资源简介

1.1《静电的产生及其微观解释》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 鲁科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于鲁科版高中物理必修第三册第一章第一节，是电学部分的起始课，具有承前启后的重要地位。教材从生活中常见的静电现象入手，引导学生观察摩擦起电、感应起电等现象，进而深入到原子结构层面，通过电子转移的微观机制解释静电产生的本质。内容由表及里、由宏观到微观，体现了物理学科“从现象到本质”的研究路径，为后续学习库仑定律、电场等概念奠定基础。
学情分析
高二学生已具备一定的物理思维能力和实验观察能力，初中阶段对摩擦起电有初步了解，但对电荷种类、电荷守恒及微观解释仍存在模糊认识。学生正处于抽象思维发展的关键期，对“看不见的电子转移”理解存在困难。同时，学生对生活中的静电现象充满好奇，如脱毛衣时的火花、梳头时头发飘起等，这为教学提供了丰富的感性素材。需通过实验演示与模型建构相结合的方式，帮助学生突破认知障碍，建立科学的电荷观。
课时教学目标
物理观念
1. 能识别生活中常见的静电现象，理解摩擦起电、接触起电和感应起电的宏观表现。
2. 掌握电荷守恒定律，能从原子结构角度解释静电产生的微观机制，理解电子转移是静电产生的根本原因。
科学思维
1. 能通过观察实验现象提出问题，运用类比、模型建构等方法分析电荷的转移过程。
2. 能区分不同起电方式的本质差异，并能用微观粒子运动解释宏观现象，提升逻辑推理能力。
科学探究
1. 能设计并参与简单的静电实验，如摩擦塑料尺吸引纸屑、验电器检测带电情况等，体验科学探究过程。
2. 能通过小组合作完成实验操作与现象记录，培养实验观察能力与合作交流能力。
科学态度与责任
1. 激发对静电现象的好奇心与探究欲，体会物理与生活的紧密联系。
2. 认识静电在生活中的利与弊，增强安全用电意识，初步形成科学的社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. 静电产生的三种方式（摩擦、接触、感应）及其宏观表现。
2. 电荷守恒定律的理解与应用。
难点
1. 从原子结构角度理解电子转移是静电产生的微观本质。
2. 感应起电中电荷的重新分布与分离过程的微观解释。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习
教具准备
塑料尺、玻璃棒、丝绸、橡胶棒、毛皮、验电器、泡沫小球、支架、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入，激趣启思
【5分钟】 一、生活情境，引发认知冲突 （一）、播放视频，创设真实情境。
教师播放一段精心剪辑的生活视频：冬季脱毛衣时出现蓝色火花并伴有“噼啪”声；用塑料梳子梳头后，头发随梳子飘起；小朋友滑滑梯后头发“炸毛”；加油站禁止拍打衣物的警示标志。
引导语：“同学们，这些画面是否似曾相识？这些看似平常的现象背后，隐藏着一个古老的物理秘密——静电。两千多年前，古希腊哲学家泰勒斯就发现琥珀摩擦后能吸引轻小物体。今天，我们不再满足于‘它会吸纸屑’这样的描述，我们要像科学家一样追问：静电从何而来？它的本质是什么？”
（二）、提出驱动性问题，激发探究欲望。
教师手持一把塑料尺，在头发上快速摩擦几下，然后靠近桌面上的小纸屑，纸屑被吸起。
提问：“为什么一把普通的塑料尺，摩擦后就能‘变身’成吸引纸屑的‘魔法棒’？这个过程中，到底发生了什么看不见的变化？让我们带着这个问题，开启今天的‘静电探秘之旅’。”
过渡语：“正如爱因斯坦所说：‘提出一个问题往往比解决一个问题更重要。’今天，我们就从这把会‘吸纸’的尺子出发，揭开静电的神秘面纱。” 1. 观看视频，回忆生活中的静电现象。
2. 观察教师演示实验，产生强烈好奇。
3. 思考教师提出的问题，尝试初步解释。
4. 进入探究情境，明确学习任务。
评价任务 现象描述：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
兴趣激发：☆☆☆
设计意图 通过贴近生活的视频和现场小实验，迅速抓住学生注意力，激活已有经验，制造认知冲突，使学生从“习以为常”转向“深度好奇”。以“静电从何而来”为核心问题，驱动整节课的探究活动，体现“从生活走向物理”的课程理念。
实验探究，感知静电
【12分钟】 一、动手实践，体验起电方式 （一）、分组实验：摩擦起电与接触起电。
教师将学生分为四人小组，发放实验器材：塑料尺、玻璃棒、丝绸、橡胶棒、毛皮、验电器、碎纸屑。
任务1：请用丝绸摩擦玻璃棒，用毛皮摩擦橡胶棒，分别靠近碎纸屑，观察现象。
任务2：将摩擦后的玻璃棒或橡胶棒接触验电器的金属球，观察金属箔片的变化。
任务3：将未带电的金属棒接触已带电的验电器金属球，观察箔片是否张开。
教师巡视指导，提醒学生规范操作，注意观察细节，并记录实验现象。
（二）、现象分析，归纳宏观规律。
组织学生汇报实验结果。
提问1：“丝绸摩擦玻璃棒后，它能吸引纸屑，说明它带了电。毛皮摩擦橡胶棒也能吸引纸屑。这两种方式有什么共同点？”
引导学生总结：通过摩擦使物体带电，称为摩擦起电。
提问2：“当带电的玻璃棒接触验电器金属球时，金属箔片张开了。这说明了什么？”
引导学生得出：电荷可以通过直接接触从一个物体转移到另一个物体，称为接触起电。
提问3：“你们发现摩擦后的玻璃棒和橡胶棒吸引纸屑的效果一样吗？有没有同学尝试让它们相互靠近？”
引出电荷有两种：正电荷和负电荷。规定：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
（三）、深入探究：感应起电的奇妙现象。
教师演示：将不带电的金属导体球（泡沫球包裹铝箔）用绝缘线悬挂。用带正电的玻璃棒靠近但不接触小球，观察小球被吸引；当小球与玻璃棒接触后又被排斥。
提问：“为什么没有接触，小球就被吸引了？接触后为什么又排斥了？这与前面两种起电方式有何不同？”
引导学生思考：这是一种新的起电方式——感应起电，即电荷在电场作用下重新分布。 1. 分组合作，动手完成摩擦、接触实验。
2. 观察并记录实验现象，填写实验报告单。
3. 汇报实验结果，参与课堂讨论。
4. 初步区分三种起电方式的宏观表现。
评价任务 操作规范：☆☆☆
现象记录：☆☆☆
归纳能力：☆☆☆
设计意图 通过学生亲自动手实验，获得感性认识，培养实验技能和观察能力。在“做中学”的过程中，自主发现摩擦起电、接触起电的现象规律。教师通过层层设问，引导学生从现象中提炼概念，实现从感性到理性的飞跃。感应起电的演示实验制造新的认知冲突，为微观解释埋下伏笔，激发更深层次的探究欲望。
模型建构，微观解密
【15分钟】 一、回顾原子结构，建立微观模型 （一）、复习旧知，搭建认知桥梁。
教师在黑板上画出原子结构示意图：原子核（质子+中子）位于中心，电子在核外绕行。
提问：“我们知道，原子是电中性的，为什么？”
引导学生回答：原子核带正电，电子带负电，正负电荷数量相等，整体不显电性。
强调：“电子，特别是最外层的电子，束缚较弱，容易脱离原子核的束缚。”
（二）、类比迁移，解释摩擦起电。
教师以丝绸摩擦玻璃棒为例：
“玻璃棒的主要成分是二氧化硅，其原子对电子的束缚能力较弱；丝绸是蛋白质纤维，对电子的束缚能力较强。当两者摩擦时，玻璃棒上的一些电子就会‘跑’到丝绸上。”
提问：“电子转移后，玻璃棒和丝绸分别带什么电？”
引导学生分析：玻璃棒失去电子，正电荷多于负电荷，带正电；丝绸得到电子，负电荷多于正电荷，带负电。
结论：摩擦起电的实质是电子的转移，而不是创造了电荷。
（三）、迁移应用，解释接触起电。
教师以带电玻璃棒接触验电器为例：
“当带正电的玻璃棒接触验电器金属球时，由于玻璃棒缺少电子，金属中的自由电子会被吸引过来，导致验电器也因失去电子而带正电。”
强调：电荷通过接触发生转移，最终达到静电平衡。
（四）、突破难点，解析感应起电。
教师结合多媒体动画演示感应起电全过程：
1. 初始状态：金属导体中正负电荷均匀分布，整体不带电。
2. 外电场作用：带正电的玻璃棒靠近导体，导体内的自由电子受到吸引，向靠近玻璃棒的一端移动。
3. 电荷重分布：近端因电子聚集而带负电，远端因缺少电子而带正电，称为静电感应。
4. 电荷分离：若此时将导体远端接地，正电荷被导走；断开接地线，再移开玻璃棒，导体整体带负电。
提问：“感应起电过程中，有电子从一个物体跑到另一个物体吗？电荷是凭空产生的吗？”
引导学生深刻理解：感应起电是电荷的重新分布，没有电子的跨物体转移，总电荷量不变。 1. 回顾原子结构，理解电中性原理。
2. 听讲并思考，理解电子转移的本质。
3. 参与讨论，解释不同起电方式的微观过程。
4. 观看动画，理解感应起电的电荷分布。
评价任务 模型理解：☆☆☆
本质解释：☆☆☆
难点突破：☆☆☆
设计意图 以原子结构为基石，构建微观解释的理论框架。通过“电子转移”这一核心概念，统一解释摩擦和接触起电，体现物理的统一美。利用多媒体动画直观展示感应起电中电荷的动态重分布过程，将抽象概念可视化，有效突破教学难点。始终强调“电子是移动的载体”“电荷守恒”，帮助学生建立正确的物理观念。
规律提炼，深化认知
【8分钟】 一、总结规律，建立知识网络 （一）、归纳三种起电方式的本质。
教师引导学生共同完成表格对比：
起电方式是否接触电荷来源 实质摩擦起电 是（相互）电子转移 电子从一物体转移到另一物体触起电 接 是（单向） 电荷转移电荷从带电体转移到导体感应起电否电荷重分布 导体内自由电荷重新分布
强调：无论哪种方式，都没有创造电荷，只是电荷的转移或重新分布。
（二）、提出并阐释电荷守恒定律。
教师郑重宣布：“这就是物理学的基本定律之一——电荷守恒定律：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。”
举例说明：摩擦起电中，玻璃棒带+Q，丝绸必然带-Q，总和为零；感应起电中，导体近端带-Q，远端带+Q，整体仍为零。
（三）、联系生活，辨析静电利弊。
提问：“静电只是给我们添麻烦吗？它在生活中有哪些应用？”
引导学生讨论：静电复印、静电除尘、静电喷涂等。
反问：“静电又有哪些危害？如何防范？”
学生思考：加油站静电引发火灾、电子设备静电击穿等，防范措施如接地、加湿、穿防静电服。 1. 参与表格填写，对比三种起电方式。
2. 理解并记忆电荷守恒定律。
3. 举例说明静电的应用与防范。
4. 构建知识结构，形成系统认知。
评价任务 规律总结：☆☆☆
定律理解：☆☆☆
联系实际：☆☆☆
设计意图 通过表格对比，帮助学生系统梳理知识，明确三种起电方式的异同，提升归纳能力。在大量实验和微观分析的基础上，自然引出电荷守恒定律，使其成为水到渠成的结论，而非生硬灌输。引导学生辩证看待静电现象，认识其在科技与生活中的双重角色，培养科学态度与社会责任感。
课堂总结，升华主题
【5分钟】 一、回顾历程，感悟科学精神 （一）、结构化回顾知识主线。
教师带领学生回顾本节课的学习路径：“我们从生活中的静电现象出发，通过实验探究了摩擦、接触、感应三种起电方式；再深入到原子内部，揭示了电子转移与电荷重分布的微观本质；最终，我们提炼出电荷守恒这一定律，理解了‘电荷不会凭空产生，也不会凭空消失’的深刻道理。”
（二）、升华式总结，启迪人生智慧。
教师深情总结：“同学们，静电的产生，源于微小电子的迁移。这让我们想到，生活中许多看似巨大的变化，往往始于一个微小的行动。正如古人云：‘不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。’每一个微小的努力，都可能引发‘电荷’的重新分布，最终成就你人生的‘放电’时刻。而电荷守恒定律告诉我们，付出与收获总是守恒的。愿你们在求知的路上，像自由电子一样勇于探索，像正电荷一样充满正能量，用科学的思维照亮前行的道路。” 1. 跟随教师回顾本节课知识脉络。
2. 理解科学探究的基本方法。
3. 感悟物理规律蕴含的人生哲理。
4. 增强学习物理的内在动力。
评价任务 知识梳理：☆☆☆
思想升华：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
设计意图 采用“结构化+升华式”双总结模式。先系统回顾知识主线，帮助学生形成清晰的知识网络；再将物理规律与人生哲理巧妙融合，赋予课堂更深层次的人文价值。引用经典名句，增强语言感染力，激发学生的情感共鸣，实现“教书”与“育人”的有机统一。
作业设计
一、基础巩固
1. 判断下列说法是否正确，错误的请改正：
（1）摩擦起电创造了电荷。
（2）物体带电的实质是电子的得失。
（3）感应起电中，导体靠近带电体的一端带异种电荷。
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（ ）
A. 一定带正电 B. 一定带负电 C. 一定不带电 D. 可能带负电，也可能不带电
二、能力提升
3. 设计一个实验，验证电荷守恒定律。写出实验器材、步骤和预期现象。
三、拓展应用
4. 查阅资料，了解静电复印机的工作原理，用本节课所学的静电知识进行解释，写一篇200字左右的小短文。
【答案解析】
一、基础巩固
1. （1）错误。摩擦起电的实质是电子的转移，电荷总量守恒。
（2）正确。
（3）正确。
2. D。解析：带正电的玻璃棒可以吸引带负电的物体，也可以吸引不带电的轻小物体（通过感应起电）。
二、能力提升
3. 示例：器材：验电器两个、金属棒。
步骤：① 用丝绸摩擦玻璃棒使其带电；② 用带电玻璃棒接触第一个验电器A，使其带电（箔片张开）；③ 用金属棒连接验电器A和B；④ 观察两验电器箔片张角变化。
现象：A的张角减小，B的张角增大，最终两验电器张角相同。说明电荷总量未变，只是重新分配。
板书设计
静电的产生及其微观解释
【左侧】生活现象：脱衣火花、梳头飘发、滑梯炸毛
【中部】三大方式：
1. 摩擦起电 —— 电子转移 —— 实质：得失电子
2. 接触起电 —— 电荷转移 —— 实质：电荷共享
3. 感应起电 —— 电荷重分布 —— 实质：静电感应
【右侧】微观基础：
原子结构：原子核（+） + 电子（-） → 电中性
→ 自由电子移动 → 带电
核心定律：
电荷守恒定律：系统内电荷代数和不变
【底部】应用：复印、除尘、喷涂
危害：火灾、击穿 → 防范：接地、加湿
教学反思
成功之处
1. 以生活情境和现场实验导入，有效激发了学生的学习兴趣和探究欲望，课堂氛围活跃。
2. 实验探究环节设计合理，学生动手参与度高，通过观察、记录、讨论，较好地完成了宏观现象的感知与归纳。
3. 微观解释部分借助动画演示，将抽象的电子转移和电荷重分布过程可视化，有效突破了教学难点，多数学生能理解电荷守恒的本质。
不足之处
1. 感应起电的实验演示受环境湿度影响较大，部分班级现象不够明显，影响了学生的直观感受。
2. 在解释不同材料束缚电子能力差异时，未能深入展开，部分学生对“为什么玻璃棒失电子而丝绸得电子”仍存疑惑。
3. 课堂时间分配略显紧张，最后的拓展讨论环节未能充分展开，部分学生的思维火花未能完全点燃。

展开更多......

收起↑