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9.1电荷 教学设计
一、核心素养目标
物理观念：理解电荷的两种基本属性（正电荷、负电荷），明确电荷间的相互作用规律；掌握元电荷的物理意义及电荷量的概念，能区分电荷量与电性的不同；建立起“电荷是物质基本属性之一”的认知，形成对电现象的初步物理观念。
科学探究：通过观察摩擦起电、感应起电的实验现象，经历“提出问题—猜想假设—实验验证—归纳结论”的探究过程；学会运用控制变量法分析电荷相互作用的影响因素，提升实验观察和数据分析能力。
科学思维：通过对电荷概念的抽象概括，培养从现象到本质的推理能力；能运用电荷守恒定律解释常见的电现象，建立起守恒思想在电磁学中的应用意识；通过对比三种起电方式的异同，提升分类归纳的思维能力。
科学态度与责任：感受电学知识在生活中的广泛应用，激发对电磁学的学习兴趣；通过了解库仑等人的科学研究历程，体会科学家勇于探索的精神；认识到电学技术对社会发展的推动作用，培养严谨求实的科学态度。
二、教学重难点
重点：电荷的两种基本类型及相互作用规律；电荷量的概念及元电荷的物理意义；电荷守恒定律的内容及应用；摩擦起电、感应起电、接触起电的本质及区别。
难点：理解感应起电的原理，特别是“近端感应异种电荷、远端感应同种电荷”的规律；明确电荷守恒定律中“电荷的总量保持不变”的内涵，能区分“创造电荷”与“转移电荷”的本质差异；运用电荷守恒定律定量分析涉及起电过程的问题。
三、教学环节设计
（一）情境导入：生活中的电现象
1.展示生活实例：播放冬天脱毛衣时“噼啪”作响的声音片段，展示梳子梳过头发后吸引碎纸屑的图片，呈现验电器检验物体带电的实验视频。
2.师生互动：教师提问“这些现象都与什么有关？”“为什么会出现这些奇妙的现象？”引导学生结合生活经验提出猜想，如“物体带上了电”“电有相互作用”等，从而引出本节课的课题——电荷。
（二）探究新知一：电荷的基本属性
1.实验探究1：摩擦起电现象
师生互动：教师演示实验——用丝绸摩擦玻璃棒，用毛皮摩擦橡胶棒，分别将其靠近碎纸屑，观察吸引现象。随后引导学生分组实验：用不同材料（如塑料尺、铅笔、气球）摩擦不同物体（如头发、羊毛、棉布），记录是否能吸引轻小物体。
归纳总结：教师引导学生发现“摩擦后的物体能吸引轻小物体，说明其带上了电荷”，引出“摩擦起电”的概念。
2.实验探究2：电荷的相互作用
师生互动：教师将丝绸摩擦过的两根玻璃棒相互靠近，引导学生观察排斥现象；再将毛皮摩擦过的两根橡胶棒相互靠近，观察排斥现象；最后将丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近，观察吸引现象。
提出问题：“为什么有的电荷相互排斥，有的相互吸引？”引导学生猜想“电荷可能有不同的类型”。教师明确电荷的两种分类——正电荷（丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷）和负电荷（毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷），并总结规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
3.电荷量的概念
师生互动：教师提问“不同带电体吸引轻小物体的能力不同，这说明什么？”引导学生认识到“带电体所带电荷的多少是不同的”，引出电荷量的概念（符号Q，单位库仑，简称库，符号C）。结合验电器的工作原理，说明“验电器金属箔张角越大，物体所带电荷量越多”，建立电荷量的直观认知。
（三）探究新知二：元电荷与电荷守恒定律
1.元电荷的发现与意义
师生互动：教师介绍密立根油滴实验的历史背景，通过动画演示实验过程，说明实验结论——电子所带电荷量是最小的电荷量，所有带电体的电荷量都是这个最小电荷量的整数倍。
重点强调：元电荷e的数值（e=1.6×10 C），明确“元电荷是电荷量的单位，不是实际存在的电荷”；引导学生区分“元电荷”与“电子”“质子”的不同，电子带负电，质子带正电，其电荷量均为e。
2.电荷守恒定律
实验探究3：接触起电与电荷转移
师生互动：教师演示——将带正电的玻璃棒接触不带电的验电器金属球，观察金属箔张开；再将另一个不带电的验电器与该验电器金属球接触，观察两个验电器金属箔均张开。提出问题“第二个验电器为什么会带电？电荷是从哪里来的？”
实验探究4：感应起电的规律
师生互动：教师演示——将带正电的玻璃棒靠近不带电的绝缘金属球（金属球两端分别连接验电器），引导学生观察“近端验电器金属箔张开（带负电），远端验电器金属箔张开（带正电）”；当玻璃棒移走后，金属球两端验电器金属箔均闭合。
归纳总结：教师引导学生分析上述实验，明确“电荷不会凭空产生，也不会凭空消失，它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；在转移过程中，电荷的总量保持不变”，这就是电荷守恒定律。强调“摩擦起电、接触起电、感应起电的本质都是电荷的转移，而非创造电荷”。
（四）探究新知三：三种起电方式的对比
师生互动：教师引导学生以小组为单位，结合前面的实验，从“起电原因”“电荷转移方向”“适用对象”三个角度对比摩擦起电、接触起电、感应起电的异同，完成下表（教师通过提问引导学生填充）：
1.摩擦起电：原因是不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，束缚能力强的物体得到电子带负电，束缚能力弱的物体失去电子带正电；电荷转移方向为电子从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体；适用对象为绝缘体。
2.接触起电：原因是带电体与不带电体接触时，电荷发生转移；电荷转移方向为同种电荷从电荷量多的物体转移到电荷量少的物体，异种电荷先中和再转移；适用对象为导体。
3.感应起电：原因是带电体靠近导体时，导体内自由电荷发生重新分布；电荷转移方向为自由电子向与带电体异种电荷方向移动；适用对象为导体。
（五）重点知识归纳
1.电荷的核心概念：两种电荷（正、负），相互作用规律（同种排斥、异种吸引）；电荷量（Q）表示电荷的多少，单位库仑（C）；元电荷e=1.6×10 C，是最小的电荷量，所有带电体电荷量Q=ne（n为整数）。
2.电荷守恒定律：核心是“总量不变”，应用时需明确“转移”而非“创造”，涉及中和现象时要注意“先中和再分配”。
3.三种起电方式：本质都是电荷转移，区别在于转移的诱因和方式不同，需结合导体与绝缘体的特点判断适用类型。
4.验电器的工作原理：利用同种电荷相互排斥的规律，通过金属箔张角判断物体是否带电及带电多少。
（六）巩固练习：基础应用与拓展提升
1.关于电荷的下列说法中，正确的是（）
A.自然界只存在正、负两种电荷，中性物体没有电荷
B.物体所带电荷量的多少可以是任意的
C.电子和质子所带电荷量的绝对值相等，符号相反
D.元电荷就是电子，它是一种基本电荷
2.用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质小球，小球被吸引，则小球的带电情况可能是（）
A.带正电B.带负电C.不带电D.带负电或不带电
3.下列关于摩擦起电的说法中，正确的是（）
A.摩擦起电过程中，创造了新的电荷
B.摩擦起电是由于物体间电子的转移产生的
C.摩擦起电时，相互摩擦的两个物体带的电荷一定是异种电荷
D.摩擦起电时，相互摩擦的两个物体带的电荷量一定不相等
4.如图所示，将带正电的玻璃棒靠近不带电的绝缘金属球A，同时用手接触金属球A，待手离开后，移走玻璃棒，此时金属球A的带电情况是（）
A.带正电B.带负电C.不带电D.无法确定
5.关于电荷守恒定律，下列说法中正确的是（）
A.电荷守恒定律只适用于摩擦起电现象
B.电荷守恒定律意味着电荷的总量是绝对不变的
C.一个与外界没有电荷交换的系统，其内部电荷的代数和保持不变
D.当两个带电体接触时，电荷会重新分配，此时电荷守恒定律不再适用
6.有两个完全相同的验电器，A验电器带电荷量为+Q，B验电器带电荷量为-3Q，将它们的金属球接触后，下列说法中正确的是（）
A.接触后A验电器带正电，B验电器带负电
B.接触后两个验电器的金属箔张角相同
C.接触过程中，电子从A验电器转移到B验电器
D.接触后两个验电器所带总电荷量为-4Q
7.关于感应起电的下列说法中，错误的是（）
A.感应起电的前提是带电体与导体相互靠近，且不接触
B.感应起电过程中，导体内的自由电荷发生了定向移动
C.感应起电后，导体两端的电荷是等量异种电荷
D.感应起电后，若将带电体移走，导体上的电荷会立即消失
8.一个带电体所带电荷量为3.2×10 C，这个电荷量是元电荷的多少倍（）
A.20B.32C.1.6×10 D.3.2×10
9.下列现象中，不能用电荷守恒定律解释的是（）
A.用带电的橡胶棒靠近碎纸屑，碎纸屑被吸引后又被排斥
B.雷电现象中，云层与地面之间发生放电
C.用验电器检验物体带电时，金属箔张开
D.体积很小的带电体可以看作点电荷
10.有三个相同的金属球A、B、C，其中A带正电，电荷量为Q，B和C不带电。现将A与B接触后分开，再将B与C接触后分开，此时三个金属球所带电荷量分别为（）
A.A：Q/2，B：Q/4，C：Q/4B.A：Q/2，B：Q/2，C：0
C.A：Q，B：0，C：0D.A：Q/4，B：Q/4，C：Q/4
（七）练习答案及解析
1.答案：C解析：自然界只存在正、负两种电荷，中性物体是指正、负电荷的电荷量相等，并非没有电荷，A错误；物体所带电荷量必须是元电荷的整数倍，不能是任意值，B错误；电子带负电，质子带正电，二者电荷量绝对值均为e，符号相反，C正确；元电荷是最小的电荷量，不是实际存在的电荷，电子是实物粒子，二者本质不同，D错误。
2.答案：D解析：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，根据电荷间的相互作用规律，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，同时带电体具有吸引轻小物体的性质。因此，小球被吸引可能有两种情况：一是小球带负电，与玻璃棒异种电荷相互吸引；二是小球不带电，被带电的玻璃棒吸引。若小球带正电，会与玻璃棒相互排斥，故D正确。
3.答案：B解析：摩擦起电的本质是电子在相互摩擦的物体间发生转移，并非创造新电荷，A错误，B正确；相互摩擦的两个物体，一个失去电子带正电，一个得到电子带负电，一定带异种电荷，且电荷量相等，C错误，D错误。
4.答案：B解析：带正电的玻璃棒靠近不带电的金属球A时，由于感应起电，A球近端感应出负电荷，远端感应出正电荷。用手接触A球时，人体与大地成为一个整体，A球远端的正电荷会通过人体转移到大地；手离开后，A球上只剩下近端的负电荷，移走玻璃棒后，负电荷在A球上重新分布，使A球带负电，故B正确。
5.答案：C解析：电荷守恒定律适用于所有电现象，并非只适用于摩擦起电，A错误；电荷守恒定律中的“总量不变”是指在一个与外界没有电荷交换的系统内，电荷的代数和保持不变，并非绝对不变（电荷可以转移），B错误，C正确；两个带电体接触时，电荷重新分配的过程中，系统总电荷量依然守恒，电荷守恒定律仍然适用，D错误。
6.答案：B解析：A验电器带+Q，B验电器带-3Q，接触前系统总电荷量为+Q+(-3Q)=-2Q。由于两个验电器完全相同，接触后电荷会重新均匀分配，每个验电器所带电荷量为总电荷量的一半，即-Q，因此两个验电器均带负电，金属箔张角相同，A错误，B正确；接触过程中，电子带负电，会从带负电较多的B验电器转移到A验电器（A带正电，本质是缺少电子），C错误；接触后总电荷量仍为-2Q，电荷守恒，D错误。
7.答案：D解析：感应起电的条件是带电体与导体靠近且不接触，使导体内自由电荷重新分布，A、B正确；感应起电后，导体两端会出现等量异种电荷，符合电荷守恒定律，C正确；若将带电体移走，导体上的等量异种电荷会相互吸引而中和，导体恢复不带电状态，并非电荷立即消失，D错误。
8.答案：A解析：元电荷e=1.6×10 C，带电体电荷量Q=3.2×10 C，則该电荷量是元电荷的倍数n=Q/e=(3.2×10 C)/(1.6×10 C)=20，故A正确。
9.答案：D解析：电荷守恒定律解释与电荷转移、中和、相互作用相关的现象。A中碎纸屑先被吸引是因为带电体吸引轻小物体，后被排斥是因为碎纸屑接触带电后带同种电荷；B中雷电是云层与地面间电荷的中和过程；C中验电器金属箔张开是因为电荷转移到验电器上，同种电荷相互排斥，均能用电荷守恒定律解释。D中“点电荷”是一种理想化模型，与电荷守恒无关，故D正确。
10.答案：A解析：三个金属球相同，接触后电荷会均匀分配。第一步，A（+Q）与B（不带电）接触后分开，电荷均匀分配，A和B的电荷量均为Q/2；第二步，B（Q/2）与C（不带电）接触后分开，B和C的电荷量均为(Q/2)/2=Q/4。因此，最终A带Q/2，B带Q/4，C带Q/4，A正确。
（八）课堂小结与拓展
1.师生共同回顾本节课核心内容：电荷的类型与相互作用、元电荷、电荷守恒定律、三种起电方式，通过提问“本节课你最容易混淆的知识点是什么？”引导学生主动梳理易错点。
2.拓展思考：“为什么导体容易发生感应起电，而绝缘体不容易？”“生活中还有哪些现象可以用电荷守恒定律解释？”为下一节课“库仑定律”的学习做好铺垫。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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