电荷电流教学设计

电荷电流教学设计（精选7篇）

电荷电流教学设计 篇1

八年级上册《电荷与电流》（第1课时）教学设计

一、设计理念 “以学生为本”、“立足于学生的发展”是科学课程的基本理念。生本理念为科学课程的课堂教学改革和提高课堂教学的有效性指明了方向。体现生本理念的课堂教学，其特点是把学生作为学习的主体，具有主动权，教师的教学设计与组织活动围绕学生而开展。课堂是师生、生生之间信息传递、情感交流、思维碰撞的过程，教材、教学、教师为发展学生的思维服务，体现师生、生生之间是多维有效的互动。基于“生本理念”的课堂以前置性学习为前提，以学习小组为载体，以教师为主导，以小组合作学习为主体，以师生、生生互动为特征，以激励、表扬为手段。从学生发展需求、学以致用角度考虑，教学目标的设定应设置到学生跳一跳才能摘到的程度。教学时，教师尝试运用“创设情境---感知体验---实验探究---分析本质——应用 情境”的教学流程来组织教学，以问题情境为载体，搭建易学善思的平台，为学生的学习提供助力；以探究实验活动为载体，创设获得直接体验的情境，提高学生分析、实验的能力；以生活中的静电现象为载体，营造生活化的情境，培养学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力。

二、教材分析

旧版教材从电路的组成部分入手，先学习各个组成部分在电路中的作用以及电路符号，然后再一次对电流、电压和电阻进行讲解，最后引出电学的重要内容“欧姆定律及其在串并联电路中的应用”。看似循序渐进、由浅入深，比较合理。但在实际教学中会碰到一些新学的名词解释中暗含一些后面学习内容的情况，显得有些逻辑混乱。浙教新版《科学》教材八上“电荷与电流”，这是基于2011版新课标增加的一个内容。教材从摩擦生电（荷）现象入手，逐渐过渡到电流、电路，符合学生的认知序，对于学生来说比较容易理解。摩擦起电是人类最早发现的电现象，两种电荷及其相互作用规律是进一步深入学习电流概念的关键，因此本节课作为初中电学起始课，具有很重要的地位。教材编写的知识序是这样的：

三、学情分析

摩擦起电是人类最早发现的电现象，由于小学科学教材已做呈现，学生是容易理解的，学生也能够说出一些生活中的摩擦起电现象。教学应充分考虑到学生的前概念知识，并加以运用。认识自然界中存在两种电荷及其作用规律是教学重点，摩擦起电的原因和实质以及认识自然界只有两种电荷则是教学的难点。学生对于实验探究两种电荷及其相互作用规律是非常有期待的，因此，激发学生的学习兴趣不是问题。关键在于怎样使学生从感性的现象上升到理性的本质分析，理解自然界只存在两种电荷，摩擦起电的实质是电荷的转移（得失）。借助于实验引导学生亲身体验，借助于形象、直观的模型，并运用分析推理的方法，帮助学生建构新的认知系统。

四、教学目标

1．知识与技能

（1）通过生活经验认识摩擦起电现象；

（2）从实验加分析知道自然界只存在两种电荷；掌握电荷间的相互作用规律；

2．过程与方法

（1）经历实验探究活动感受摩擦起电，知道带电体的性质；

（2）在认识自然界只有两种电荷的过程中，感受人们所用的推理方法；（3）通过原子结构模型，理解摩擦起电的原因和实质；（4）知道检验物体是否带电的两种方法。3．情感态度与价值观 关心生活、生产、自然现象中常见的电现象（如摩擦起电等），对电荷种类的探究产生兴趣，能主动利用简易器材动手做实验。

五、教学重难点

教学重点：两种电荷及其相互作用规律。

教学难点：摩擦起电的原因和实质；认识自然界只有两种电荷。

六、教学方法

探究实验法，辅之多媒体

七、实验准备

玻璃棒

2、丝绸

1、橡胶棒

2、毛皮1，气球

1、支架

1、原子结构模型（自制）、易拉罐、塑料梳子（带电体A）等。

八、教学过程 教材的知识序

教学环节

教师教学行为

学生学习活动

设计说明

①摩擦 起电（现象）

创设情境

问题：桌上现有一易拉罐，你能使它动起来吗？ 演示：用摩擦过得小塑料瓶靠近易拉罐。引入，揭示课题。（板书）

猜测，表述。

（吹、推、拉、磁铁吸等）观察，思考。阅读学习目标。

制造悬念，引发认知冲突，激发兴趣。

感知体验

吸附现象——请举生活中发生的实例。

小结：摩擦过的玻璃棒、橡胶棒都能够吸引小纸屑。是因为玻璃棒、橡胶棒分别与丝绸、毛皮摩擦后带电了，带电体具有吸引轻小物质的性质。验证演示：用摩擦过的橡胶棒接触氖管。（播放实验视频）小结：通过摩擦使这些物体所带的电荷叫静电。

介绍摩擦起电现象的发现及代表人物如本杰明·富兰克林。

表述交流。活动一

将干净的玻璃棒在丝绸上摩擦，然后把玻璃棒杆靠近小纸屑，你看了什么现象？产生这些现象的原因是什么？将干净的橡胶棒在毛皮上摩擦，然后把橡胶棒靠近小纸屑，你看了什么现象？产生这些现象的原因是什么？ 观察氖管发光现象。

唤起生活经验记忆。让学生亲身体验。

让学生了解摩擦产生电（荷）。（提高可见度）静电学的发现及代表人物的介绍。（科技史的学习）

②电荷间的相互作用

实验探究

设问：既然被毛皮摩擦过的橡胶棒和被丝绸摩擦过的玻璃棒都带上了电荷，那么玻璃棒、橡胶棒带的电荷是否相同呢？（教师演示并讲清操作要点：摩擦过的玻棒和胶棒放在支架上，另一摩擦过的棒的一端靠近被摩擦的一端）

归纳：这些事实使人们认识到自然界中只存在两种电荷。（1）正电荷和负电荷

正电荷：指被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，可用“+”表示。负电荷：指被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，可用“-”表示。（2）电荷间的相互作用

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。（板书）

活动二

进行实验：①带电的两根玻璃棒；②带电的两根橡胶棒；③带电的玻璃棒与带电的橡胶棒；④带电的玻璃棒与A带电体；⑤带电的橡胶棒与A带电体；观察5次实验的现象，可以归纳得到哪些结论?（实验结束后，由各小组汇报实验结果。）

分析现象：人们通过大量的实验研究发现，用摩擦的方法可以使各种各样的物质带电。带电后的物体凡是跟丝绸摩擦过的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相排斥；凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的，必定跟丝绸摩擦过的玻璃棒互相排斥。（非吸既斥）

④⑤实验的加入，目的是让学生理解自然界到底存在几种电荷。通过分析加推理，让学生理解自然界只存在两种电荷。体会分类的思想。

得出电荷间的作用规律。

①摩擦 起电（本质）

分析本质

设问：摩擦过的玻璃棒、橡胶棒是怎么带电的呢？丝绸与毛皮是否带电呢？ 讲述：道尔顿的原子论和汤姆生的原子结构模型。原子结构模型，电中性。归纳：

A．原因：不同物质组成的物体束缚电子的本领不同。摩擦时：束缚电子本领弱的物体易失去电子而缺少电子带正电；束缚电子本领强的物体易得到电子而多余电子带负电。

B．实质：摩擦起电不是创造了电荷，而是电子在物体之间的发生转移,电荷总量不变，保持守恒。

回忆本册第一章第二节水的组成，你学到了哪些知识？ 想一想能否用我们学过的知识来帮助我们解决。学生演示：

用苹果、橘子、枸杞、牙签制作模型演示物体由于摩擦得失电子而带电变化过程。尝试分析：

从电子得失（转移）、电荷守恒的角度分析，摩擦起电的原因相互摩擦的两个物体分别带等量异种电荷。表达与交流：

完成课本P122页思考与讨论题。阅读P122：雷电

知识的迁移，从宏观进入微观。科学技术史的学习。

帮助学生建立原子结构模型，认识摩擦起电的本质，理解电荷守恒。

应用情境

归纳：①利用带电体能吸引轻小物体的特点来检验； ②利用电荷间的相互作用规律来检验。想一想：有几种方法可以判断物体是否带电？

查一查：用丝线吊起三个通草球，其中任意两个靠近都相互吸引，则它们的带电情况怎样？ 用一用：电视机的荧光屏上为什么容易粘有灰层？

归纳，知识提升。学以致用。

课堂小结

小结。

①这节课你学到了哪些知识和方法？②经过学习你还想了解哪些问题？

知识的梳理及拓展。

电荷电流教学设计 篇2

基于阻变效应的阻变存储器(RRAM)作为新一代非易失性存储器件,因具有结构制备简单、擦写速度快、存储密度高、延展性高、与半导体技术兼容性好等优点而备受关注。自RRAM的概念提出以来,有关阻变效应的研究论文数量逐年增加[1-5],已成为物理学、材料学等领域新的研究热点。所谓阻变效应,即在电压或电流脉冲作用下材料在两个阻态(高阻态和低阻态)之间进行的可逆转变效应。这种可逆转变效应包含了物理和化学效应,涉及热、电子和离子的作用,与材料的种类及制备方法、电极与材料的接触、测量过程的加压方式、电响应的温度依赖性等因素均有关,因此给研究也带来较大的困难。到目前为止,尽管人们针对不同的阻变特性提出了各种各样的模型,包括导电丝模型[6]、界面效应模型[7]、入陷-脱陷模型[8]等,但关于阻变的产生机理仍然没有统一的定论。

作为铁电存储器存储单元的候选材料之一,铁酸铋薄膜因同时具备铁电和铁磁两种多铁性而具有广阔的应用前景,近年来发现的阻变特性更是引起了人们的广泛兴趣[9-13]。一般来说,较大的漏电流是影响铁酸铋薄膜性能的主要因素之一,但通过元素的掺杂改性可以大大提高薄膜的漏电性能。铁酸铋薄膜的元素掺杂改性通常有两种方式,一种是A位掺杂,即取代Bi3+,能够抑制Bi元素的挥发,降低由此产生的氧空位浓度,从而减小漏电流;另一种是B位掺杂,即用高价态离子取代Fe3+,能够有效吸收氧空位,减少Fe3+向Fe2+的转变,从而减少漏电流。其中,作为B位掺杂的Mn离子半径与Fe离子相似,而且其钙钛矿型Mn氧化物本身也具有优良性能。据文献[14,15]报道,Mn掺杂能够提高铁酸铋薄膜材料的铁电和铁磁性能。因此,开展实验深入研究Mn掺杂铁酸铋薄膜的阻变特性,对于多功能器件的开发应用是一项新的挑战。

1 实验

采用溶胶-凝胶的化学溶液沉积法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜。首先,按照化学计量比准确地称取五水硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)、九水硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和二水乙酸锰(C6H9MnO6·2H2O)的固体粉末加入到乙二醇甲醚和冰醋酸的混合溶液中,并称取5%过量的Bi(NO3)3·5H2O以补偿Bi在热处理过程中的损失。然后将配制好的溶液置于磁力搅拌器并在室温下搅拌,得到浓度为0.2mol/L的BFMO前驱体溶液。利用匀胶机将前驱体溶液均匀旋涂到清洗干净的衬底上,转速为3000r/min,时间为30s。旋涂完后,将薄膜置于350 ℃的热板上预烧5min。重复上述过程若干次,得到所需厚度的薄膜。最后将薄膜置于高温退火炉中在空气中退火,退火温度500 ℃,保温时间30min。

采用日本RIGAKU公司生产的D-MAX 2200VPC型X射线衍射仪(XRD)测定BFMO薄膜的物相结构,辐射源为Cu靶Kα射线(波长为0.154nm),工作条件为40kV、30mA。为了测试其电学性能,通过离子溅射真空镀膜仪,采用掩膜技术在薄膜表面镀直径为0.3mm的Pt上电极,形成Pt/BFMO/Pt三明治结构(如图1 中插图所示),并用Keithley 4200-SCS型半导体参数分析仪测量薄膜器件的电流电压特性。

2 结果与讨论

2.1 薄膜的晶体结构

图1为500 ℃退火条件下在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上生长的BFMO薄膜的XRD图谱。由图1可知,BFMO薄膜的5个主要衍射峰(010)、(110)、(020)、(120)和(112)分别处于2θ=22.5°、32°、46.1°、51.8°和57.2°的位置,与铁酸铋钙钛矿结构的模式符合得很好,而且没有观察到杂相的存在,表明这种方法制备的BFMO薄膜结晶性能良好,具有纯相的晶体结构。

2.2 薄膜的双极性阻变效应

在Pt/BFMO/Pt结构器件中,实验测量到双极性阻变效应的典型电流电压曲线如图2(a)所示,其中箭头方向为外加电压的扫描方向。当外加正向的扫描电压约为6.5V时,电流突然增大,器件从高阻态(HRS)转变到低阻态(LRS),这一过程称为Set过程,通常为了防止器件由于电流过大而引起破坏性击穿,需要外加一个限制电流CC(图2(a)中CC=5mA);当外加负向的扫描电压约为-2.5V时,电流突然降低,器件从低阻态又返回到高阻态,这一过程称为Reset过程。在双极性阻变效应中,Set过程和Reset过程的外加电压极性相反。图2(b)显示了相应的阻值随扫描电压的变化,其中高阻态的阻值在2500Ω 左右,而低阻态的阻值在200Ω左右,其高低阻值比大约为1个数量级,可应用于器件的数据存储。

为了深入了解在Pt/BFMO/Pt结构器件中观察到的双极性阻变效应,对器件处于低阻态和高阻态时相对应的电流电导机制进行了分析。分别对正向加压和负向加压时测量的电流电压曲线在对数坐标系中进行线性拟合,拟合结果分别如图2(c)、(d)所示。对于低阻态,拟合直线斜率约等于1,其电流电导机制遵循欧姆定律,表明器件此时处于导通状态。而对于高阻态,其电流电导机制遵循指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流规律(SCLC)[16]:

式中:Nc是导带的有效状态密度,Nt是总的电子陷阱密度,μ是电子迁移率,εr是相对介电常数,ε0是真空介电常数,L是薄膜厚度,l是指数分布陷阱的特征温度Tc与环境温度T的比值。根据SCLC理论,外加低电压时,电极注入的载流子密度比薄膜的热平衡载流子密度低,绝大部分被陷阱捕获,参加导电的主要是热平衡载流子,其与温度有关,因此常温下测量的电流电压关系具有欧姆电导性质(I∝Vm,m =l+1~1);随着外加电压的增大,电极注入的载流子越来越多,当外电压增加到某一临界电压时,电极注入的载流子密度超过热平衡载流子密度,此时由于薄膜的迁移率低,注入的载流子来不及运输而在薄膜内积累产生空间电荷效应,使欧姆电导转变为SCLC电导(I∝Vm,m =l+1>1)。

2.3 限制电流对双极性阻变效应的影响

为了进一步阐明Pt/BFMO/Pt结构器件的阻变机理,图3研究了限制电流对双极性阻变效应的影响。当外加限制电流分别为1mA和5mA时,薄膜器件产生了两种不同的低阻态,而且随着限制电流的增大,相应的低阻态阻值越小,低阻态向高阻态转变时所需的Reset电流则越大,如图3(a)、(b)所示。

根据以上拟合分析可知,BFMO薄膜器件在高阻态时的电流电压关系满足指数分布陷阱控制的SCLC电导机制。考虑到指数分布陷阱的能量分布函数为:

则被陷阱俘获的电子数密度为:

式中:kB是玻尔兹曼常数,Wc是导带底能级,WFn是准费米能级。根据指数分布陷阱控制的SCLC机理,低电压时的欧姆电导向高电压时的SCLC电导转变的临界电压可表示为[16]:

则有:

式中:Vcc和l均可通过实验测量的电流电压关系曲线拟合得到。图3(c)、(d)分别表示了限制电流为1mA和5mA时正向电压作用下高阻态的电导机制拟合结果,其临界电压分别为V1和V2。假设限制电流为1mA和5mA时被陷阱捕获的电子数密度分别为nt1和nt2,那么限制电流为1mA时,由拟合可得l1~1.57,V1~1V;限制电流为5mA时,由拟合可得l2~1.27,V2~4V。因此,根据式(5)计算可知被陷阱捕获的电子数密度nt1远小于nt2。

根据氧空位相关的双极性阻变机理[3，13],笔者认为一方面在高阻态时,带正电的电子陷阱(如氧空位)一般处于空能级状态,并能在外电压作用下进行迁移扩散,而电极注入的自由电子则被这些陷阱所捕获,进而形成空间电荷限制电流;另一方面,因俘获电子而中性化的大量陷阱在薄膜内部不断连通,最终产生一条丝状的导电通道,使注入的自由电子不再受陷阱影响而能够在导电丝中自由传输,形成低阻态的欧姆电流。因此,限制电流为1mA时,被陷阱俘获的电子数密度nt1比较小,发生阻变时在薄膜内连通的中性化陷阱也比较少,使形成的导电丝比较细;限制电流为5mA时,被陷阱俘获的电子数密度nt2比较大,发生阻变时在薄膜内连通的中性化陷阱也比较多,使形成的导电丝比较粗,如图4所示。假设导电丝的电阻可由公式R =ρ(L/S)表示,则形成的导电丝越粗,即横截面积S越大,低阻态的阻值就越小,Reset过程所需的电流也就越大。

3 结论

利用溶胶-凝胶法制备了具有双极性阻变效应的Pt/BiFe0.95Mn0.05O3/Pt结构器件,其高低阻值比大约为1个数量级,适用于器件的数据存储。通过对薄膜器件的电流电压特性曲线进行电导机制的拟合发现,低阻态时其电流电压关系遵循欧姆定律,而高阻态时则满足指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流电导机制。此外,基于导电丝理论研究了限制电流对双极性阻变效应的影响,并根据指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流机理进行了分析,结果表明,通过调节限制电流的大小,可以改变导电丝的粗细,从而得到不同的低阻态,最终实现薄膜器件的多态存储。这一结果也进一步证明了导电丝模型在探索铁酸铋基薄膜器件阻变机理方面的重要性。

摘要：研究了BiFe0.95Mn0.05O3薄膜器件的双极性阻变效应。通过对薄膜器件的电流电压曲线进行电导机制的拟合分析,发现在低阻态时其电流电压关系遵循欧姆定律,而在高阻态时则满足指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流规律。同时,还研究了限制电流对双极性阻变效应的影响,结果表明通过调节限制电流值,可以改变薄膜内形成的导电丝粗细,从而得到不同的低阻态,实现薄膜器件的多态存储功能。在导电丝理论的基础上,利用指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流机理对这一现象进行了详尽的阐述。

电荷电流教学设计 篇3

一、创新教学模式，加强过程探究

在传统的高中物理教学中，学生的学习是被动的，教师只管“填鸭式”地教学，较少关注学生智力的开发学习兴趣的激发。以致学生对知识的掌握不牢，运用不够灵活。要改变这种现状，教师在教学中就要创新教学模式，加强过程探究，注意激发学生的学习兴趣，让学生自主学习，主动参与教学活动。例如，对于“洛伦兹力”这一节课，按照大纲，已有的教学模式主要是要求学生学会洛伦兹力的计算公式，即用f=qvB来计算力的大小，并掌握力的方向的判断方法，即左手定则。但是课本上对于这两点的讲解只是直接给出了结论，并没有讲解其探究的过程，这样在课堂上，不少学生只能生搬硬套，被动接受知识。想要激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，就要求教师创新教学模式。在具体教学中，教师可以通过实验演示来吸引学生的注意力，帮助学生理解掌握相关的知识和规律。如图1所示，教师首先介绍阴极射线管与匀强磁场，在不加匀强磁场的情况下，将阴极射线管接入电路，闭合开头，接通电源，形成电子束，可发现一段蓝色阴极射线，方向竖直向上。然后将阴极射线管置于匀强磁场中，发现射线束左偏，说明射线束受到了洛伦兹力作用。继续加大磁场，发现射线束左偏形成圆形轨迹，如图2，说明该电子束所受洛伦兹力的方向指向圆心。再引导学生认识洛伦兹力方向与速度方向、磁场方向的关系，认识左手定则，这样学生就能直观地学习洛伦兹力计算公式和左手定则。

图1阴极射线管与匀强磁场组合

图2真实阴极射线管空间分布

二、增加实践教学，培养学生动手能力

在高中物理教学中，演示实验是引起学生兴趣、开发学生智力的重要手段，同时也能有效地提高教学质量。每当开始新的一节课时，教师用演示实验导入新课，学生因为导课内容而对即将学习的新知识产生浓厚的兴趣，从而让学生主动接受要学的知识，因而顺利完成教学任务。例如，开始新内容学习时，用演示实验导入新课：观察通了电的螺线管，会发现槽内的电解液不停地旋转，学生会因为这一现象而对新课内容感兴趣，引发学生想了解其内容，从而主动地去学习、探究，再经过教师的讲解，学生就能轻松地掌握教学内容。又如，在讲显像管时，其工作原理是一个重要知识点，通过实验的模拟，既让学生深刻理解其内容，还培养了学生的实验动手能力，更能满足学生的好奇心。

三、运用科技手段，丰富课堂内容

现代教学中，很多教师喜欢运用多媒体来辅助教学，因为随着计算机技术的快速发展，多媒体可以将一些抽象的、难理解的微观现象及其发展的经过通过动画、图像、声音等形象、直观地展现在课堂上，这样有利于学生理解掌握有关知识，同时还能激发学生的学习兴趣。比如，讲授洛伦兹力时，对于“安培力是洛伦兹力的宏观表现”这一结论，如果教师单纯地去解释，学生是难以理解的，此时可制作一个Flash动画：一段通电导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，安培力对其产生作用，导线切面的图上显示每个电子的定向移动方向恰恰与电流的方向相反，导线受到的安培力正好就是每个运动电荷受到的洛伦兹力的合力。通过Flash动画的演示，学生能够透彻地理解这一结论，清楚地认识了微观上的安培力，而无须教师再多做其他的解释。又如，在讲解用左手定则判断洛伦兹力的方向时，用Flash动画去演示怎样运用左手定则判断方向将会形象很多，通过三维动画图片来展现磁场方向、电荷运动方向、洛伦兹力方向三者之间的关系；关于极光的形成原因，首先展现出地球磁场的空间分布图，再展现出垂直的射向地球的向东偏转正电荷与长驱直入的两极正电荷。通过动画的演示，学生更容易理解、接受，在提高教学质量的同时解决了教学难点。

四、结语

综上所述，在高中物理教学中演示实验出现的频率非常高，如此高频率的出现就需要教师注重演示实验课的设计了，既不能让学生只是乐在上演示实验课，也不能让学生有了视觉疲劳，在运用演示实验时一定要遵循简单的操作、高的可见度、直观的现象、明确的目的、适度的演示和高效的成功率等基本的原则。新课改要求教师要充分发挥想象力，在已有的教学模式上创新，而演示实验正好迎合了新课改的这一特点，因此演示实验可以真正发挥其特长，通过结合现代化教学手段，在以后的高中物理教学中必将起到极其关键的作用。

参考文献

[1]人民教育出版社物理室编著.物理（第二册）[M].北京：人民教育出版社，2006：150-160.

[2]吴海清，黄尚鹏.高中物理中磁场对运动电荷的作用之教学反思[J].高等函授学报（自然科学版），2012（5），88-89.

两种电荷教学设计 篇4

15、1 两种电荷》教学设计

一、教材分析

《两种电荷》是人教版教材第十五章第一节内容，本节需要一个课时。本节在整个电学部分起到基础支撑作用，是整个电学的基石与开始，学生对内容理解好坏，兴趣的产生与否，直接关系到后续内容的学习状况。本节的教学内容有：摩擦起电现象、两种电荷及其作用规律、验电器、电荷量及其单位、原子及其结构、导体和绝缘体。摩擦起电是人类最早发现的电现象，两种电荷及其相互作用规律是进一步深入学习电学、理解许多电现象的基础，电荷量的概念及电荷的定向移动是后面理解电流概念的关键，因此本节课作为初中电学起始课，具有很重要的地位。

二、学情分析

本节课中的摩擦起电现象，两种电荷及其作用规律，学生在小学科学课中曾经学过，初中阶段应在这个基础上，通过实验分析，使学生了解“自然界只有两种电荷”的逻辑思维过程，发展学生的逻辑推理能力。还可通过学生小组展示摩擦起电现象小组分析的方式展开教学。电荷在金属中定向移动学生理解起来也较抽象，可以通过演示实验加动画展示展开教学，便于学生理解。

三、教学目标

（一）、知识与技能：

1、认识摩擦起电现象，了解电荷的种类及电荷间的相互作用。

2、了解验电器的原理及作用，了解电荷量及其单位。

3、了解原子及其结构，了解摩擦起电的原因。

4、知道什么是导体和绝缘体。

（二）、过程与方法：

通过观察演示实验发现其中的问题，培养学生学习电学的兴趣，发展学生的逻辑推理能力。

（三）、情感态度价值观：

通过教学活动，培养学生对科学的求知欲。

四、教学重难点

重点：电荷间的相互作用规律，电荷量及其单位。

难点：自然界中只有两种电荷的确定，电荷在导体中的定向移动。

五、教具准备 1.教师用器材：

玻璃棒、橡胶棒各二只，干燥丝绸、毛皮各一块，验电器、铁架台各一只。2.学生用器材：

塑料杆圆珠笔，碎纸屑少许，足够全班同学使用的塑料薄膜若干片。

六、教学过程

（一）引入新课

1、电的发现

公元前600年左右，古希腊的贵族妇女们外出时都喜欢穿柔软的衣服，胸前佩戴琥珀做的首饰。琥珀是一种树脂的化石，是当时较为贵重的装饰品。人们总是把琥珀首饰擦拭得干干净净。但不管擦得多么干净，又很快就会吸上一层灰尘，让人无法解释。当时，有个叫泰勒斯的人，经过仔细观察和思索，注意到挂在颈项上的琥珀首饰在人走动时不断晃动，频繁地摩擦身上的丝绸衣服，猜想奥妙在此。经过多次实验，发现用丝绸摩擦过的琥珀确实具有吸引灰尘、绒毛等轻小物体的能力，于是，他就把这种不可理解的力量叫做“电”。

2、小组展示摩擦起电现象

（1）用塑料尺子（塑料圆珠笔）在干燥、清洁的头发上摩擦后，塑料尺子（塑料圆珠笔）吸引轻小物体（可以让学生撕一些干燥的、较碎的纸屑）。

（2）薄膜与干燥的手摩擦后，塑料薄膜被手“吸住”了。

（二）新授知识

1、摩擦起电、电荷 学生分析回答，教师总结：

（1）摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电。

（2）电荷：摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电，或者说带了电荷。

2、两种电荷

（1）演示实验1：用丝绸摩擦过的两根玻璃棒互相排斥。演示实验2：用毛皮摩擦过的两根橡胶棒互相排斥。教师做该演示实验。由两个同学来做该实验，其余同学们仔细观

察，认真思考，最后归纳得出结论：同种电荷互相排斥。

（2）演示实验3：用丝绸摩擦过的玻璃棒跟用毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引。该实验还可以让学生分组自己动手来解决——对照课本进行探索、验证。

师生共同归纳：异种电荷互相吸引。

（3）提出问题：在自然界中共有几种电荷呢？

教师可以启发学生：可以将不同的带电体分别靠近丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒，看看他们之间是怎样相互作用的？

学生分析并演示将塑料尺与干燥头发摩擦后分别靠近丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒观察现象分析。

教师小结：

（1）自然界中只存在两种电荷。

（2）人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。

（3）电荷间的作用规律是：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。我们已经知道物体可以带电，那么，如何检验物体是否带了电呢？

3、验电器：教师与学生共同认识验电器，教师演示学生分析：（1）作用：检验物体是否带电。（2）原理：电荷间的相互作用规律。

4、电量：电荷的多少叫电量。电量的单位是库仑，简称库，符号C（请同学们认真看下面的有趣实验，注意验电器金属箔片发生的变化）。

教师演示实验：先用玻璃棒与丝绸摩擦后，使玻璃棒带电后再与验电器的金属球接触，同学们仔细看验电器的箔片有什么现象发生？能解释一下吗？ 再用橡胶棒与毛皮摩擦，使橡胶棒带电后与验电器的金属球接触，我们又看到了什么现象？这说明了什么？你能解释吗？

教师小结：正负电荷放在一起会互相抵消。放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象叫中和。

5、原子及其结构

以课件展示与师生交流的方式展开

学生思考：原子的结构是怎样的？通常情况下，为什么物体不带电？（学生看书思考）

教师讲解并解释摩擦起电的实质：原子是由原子核和核外电子组成的。通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷在数量上相等。原子整体不显电性，物体对外也不显电性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同。束缚电子本领弱因为摩擦会失去电子带正电荷，得到电子的物体因为有了多余的电子而带负电荷。所以摩擦起电的实质是：电子的转移。

6、导体与绝缘体

（1）演示实验：取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，用金属棒把A和B连接起来。看有什么现象发生？说明了什么？（学生回答：B的金属箔片张开了师：说明金属杆中有电荷在定向移动。金属中存在大量可以自由移动的电荷，叫自由电子。可见金属是导电的，像金属这样善于导电的物体叫导体。常见的导体有：金属、人体、食盐水溶液、大地等）。

（2）接着老师让两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，用橡胶棒把A和B连接起来。看有什么现象发生？说明了什么？（学生回答：B金属箔片没有变化。师：电荷不能通过塑料杆定向移动。可见塑料不善于导电。我们就把不善于导电的物体叫绝缘体。常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、塑料、陶瓷等。）

通过实验演示和多媒体动画相结合的方式进行教学，将抽象的知识具体化。

（三）、学生小结：

1、摩擦起电

2、两种电荷：正电荷、负电荷。

3、电荷间的相互作用。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

4、原子及其结构：原子是由原子核（带正电荷）和核外电子（带负电荷）组成的。

5、导体与绝缘体：导电的物体叫导体（因为有大量的自由电荷）。不善于导电的物体叫绝缘体。（体内几乎没有自由电荷）

(四)、课堂练习

1、摩擦过的物体有了吸引 物体的性质，我们就说物体带了电，或者说带了电荷，用 的方法使物体带电，叫摩擦起电。

2、人们把用绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫，毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫。

3、自然界中只有 种电荷，它们间的作用规律是：同种电荷互相，异

种电荷互相。

4、实验室里常用一种叫做

的仪器来检验物体是否带电，它的原理是。

5、电荷的多少叫，简称，它的单位是，符号是。

6、放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象，叫做。

7、加油站规定：“严禁用塑料桶装汽油”。这样规定的理由是___________。A、塑料与汽油会起化学变化，使汽油变质； B、汽油会腐蚀塑料，造成漏油；

C、汽油与桶壁不断摩擦，使塑料桶带电，产生火花放电，引燃汽油，造成火灾； D、汽油与桶壁不断摩擦，使塑料桶带电，人触到桶的外壳会造成触电伤害。

8、讨论：有一带电体，当它与另一轻小物体接触时，该物体立刻被吸引过来，此时我们能否判定轻小物体一定带电？请分析、解释。

初中物理电荷教案怎么设计 篇5

知识与技能：1、认识摩擦起电现象;2、知道电荷的种类;电荷间的相互作用规律;3、知道验电器的工作原理;了解电荷量及其单位

过程与方法：在认识自然界中只有两种电荷和感知电荷间作用规律的过程中，感受常用的推理方法;

情感态度与价值观：通过观察摩擦起电实验现象，从而对电荷的探究产生兴趣，最后能主动利用简易器材动手做静电小实验。

教学重点：两种电荷及其作用规律

教学难点：电荷的认识及作用规律

说教法：启发式教学、探究式教学、讨论归纳法

说学法：

优点：本节课以生活中的电现象为引导，再加以实验为主导的教学结构，学生乐于接受、易于接受，从而便于学习。

缺点：知识点较为抽象，要求学生有一定的理解能力，由于学生基础较差，应以简单明了，深入浅出的步步引导。

说过程：

1)新课导入:图片引入(发现问题-解决问题-激发兴趣)

2)新课讲解：

i. 小组实验探究法(如何让塑料尺子吸引小纸片)

ii. 讨论、归纳法(得到摩擦起电概念)

iii. 自主合作探究法(两种电荷及其作用规律)

iv. 实验探究、讨论法(验电器原理和电荷量)

3)评价教学效果：学生通过实验探究，发现问题、分析问题、解决问题，既能提高实践能力，也能达到学习预期效果。

4)归纳总结：结合简单板书，让学生小结。

电荷电流教学设计 篇6

作者： 永不止步0012 发表日期： 2011-10-08

教学三维目标：

知识与技能：

1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量。

2．会用库仑定律的公式进行有关的计算。

3．知道库仑扭秤的实验原理。

过程与方法：

1.通过定性实验与定量实验，让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律；让学生体验物理来源与生活。

2.体会理想模型的建立、等量电荷巧妙分配原理等科学思维方法。

情感态度价值观：

让学生体验库仑在定量探究过程中遇到困难时，科学家的科学思想、方法、态度、毅力

教学重点 ：库仑定量探究电荷间相互作用规律的过程

教学难点：对库仑定律成立条件的理解

教学用具：

视频，多媒体课件，手摇式感应起电机，自制泡沫小球，细线，球形导体球，铁架台，毛皮，橡胶棒

设计思路：

本节课分三个步骤进行，定性实验演示(学生观察与思考)---------视频播放库仑用扭秤实验发现规律的过程(学生感悟与体会)----------库仑定律的应用(学生思考并作答)

教法：实验、提问、启发引导式

学法：亲身体会，合作探究

新课教学：

一、历史回顾

人类很早就发现了电现象，但是为什么2000年后才定量研究？

一是当时社会没有对电力提出要求；二是还没有电荷量的概念，也没有定义电荷的单位；三是没有精密测量电荷的工具。说明科学、社会、技术三者相互影响，互相促进。

二、互动与探究过程

问题情景一：电荷间同性相斥，异性相吸。猜想一下，电荷间相互作用力可能与哪些因素有关？

同学们讨论后回答，并相互补充。

学生：1.距离2.电荷量3.带电体的形状等

1.定性探究：

问题情景二：如果你是一名物理学家，你准备如何做实验定性探究？

(1)你认为实验应采取什么方法？

学生：控制变量法

(2)你想选取什么形状的带电体？

给出立方体，圆柱体，球形带电体让学生选择

(3)你想选取什么容易观察的方法比较作用力的大小？

学生：比较悬线偏角的大小

组织学生进行头脑风暴：

根据现有器材，自由组合，给出可能的实验方案。

(4)你想选取哪些实验器材？

球形导体，两个自制的带细线的用保鲜膜包裹的泡沫小球，铁架台，感应发电机，橡胶棒，毛皮，(5)实验步骤：

引导学生根据以前所做实验自己得出实验的具体步骤

第一步：保持距离一定，先让塑料球带电，后给球形导体带电并逐渐增加电量，观察偏角；

第二步：保持电量一定，将球形导体逐渐靠近减小距离，观察偏角。

(6)实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气

学生实验、观察并得出结论：

距离一定，电量增加，偏角变大，作用力越大：

电量一定，距离越小，偏角越大，作用力越大。

2.定量实验：

教师提出定量实验在当时遇到的三大困难：

(1)电荷间作用力小，没有足够精密的测量仪器；

(2)没有电量的单位，无法比较电荷的多少；

(3)带电体上的分布不清楚，难以测定电荷间距离。

问题情景三：设身处地，看看你能想到怎样的方法来解决这些困难？

学生用类比的方法得出三大困难的对策：

卡文迪许扭称实验--库仑扭称实验，巧妙等分电荷法，质点--点电荷（理想模型）

（观看视频）库仑扭称实验，然后阅读课本13页的表格，观察表格，你能总结出规律吗？

学生：电荷间相互作用力与电荷间距离成平方反比关系，与电荷电量乘积成正比

教师介绍：库仑扭称实验只能定量测出同种电荷间相互作用力，库仑还利用电单摆实验定量测出异种电荷间作用力大小。让学生体会库仑定律的完美。

第三组实验有误差：原因是漏电

利用扭称实验，结合数学方法，得出库仑定律的内容。

3.电学中第一个定律---库仑定律

(1)第一定律的内容：真空中两个静止的点电荷之间相互作用力的大小，跟它们的电荷量q1与q2乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。

(2)表达式：

说明：F指静电力或库仑力；

k；静电力常量（单位是什么？物理意义）

实验得出：

(3)适用条件：真空中、点电荷（条件：d〈〈 r〉

明确带电体看作点电荷的条件（类比质点的定义）

出示选择题让学生充分理解点电荷

说明在干燥的空气中库仑定律也近似成立。

(4)库仑力的方向：沿连线，再用同性相斥，异性相吸判断

(5)静电力同样有力的共性，遵守牛顿第三定律

(6)静电力也是按性质命名的力，力学规律全部适用，受力分析按照先重力（库仑力）后弹力，摩擦力。

三、巩固练习

案例：课本中案例分析

案例分析预期达到三个目的：

1、库仑定律在应用时，可以不代入电性符号，直接代入绝对值，最后判定方向；

2、计算说明万有引力远远小于库仑力，所以可以忽略；

3、比较库仑定律和万有引力定律你会有什么样的感想？自然规律的多样性和统一性

四、小结

通过本节课的学习你有哪些收获？试着谈谈体会。

五、布置作业

电荷　库仑定律说课稿 篇7

1、说课内容:“人教版《全日制普通高级中学教科书(必修+选修)·物理》”第二册第十三章 第一节 电荷 库仑定律。

2、 本节课在教材中的地位、作用和意义:

本单元教材的核心是库仑定律,它既是电荷间相互作用的基本规律,又是学习电场强度的基础。因此,在本单元教学中对电荷间的相互作用,不仅要求学生定性知道,而且通过库仑定律的教学还要求定量了解,但对库仑定律的解题应用,则只限于真空中两个点电荷间相互作用的一些简单计算。

3、 本节课的教学目标:

4、 教学重点和难点:

教学重点:库仑定律及适用条件。

教学难点:物体带电的实质和电荷的守恒。

二、 说教法、学法

在教学中贯彻让学生经历知识的形成过程为原则,整个教学过程始终围绕教学目标展开,力求做到层次清楚,环节紧凑,并注意引导学生通过观察、实验和操作,突出体现了学生对知识的获取和能力的培养。

教学方法:启发讲练式、问题解决法、实验归纳法、类比法

学法:观察 → 思维 → 综合 → 结论

三、 说教学程序

研究教法和学法是搞好教学的前提和基础,而合理安排教学程序,则是教学成功的关键一环。以求达到事半功倍之效,使学生学有所获,我根据本课教材的特点以及学生的实际水平,将本课划分成三大部分:

(一)复习准备、引入新知

在课的开始让学生先观察两个有关电现象的视频,并通过学生对旧知识的回顾,进一步了解电学的基本知识,为学生对库仑定律及应用的学习做好知识和思路方面的准备。

提出问题:1、自然界中有几种电荷?

2、使物体带电的方法有哪些?

3、摩擦起电是创造了电荷吗?

答:1.两种电荷:自然界只存在正、负两种电荷

①正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷。

②负电荷:用毛皮摩擦过的硬橡胶棒上带的电荷叫负电荷。

③电量:带电体上所带电荷的多少叫电量。

2.物体的带电方式有三种:(1)摩擦起电; (2)接触起电;(3)感应起电。

3.电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,任何起电方式都是电荷的转移,它只能从一个物体转移到另一个物体或從物体的一部分转移到另一部分。在同一隔离系统中正、负电量代数和不变。

(二)积极主动,探究新知

库仑定律

电荷间的相互作用规律:电荷间有相互作用力。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。两电荷间的相互作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。

[课件演示]让带电小球靠近悬挂在丝线的带电小球,观察在不同距离时小球偏转角度。

问:这说明什么?

启发学生回答:带电体之间的作用力的大小跟带电体间的距离有关。

问:若以悬挂的小球作为研究对象,它受到几个力?平衡时它受到电荷间作用力跟哪些因素有关?

启发学生回答:F=mgtgα。带电体间距离越小,偏角α越大,这表明电荷间作用力越大。

[课件演示]带电量不同的小球靠近悬挂丝线的带电小球,观察小球的偏角的变化关系。

启发学生回答:带电体间作用力还跟带电体所带电量有关。

讨论得到:电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大,随距离的增大而减小。

⑴库仑扭秤实验:

出示库仑扭秤挂图,简单介绍法国物理学家库仑利用扭秤研究电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系所用控制变量的科学方法。设计的扭秤成功的解决了用普通测力计无法测量微小作用方法。

实验结论,真空中的库仑定律。

⑵库仑定律:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

⑶点电荷

概念:带电体的形状、大小对相互作用力的大小可以忽略,那么带电体可以看作一个点,所带电荷称为点电荷。

点电荷的介绍:

点电荷是一种理想化带电体模型,当带电体间的距离比带电体本身的大小大得多,以致于带电体的形状和大小对作用力的影响可以忽略时,此带电体可以看作点电荷。

库仑定律的两点注意:

(1)适用条件:库仑定律只适用于真空(或特定的空气)中的两个点电荷之间的相互作用。

(2)应用库仑定律计算静电力时应注意:式中的Q1和Q2,用所带电量的绝对值进行计算。根据两个电荷的电性异同来判断静电力的方向。

(三)综合练习,巩固新知

在前面讲解基本知识的基础上,进行综合练习的目的是进一步培养学生运用新知识解决问题的能力。判断、选择练习由浅入深,并注意从不同角度来强化知识。最后的练习激发学生运用所学知识解决实际问题的兴趣,将课堂教学推向高潮。

课堂练习:

四、说板书

板书,是文章结构的简缩。通过板书,能使学生直观地抓住线索,理清思路,体会中心。因此,我的板书力求体现这些,以达到事半功倍的效果。

五、时间安排

1、旧知识复习、新课引入5分钟,2、新课教学20分钟,3、综合练习10分钟,4、学生小结5分钟。

六、课后反思

(1)在学生初中学习的基础上,可以通过演示实验,或者动画媒体播放复习并巩固电荷的有关知识;

(2)在讲述时,要讲解要简洁、准确,突出主要概念,同时,节省时间给学生自己来学习;