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國三上理化⏱ 約 20 分鐘PhETKc-IV-1Kc-IV-2

4.1 靜電現象

任務簡報:冬天脫毛衣時常聽到「啪啪」聲,甚至會看到微小火花,這是靜電現象的展現。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

冬天脫毛衣時常聽到「啪啪」聲,甚至會看到微小火花,這是靜電現象的展現。這一節,我們要透過模擬實驗,探究靜電的產生與交互作用規律。

2

實驗工作站:PhET Interactive Simulations — Balloons and Static Electricity

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,將氣球拖曳靠近毛衣,觀察氣球與毛衣摩擦後的電荷分布變化。

  2. 2

    開啟「Show charges」選項,觀察氣球與毛衣表面正負電荷的分布情形。

  3. 3

    將摩擦過的氣球靠近牆壁,觀察氣球是否會吸附在牆上,並記錄現象。

  4. 4

    將兩顆都摩擦過的氣球互相靠近,觀察兩者之間是相吸還是相斥。

  5. 5

    思考:氣球為什麼摩擦後會帶電?電荷是被創造出來的,還是從別處轉移過來的?

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 小提示:不知道怎麼填?按「✨ 填入範例數據看看」,再改成你自己的觀察!

操作情境氣球電性毛衣/牆壁電性相吸或相斥
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

摩擦起電的原理是什麼?電荷是如何產生的?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

摩擦起電是電子從一物體轉移到另一物體的過程,使其中一物帶正電(失去電子)、另一物帶負電(獲得電子),電荷總量維持不變。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

使用模擬工具觀察氣球與毛衣摩擦後,兩者分別帶有什麼電性?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

氣球與毛衣摩擦後,氣球通常帶負電(獲得電子),毛衣則帶正電(失去電子)。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

同性電荷與異性電荷之間的作用力有何不同?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

同性電荷(正正、負負)之間互相排斥;異性電荷(正負)之間互相吸引,且距離越近作用力越強。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

生活中有哪些靜電現象的例子?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

例如影印機利用靜電吸附碳粉、油罐車拖地鏈避免靜電火花引燃油氣、除塵紙用靜電吸附灰塵、乾燥冬天衣物摩擦產生靜電噼啪聲等。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:電荷量與靜電力的關係 ▶

使用 PhET「Balloons and Static Electricity」切換到「Two Balloons」場景,比較兩顆氣球分別摩擦不同次數後,彼此之間排斥力的強弱變化,並嘗試解釋電荷量與靜電力大小的關係。

phet.colorado.edu · Balloons and Static Electricity 🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對靜電現象有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

影印機透過靜電使碳粉吸附在感光鼓與紙張上完成列印;除塵紙表面經過處理帶有靜電,能吸附空氣中的灰塵與毛髮,都是善用異性電荷相吸原理的應用。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為影印機、除塵紙等物品的設計,如何應用靜電原理?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏