放电时产生的火花引起爆炸；飞机轮胎用导电像胶制成，可以避免着陆时机身积累电荷课堂练习：1为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下面措施中不是防止静电危害的是（ ）A油 灌车后面装一条拖地的铁链 B电工钳柄上套有绝缘的胶套C飞机轮胎上装搭地线 D印刷车间中保持适当的湿度2遭遇雷雨天气，应谨防雷电。下面哪些做法是正确的（ ）A.外出时，可以在孤立的高大建筑物和大树下避雨B.如果是在旷野，应立即蹲下，以免成为雷电的袭击目标C.遭遇雷雨天气也可以在户外打手机D.在室内，如果听到打雷，应马上关上门窗，以防雷电进屋3下列关于静电除尘的说法中正确的是（ ）A.进入除尘器后，烟雾中的颗粒 被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动B.除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动C.烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动D.烟雾中的颗粒 被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到4避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是（ ）A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B.避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C.云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 D.以上说法都不对板书设计：一、放电现象二、雷电和避雷1、电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位黄电荷比较密集平坦的位置，电荷比较稀疏2、尖端放电：导体尖锐部位的电荷特别密集尖端附近的电场就特别强会放出电荷3、避雷针的原理就是尖端放电三、静电的应用和防止课堂小结：布置作业：课后反思：第四节、电容器教学目标：1、了解电容器的功能，电容器如何工作，知道常见的电容器有哪些。2、了解不同的电容器电容量不同，知道决定电容器电容的因素。教学重点：教学难点：教学方法：教学过程：一、电容器问：什么是电容器？（储存电荷的装置）问：怎样可以构成一个电容器呢？（两个彼此绝缘而又互相靠近的锌体，都可以组成一个电容器；两个正对的平行金属板夹上一层绝缘物质，就形成一个最简单的电容器，这样的电容器称之为平行板电容器，两个金属板是电容器的两个极板，中间的绝缘物质就称之为介质）问：现实中哪些仪器会有电容器呢？（收音机、电视机、计算机等各种电子设备都有电容器，把一个纸介质电容器拆开后就会看到它是由绝缘纸和金属箔叠在一起卷成的）说明：把电容器的一个极板与电池组的正极相连另一个极板与电池组的负极相连就能使两个极板分别带上等量异种电荷，这个过程叫做电容器的充电，充电后的电容器两个极板上分别带有等量异号电荷，由于两极板相对且靠得很近，正负电荷互相吸引，电容器就是以这种方式储存电荷。问：电容器有何应用呢？（以照相机为例，照相机的闪光灯，在不到0.001s的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，各种电池都不能承受。在实际中，常常用电容器帮助闪光灯实现它的功能。拍照前先用较长的时间给电容器充电，拍照时触发闪光灯，使电容器通过灯管放电，发出耀眼的白光，然后电源又给电容器充电，为下次闪光做准备）二、电容器的电容说明：电容器带电时两个极板间有电压，实验发现，在一定的电压下，不同电容器的极板上储存的电荷有多有少，也就是电容器的储存能力有大有小，我们把容器的储存能力称之为电容，因此可以称电容有大有小。问：那电容如何定义呢？（我们把电荷Q和电压U的比值称之为电容C，CQ/U）问：国际单位制中电容的单位是什么？（法拉 简称法 符号F ）说明：实验发现，平行板电容器极板的正对面积越大、极板间的距离越近，电容器的电容就越大。极板间电介质的性质也会影响电容器的电容。因此平行板电容器的电容公式为CS/(4kd)，其中为电介质的介电常数，S为平行板电容器的正对面积，k静电力常数，d为平行板电容器之间的距离。问：还有哪些常用单位呢？（微法F 、皮法pF ）它们的换算关系是什么？（I F= 10 6F 1 pF = 1012F ）课堂练习：1下列关于电容器的说法中，正确的是 ( ) A电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B电容器不带电时，其电容为零C两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大D电容器的电容跟它是否带电无关2电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，关于平行板电容器的电容，下列说法真确的是 ( )A电容器所带的电荷量越多，电容就越大 B电容器两极板间的电压越高，电容就越C电容器正对面积增大，电容就越大 D电容器两极板间距离增大，电容就越大3关于电容器的充放电，下列说法中正确的是 ( )A充放电过程中外电路有瞬间电流 B充放电过程中外电路有恒定电流C充电过程中电源提供的电能全部转化为内能 D放电过程中电容器中的电场能逐渐增大4. 两个彼此绝缘、相互平行靠近水平放置的金属板组成一个平行板电容器，该电容器跟一个电源相连接，如图所示。开关s接A时，电容器被充电，两极板间形成一个匀强电场，有一个带电的尘粒P在两极板间处于静止状态，则以下判断正确的是 （ ）A匀强电场的方向竖直向下 B带电尘粒带负电C若开关s接到B，则电容器放电，两极板上的电荷中和，电容器的电容减小D若开关s接到B，尘粒将竖直下落 板书设计：一、电容器1、电容器：储存电荷的装置 两个彼此绝缘而又互相靠近的锌体，都可以组成一个电容器二、电容器的电容1、电容：电容器的储存能力2、单位：法拉 简称法 符号F I F= 10 6F 1 pF = 1012F 3、平行板电容器的电容公式：CS/(4kd)， ：电介质的介电常数，S：平行板电容器的正对面积 k：静电力常数 d：平行板电容器之间的距离课堂小结：布置作业：2 3第五节、电流和电源教学目标：1、了解电流的微观机理及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。2、了解电源的发明对人类的生活产生的巨大的影响。3、了解电源在电路中的作用。了解电动势的概念和单位。了解常见电池电动势的大小。教学重点：教学难点：教学方法：教学过程：一、电流问：怎样才能产生电流？（电荷的定向移动）问：产生电流需要有什么样的条件呢？（自由电荷导体两端有电压）说明：金属中的自由电子，酸、碱、盐水溶液中的正、负离子，都是自由电荷，干电池、蓄电池、发电机等电源，它们在电路中的作用是保持导体上的电压。问：如何规定电流的方向？（规定正电荷定向移动的方向为电流的方向）问：金属中自由电荷是电子，那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系？（相反）问：导体中电流的流向如何？（在电源外部电流从正极流向负极，在内部是由负极流向正极）问：电流有强弱的不同，如何比较电流的强弱？(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值来描述电流的强弱)说明：我们把通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值定义为电流，用I表示，IQ/t问：在国际单位制中，电流的单位是什么？（安培 简称安，符号A ）问：还有什么常用单位？（毫安mA 1mA=10-3A 微安 A 1A=10-6A ） 二、电源和电动势说明：一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成，问：那么电源的作用是什么呢？（使导体两端建立电场，电场力使导体中的自由电荷做定向运动，形成持续的电流）说明：生活中有各种各样的电源，不同的电源，两极间电压的大小不一样。不接用电器时，常用干电池两极间的电压大约是l.5V ，铅蓄电池两极间的电压大约是2V 。电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的电源的这种特性，物理学中用电动势来描述，符号是E ，电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电动势的单位与电压的单位相同，也是伏特。问：从能量转化的角度看，电源的作用是什么？（把其他形式的能转化为电能，化学电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳电池把太阳能转化为电能）课堂练习：1、关于电流强度正确的是（ ）A.根据I=q / t可知I与q成正比B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流C.电流有方向，电流强度是标量 D.电流强度的单位“安培”不是国际单位制2、下列关于电流方向的说法中，不正确的是（ ）A电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B电流的方向就是正电荷定向移动的方向C在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同3、一电子沿圆周顺时针高速转动，周期为10-10s，则等效电流大小为 A，方向为方向（填顺时针或逆时针）。4、干电池是将 能转化为 能，发电机是将 能转化为 能，太阳能电池是将 能转化为 能，铅蓄电池是将 能转化为 能。5、某电池电动势为1.5V，如果不考虑它内部的电阻，当把它的两极与150的电阻连在一起时，16秒内有多少库仑的电荷定向移动通过电阻的横截面？板书设计：第五节、电流和电源一、电流1、电荷的定向移动形成电流 条件：自由电荷 导体两端有电压2、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向3、电流流向：电源外部正极流向负极，内部负极流向正极4、电流：通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值 IQ/t 国际单位：安培 简称安，符号A 常用单位：毫安mA 1mA=10-3A 微安 A 1A=10-6A 二、电源和电动势1、电动势E ：电源没有接入电路时两极间的电压 电动势由电源本身的性质决定的2、单位：伏特课堂小结布置作业：1 2第六节、电流的热效应教学目标：1、用实验探究电流通过导体时，电能转化为导体的内能与哪些因素有关，重点通过实验研究方法研究导体通电时发热与导体的电子之间的关系。2、了解电流热效应跟哪些因素有关，理解并能够用焦耳定律解决一些实际问题。3、了解生活中应用焦耳定律的例子，了解节约电能的一些方法。教学重点：教学难点：教学方法：教学过程：电阻和电流的热效应问：白炽灯通电以后，一会儿热得烫手电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭电流通过导体时能使导体的温度升高在这些过程中能量转化情况如何？（电能变成内能）说明：电流能够将电能转化为内能这就是电流的热效应说明：导体通电时发热的多少与哪些因素有关呢？请看下面的演示实验演示实验：实验器材：阻值不同的电阻丝A 、B两烧瓶质量完全相等的煤油两支温度计电源导线实验过程：1、阻值不同的电阻丝A 、B分别浸在质量完全相等的煤油里，两者串联起来，通过变阻器和开关接到电源上2 、测量 两烧瓶煤油的初始温度并做记录3 、闭合开关，过几分仲后再测煤油的温度并做记录，同时记下这次通电的时间，比较两烧瓶煤油的温度实验结果：金属丝产生的热量跟金属丝的阻值成正比问：除此以外，电流的热效应跟哪些因素有关呢？（电流时间） 说明：英国物理学家焦耳通过一系列实验发现电流发热具有下述规律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律问：如果用Q 表示热量，用I 表示电流，R 表示导体的电阻，t 表示通电的时间，如何表示焦耳定律？（Q = I2Rt ）说明：我们把电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率问：热功率的公式是什么？（PQ/tI2R）问：国际单位制中热功率的单位是什么？（瓦特，简称瓦，符号是W）问：电动机的能量转化情况如何呢？（电能转化成机械能和内能，这时电功率大于热功率） 电流通过白炽灯泡时能量转化情况如何呢？（电能几乎全部转化成内能，这时电功率等于热功率）课堂练习：1下列计算热量的公式中哪一个是焦耳定律的普遍适用公式（ ）AQ=UIt BQ= CQ=I2Rt D上面三个都是2电炉丝坏了，去掉一半后仍接在原电源上，在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（ ）A1:2 B2:1 C4:1 D1:43. 某电热器的电阻是10，把它接在某电源上5min产生3.0105J的热量,则电源电压是为多少？4右图中A、B、C、D 是四个装有等量、等温的水的相同容器，容器中分别放入电阻丝Ra、Rb、Rc、Rd ，且Ra=RcRb=Rd 。使用相同电压的电源对水加热，则经过相同的时间，四个容器水温从高到低的顺序是_。5. 一个“220V 1000W”的电热器，在额定电压下通电15min，产生的热量是多少焦？若家用电能表上标有“3000 r/kwh”的字样，则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转？板书设计 第六节、电流的热效应电阻和电流的热效应1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比 Q = I2Rt 2、热功率：单位时间消耗的电能 PQ/tI2R 单位：瓦特，简称瓦，符号是w课堂小结：布置作业：课后反思：