2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè)《15.1 兩種電荷》學(xué)案 新人教版.doc

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2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè)《15.1 兩種電荷》學(xué)案 新人教版 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1. 認(rèn)識(shí)摩擦起電的現(xiàn)象，了解電荷的種類及電荷間的相互作用是什么？ 2. 了解驗(yàn)電器的原理及其作用，了解電荷量及其單位 3. 了解原子結(jié)構(gòu)，知道元電荷、自由電子和電荷的移動(dòng) 二、自主學(xué)習(xí)： 【精讀課本】 1、閱讀課本“電荷”部分，思考下列問(wèn)題，并在小組內(nèi)交流： 在什么情況下，就可以認(rèn)為物體帶了電荷？ 可以用什么辦法使物體帶上電荷？舉例說(shuō)明。 2、閱讀課本“原電荷”部分，了解物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)。 3、獨(dú)立完成下面的預(yù)習(xí)檢測(cè)題，然后與正確答案對(duì)照，了解自己的預(yù)習(xí)情況。 【預(yù)習(xí)檢測(cè)】 （1）梳過(guò)頭發(fā)的梳子能吸起頭發(fā)、穿過(guò)的化纖衣服表面常吸附一些灰塵。這樣，我們就說(shuō)梳子、衣服帶上了 。 （2）帶了電荷的物體具有 的現(xiàn)象。 （3）原子由 和 組成， 位于原子的中心。 (4)預(yù)習(xí)過(guò)程中，你還有什么疑問(wèn)？請(qǐng)跟同學(xué)們討論交流。 三、合作探究： ●摩擦起電 獨(dú)立完成下列活動(dòng)，仔細(xì)觀察現(xiàn)象，思考產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因： 問(wèn)題1、將自己的塑料直尺、圓珠筆桿、鋼筆等文具在毛發(fā)中摩擦后，分別靠近小紙片。 問(wèn)題2、將一束扯成線狀的塑料捆扎繩，用干燥的手自上而下捋。再多捋幾次。 問(wèn)題3、將跟毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒、跟絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒分別靠近自來(lái)水的細(xì)水流、細(xì)小紙屑。會(huì)發(fā)現(xiàn)，細(xì)水流變 ，小紙屑被 。 總結(jié)：可以發(fā)現(xiàn)，一些物體被 后能夠帶上電荷，因而能吸引 物體。這種使物體帶電的現(xiàn)象，就是現(xiàn)象。 ●電荷間的相互作用 思考下面問(wèn)題：（玻璃棒用絲綢摩擦過(guò)，橡膠棒用毛皮摩擦過(guò)） 問(wèn)題4、將兩根玻璃棒互相靠近（見(jiàn)課本圖5.1-2），自由懸掛的玻璃棒是否會(huì)動(dòng)？可能向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？ 問(wèn)題5：將橡膠棒靠近自由懸掛的玻璃棒，玻璃棒可能向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？ 問(wèn)題6：將兩根橡膠棒互相靠近，自由懸掛的橡膠棒會(huì)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？ 現(xiàn)象：靠近的兩根玻璃棒會(huì) ，靠近的兩根橡膠棒會(huì) ，靠近的玻璃棒與橡膠棒會(huì) 。 總結(jié)：自然界中有兩種電荷，把 規(guī)定為正電荷，把 規(guī)定為負(fù)電荷。同種電荷相互 ，異種電荷相互 。 練習(xí)1：有A、B、C三個(gè)輕質(zhì)小球，它們相互靠近時(shí)，A排斥B，B吸引C。已知A球帶正電荷，試判斷B、C兩個(gè)小球的帶電情況？ ●驗(yàn)電器的原理和作用 閱讀課本98頁(yè)“驗(yàn)電器”部分，試回答、討論下面問(wèn)題： 問(wèn)題7：驗(yàn)電器為什么能檢驗(yàn)物體是否帶電（驗(yàn)電器的原理）？ 問(wèn)題8：用驗(yàn)電器能粗略比較物體帶電的多少嗎？為什么？ 問(wèn)題9：用驗(yàn)電器能否檢驗(yàn)帶電體帶的是正電荷還是負(fù)電荷？ 試一試，用驗(yàn)電器檢驗(yàn)一下絲綢摩擦過(guò)的兩根玻璃棒，哪根帶有的電荷多？ 總結(jié)：驗(yàn)電器的原理是 ，作用是 。電荷量的單位是 。 ●電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng) 完成課本100頁(yè)中電荷定向移動(dòng)的實(shí)驗(yàn)： 說(shuō)說(shuō)你觀察到的現(xiàn)象：A驗(yàn)電器的金屬箔片 ，B驗(yàn)電器的金屬箔片 。 交流討論：解釋觀察到的現(xiàn)象，A、B驗(yàn)電器上的電荷數(shù)量有什么變化？為什么會(huì)變化？ 總結(jié)：電荷可以沿金屬棒 。 閱讀課本中導(dǎo)體和絕緣體部分，并完成下面問(wèn)題： 常見(jiàn)的導(dǎo)體有 ，常見(jiàn)的絕緣體有 ，各種金屬導(dǎo)電靠得是 。 四、當(dāng)堂訓(xùn)練： 1、電荷：物體有了 性質(zhì)，我們說(shuō)物體帶了電，或帶了電荷。 2、摩擦起電：摩擦過(guò)的物體具有 。 3、正電荷的規(guī)定： 的電荷叫正電荷。 負(fù)電荷的規(guī)定： 的電荷叫負(fù)電荷。 4、電荷間的作用規(guī)律： 。 5、驗(yàn)電器：結(jié)構(gòu)：金屬球、金屬桿、金屬箔。 作用： 。 原理： 。 6、電荷單位： ，符號(hào)： 7、導(dǎo)體是 善于導(dǎo)電的物體。如：金屬、人體、大地、酸堿鹽的水溶液、石 墨等。絕緣體是 導(dǎo)電的物體如：橡膠、陶瓷、塑料、干燥的空氣、油等。 8、電風(fēng)扇葉片上經(jīng)常布滿灰塵，是因?yàn)轱L(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與空氣_________而產(chǎn)生________,，帶有_________的葉片會(huì)把空氣中的灰塵吸著不放，以致葉片上特別容易臟。 9、打開(kāi)自來(lái)水龍頭，放出一股細(xì)小的水流，用在干燥的頭發(fā)上梳過(guò)的塑料梳子靠近水流，可以觀察到水流___________ ，這是因?yàn)開(kāi)_________________________ 10、檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器叫做______________，用帶電體接觸它的金屬球時(shí)，它的兩片金屏箔就由于_______________________而張開(kāi)，且?guī)щ婓w帶電量越多，張開(kāi)的角度就________________。 11、我們經(jīng)常在加油站看到一條醒目的標(biāo)語(yǔ)"嚴(yán)禁用塑料桶裝運(yùn)汽油"，這是因?yàn)橥皟?nèi)汽油會(huì)不斷與桶璧摩擦，使塑料桶帶了__________，造成火災(zāi)隱患。 12、電視機(jī)的熒光屏表面經(jīng)常有很多灰塵，這主要是因?yàn)? ) A熒光屏具有吸附灰塵的能力 B房間內(nèi)灰塵的自然堆積 C電視機(jī)工作時(shí)，熒光屏表面溫度較高 D 電視機(jī)工作時(shí)，熒光屏表面有靜電 13、在編織某種地毯時(shí)，編織過(guò)程中夾雜一些不銹鋼絲，這是因?yàn)? ) A便地毯更好看 B使地毯更耐用 C使地毯更善于傳熱 D釋放靜電，便地毯不易沾上灰塵 五、物理閱讀 電的性別──陽(yáng)電和陰電 　　人們對(duì)電現(xiàn)象進(jìn)行觀察研究的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有趣的現(xiàn)象：兩個(gè)相同的物體與其他某一物體摩擦后，這兩個(gè)相同物體之間不是相吸而是相斥。比如兩根玻璃棒用絲綢摩擦后，玻璃棒之間是相互排斥的。同時(shí)還觀察到，同一個(gè)帶電體如果與用毛皮摩擦過(guò)的火漆棒相吸，它就一定與用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒相斥。 1733年法國(guó)人杜菲用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，帶電的玻璃和帶電的琥珀是相互吸引的，但是兩塊帶電的琥珀或者兩塊帶電的玻璃則是相互排斥的。這些現(xiàn)象的原因是什么呢？他猜想很可能是由于相互排斥的帶電體帶的是相同種類的電荷，而相互吸引的兩個(gè)帶電體帶的是異種電荷。也就是說(shuō)，自然界存在著不同種類的電荷。那么存在幾種電荷呢？如何進(jìn)行電荷的分類呢？ 　　杜菲根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，經(jīng)過(guò)比較分析，大膽地?cái)喽ǎ弘娪袃煞N：一種是與琥珀帶的電性質(zhì)相同，叫做“琥珀電”；一種是與玻璃帶的電性質(zhì)相同，叫做“玻璃電”。 　　由于“琥珀電”和“玻璃電”對(duì)其他帶電體的作用恰恰相反──被“琥珀電”吸引的帶電體一定被“玻璃電”排斥，所以人們就分別稱它們?yōu)殛?yáng)電（也叫正電）和陰電（也叫負(fù)電）。就好比我們?nèi)擞心?、女之分一樣。?dāng)時(shí)只是用陽(yáng)和陰或正和負(fù)來(lái)說(shuō)明兩種性質(zhì)不同的電，至于稱誰(shuí)為正電或負(fù)電，完全是任意的。 　　為了統(tǒng)一起見(jiàn)，到了1747年，美國(guó)的富蘭克林便把絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶的電稱為“正電”，用“＋”號(hào)表示；把毛皮摩擦過(guò)的火漆棒（或琥珀）帶的電稱為“負(fù)電”，用“－”號(hào)表示。 警惕靜電的危害 　　摩擦是生產(chǎn)、生活中普遍存在的現(xiàn)象，伴隨摩擦產(chǎn)生的靜電也就跟生產(chǎn)、生活有著密切的聯(lián)系。但遺憾的是在許多情況下，“靜電”卻是不受歡迎的“不速之客”。 　　在氣候干燥的季節(jié)，如果你穿著旅游鞋在干凈的地板上行走后，伸手抓金屬門柄，常常會(huì)給你一件意想不到的“禮物”──一個(gè)小火花跳到手上，麻得你不自在；當(dāng)你伸手跟別人接觸，常常會(huì)給對(duì)方造成一次電擊，令人不快。這都是靜電的“惡作劇”。究其原因，原來(lái)是身體與空氣及周圍物體摩擦帶了電，由于旅游鞋底絕緣性能好，人體帶的電荷不能泄放入地，一旦接觸導(dǎo)體，就會(huì)發(fā)生火花放電，造成“不愉快”的電擊。 　　我們還知道，物體帶電后能吸引輕小的紙屑、絨線，當(dāng)然也能吸引更小的灰塵。日常用的塑料制品、穿的化纖衣物，都是摩擦起電的好材料，靜電電荷的良好棲息地。這些物品在使用過(guò)程中難免發(fā)生摩擦而帶電，使用不久它們的表面就會(huì)吸附一層灰塵，鮮艷漂亮的用具、衣物也就黯然失色。 　　當(dāng)然，這些都是生活中的小事?？墒且前l(fā)生在生產(chǎn)部門，問(wèn)題就嚴(yán)重了。在化纖紡織工業(yè)中，用化纖絲如尼龍、晴綸、滌綸等織布時(shí)，由于化纖絲和金屬部件發(fā)生摩擦而起電，帶電的化纖絲相互排斥而松散，產(chǎn)生亂紗，給生產(chǎn)帶來(lái)麻煩。橡皮膠是重要的工業(yè)原料，又是良好的絕緣體。在生產(chǎn)過(guò)程中，橡膠與金屬摩擦、剝離及膠布撕裂時(shí)產(chǎn)生的靜電電荷不易泄漏，積累過(guò)多就會(huì)發(fā)生火花電。由于橡膠制品在生產(chǎn)過(guò)程中，很多工序要用汽油和笨等易燃品，因此火花放電往往會(huì)引起火災(zāi)或爆炸。印刷車間，紙張由于跟機(jī)器和油墨摩擦而帶電，常常吸在鉛板或印刷機(jī)的滾筒上，影響連續(xù)印刷。攝影用的膠片，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的靜電電荷，常常發(fā)生放電現(xiàn)象，使膠片感光形成斑痕而報(bào)廢。在煤礦礦井中，由于種種摩擦產(chǎn)生的靜電電荷，一旦發(fā)生火花放電就會(huì)引起瓦斯爆炸，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失。在火藥和炸藥的制造、調(diào)合、移動(dòng)及貯藏時(shí)，伴隨摩擦、分離、混合等現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生大量靜電電荷，若不采取必要的措施，更容易造成爆炸、著火等靜電災(zāi)害。 　　受靜電危害最苦的是石油工業(yè)，石油產(chǎn)品及蒸汽，是危險(xiǎn)的易燃易爆品。微弱的火花放電也會(huì)引起含有汽油或煤油蒸汽的空氣燃燒爆炸。而石油生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，幾乎處處有靜電；石油在管道中流動(dòng)，在管壁上產(chǎn)生靜電；石油從管口流出，沖擊金屬容器會(huì)產(chǎn)生靜電；石油液滴飛濺與空氣摩擦，會(huì)產(chǎn)生靜電；石油通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)，會(huì)產(chǎn)生靜電；石油在油罐車、油船中連續(xù)顛簸，運(yùn)油車行駛時(shí)，輪胎和路面摩擦、甚至向油罐中灌入不同規(guī)格的新油等等，都會(huì)產(chǎn)生大量靜電。若防電措施稍有疏忽，就有可能造成不可挽回的損失。 　　還有，飛機(jī)在空中飛行，在穿過(guò)云層時(shí)，與云中微小的冰或雪的晶體摩擦，使飛機(jī)帶上大量的靜電電荷，特別是飛機(jī)在雷雨天飛行時(shí)，雨滴濺落在飛機(jī)的表面也會(huì)使飛機(jī)帶電。只要飛機(jī)上的靜電放電電流超過(guò)5微安，無(wú)線電通信就要受到干擾。所以通常飛機(jī)上裝有靜電放電器，以便中和靜電電荷。汽車上的收音機(jī)，在炎熱干燥的季節(jié)里常因輪胎和路面摩擦產(chǎn)生靜電干擾而無(wú)法接收?？耧L(fēng)卷起的沙礫，往往攜帶大量的靜電電荷，中斷無(wú)線電通信，有時(shí)還會(huì)引起鐵路、航空等自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)的信號(hào)失誤，造成嚴(yán)重事故。 　　可見(jiàn)，生產(chǎn)和生活中的靜電，一有時(shí)機(jī)就會(huì)興風(fēng)作浪，若不采取防止措施，就會(huì)給人們?cè)斐珊艽蟮奈：Α? 馴服靜電，消除危害 　　靜電雖然有那么多的危害，但人們只要掌握了科學(xué)知識(shí)，就能想出許多辦法，馴服靜電、消除危害。 　　不知同學(xué)們是否注意觀察過(guò)，運(yùn)輸汽油的汽車，后面總是拉著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”──一根拖地的鐵鏈條（圖1－11）。這就是一種消除靜電危害的好方法，叫“接地”。把容易產(chǎn)生靜電的部件用一個(gè)良導(dǎo)體與大地連接，可以將靜電電荷通過(guò)接地導(dǎo)體迅速引入大地，防止電荷的積累，避免靜電危害。這是一種既簡(jiǎn)單易行又安全可靠的方法，被廣泛運(yùn)用。如輸送石油的輸油管道每隔100～300米就要接地一次。大型油罐要有好幾個(gè)很深的接地板。向鐵路油罐車裝卸油料的橋臺(tái)、鋼軌以及油輪碼頭，都要有專門的接地設(shè)施。生產(chǎn)或加工易燃液體和可燃?xì)怏w的金屬設(shè)備及輸送管道都有可靠的接地設(shè)備。不過(guò)，接地這種方法有很大的局限性，只適用于消除導(dǎo)體上的靜電，對(duì)絕緣體上的靜電，則無(wú)能為力，因?yàn)榻^緣體中的電荷不能移動(dòng)，所以接地也無(wú)用的。 　　增加空氣濕度是控制靜電的另一有效辦法。因?yàn)榭諝飧稍锶菀追e累靜電電荷，所以靜電危害大多發(fā)生在天氣干燥的季節(jié)。如果增加空氣濕度，工作人員身上、機(jī)器各部件、被加工物體表面均可吸附一層水份，使其電阻變小，電荷產(chǎn)生以后將迅速流入大地，如果工作房間空氣濕度在70%以上，一般可以防止靜電危害。 　　油類、纖維質(zhì)、塑料與橡膠等，在加工、裝運(yùn)或使用期間往往產(chǎn)生靜電，主要是由于這些物質(zhì)的電阻率高，絕緣性能好，電荷不易泄漏。如果在這些絕緣物質(zhì)中加入一些導(dǎo)電填料，做成導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電纖維等，可減小其電阻率。還可以為絕緣材料穿上“導(dǎo)電衣”，涂上一層金屬粉末或?qū)щ娖?，降低材料的表面電阻率，減小放電路徑上的電阻，防止靜電的產(chǎn)生。目前，導(dǎo)電纖維已被廣泛用來(lái)作防電工作服、手套、地毯、包裝袋和縫紉線等。 　　鹵水點(diǎn)豆腐，一物降一物。為了防止塑料、化纖制品等絕緣體上聚積靜電電荷，人們還研制了各種抗靜電劑。汽油、柴油、煤油中加入少量的抗靜電劑，就可以大大增強(qiáng)它們的導(dǎo)電性能。因此使用抗靜電劑也是消除靜電的一種“靈丹妙藥”。 　　還有一種方法叫“以電治電”，這實(shí)在是一個(gè)聰明的主意。在膠片生產(chǎn)和印刷生產(chǎn)中，濕度不宜過(guò)大，就可以設(shè)置“靜電消除器”。它的工作原理是造成大量的帶電離子，它們的電性與由于摩擦帶上的靜電電性相反，把摩擦起電的電荷中和掉。 　　人們還注意到，同一物體分別和幾種不同物質(zhì)組成的物體摩擦后，會(huì)產(chǎn)生完全不同的帶電效果：有時(shí)帶正電，有時(shí)帶負(fù)電；有時(shí)帶電顯著，有時(shí)則微不足道。根據(jù)這種性質(zhì)，人們對(duì)一些經(jīng)常發(fā)生摩擦而帶電的零部件的材料進(jìn)行適當(dāng)選擇，就能破壞靜電產(chǎn)生的條件。 總之，隨著靜電防護(hù)研究的不斷發(fā)展，靜電危害一定能夠克服。