摩擦起电的原因原子结构教案示例

(一)教学目的

1.常识性了解原子的核式结构。

2.常识性了解通常情况下原子是中性的、物体不显电性的原因。

3.常识性了解摩擦起电的原因。

(二)教具

挂图，投影仪，玻璃棒一根，丝绸一块，橡胶棒一根，毛皮两块，碎纸屑若干。

(三)教学过程

1.复习

演示：用丝绸与玻璃棒摩擦后，将玻璃棒置于碎纸屑附近，观察玻璃棒吸引碎纸屑的现象。

提问1：为什么玻璃棒会吸引碎纸屑？

答：玻璃棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。

提问2：若将与玻璃棒摩擦过的丝绸靠近碎纸屑，会出现什么现象？

答：丝绸带了电，也会吸引轻小物体。

演示：将摩擦玻璃棒后的丝绸靠近碎纸屑，观察现象。

提问3：自然界里存在几种电荷？被丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电荷？

答：自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。

提问4：想一想丝绸会带什么电荷？

2.引入新课

摩擦起电的原因是什么？要解释摩擦起电现象，需要知道一些关于物质结构的知识。

3.进行新课

(l)物质的原子结构

①物质由分子组成。

经过科学家世世代代的研究，现在已经认识到，一切物质都是由分子构成的，分子又是由原子构成的。这一点同学们在化学课上已经学过了。

提问：我们已经知道水是由水分子组成的。哪位同学说一说水分子又是由哪些原子构成的呢？

分子和原子都是很小的微粒，不但用眼睛看不到，用一般的显微镜也看不到。若把原子看作球形，一般原子的半经只有10-10米左右。设想把1亿个氧原子一个挨着一个地排成一行，也只有几厘米长。

原子并不是组成物质的最小微粒，原子还可以再往下分。人们认识原子的结构，经历了漫长的时间，直到19世纪末叶，英国科学家汤姆生用实验证明了比原子小得多的带负电的粒子电子的存在，从此才揭示出原子是具有结构的。

②原子的核式结构。

原子是由位于中心的原子核和核外绕核高速运转的电子所组成；原子核半径只相当于原子半径的十万分之一，原子核几乎集中了原子的全部质量；原子核带正电，电子带负电。

电子是带有最小负电荷的粒子，实验证明：一个电子所带电量为1.6×10－19库。一个电子也可叫做一个元电荷，用符号e表示。任何带电体带的电量都是e的整数倍。

请同学们计算一下，多少个电子所带的电量是1库？（6.25×1018个）由原子的核式结构可知，物质本身就是由带电微粒组成的。那么通常情况下，物体为什么不显电性呢？指导同学看课本“原子结构”部分的最后一个自然段。

③原子核所带的正电=核外电子总共所带的负电荷。所以整个原子呈中性，物体对外不显电性。

不同物质中的原子核所带的电量并不相同，核外电子的数目也不相同。（利用氢原子、氧原子的原子挂图，讲解氢原子、氧原子的原子结构。）了解了物质的原子结构，下面我们一起来讨论摩擦起电的原因。

(2)摩擦起电的原因

①不同物质的原子核束缚电子的本领不同。

当两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它就容易失去电子，使跟它相摩擦的物体得到电子。

②物体失去电子带正电，得到电子带负电。

讨论：

玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒带什么电？（正电）为什么带正电？（玻璃棒与丝绸相比，玻璃棒的原子核束缚电子的本领较弱，在与丝绸摩擦时，因失去电子带正电。）丝绸带什么电？（负电。）为什么带负电？（玻璃上的一些电子转移到丝绸上，丝绸因有多余电子而带负电。）橡胶棒与毛皮摩擦后。橡胶棒带什么电？毛皮带什么电？为什么？（略）

(3)摩擦起电的实质

由上面讨论可知，两个物体相互摩擦时，原子核对核外电子束缚本领弱的物体的一部分电子转移到与它相摩擦的另一物体上，这个物体失去多少电子，那个物体就得到多少电子，而电荷的总量并没有改变。

因此，摩擦起电并不是创造了电，它的实质是电子发生了转移。

(4)讨论与练习：（投影片）

①由不同物质组成的两个物体，相互摩擦，都能带电吗？

答：物体带电的实质是电子的得失。对核外电子束缚能力弱的物质，失去电子的机会多，得到电子的机会少；对核外电子束缚能力强的物质，失去电子的机会少，得到电子的机会多；失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。所以，一般来说由不同物质组成的两个物体，通过摩擦可以使它们带上等量的异种电荷。但是，若这两种物质的原子核对核外电子的束缚能力都较强，就很不容易使它们通过摩擦发生电子的得失，因此它们就很难带上电。

②玻璃无论与什么物质摩擦都带正电吗?

实验：用毛皮摩擦玻璃棒后，去靠近被毛皮摩擦过的橡胶棒，观察实验现象，结果：玻璃棒与橡胶棒互相排斥，说明玻璃棒与毛皮摩擦后带负电。

根据实验结果，可以排出几种不同物质相互摩擦起电的序列：兽皮一羊皮一石英一玻璃一丝绢一木条一胶木一松香一硫磺。

两种物质相互摩擦，排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电。

③有人说:带电体发生中和现象时，正负电荷都消灭了，这种说法对吗？

答：不对。中和现象的实质，也是发生了电荷的转移，使原来带等量异种电荷的物体，都恢到不带电的中性状态。

④判断下列说法是否正确：

丝绸和玻璃棒摩擦后，玻璃棒带正电是因为：[]

A.玻璃棒中的原子核束缚电子的本领弱，失去了电子；

B.丝绸上一些正电荷转移到玻璃棒上；

C.玻璃棒上的一些正电荷转移到丝绸上；

D.玻璃棒上的一些电子转移到丝绸上。

（答：说法A和D正确。）

4.小结（略）

5.布置作业

1.认真看本节教材。

2.用绸子摩擦过的玻璃棒靠近悬挂的小纸筒（图1）。小纸筒先被吸过来，这是因为______的缘故。当小纸筒与玻璃棒相触后，立刻又远离玻璃棒，这是因为______。

3.两个原来不带电的物体甲和乙，相互摩擦后，下面哪种情况是不可能发生的？[]

A.甲带正电，乙带等量负电；

B.甲带负电，乙带等量正电；

C.甲和乙都带等量正电。

备注：本教案依据的教材为人民教育出版社初中物理第二册第四章第二节。

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