第一篇：2014高中物理 8.4《氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋》教學設(shè)計 新人教版選修3-3[小編推薦]

2014高中物理 8.4《氣體熱現(xiàn)象的微觀解釋》教學設(shè)計 新人教版

選修3-3 教學目標

1．在物理知識方面的要求：

（1）能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義，并能知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系。

（2）能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律。

2．通過讓學生用氣體分子動理論解釋有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的微觀想像能力和邏輯推理能力，并滲透“統(tǒng)計物理”的思維方法。

3．通過對宏觀物理現(xiàn)象與微觀粒子運動規(guī)律的分析，對學生滲透“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學思維方法。重點、難點分析

1．用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律是重點，它是本節(jié)課的核心內(nèi)容。2．氣體壓強的微觀意義是本節(jié)課的難點，因為它需要學生對微觀粒子復雜的運動狀態(tài)有豐富的想像力。教學過程 引入新課

先設(shè)問：氣體分子運動的特點有哪些？ 答案：特點是：

（1）氣體間的距離較大，分子間的相互作用力十分微弱，可以認為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用，每個分子都可以在空間自由移動，一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個容器空間。

（2）分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞。氣體通過這種碰撞可傳遞能量，其中任何一個分子運動方向和速率大小都是不斷變化的，這就是雜亂無章的氣體分子熱運動。

（3）從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數(shù)是均等的。

（4）大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時，平均速率會增大。

今天我們就是要從氣體分子運動的這些特點和規(guī)律來解釋氣體實驗定律。教學過程

一．關(guān)于氣體壓強微觀解釋的教學

首先通過設(shè)問和討論建立反映氣體宏觀物理狀態(tài)的溫度（T）、體積（V）與反映氣體分子運動的微觀狀態(tài)物理量間的聯(lián)系：

溫度是分子熱運動平均動能的標志，對確定的氣體而言，溫度與分子運動的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運動的平均速率

 體積影響到分子密度（即單位體積內(nèi)的分子數(shù)），對確定的一定質(zhì)量的理想氣體而言，分子總數(shù)N是一定的，當體積為V時，單位體積內(nèi)   n越小。

然后再設(shè)問：氣體壓強大小反映了氣體分子運動的哪些特征呢？

出相關(guān)不變的微觀物理量（如N一定和v不變），再根據(jù)宏觀自變量（如V）的變化推出有關(guān)的微觀量（如n）的變化，再依據(jù)推出的有關(guān)微觀量（如v和n）的變與不變的情況推出宏觀因變量（如p）的變化情況，結(jié)論是否與實驗定律的結(jié)論相吻合。若吻合則實驗定律得到了微觀解釋。

（2）敘述：一定質(zhì)量（m）的氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，體積（V）保持不變時，其單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）也保持不變，當溫度（T）升高時，其分子運動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強（p）也增大；反之當溫度（T）降低時，氣體壓強（p）也減小。這與查理定律的結(jié)論一致。用符號簡易表示為：

（3）再次練習，用氣體分子動理論解釋蓋·呂薩克定律。再用更短的時間讓學生練習詳細表述和符號表示，然后讓物理成績?yōu)橹械鹊幕蜉^差的學生口述自己的練習，與下面標準答案核對。

一定質(zhì)量（m）的理想氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，要保持壓強（p）不變，當溫度（T）升高時，全體分子運動的平均速率v會增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）一定要減小（否則壓強不可能不變），因此氣體體積（V）一定增大；反之當溫度降低時，同理可推出氣體體積一定減小。這與蓋·呂薩克定律的結(jié)論是一致的。用符號簡易表示為：



第二篇：氣體熱現(xiàn)象的微觀意義(講課稿)

氣體熱現(xiàn)象的微觀意義

今天我和大家一起學習第八章第4節(jié)，《氣體熱現(xiàn)象的微觀意義》

首先我們一起來欣賞一個發(fā)生在飛機上的笑話，誰愿意給大家表演一下？（學生表演大屏幕上的笑話）

笑話欣賞完了，當然，這僅僅是一個笑話，不可能把炸彈帶上飛機。我們先不評價飛機上的這個人是聰明還是愚蠢，但是我們看到了一個概念，那就是“概率”，“概率”，也就是前面提到的“統(tǒng)計規(guī)律”，今天就從統(tǒng)計規(guī)律開始學習。

（板書：隨機性與統(tǒng)計規(guī)律）首先我們學習幾個概念：

1、在一定條件下，若某事件必然出現(xiàn)，這個事件叫做必然事件

2、若某件事不可能出現(xiàn)，這個事件叫做不可能事件

3、若在一定條件下某事件可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這個事件叫做隨機事件

舉個簡單例子，我手里有一枚硬幣，如果我從靜止釋放，那么這枚硬幣落地，就應(yīng)該是“必然事件”，這枚硬幣飛上天，就應(yīng)該是“不可能事件”，而硬幣落地后，有可能正面朝上，也有可能背面朝上，那正面朝上就應(yīng)該是“隨機事件”

必然事件和隨機事件我們這里不做研究，大家想一想，這里的隨機事件，也就是硬幣正面朝上，如果我多次做這個實驗，隨機事件的出現(xiàn)有沒有規(guī)律呢？正面朝上的概率大概能確定嗎？（學生，百分之五十）

下面我們就做一個類似的實驗，來看看隨機事件的出現(xiàn)是否存在規(guī)律性。（學生看實驗內(nèi)容）

我對這個實驗做一個簡單的解釋：

如果我們投擲4枚硬幣，可能出現(xiàn)的情況是：有1個正面朝上、2個正面朝上、3個、4個或者0個。各種情況都有可能發(fā)生，也就是說這個事件為隨機事件，具有偶然性，如果我們進行多次投擲，會不會存在著一定的規(guī)律性呢？

我們每人做10次，看看1個正面朝上的有幾次，2個正面朝上的有幾次等，然后填入課本26頁的表格中，分析一下是否存在規(guī)律性。我們的大組長負責統(tǒng)計你們大組的全部數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在開始。（學生實驗）

實驗做完了，在大組長統(tǒng)計的同時，我們找?guī)讉€同學把自己的數(shù)據(jù)給大家展示一下（4位同學展示自己數(shù)據(jù)）

大家看看有什么規(guī)律性嗎？為了更加清晰地分析這些數(shù)據(jù)，我做一下柱形圖。

通過柱形圖，規(guī)律性不明顯?，F(xiàn)在我們看一下大組的數(shù)據(jù)。然后將大組數(shù)據(jù)求和，找到全班數(shù)據(jù)。

分析大組數(shù)據(jù)和全班數(shù)據(jù)，有規(guī)律性嗎？同樣做成柱形圖，大家發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？ 兩個正面朝上的出現(xiàn)的概率最大。這就是我們要找的規(guī)律。

這種規(guī)律是我們多次實驗得到的，大家想一想，是不是每次實驗，都會出現(xiàn)2個正面朝上呢？

通過這個實驗，大家得到了什么啟示？同桌可以進行交流

1、個別隨機事件的出現(xiàn)具有偶然性

2、大量隨機事件的整體會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，這種規(guī)律就是統(tǒng)計規(guī)律 大家看，這個儀器叫伽爾頓板，下面用它來驗證一下我們所得出的結(jié)論

（進入學生中間，介紹伽爾頓板）

這里是入口，這里是釘子矩陣，這里是小球落下來的球槽。小球從入口進入，碰到釘子矩陣后，最后會落在第幾個槽中，你能確定嗎？

我們請同學們試一試?？梢娺@是一個隨機事件，具有偶然性

如果把大量的小球放進去，大家預(yù)言一下，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？

（中間的最多）

你用手比劃一下，球的分布曲線是怎樣的？是不是和剛才的硬幣實驗很相似？ 事實證明，大家利用統(tǒng)計規(guī)律進行的預(yù)言是正確的

統(tǒng)計規(guī)律在我們生活中有著廣泛的應(yīng)用。比如：保險公司在投?！叭松硪馔鈧﹄U”時，會根據(jù)不同的職業(yè)繳納不同的保險費，雖然我們不知道誰會受到意外傷害，但是不同職業(yè)受到意外傷害的概率不同。再比如：在公路上我們經(jīng)?？吹健笆鹿识喟l(fā)地段”的標志，雖然我們不知道哪輛汽車會發(fā)生交通事故，但是這個地段發(fā)生交通事故的概率要比其它地方大。除了宏觀領(lǐng)域存在統(tǒng)計規(guī)律外，在微觀領(lǐng)域也同樣存在，分子動理論告訴我們：，物體是由大量分子組成，這些大量分子又在做無規(guī)則的熱運動，這里就存在統(tǒng)計規(guī)律，而我們要想研究氣體的統(tǒng)計規(guī)律，首先要了解氣體分子運動的特點。下面我們利用3分鐘的時間閱讀課本27頁，并總結(jié)氣體分子運動的特點

1、做勻速直線運動，因而會充滿它能達到的整個空間。正是這個原因，我們經(jīng)常把容器的體積認為是氣體的體積。

2、分子速度大小和方向頻繁改變，運動雜亂無章。這就是氣體分子運動的特點。

氣體分子運動雜亂無章，每個分子行蹤琢磨不定，這就是我們前面所說的隨機事件，而大量的隨機事件會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，正因為大量分子表現(xiàn)出的這種規(guī)律性，我們用體積、溫度、壓強三個參量來描述氣體的性質(zhì)，那么這三個參量的微觀意義是什么呢？

（板書：氣體溫度的微觀意義）

首先看氧氣分子速率分布的數(shù)據(jù)，再把這些數(shù)據(jù)畫成圖象，大家觀察這幅圖象，然后思考下面幾個問題：

（學生思考，然后回答）

（1）有統(tǒng)計規(guī)律（2）中間多兩頭少

（3）圖象峰值向右平移。

圖象的平移說明了什么？ 我們找一個例子做一個類比。

這是咱們班的兩次考試成績，為了比較兩次考試，我做了一下統(tǒng)計，然后也畫出成績的分布圖象，大家看這幅圖象，第二次考試的成績曲線比第一次向左邊平移，那大家說這兩次考試那一次考的好一點呢？我們?yōu)榱苏f明這兩次考試成績好，經(jīng)常用什么描述？對，考試成績的曲線整體平移說明平均分高了。同樣，氣體分子的曲線圖象平移，也說明氣體分子的平均速率變大了。所以，溫度越高，氣體分子的平均速率越大。

溫度越高，分子平均速率越大，是不是一定說明分子的平均速率與溫度成正比呢？ 通過定量分析得出：理想氣體的熱力學溫度T與分子的平均動能成正比.也就是溫度越高，分子的平均動能越大。這和我們前面所學分子動能時的“溫度是分子平均動能的標志”一致。

下面我們就來學習壓強的微觀意義。

（板書：氣體壓強的微觀意義）

大家首先思考一下，氣體對容器的壓強是如何產(chǎn)生的？

是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的，做一個類比，我們在雨天打傘的時候，大量密集的雨滴會對傘面形成一個持久均勻的壓力。氣體分子對器壁頻繁地碰撞，也會對器壁產(chǎn)生一個持續(xù)均勻的壓力，這就是氣體壓強產(chǎn)生的原因。

第二個問題：壓強的大小可能和什么因素有關(guān)？（學生大概會說出速率，密集程度等）

因為氣體分子對器壁的碰撞屬于微觀領(lǐng)域，我們不容易通過實驗進行驗證，但是我們可以用宏觀的實驗?zāi)M它。

我用大米代替氣體分子，用秤盤代替器壁。這樣我用大米碰撞秤盤，來模擬氣體分子對器壁的碰撞。

某高度，大米連續(xù)倒在秤盤上，大家想，臺秤是否有示數(shù)。這說明大米對臺秤有了一個持續(xù)的作用力。

那這個力的大小和什么因素有關(guān)呢？（高度，密集程度）如果我在更高的位置將大米倒在秤盤上，示數(shù)就應(yīng)該變大。下面就來演示這個實驗。

從小我們就知道“誰知盤中餐，粒粒皆辛苦”，為了避免大米四處飛濺，我在這個大容器里面做這個實驗。大家注意觀察示數(shù)。

第一次在較低的位置。第二次在較高的位置。

實驗做完了。大家看到了什么現(xiàn)象呢？（位置越高，臺秤的示數(shù)越大）

位置高，從能量角度分析，就是大米落在秤盤的“動能”越大，示數(shù)大，說明秤盤受到的力大，秤盤的受力面積一定，也就是壓強越大。所以得到結(jié)論：

大米的動能越大，對秤盤的壓強越大。我們做這個實驗，是為了類比氣體壓強。類比：

氣體分子的平均動能越大，氣體的壓強越大。

而剛才我們學過，溫度越高，分子的平均動能越大。所以從宏觀上理解，氣體的壓強與宏觀的溫度有關(guān)系。

臺秤的示數(shù)除了和大米的高度有關(guān)，剛才還有同學提到了和密集程度有關(guān)。下面我再做一個實驗。這次我把大米更密集的倒在秤盤上，大家觀察秤盤示數(shù)。

實驗現(xiàn)象：越密集，示數(shù)越大。

同樣類比：氣體分子越密集，氣體壓強越大。

氣體分子的密集程度，又取決于宏觀的哪個物理量呢？（體積）總結(jié)一下：

氣體壓強的大小跟兩個因素有關(guān)：

氣體分子的平均動能（溫度）氣體分子的密集程度（體積）

前面我們學習了氣體的實驗定律。知道了氣體的壓強與溫度、體積存在著定量的關(guān)系，下面我們試著從微觀角度來解釋一下這幾個定律

玻意耳定律：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積Ｖ成反比 思考一下，怎樣用微觀解釋？

溫度不變，分子的平均動能不變，體積增大（減小），則氣體分子的密集程度減?。ㄔ龃螅?。所以氣體壓強減?。ㄔ龃螅?/p>

同學們課下解釋一下查理定律和蓋—呂薩克定律 下面我們回顧一下今天學過的內(nèi)容：

首先我們學習了隨機事件和統(tǒng)計規(guī)律，知道了大量隨機事件的出現(xiàn)有一定的統(tǒng)計規(guī)律。然后我們學習了氣體分子的運動特點。后來又學習了氣體溫度和壓強的微觀意義，最后我們解釋了氣體的實驗定律。

課下作業(yè)：1.閱讀課本P29《科學漫步》

2.想一想生活中表現(xiàn)統(tǒng)計規(guī)律的事例

今天的課就到這里。下課。

第三篇：新課標人教A高中物理選修3-3教案10.5 熱力學第二定律的微觀解釋

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第四篇：高中物理 7.4《溫度和溫標》教案 新人教選修3-3

7.4 溫度和溫標

新課標要求

（一）知識與技能

1．了解系統(tǒng)的狀態(tài)參量以及平衡態(tài)的概念。2．掌握熱平衡的概念及熱平衡定律

3．掌握溫度與溫標的定義以及熱力學溫度的表示。

（二）過程與方法

通過學習溫度與溫標，體會熱力學溫度與攝氏溫度的關(guān)系。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

體會生活中的熱平衡現(xiàn)象，感應(yīng)熱力學溫度的應(yīng)用。

教學重點

熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。

教學難點

有關(guān)熱力學溫度的計算。

教學方法

講練法、舉例法、閱讀法

教學用具：

投影儀、投影片

教學過程

（－）引入新課

教師：在初中我們已學過了測量溫度時常用的一種單位，叫“攝氏度”。大家都知道：它是以冰水混合物的溫度為0度，以一個大氣壓下沸水的溫度為100度，在這兩溫度之間等分100個等份，每一等份為1個溫度單位，叫“攝氏度”。這種以冰水混合物的溫度為零度的測溫方法叫攝氏溫標，以攝氏溫標表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進一步學習有關(guān)溫度和溫標的知識。

（二）進行新課

1．平衡態(tài)與狀態(tài)參量

教師：引導學生閱讀教材P11有關(guān)內(nèi)容。回答問題：（1）什么是系統(tǒng)的狀態(tài)參量？并舉例說明。（2）舉例說明，什么平衡態(tài)？

學生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）在物理學中，通常把所研究的對象稱為系統(tǒng)。為了描述系統(tǒng)的狀態(tài)，需要用到一些物理量，例如，用體積描述它的幾何性質(zhì)，用壓強描述力學性質(zhì)，用溫度描述熱學性質(zhì)……這些描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。

（2）要定量地描述系統(tǒng)的狀態(tài)往往很難，因為有時系統(tǒng)各部分的參量并不相同，而且可能

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正在變化。然而在沒有外界影響的情況下，只要經(jīng)過足夠長的時間，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量會達到穩(wěn)定。舉例說，把不同壓強、不同溫度的氣體混在同一個容器中，如果容器和外界沒有能量的交換，經(jīng)過一段時間后，容器內(nèi)各點的溫度、壓強就會變得一樣。這種情況下我們說系統(tǒng)達到了平衡態(tài)，否則就是非平衡態(tài)。2．熱平衡與溫度

教師：引導學生閱讀教材P12有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}：（1）什么是熱平衡？

（2）怎樣理解“熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)”？（3）怎樣判斷“兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的”？（4）熱平衡定律的內(nèi)容是什么？

（5）溫度是如何定義的？其物理意義是什么？ 學生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）對于兩個相互作用的系統(tǒng)，如果它們之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者通過導熱性能很好的材料接觸，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會互相影響而分別改變。最后，兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個系統(tǒng)已經(jīng)具有了某個“共同性質(zhì)”，此時我們說兩個系統(tǒng)達到了熱平衡。

（2）兩個系統(tǒng)達到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。

（3）只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。

（4）實驗表明：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，這個結(jié)論稱為熱平衡定律。

（5）兩個系統(tǒng)處于熱平衡時，它們具有一個“共同性質(zhì)”，我們就把表征這一“共同性質(zhì)”的物理量定義為溫度。也就是說，溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量，它的特征就是“一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”。3．溫度計與溫標

教師：引導學生閱讀教材P13有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}：（1）什么是溫標？

（2）如何來確定一個溫標？并以“攝氏溫標”的確定為例加以說明。

（3）什么是熱力學溫標和熱力學溫度？熱力學溫度的單位是什么？熱力學溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系怎樣？

學生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）如果要定量地描述溫度，就必須有一套方法，這套方法就是溫標。

（2）確定一個溫標時首先要選擇一種測溫的物質(zhì)，根據(jù)這種物質(zhì)的某個特性來制造溫度計。例如，可以根據(jù)水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計，這時我們規(guī)定細管中水銀柱的高度與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系；也可以根據(jù)鉑的電阻隨溫度的變化來制造金屬電阻溫度計，這時我們現(xiàn)定鉑的電阻與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系。同樣的道理，還可以根據(jù)氣體壓強隨溫度的變化來制造氣體溫度計，根據(jù)不同導體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小來制造熱電偶溫度計，等等。確定了測溫物質(zhì)和這種物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì)之后，還要確定溫度的零點和分度的方法。例如，早期的攝氏溫標規(guī)定，標準大氣壓下冰的熔點為0℃，水的沸點為100℃；并據(jù)此把玻璃管上0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每份算做1℃。

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（3）以-273.15℃（在高中階段可簡單粗略地記成-273℃）作為零度的溫標叫熱力學溫標，也叫絕對溫標。用熱力學溫標表示的溫度叫做熱力學溫度。它是國際單位制中七個基本物理量之一，用符號 T表示，單位是開爾文，簡稱開，符號為K。熱力學溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系是： T= t+273.15K 說明：熱力學溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。熱力學溫度的零度即0K，叫絕對零度，它是宇宙中只能無限接近，但不可能達到的低溫的極限。

典例探究

例１ 細心觀察可以發(fā)現(xiàn)，常見液體溫度計的下部的玻璃泡較大，壁也比較薄，上部的管均勻而且很細，想一想，溫度計為什么要做成這樣呢？

解析：這樣做的目的都是為了使測量更準確、更方便。下部較大而上部很細，這樣下部儲存的液體就比較多，當液體膨脹收縮時，膨脹或收縮不大的體積，在細管中的液面就有較大的變化，可以使測量更精確；下部的壁很薄，可以使玻璃泡內(nèi)的測溫物質(zhì)的溫度較快地與待測物質(zhì)的溫度一致；細管的粗細是均勻的，是為了使刻度均勻，更便于讀數(shù)。

（三）課堂總結(jié)、點評 本節(jié)課我們主要學習了： 1．平衡態(tài)與狀態(tài)參量。2．熱平衡與溫度的概念。3．溫度計與溫標。課余作業(yè)

1．閱讀P14“科學漫步”中的材料。2．完成P15“問題與練習”的題目。附：課后練習

1．關(guān)于熱力學溫度和攝氏溫度，以下說法正確的是（）A．熱力學溫度的單位“K”是國際單位制中的基本單位 B．溫度升高了1℃就是升高了1K C．1℃就是1 K D．0℃的溫度可用熱力學溫度粗略地表示為273K 2．（1）水的沸點是______℃=_________K；（2）絕對零度是______℃=_________K；

（3）某人體溫是36.5℃，也可以說體溫為______K；此人體溫升高1.5℃，也可以說體溫升高了______K。

（4）10℃=______K；

10K=______℃；

27℃=______K；

27K=______℃；

273℃=______K；

273K=______℃；（5）若Δt=40℃，則ΔT=______K；若ΔT=25K，則Δt=______℃。

參考答案： 1．A BD 2．（1）100；373（2）－273.15；0（3）36.5；309；310.5（4）283；－263；300；－246；546；0（5）40；25

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第五篇：【物理】1.1《靜電現(xiàn)象及其微觀解釋》教案(魯科版選修3-1)

知識改變命運，學習成就未來

知識改變命運，學習成就未來

泛應(yīng)用于各種新技術(shù)領(lǐng)域，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了深刻的變化。為了正確地利用電，就必須懂得電的知識。在初中我們學過一些電的知識，現(xiàn)在再進一步較深入地學習。

【新課內(nèi)容】

(二)研究兩種電荷及摩擦起電的成因（主要是回顧初中的知識）

1.實驗一：用橡膠棒與毛皮摩擦后，放于碎紙片附近觀察橡膠棒吸引碎紙片情況。提問一：為什么橡膠棒會吸引碎紙片？

答：橡膠棒與絲綢摩擦后就帶電了，帶電物體會吸引輕小物體。若將橡膠棒摩擦過的毛皮靠近碎紙片，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 答：毛皮帶上正電，也會吸引輕小物體。教師用實驗驗證學生的判斷。

提問二：注意觀察帶電橡膠棒吸引碎紙片情況，會發(fā)現(xiàn)被橡膠棒吸起的紙片中，較大的紙片先落下來，這是為什么？

答：帶電體在空氣中不斷放電，使它帶電量不斷減少，因而吸引輕小物體的力也相應(yīng)減小，所以較大紙片先落下來。

師：在初中的學習中，我們已經(jīng)知道，自然界存在兩種電荷，叫做正電荷與負電荷。用毛皮摩擦橡膠棒，用絲綢摩擦有機玻璃棒后，橡膠棒帶負電，毛皮帶正電，有機玻璃棒帶正電，絲綢帶負電。物體帶電后，能吸引輕小物體，而且?guī)щ娫蕉?，吸引力就越大，這種摩擦起電是怎么形成的呢？

答：物體是由帶正電的原子核和核外電子構(gòu)成的。摩擦使物體中的正負電荷分開。（不帶電物體，正負電荷等量）失去一些電子的物體帶正電。得到一些電子的物體帶負電。師：對，我們可以看到這又是一個守恒的過程。即：電荷守恒：電荷不能創(chuàng)造，不能消滅，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。反之，如果正電荷和負電荷相接觸呢？ 答：會中和。電量消失。

師：很好，中和就是等量異種電荷相互抵消的現(xiàn)象。

師：電子帶有最小的負電荷，質(zhì)子帶有最小的正電荷，它們電量的絕對值相等，一個電子電量 e=1.6×10－19C。任何帶電物體所帶電量要么等于電子（或質(zhì)子）電量，要么是它們的整數(shù)倍，歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚 郵箱：zxjkw@163.com

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因此，把1.6×10－19C稱為基元電荷。

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板書：

一、電荷與電量

1、自然界只存在兩種電荷，叫做正電荷與負電荷。

2、電荷守恒：電荷不能創(chuàng)造，不能消滅，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

3、電荷的多少叫電量，電量的單位是庫侖。帶電體的電量q=Ne（N為整數(shù)）。e=1.6×10稱為基元電荷。

(三)研究兩種電荷間的相互作用及接觸起電。

提問三：除了吸引輕小物體外，還可以用什么方法來檢驗物體是否帶電？ 答：用驗電器。將待檢驗物體接觸驗電器的金屬球，若驗電器的金屬箔片張開，就說明物體帶電。

師：為什么帶電物體會使下方的金屬箔片張開呢？

答：兩箔片帶上了與接觸物體同種的電荷，電荷間作用的規(guī)律是同種電荷相斥，異種電荷相吸。因而兩箔片互相排斥。

師：兩箔片為什么會帶上與接觸物體同種的電荷？能解釋一下嗎？

答：驗電器的金屬球與箔片都是金屬，金屬具有大量自由電子，帶負電的物體接觸金屬球時，多余的電子彼此排斥，跑到了離金屬球與箔片的表面上。而帶正電的物體缺少電子，箔片上的電子將過來補充，導致箔片上也缺電子而帶正電。

師：所以用接觸的辦法得到的是與原物體同種的電荷。大家也可以用這樣的方法來解釋中和的現(xiàn)象。如果兩個一模一樣的金屬物質(zhì)相接觸，它們的電荷就要平均分配到兩個物體上去，即（式中q含正負號）。

例1：兩個完全一樣的絕緣金屬球，A帶電量Q，B帶電量-2Q，將AB相觸后分開，AB分別帶多少電量？（都是-Q/2）

例2：有三個完全一樣的絕緣金屬球，A帶電量Q，BC均不帶電，怎樣能使B帶上3Q/8的電量？（先AC碰，然后BC碰，再AB碰）板書：

二、電荷的相互作用： 同種電荷相斥，異種電荷相吸。

三、起電方式：①摩擦起電 ②接觸起電 ③感應(yīng)起電(四)研究靜電感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)起電

提問：不用接觸，能否用一個帶電體A使另一個原本不帶電的物體B帶上電荷呢？

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實驗方法一：使A帶電，B、C端將出現(xiàn)感應(yīng)電荷，把B、C分開，各自出現(xiàn)凈電荷，從而帶電。

操作：利用起電機使絕緣金屬球帶電，從而產(chǎn)生電場，把感應(yīng)電機靠近A擺放，且接觸良好。將不帶電驗電球A先與B接觸，再與驗電器金屬球D接觸，如此反復，可見D金屬箔張開。同樣，可讓A與C接觸，再與E接觸，反復幾次，可見E金屬箔也張開。由此可知B、C兩端帶電。

此時，若將A上電荷放掉，讓A與C接觸后與D接觸，反復幾次，可見D金屬箔張角變小，可見B、C兩端電荷異號。板書并解釋：

四、靜電感應(yīng)

（1）什么叫靜電感應(yīng)：將不帶電的導體靠近帶電體時，其自由電荷發(fā)生帶電體電荷的作用下，發(fā)生定向移動，從而重新分布，在其表面不同部分出現(xiàn)了正、負電荷的現(xiàn)象。分析實驗：可根據(jù)同性相斥、異性相吸，指出本實驗中距A近端（B端）有與A異號的電荷，距A遠端（C端）電荷與A同號。播放課件——靜電感應(yīng)現(xiàn)象的微觀解釋

實驗方法二：如圖所示，A帶正電，若感應(yīng)電機C端接地，問B、C端各帶什么電荷？（B端帶負電荷，C端無凈電荷）

若此時斷開 C與地的連線，B、C端帶什么電荷？（B端負電荷，C端無電荷）整個導體凈余什么電荷？（負電荷）

若B端接地，整個導體凈余什么電荷？（負電荷）教師實驗演示。（接地可用手接觸來代替）

歸納過程：①將不帶電導體B靠近帶電體A；②用手輕觸B（隨便哪一端）；③將手移開；④挪開A；⑤B上帶與A相反的電荷。

注意：操作順序不能反。關(guān)于手指觸碰哪一端的問題，可參考學習手冊P3/例

例：學習手冊P4/4：驗電器早已帶正電，現(xiàn)將一導體球移近驗電器的小球，但不接觸，在移動過程中箔片張角減小，則：（D）（可能帶負電，也可能不帶電）

A 球P一定帶正電 B 球P一定帶負電 C 球P一定不帶電

D 球P可能不帶電

例：利用靜電感應(yīng)的知識解釋帶電體為什么會吸引輕小物體？（提示：電荷作用力的大小還與遠近有關(guān)，越近作用力越大。）

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(五)靜電的防護與利用（自學為主，課上閱讀歸納）1.利用

1)吸附功能；可用于除塵、噴涂等 2)殺菌功能：處理種子，處理水，3)放電產(chǎn)生臭氧：強氧化劑，可殺菌 2.防止危害——放電導致火花，電擊等危害

預(yù)防方法——盡快導走靜電（利用金屬或潮濕的空氣導電）

——α射線照射，使空氣電離導電 【課后作業(yè)】

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