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摩擦起電的原因原子結(jié)構(gòu)教案示例
摩擦起電的原因原子結(jié)構(gòu)教案示例
(一)教學(xué)目的
1.常識性了解原子的核式結(jié)構(gòu)。
2.常識性了解通常情況下原子是中性的、物體不顯電性的原因。
3.常識性了解摩擦起電的原因。
(二)教具
掛圖,投影儀,玻璃棒一根,絲綢一塊,橡膠棒一根,毛皮兩塊,碎紙屑若干。
(三)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)
演示:用絲綢與玻璃棒摩擦后,將玻璃棒置于碎紙屑附近,觀察玻璃棒吸引碎紙屑的現(xiàn)象。
提問1:為什么玻璃棒會吸引碎紙屑?
答:玻璃棒與絲綢摩擦后就帶電了,帶電物體會吸引輕小物體。
提問2:若將與玻璃棒摩擦過的絲綢靠近碎紙屑,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
答:絲綢帶了電,也會吸引輕小物體。
演示:將摩擦玻璃棒后的絲綢靠近碎紙屑,觀察現(xiàn)象。
提問3:自然界里存在幾種電荷?被絲綢摩擦過的玻璃棒帶什么電荷?
答:自然界中只存在兩種電荷:正電荷和負(fù)電荷。被絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷。
提問4:想一想絲綢會帶什么電荷?
2.引入新課
摩擦起電的原因是什么?要解釋摩擦起電現(xiàn)象,需要知道一些關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識。
3.進(jìn)行新課
(l)物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)
、傥镔|(zhì)由分子組成。
經(jīng)過科學(xué)家世世代代的研究,現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識到,一切物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的,分子又是由原子構(gòu)成的。這一點(diǎn)同學(xué)們在化學(xué)課上已經(jīng)學(xué)過了。
提問:我們已經(jīng)知道水是由水分子組成的。哪位同學(xué)說一說水分子又是由哪些原子構(gòu)成的呢?
分子和原子都是很小的微粒,不但用眼睛看不到,用一般的顯微鏡也看不到。若把原子看作球形,一般原子的半經(jīng)只有10-10米左右。設(shè)想把1億個(gè)氧原子一個(gè)挨著一個(gè)地排成一行,也只有幾厘米長。
原子并不是組成物質(zhì)的最小微粒,原子還可以再往下分。人們認(rèn)識原子的結(jié)構(gòu),經(jīng)歷了漫長的時(shí)間,直到19世紀(jì)末葉,英國科學(xué)家湯姆生用實(shí)驗(yàn)證明了比原子小得多的帶負(fù)電的粒子電子的存在,從此才揭示出原子是具有結(jié)構(gòu)的。
②原子的核式結(jié)構(gòu)。
原子是由位于中心的原子核和核外繞核高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電子所組成;原子核半徑只相當(dāng)于原子半徑的十萬分之一,原子核幾乎集中了原子的全部質(zhì)量;原子核帶正電,電子帶負(fù)電。
電子是帶有最小負(fù)電荷的粒子,實(shí)驗(yàn)證明:一個(gè)電子所帶電量為1.6×10-19庫。一個(gè)電子也可叫做一個(gè)元電荷,用符號e表示。任何帶電體帶的電量都是e的整數(shù)倍。
請同學(xué)們計(jì)算一下,多少個(gè)電子所帶的電量是1庫?(6.25×1018個(gè))由原子的核式結(jié)構(gòu)可知,物質(zhì)本身就是由帶電微粒組成的。那么通常情況下,物體為什么不顯電性呢?指導(dǎo)同學(xué)看課本“原子結(jié)構(gòu)”部分的最后一個(gè)自然段。
、墼雍怂鶐У恼=核外電子總共所帶的負(fù)電荷。所以整個(gè)原子呈中性,物體對外不顯電性。
不同物質(zhì)中的原子核所帶的電量并不相同,核外電子的數(shù)目也不相同。(利用氫原子、氧原子的原子掛圖,講解氫原子、氧原子的原子結(jié)構(gòu)。)了解了物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu),下面我們一起來討論摩擦起電的原因。
(2)摩擦起電的原因
、俨煌镔|(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同。
當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r,哪個(gè)物體的原子核束縛電子的本領(lǐng)弱,它就容易失去電子,使跟它相摩擦的物體得到電子。
、谖矬w失去電子帶正電,得到電子帶負(fù)電。
討論:
玻璃棒與絲綢摩擦后,玻璃棒帶什么電?(正電)為什么帶正電?(玻璃棒與絲綢相比,玻璃棒的原子核束縛電子的本領(lǐng)較弱,在與絲綢摩擦?xí)r,因失去電子帶正電。)絲綢帶什么電?(負(fù)電。)為什么帶負(fù)電?(玻璃上的一些電子轉(zhuǎn)移到絲綢上,絲綢因有多余電子而帶負(fù)電。)橡膠棒與毛皮摩擦后。橡膠棒帶什么電?毛皮帶什么電?為什么?(略)
(3)摩擦起電的實(shí)質(zhì)
由上面討論可知,兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r,原子核對核外電子束縛本領(lǐng)弱的物體的一部分電子轉(zhuǎn)移到與它相摩擦的另一物體上,這個(gè)物體失去多少電子,那個(gè)物體就得到多少電子,而電荷的總量并沒有改變。
因此,摩擦起電并不是創(chuàng)造了電,它的實(shí)質(zhì)是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移。
(4)討論與練習(xí):(投影片)
、儆刹煌镔|(zhì)組成的兩個(gè)物體,相互摩擦,都能帶電嗎?
答:物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子的得失。對核外電子束縛能力弱的物質(zhì),失去電子的機(jī)會多,得到電子的機(jī)會少;對核外電子束縛能力強(qiáng)的物質(zhì),失去電子的機(jī)會少,得到電子的機(jī)會多;失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負(fù)電。所以,一般來說由不同物質(zhì)組成的兩個(gè)物體,通過摩擦可以使它們帶上等量的異種電荷。但是,若這兩種物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛能力都較強(qiáng),就很不容易使它們通過摩擦發(fā)生電子的得失,因此它們就很難帶上電。
、诓Ao論與什么物質(zhì)摩擦都帶正電嗎?
實(shí)驗(yàn):用毛皮摩擦玻璃棒后,去靠近被毛皮摩擦過的橡膠棒,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)果:玻璃棒與橡膠棒互相排斥,說明玻璃棒與毛皮摩擦后帶負(fù)電。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以排出幾種不同物質(zhì)相互摩擦起電的序列:獸皮一羊皮一石英一玻璃一絲絹一木條一膠木一松香一硫磺。
兩種物質(zhì)相互摩擦,排在前面的物質(zhì)帶正電,排在后面的物質(zhì)帶負(fù)電。
③有人說:帶電體發(fā)生中和現(xiàn)象時(shí),正負(fù)電荷都消滅了,這種說法對嗎?
答:不對。中和現(xiàn)象的實(shí)質(zhì),也是發(fā)生了電荷的轉(zhuǎn)移,使原來帶等量異種電荷的物體,都恢到不帶電的中性狀態(tài)。
、芘袛嘞铝姓f法是否正確:
絲綢和玻璃棒摩擦后,玻璃棒帶正電是因?yàn)椋?[ ]
A.玻璃棒中的原子核束縛電子的本領(lǐng)弱,失去了電子;
B.絲綢上一些正電荷轉(zhuǎn)移到玻璃棒上;
C.玻璃棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到絲綢上;
D.玻璃棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到絲綢上。
(答:說法A和D正確。)
4.小結(jié)(略)
5.布置作業(yè)
1.認(rèn)真看本節(jié)教材。
2.用綢子摩擦過的玻璃棒靠近懸掛的小紙筒(圖1)。小紙筒先被吸過來,這是因?yàn)開_____的緣故。當(dāng)小紙筒與玻璃棒相觸后,立刻又遠(yuǎn)離玻璃棒,這是因?yàn)開_____。
3.兩個(gè)原來不帶電的物體甲和乙,相互摩擦后,下面哪種情況是不可能發(fā)生的? [ ]
A.甲帶正電,乙?guī)У攘控?fù)電;
B.甲帶負(fù)電,乙?guī)У攘空姡?/p>
C.甲和乙都帶等量正電。
備注:本教案依據(jù)的教材為人民教育出版社初中物理第二冊第四章第二節(jié)。
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