人教版 (2019)必修 第三册电荷表格教案

这是一份人教版 (2019)必修 第三册电荷表格教案，共5页。
课程基本信息
学科
物理
年级
高二
学期
秋季
课题
第1节 电荷
教科书
书 名：普通高中教科书物理必修第三册教材
出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年06月
教学目标
1.知道自然界存在两种电荷，电荷间的相互作用规律，知道电荷量的概念及国际单位。
2.会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释物理现象的能力。
3.通过对物体带电的几种方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守恒定律，体会守恒思想对物理研究的重要性。
4.知道元电荷、比荷概念，知道电荷量是不能连续变化的，让学生初步体会量子化思想。
教学内容
教学重点：
1. 静电感应现象中电荷分布的规律的理解
2. 电荷守恒定律的理解。
教学难点：
1. 从物质微观结构认识摩擦起电、感应起电的本质原因。
2. 利用电荷守恒定律分析解决相关问题。
教学准备：多媒体课件、起电机、毛皮和橡胶棒、金属球、一对枕型导体。
学生准备：课前预习教材、复习初中已学过的电学知识。
教学过程
任务1：认识摩擦起电的原因
问题情境1：通过让学生观察闪电自然现象（如图1），展示实验室起电机产生的电火花实验（如图2），引导学生认识电现象，激发他们对于电的好奇和学习的兴趣。
图1
图3
图2


问题情境2：通过回顾历史上科学家对电现象的研究，认识摩擦后的物体可以吸引微小物体，如摩擦后的琥珀可以吸引羽毛（如图3），这个现象与物体带电有关，从而引出电荷概念及其相互作用的规律，电荷量的概念及其国际单位。
问题情境3：设问物体带电的真正含义是什么，分析物质的微观结构和物体带电的原因，从微观角度解释摩擦起电的本质是发生电子的转移，引导学生层层递进地思考。
问题
问题指向的核心素养
1.请观察起电机产生的电火花现象，并思考：金属球之间为什么会出现电火花？
知道物质的微观结构，物体带正电或负电的微观解释。（物理观念）
知道摩擦起电，知道摩擦起电的本质原因。（物理观念）
2.为什么经过摩擦的很多物体都具有吸引其他轻小物体的作用呢？
3. 有些物体带正电，有些物体带负电，物体带电的含义是什么？
4. 为什么通过摩擦，可以使原先不带电的物体带电呢？
5. 摩擦起电的过程中是否产生新的电荷，电荷数量有无变化？
在摩擦起电探究中，引发学生对起电本质的深入思考。（科学探究）
设计意图：（1）让学生观察体验起电实验，让学生直观感受电现象，初步认识自然界的雷电与实验室的电现象是一样的，激发学生学习的兴趣和好奇心。对物质微观结构的理论分析，知道物体带电的含义，认识摩擦起电的本质原因是物体之间电子的转移。
（2）通过对摩擦起电认识过程的了解，树立学生正确的科学观，以及培养严谨科学的精神，热爱科学勇于探索科学的精神。
任务2：探究静电感应现象
问题情境4：分析金属的微观结构（如图4），知道金属导体内部含有大量自由移动的电子，区别金属导体与绝缘体的构的不同，为后面静电感应的分析做好铺垫。
图4
图5
问题情境5：实验探究1：将带电金属球靠近两个彼此接触的枕型导体，观察到金属箔片张开（如图4），说明两个枕型导体都带电了，移开带电金属球后，枕型导体两端又恢复不带电，引发学生思考。
实验探究2：当带电金属球靠近枕型导体时，先分开两个枕型导体，再移走带电金属球，可以看到两个枕型导体下方金属箔片没有闭合（如图6），说明都带电。
实验探究3：将分开后的两个都带电的枕型导体再次彼此接触，可以看到观察金属箔的又闭合（如图7），说明之前两个枕型导体带电的电荷量恰好中和。
图7
图6
问题
问题指向的核心素养
1.不同物体的微观结构不够，金属的微观结构有什么不一样？
区别感应起电与接触传电、摩擦起电三种使物体带电的方式。（物理观念）
知道金属的微观结构模型特点，根据金属导体结构特点，分析感应起电的本质原因及其电荷分布特点。（物理观念）
2.除了摩擦起电、接触带电方法之外，还有没有其他使物体带电的方法？
3. 当带电金属球靠近导体时，导体两端的金属箔片张开，移开带电金属球后，下方的金属箔片闭合，这是为什么呢？
4.如果先把两枕型导体分开，再移走带电金属球，又会出现什么现象呢？这是为什么呢？
研究静电感应现象中电荷分布规律，并解释相关物理现象。（科学思维）
能通过对几种起电方式的探究，初步形成勇于探索的科学态度。（科学态度）
5. 分开后两个带电枕型导体，所带电的电荷量有什么关系？
设计意图：（1）通过展示两个枕型导体静电感应的一系列探究实验，让学生直观感受导体带电的变化情况。教材上实验内容并没有直接给出具体实验现象，目的就是让学生自己去观察现象和分析问题，总结出静电感应及感应起电的本质。使学生切实做到独立思考，提升思维能力，同时培养学生科学探究，科学态度等物理核心素养。
（2）在分析导体发生静电感应后，两端电荷量关系的问题时，先通过理论分析，知道导体两端电荷量相等，再进一步实验验证，两个枕型导体接触后，金属箔闭合，得到两端正负电荷电荷量相等关系，教学过程中将理论分析与实验验证相结合，进一步培养学生科学探究的素养。
任务3：理解电荷守恒定律
问题情境6：对比摩擦起电和感应起电两种不同带电方式，知道物体带电的本质都是电荷的转移，并没有产生新的电荷，电荷的数量保持不变。
问题
问题指向的核心素养
1.对比几种不同起电方式，在起电过程中是否产生心的电荷？电荷的数量是否改变？
知道电荷守恒定律的两种不同的表述方式，进一步确立电荷守恒思想，知道电荷守恒定律师自然界基本规律之一。（物理观念）
2.如何理解“电荷总量保持不变”？
3.所谓电荷的中和是不是正负电荷一起消失？
4.带电粒子成对产生或湮灭时，电荷是不是增加或减少了？是否违背了电荷守恒定律？
设计意图：（1）摩擦起电、感应起电不但为“两种电荷”以及电荷间的相互作用提供了感性材料，关键是为电荷守恒定律的总结做好了充分的铺垫。两种起电的本质都是电荷的转移，并没有新的电荷产生，电荷总量保持不变，非常顺利地引出电荷守恒定律。
（2）对近代物理实验发现的正负电子产生和湮灭的分析，拓展电荷守恒定律，知道电荷守恒定律的另一种表达方式，进一步理解电荷守恒定律的含义。
任务4：认识元电荷和比荷
问题情境7：阅读课本元电荷内容，了解元电荷、比荷这些物理概念
问题
问题指向的核心素养
1. 物体带电的电荷量有什么特点？
知道元电荷是带电体所带电荷量的最小值，知道电荷量是一个不能连续变化的物理量，所有带电体电荷量都是元电荷的整数倍。（物理观念）
通过对静电现象的认知，体会透过现象看本质的科学过程，体会电荷量量子化的思想。（科学态度与责任）
2. 什么是元电荷，元电荷大小是多少？
3. 所有带电体的电荷量为什么都是元电荷的整数倍？
4.什么是比荷，电子的比荷是多少？
设计意图：对于元电荷的概念，最重要的是把握电荷量子化的思想。先阐明实验发现最小电荷量就是电子所带电荷量，叫做元电荷，分析知道所有带电体电荷量都是元电荷的整数倍，体现量子化，并给出带电体电荷量表达式q=ne。
任务5：静电感应规律的应用
图8
问题情境8：将带正电荷的导体球靠近不带电的导体
（如图8），发生静电感应，沿不同虚线切开导体，分
析A、B两部分电荷量的正负以及大小关系，巩固所学
新知识。
问题
问题指向的核心素养
若沿虚线1 切开，A、B 两部分带电荷量分别为QA、QB，沿虚线2 切开，A、B 两部分带电荷量分别为QA´、QB´，则：
（1）请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。
应用感应起电正负电荷分布特点。（物理观念）
（2）请列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。
应用电荷守恒定律，分析导体发生静电感应，两端正负电荷电荷量大小关系。（物理观念）
设计意图：本题综合考察静电感应现象与电荷守恒定律，要求学生对静电感应现象中电荷分布情况有定性的理解，从而根据电荷守恒定律得出定量的关系，加深对本节课所学内容的理解和应用。
教学设计说明：
本节由电荷、静电感应、电荷守恒定律、元电荷四部分内容组成。教学过程的基本线索为：首先从摩擦起电入手，介绍自然界中存在正、负两种电荷及其特性；然后建构物质的微观结构模型，解释摩擦起电的原因；接下来介绍物体带电的另一种方式——静电感应；最后讨论电荷在转移过程中守恒的规律，以及电荷量的量子化特征。在建构上述知识的过程中，引入闪电现象，摩擦起电生活例子，枕型导体静电感应实验等生动形象的教学情境，激发学生的学习兴趣。引导学生经历构建模型、立足实验、解释现象、猜想、归纳等过程，在教学过程中充分调动学生的感性认识，问题设置有一定梯度，让学生有更多的思考空间，发展逻辑推理能力。