摩擦起電的原因原子結(jié)構(gòu)教案示例

時間：2023-05-02 04:22:36 物理教案我要投稿

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(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.進行新課

(l)物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)

①物質(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1億個氧原子一個挨著一個地排成一行，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)歷了漫長的時間，直到19世紀(jì)末葉，英國科學(xué)家湯姆生用實驗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，實驗證明：一個電子所帶電量為1.6×10－19庫。一個電子也可叫做一個元電荷，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)們計算一下，多少個電子所帶的電量是1庫？（6.25×1018個）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)”部分的最后一個自然段。

③原子核所帶的正電=核外電子總共所帶的負(fù)電荷。所以整個原子呈中性，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

①不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同。

當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，哪個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。

②物體失去電子帶正電，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)摩擦起電的實質(zhì)

由上面討論可知，兩個物體相互摩擦?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，這個物體失去多少電子，那個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，它的實質(zhì)是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移。

(4)討論與練習(xí)：（投影片）

①由不同物質(zhì)組成的兩個物體，相互摩擦，都能帶電嗎？

答：物體帶電的實質(zhì)是電子的得失。對核外電子束縛能力弱的物質(zhì)，失去電子的機會多，得到電子的機會少；對核外電子束縛能力強的物質(zhì)，失去電子的機會少，得到電子的機會多；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，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。

②玻璃無論與什么物質(zhì)摩擦都帶正電嗎?

實驗：用毛皮摩擦玻璃棒后，去靠近被毛皮摩擦過的橡膠棒，觀察實驗現(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)實驗結(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，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)。

④判斷下列說法是否正確：

絲綢和玻璃棒摩擦后，玻璃棒帶正電是因為： [ ]

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。