2019-2020年九年級物理全冊 第十五章 電流和電路學案 新人教版.doc

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2019-2020年九年級物理全冊 第十五章 電流和電路學案 新人教版 學習目標： 1. 認識摩擦起電的現象，了解電荷的種類及電荷間的相互作用是什么？ 2. 了解驗電器的原理及其作用，了解電荷量及其單位 3. 了解原子結構，知道元電荷、自由電子和電荷的移動 學習重點：帶電過程 原子結構 學習難點：理解原子結構 學習過程： 1、閱讀課本“電荷”部分，思考下列問題，并交流： 在什么情況下，就可以認為物體帶了電荷？ 可以用什么辦法使物體帶上電荷？舉例說明。 2、閱讀課本“原電荷”部分，了解物質的組成結構。 3、獨立完成下面的預習檢測題，然后與正確答案對照，了解自己的預習情況。 學習檢測 （1）梳過頭發(fā)的梳子能吸起頭發(fā)、穿過的化纖衣服表面常吸附一些灰塵。這樣，我們就說梳子、衣服帶上了 。 （2）帶了電荷的物體具有 的現象。 （3）原子由 和 組成， 位于原子的中心。 4、預習過程中，你還有什么疑問？請跟同學們討論交流。 學習探究： ●摩擦起電 獨立完成下列活動，仔細觀察現象，思考產生這些現象的原因： 問題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。 問題3、將跟毛皮摩擦過的橡膠棒、跟絲綢摩擦過的玻璃棒分別靠近自來水的細水流、細小紙屑。會發(fā)現，細水流變 ，小紙屑被 。 總結：可以發(fā)現，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象，就是現象。 ●電荷間的相互作用 思考下面問題：（玻璃棒用絲綢摩擦過，橡膠棒用毛皮摩擦過） 問題4、將兩根玻璃棒互相靠近（見課本圖5.1-2），自由懸掛的玻璃棒是否會動？可能向哪個方向運動？ 問題5：將橡膠棒靠近自由懸掛的玻璃棒，玻璃棒可能向哪個方向運動？ 問題6：將兩根橡膠棒互相靠近，自由懸掛的橡膠棒會向哪個方向運動？ 現象：靠近的兩根玻璃棒會 ，靠近的兩根橡膠棒會 ，靠近的玻璃棒與橡膠棒會 。 總結：自然界中有兩種電荷，把 規(guī)定為正電荷，把 規(guī)定為負電荷。 同種電荷相互 ，異種電荷相互 。 練習1：有A、B、C三個輕質小球，它們相互靠近時，A排斥B，B吸引C。已知A球帶正電荷，試判斷B、C兩個小球的帶電情況？ ●驗電器的原理和作用 閱讀課本 “驗電器”部分，試回答、討論下面問題： 問題7：驗電器為什么能檢驗物體是否帶電（驗電器的原理）？ 問題8：用驗電器能粗略比較物體帶電的多少嗎？為什么？ 問題9：用驗電器能否檢驗帶電體帶的是正電荷還是負電荷？ 試一試，用驗電器檢驗一下絲綢摩擦過的兩根玻璃棒，哪根帶有的電荷多？ 總結：驗電器的原理是 ，作用是 。電荷量的單位是 。 ●電荷在導體中的定向移動 完成課本中電荷定向移動的實驗： 說說你觀察到的現象：A驗電器的金屬箔片 ，B驗電器的金屬箔片 。 交流討論：解釋觀察到的現象，A、B驗電器上的電荷數量有什么變化？為什么會變化？ 總結：電荷可以沿金屬棒 。 閱讀課本中導體和絕緣體部分，并完成下面問題： 常見的導體有 ，常見的絕緣體有 ，各種金屬導電靠得是 。 課堂訓練： 1、電荷：物體有了 性質，我們說物體帶了電，或帶了電荷。 2、摩擦起電：摩擦過的物體具有 。 3、正電荷的規(guī)定： 的電荷叫正電荷。 負電荷的規(guī)定： 的電荷叫負電荷。 4、電荷間的作用規(guī)律： 5、驗電器：結構：金屬球、金屬桿、金屬箔。 作用： 。 原理： 。 6、電荷單位： ，符號： 7、導體是 善于導電的物體。如：金屬、人體、大地、酸堿鹽的水溶液、石墨等。絕緣體是 導電的物體如：橡膠、陶瓷、塑料、干燥的空氣、油等。 8、電風扇葉片上經常布滿灰塵，是因為風葉轉動時與空氣_________而產生________,，帶有_________的葉片會把空氣中的灰塵吸著不放，以致葉片上特別容易臟 9、打開自來水龍頭，放出一股細小的水流，用在干燥的頭發(fā)上梳過的塑料梳子靠近水流，可以觀察到水流___________ ，這是因為__________________________ 10、檢驗物體是否帶電的儀器叫做______________，用帶電體接觸它的金屬球時，它的兩片金屏箔就由于_______________________而張開，且?guī)щ婓w帶電量越多，張開的角度就________________ 11、我們經常在加油站看到一條醒目的標語"嚴禁用塑料桶裝運汽油"，這是因為桶內汽油會不斷與桶璧摩擦，使塑料桶帶了__________，造成火災隱患 12、電視機的熒光屏表面經常有很多灰塵，這主要是因為( ) A熒光屏具有吸附灰塵的能力 B房間內灰塵的自然堆積 C電視機工作時，熒光屏表面溫度較高 D 電視機工作時，熒光屏表面有靜電 13、在編織某種地毯時，編織過程中夾雜一些不銹鋼絲，這是因為( ) 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 ●課外拓展 電的性別──陽電和陰電 　　人們對電現象進行觀察研究的過程中，發(fā)現了一個很有趣的現象：兩個相同的物體與其他某一物體摩擦后，這兩個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。同時還觀察到，同一個帶電體如果與用毛皮摩擦過的火漆棒相吸，它就一定與用絲綢摩擦過的玻璃棒相斥。 　　1733年法國人杜菲用實驗發(fā)現，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，而相互吸引的兩個帶電體帶的是異種電荷。也就是說，自然界存在著不同種類的電荷。那么存在幾種電荷呢？如何進行電荷的分類呢？ 　　杜菲根據大量的實驗事實，經過比較分析，大膽地斷定：電有兩種：一種是與琥珀帶的電性質相同，叫做“琥珀電”；一種是與玻璃帶的電性質相同，叫做“玻璃電”。 　　由于“琥珀電”和“玻璃電”對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)殛栯姡ㄒ步姓姡┖完庪姡ㄒ步胸撾姡＞秃帽任覀內擞心?、女之分一樣。當時只是用陽和陰或正和負來說明兩種性質不同的電，至于稱誰為正電或負電，完全是任意的。 　　為了統(tǒng)一起見，到了1747年，美國的富蘭克林便把絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電稱為“正電”，用“＋”號表示；把毛皮摩擦過的火漆棒（或琥珀）帶的電稱為“負電”，用“－”號表示。 警惕靜電的危害 　　摩擦是生產、生活中普遍存在的現象，伴隨摩擦產生的靜電也就跟生產、生活有著密切的聯系。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，常常會給你一件意想不到的“禮物”──一個小火花跳到手上，麻得你不自在；當你伸手跟別人接觸，常常會給對方造成一次電擊，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，一旦接觸導體，就會發(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。這些物品在使用過程中難免發(fā)生摩擦而帶電，使用不久它們的表面就會吸附一層灰塵，鮮艷漂亮的用具、衣物也就黯然失色。 　　當然，這些都是生活中的小事?？墒且前l(fā)生在生產部門，問題就嚴重了。在化纖紡織工業(yè)中，用化纖絲如尼龍、晴綸、滌綸等織布時，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，產生亂紗，給生產帶來麻煩。橡皮膠是重要的工業(yè)原料，又是良好的絕緣體。在生產過程中，橡膠與金屬摩擦、剝離及膠布撕裂時產生的靜電電荷不易泄漏，積累過多就會發(fā)生火花電。由于橡膠制品在生產過程中，很多工序要用汽油和笨等易燃品，因此火花放電往往會引起火災或爆炸。印刷車間，紙張由于跟機器和油墨摩擦而帶電，常常吸在鉛板或印刷機的滾筒上，影響連續(xù)印刷。攝影用的膠片，在生產過程中產生的靜電電荷，常常發(fā)生放電現象，使膠片感光形成斑痕而報廢。在煤礦礦井中，由于種種摩擦產生的靜電電荷，一旦發(fā)生火花放電就會引起瓦斯爆炸，給人們的生命財產帶來巨大的損失。在火藥和炸藥的制造、調合、移動及貯藏時，伴隨摩擦、分離、混合等現象，會產生大量靜電電荷，若不采取必要的措施，更容易造成爆炸、著火等靜電災害。 　　受靜電危害最苦的是石油工業(yè)，石油產品及蒸汽，是危險的易燃易爆品。微弱的火花放電也會引起含有汽油或煤油蒸汽的空氣燃燒爆炸。而石油生產和儲運過程中，幾乎處處有靜電；石油在管道中流動，在管壁上產生靜電；石油從管口流出，沖擊金屬容器會產生靜電；石油液滴飛濺與空氣摩擦，會產生靜電；石油通過過濾網，會產生靜電；石油在油罐車、油船中連續(xù)顛簸，運油車行駛時，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，都會產生大量靜電。若防電措施稍有疏忽，就有可能造成不可挽回的損失。 　　還有，飛機在空中飛行，在穿過云層時，與云中微小的冰或雪的晶體摩擦，使飛機帶上大量的靜電電荷，特別是飛機在雷雨天飛行時，雨滴濺落在飛機的表面也會使飛機帶電。只要飛機上的靜電放電電流超過5微安，無線電通信就要受到干擾。所以通常飛機上裝有靜電放電器，以便中和靜電電荷。汽車上的收音機，在炎熱干燥的季節(jié)里常因輪胎和路面摩擦產生靜電干擾而無法接收?？耧L卷起的沙礫，往往攜帶大量的靜電電荷，中斷無線電通信，有時還會引起鐵路、航空等自動信號系統(tǒng)的信號失誤，造成嚴重事故。 　　可見，生產和生活中的靜電，一有時機就會興風作浪，若不采取防止措施，就會給人們造成很大的危害。 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知識，就能想出許多辦法，馴服靜電、消除危害。 　　不知同學們是否注意觀察過，運輸汽油的汽車，后面總是拉著一條長長的“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”。把容易產生靜電的部件用一個良導體與大地連接，可以將靜電電荷通過接地導體迅速引入大地，防止電荷的積累，避免靜電危害。這是一種既簡單易行又安全可靠的方法，被廣泛運用。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很深的接地板。向鐵路油罐車裝卸油料的橋臺、鋼軌以及油輪碼頭，都要有專門的接地設施。生產或加工易燃液體和可燃氣體的金屬設備及輸送管道都有可靠的接地設備。不過，接地這種方法有很大的局限性，只適用于消除導體上的靜電，對絕緣體上的靜電，則無能為力，因為絕緣體中的電荷不能移動，所以接地也無用的。 　　增加空氣濕度是控制靜電的另一有效辦法。因為空氣干燥容易積累靜電電荷，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、塑料與橡膠等，在加工、裝運或使用期間往往產生靜電，主要是由于這些物質的電阻率高，絕緣性能好，電荷不易泄漏。如果在這些絕緣物質中加入一些導電填料，做成導電橡膠、導電塑料、導電纖維等，可減小其電阻率。還可以為絕緣材料穿上“導電衣”，涂上一層金屬粉末或導電漆，降低材料的表面電阻率，減小放電路徑上的電阻，防止靜電的產生。目前，導電纖維已被廣泛用來作防電工作服、手套、地毯、包裝袋和縫紉線等。 　　鹵水點豆腐，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，就可以大大增強它們的導電性能。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”，這實在是一個聰明的主意。在膠片生產和印刷生產中，濕度不宜過大，就可以設置“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組成的物體摩擦后，會產生完全不同的帶電效果：有時帶正電，有時帶負電；有時帶電顯著，有時則微不足道。根據這種性質，人們對一些經常發(fā)生摩擦而帶電的零部件的材料進行適當選擇，就能破壞靜電產生的條件。 總之，隨著靜電防護研究的不斷發(fā)展，靜電危害一定能夠克服