关于存在“两种电荷”的证明

张 晶

(大连市第二十一中学 辽宁 大连 116021)

韩宏颖

(大连市第四十四中学 辽宁 大连 116021)



关于存在“两种电荷”的证明

张 晶

(大连市第二十一中学 辽宁 大连 116021)

韩宏颖

(大连市第四十四中学 辽宁 大连 116021)

证明自然界只有两种电荷及其分析、归纳及推理的逻辑过程历来是教学难点、重点，大多数教师仅是演示被丝绸(毛皮)摩擦过的玻璃棒(橡胶棒)互相排斥，以及两者之间互相吸引，就得出了自然界只有两种电荷及电荷间相互作用的规律 .本文将给出详实的证明过程.

两种电荷 电荷种类 证明

1 问题背景

摩擦起电是学生熟悉的电现象之一，两种电荷及其相互作用规律是进一步深入学习电学、理解很多电现象的基础.而由于电荷无法直接观察，比较抽象，学生只能在实验的基础上通过分析、推理来理解自然界只有两种电荷及其相互作用规律.这样的设计不仅帮助学生提高观察、分析、归纳及推理的能力，同时也潜移默化地提高了自身的科学素养.因此，在教学中应重视并展现通过实验推理，得出只有两种电荷的逻辑推理过程.而实际教学过程中，真正做到或达到上述要求的并不多.大多数教师仅是演示被丝绸(毛皮)摩擦过的玻璃棒(橡胶棒)互相排斥，以及两者之间互相吸引，就得出了自然界只有两种电荷及电荷间相互作用规律 .这样的证明过程，实验次数太少，缺乏大量数据支持，同时以上实验只能说明自然界至少存在两种电荷，即经丝绸(毛皮)摩擦过的玻璃棒(橡胶棒)所带的电荷，并不能说明自然界只有两种电荷.此种方法还缺乏逻辑推理过程的支持.学生并不能理解得出只有两种电荷的研究过程，更谈不上思维能力的发展和科学素养的提高.本文将有针对地提出证明只有两种电荷的证明方法.

2 证明思路

被丝绸(毛皮)摩擦过的玻璃棒(橡胶棒)互相排斥，以及两者之间互相吸引→自然界至少存在两种电荷→猜想有无第三种电荷→以摩擦后的玻璃棒、橡胶棒为参照，用其他带电体靠近，观察并记录其相互作用→依据不同带电体与参照带电体(玻璃棒、橡胶棒)作用情况对带电体所带电荷进行分类，对各类中的带电体所带电荷种类与参照带电体进行归一(同源同性)→证明自然界只有两种电荷→根据表格中的数据得出电荷间相互作用规律.

3 教学建议

依据以上证明流程，在教学中采用实验探究法结合推理法来进行.教师可以在上课之初讲摩擦起电现象时，让学生利用自己手里的器材来通过摩擦起电，明确哪些物体通过摩擦可以带电.笔者分发给学生的器材有：硬塑料纸、有机玻璃棒、橡胶棒、毛皮、塑料绳、吸管、塑料直尺、红领巾、无纺布、松香等.首先演示被丝绸(毛皮)摩擦过的玻璃棒(橡胶棒)互相排斥，以及两者之间互相吸引，得出结论“自然界至少存在两种电荷”，继而用带电体去靠近参照带电体观察其现象，如表1所示.

表1 用带电体靠近参照带电体时的现象

从表格中看出带电体分为两类：以有机玻璃棒为代表一类，和丝绸摩擦过的有机玻璃棒排斥，和毛皮摩擦过的橡胶棒吸引.这类带电体与参照带电体作用表现出相同现象，所以其带同种电荷.同理，橡胶棒为代表的第二类带电体所带电荷种类相同.

第一类带电体中的有机玻璃棒和作为参照带电体的有机玻璃棒是通过相同的办法带电(都与丝绸摩擦)，故而带了同种电荷(同源同性).所以第一类带电体所带电荷种类与参照带电体有机玻璃棒所带电荷相同，并不是第三种电荷.同理，第二类带电体所带电荷与参照带电体橡胶棒所带电荷相同，也不是第三种电荷.综上所述，自然界只有两种电荷.

根据表格中带电体所带电荷相互作用现象可以得出电荷间相互作用的规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.证明完毕.

4 小结

以上实验推理的方法让学生能够自己比较两次分类的结果，从中得出自然界只有两种电荷，进而从实验数据中得出电荷间相互作用的规律.在实验过程中，学生不仅锻炼了观察、分析、推理和归纳的探究能力，还体会了科学推理得出只有两种电荷的逻辑思维过程，提高了自身的科学素养.

Proof on that There Are Two Kinds of Charges

Zhang Jing

(Dalian NO.21 Middle School,Dalian,Liaoning 116021)

Han Hongying

(Dalian NO.44 Middle School,Dalian,Liaoning 116021)

It is the difficult and important points of teaching to prove that there are only two kinds of charges in nature and the logic process of its analysis, induction and reason. Most of the teachers only demonstrate that the glass rod (rubber stick) rubbed by silk(skin)is mutual exclusion or mutual attraction, it is concluded that only two kinds of electric charges and charges interaction law. This paper will show a detailed proof process.

two kinds of charges; types of charge; testify

2015-09-22)