百宏文教 BHCS
SCIENCE LAB / 理化 · 靜電

靜電與感應起電實驗室

把帶電棒靠近放在絕緣座上的金屬球,比較只靠近、接地、兩種移開順序與接觸起電的結果;圖上只畫電子怎麼移動。

國中建議 10–15 分鐘任務 → 操作 → 紀錄 → 挑戰

今天要學會什麼

先備知識
原子的構造、同性相斥異性相吸
學習目標
說明帶電棒靠近時金屬球兩端的電性(極化);比較感應起電的兩種移開順序為什麼結果不同;區分感應起電與接觸起電最後的電性
使用方式
各校版本進度不同,請依單元選用。先接任務,再只改一個變因;至少保留兩筆可比較的紀錄。

引導任務

自由探索:先固定其他條件,只改一個變因。

01 / EXPLORE

研究工具箱

調整實驗條件
查看圖像與結果 ↓

選好條件後按「開始觀察」。

02 / OBSERVE

圖像與觀察結果

選好任務或設定條件後,按「開始觀察」。

操作後,這裡會說明模型結果。

請設定條件,然後操作並觀察。

03 / RECORD

我的實驗紀錄

紀錄只保留在本機。

本次模型條件與觀察依據
#條件結果解釋
尚無紀錄

常見迷思

移動的只有電子;「帶正電」是電子變少,不是正電荷跑進來。

04 / CHECK

三題學習檢核

1. 帶負電的棒只靠近金屬球(不接觸、不接地),金屬球的淨電荷是?
2. 感應起電要讓金屬球帶電,應該先移開哪一個?
3. 物體帶正電,是因為?

模型限制與教師提示

定性模型:圖中正、負號只表示電荷分布的方向與相對多寡,不是實際數量;只畫電子移動,正電荷(原子核)位置固定不動。金屬球放在絕緣座上,空氣乾燥、不漏電。帶電棒的電性依常見的摩擦組合:塑膠棒摩擦毛皮帶負電、玻璃棒摩擦絲綢帶正電。

給老師的比較任務與判讀

讓學生直接操作並留下第一筆觀察,再只改一個條件完成第二筆;要求學生指出哪些數據支持自己的解釋,以及模型不能支持什麼。

公式:同性相斥、異性相吸。金屬中能移動的是電子:帶負電=電子比質子多,帶正電=電子比質子少。感應起電:帶電棒靠近並接地,電子經接地線移動;先斷接地再移開棒,導體帶與棒相反的電。接觸起電:電子在棒與導體之間直接轉移,導體帶與棒相同的電。

參考概念來源:OpenStax:導體與絕緣體(含感應起電)。本頁文字、題目與示意圖為自編,簡化規則依本頁限制解讀。

接著學

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