高中物理 第一章 靜電場 1 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修31

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1、第一章靜電場1電荷及其守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道自然界中的兩種電荷及其相互作用.2.知道使物體帶電的三種方式.3.掌握電荷守恒定律及元電荷的概念.內(nèi)容索引知識(shí)探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測知識(shí)探究1一、電荷及三種起電方式一、電荷及三種起電方式導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究(1)用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶何種電荷？用毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶何種電荷？使玻璃棒和橡膠棒帶電的原因是什么？玻璃棒帶正電，橡膠棒帶負(fù)電.絲綢摩擦玻璃棒時(shí)，玻璃棒上的電子向絲綢上轉(zhuǎn)移，玻璃棒失去電子帶正電，絲綢得到電子帶負(fù)電；毛皮摩擦橡膠棒時(shí)，毛皮上的電子向橡膠棒轉(zhuǎn)移，橡膠棒得到電子帶負(fù)電，毛皮失去電子帶正電. 答案(2)如圖1所示，取一對用絕緣柱支

2、撐的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸.起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔片是閉合的.把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A，金屬箔片有什么變化？這時(shí)把A和B分開，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？再讓A和B接觸，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？圖1C移近導(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開； 答案金屬箔片仍張開，但張角變小；A、B接觸，金屬箔片都閉合. 答案 答案(3)帶正電的物體A與不帶電的物體B接觸，使物體B帶上了什么電荷？在這個(gè)過程中電荷是如何轉(zhuǎn)移的？正電荷，在這個(gè)過程中，有電子從物體B轉(zhuǎn)移到物體A，物體B所帶電子數(shù)減少，因此帶正電. 答案知識(shí)梳理知識(shí)梳理電荷及三種起電方式電荷及三種起電方式(1)兩種電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶

3、 電，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶 電.同種電荷相互 ，異種電荷相互 .(2)物體帶電的三種方式：即 起電、接觸起電、 起電.其實(shí)質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移.摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體， 于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶 ，失去電子的物體則帶 .正負(fù)排斥吸引摩擦感應(yīng)負(fù)電正電接觸起電：一個(gè)帶電物體接觸另一個(gè)導(dǎo)體，電荷會(huì) 到這個(gè)導(dǎo)體上，使這個(gè)導(dǎo)體也帶電.感應(yīng)起電：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或 帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶 電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶 電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng).利用 使金屬導(dǎo)體帶電的過程

4、叫做感應(yīng)起電.轉(zhuǎn)移遠(yuǎn)離異號(hào)同號(hào)靜電感應(yīng)即學(xué)即用即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶正電，證明正電荷從絲綢轉(zhuǎn)移到玻璃棒上.( )(2)摩擦起電的過程是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過程.( )(3)帶正電的物體A與不帶電的物體B接觸后，電子由B轉(zhuǎn)移到A上，B將帶正電.( )(4)帶正電的物體C靠近不帶電的枕形導(dǎo)體AB，如圖2所示，A端將帶正電，B端帶負(fù)電.( )圖2二、電荷守恒定律二、電荷守恒定律導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究在摩擦起電過程中，一個(gè)物體帶上了正電荷，另一個(gè)物體帶上了負(fù)電荷，該過程是否創(chuàng)造了電荷？在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量會(huì)增多或減少嗎？ 答案摩擦起電的過程并沒有創(chuàng)造

5、電荷.一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量保持不變.1.電荷守恒定律：電荷既不會(huì) ，也不會(huì) ，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的 保持不變.這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律.2.電荷守恒定律另一表述是：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的 保持不變.知識(shí)梳理知識(shí)梳理創(chuàng)生消滅總量代數(shù)和即學(xué)即用即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)原來不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷，說明通過摩擦可以創(chuàng)造電荷.( )(2)在一定條件下正、負(fù)電荷可以產(chǎn)生和湮滅，但仍遵循電荷守恒定律.( )(3)帶負(fù)電的絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時(shí)間，該小球的負(fù)電幾乎為零

6、，可見小球上的負(fù)電荷逐漸消失了.( )三、元電荷三、元電荷導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究(1)物體所帶的電荷量可以是任意的嗎？物體所帶的電荷量可以是41019 C嗎？ 答案物體所帶的電荷量不是任意的，它只能是1.601019 C的整數(shù)倍.由于41019 C是1.601019 C的2.5倍，所以物體所帶的電荷量不能是41019 C.(2)電子和質(zhì)子就是元電荷嗎？ 答案元電荷是最小的電荷量，不是物質(zhì)；電子和質(zhì)子是實(shí)實(shí)在在的粒子，不是元電荷.1.電荷量： 叫電荷量，在國際單位制中，它的單位是 ，簡稱庫.用 表示.2.元電荷： 叫做元電荷，用e表示.所有帶電體的電荷量或者等于e ，或者是 .元電荷e的數(shù)值最早是由美

7、國物理學(xué)家 測得的，在我們的計(jì)算中，可取e .知識(shí)梳理知識(shí)梳理電荷的多少庫侖C最小的電荷量e的整數(shù)倍密立根1.601019 C元電荷是最小的電荷量，而不是實(shí)物粒子，元電荷無正、負(fù)之分.雖然質(zhì)子、電子的電荷量等于元電荷，但不能說質(zhì)子、電子是元電荷.電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比，叫做電子的比荷.特別提醒特別提醒判斷下列說法的正誤.(1)電子的電荷量e的數(shù)值最早是由庫侖通過實(shí)驗(yàn)測出的.( )(2)元電荷是最小的帶電體.( )(3)元電荷就是質(zhì)子或電子.( )(4)所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍.( )(5)元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量.( )即學(xué)即用即學(xué)即

8、用2題型探究一、對三種起電方式的理解三種起電方式的比較三種起電方式的比較 摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電現(xiàn)象兩絕緣體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷導(dǎo)體帶上與帶電體相同的電荷原因不同物質(zhì)對電子的束縛能力不同.束縛能力強(qiáng)的得電子，帶負(fù)電；束縛能力弱的失電子，帶正電導(dǎo)體中的電子在電荷間相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，使靠近帶電體一端所帶的電荷電性與帶電體相反；遠(yuǎn)離帶電體一端與帶電體所帶電荷電性相同在電荷間相互作用下，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上實(shí)質(zhì)電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移例例1如圖3所示，放在絕緣支架上帶正電的導(dǎo)體球A，靠近放在絕緣支架上不帶電的導(dǎo)體B，導(dǎo)體B用導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)接地，現(xiàn)把S先合上再斷開，

9、再移走A，則導(dǎo)體BA.不帶電 B.帶正電C.帶負(fù)電 D.不能確定圖3答案解析根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象和電荷間的相互作用，可判斷導(dǎo)體B帶負(fù)電，故選C.方法總結(jié)方法總結(jié)感應(yīng)起電的判斷方法感應(yīng)起電的判斷方法1.當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷，如圖4甲所示.2.導(dǎo)體接地時(shí)，該導(dǎo)體與地球可視為一個(gè)導(dǎo)體，而且該導(dǎo)體可視為近端導(dǎo)體，帶異種電荷，地球就成為遠(yuǎn)端導(dǎo)體，帶同種電荷，如圖乙、丙所示.圖4二、對電荷守恒定律的理解1.使物體帶電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造了電荷，而是物體所帶的電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，也就是物體間或物體內(nèi)部電荷的重新分布.2.電荷的中和是指帶等量異號(hào)電荷的兩物體接觸時(shí)，

10、經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移，物體達(dá)到電中性的過程.3.導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的材料、形狀、大小有關(guān)，當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后，電荷將平均分配，即最后兩個(gè)球一定帶等量的同種電荷.例例2完全相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)完全相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開.(1)若A、B兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？ 答案解析C與B球接觸后，B、C所帶電荷量為設(shè)A、B帶電荷量均為q，則A、C接觸后，A、C帶電荷量為qA23(2)若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？ 答案解析21設(shè)A帶正電，B帶負(fù)電，且所帶電荷量大小均為q

11、.總結(jié)提升總結(jié)提升兩金屬導(dǎo)體接觸后電荷量的分配規(guī)律兩金屬導(dǎo)體接觸后電荷量的分配規(guī)律1.當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體材料、形狀不同時(shí)，接觸后再分開，只能使兩者均帶電，但無法確定電荷量的多少.2.若使兩個(gè)完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2，則有針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練有三個(gè)相同的金屬小球A、B、C，其中小球A帶有2.0105 C的正電荷，小球B、C不帶電，現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走，再讓小球B與球A接觸后分開，最后讓小球B與小球C接觸后分開，最終三球的帶電荷量分別為qA C，qB C，qC C.答案解析51067.51067.5106三、驗(yàn)電器的原理和使用驗(yàn)電器的兩種應(yīng)用方式及原理驗(yàn)電器的兩種應(yīng)用方式及原理(

12、1)帶電體接觸驗(yàn)電器：當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個(gè)金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開，物體所帶電荷量越多，電荷轉(zhuǎn)移的越多，斥力越大，張開的角度也越大.(2)帶電體靠近驗(yàn)電器：當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，帶電體會(huì)使驗(yàn)電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會(huì)感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，兩箔片在斥力作用下張開.例例3使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的金屬箔片張開，如圖所示表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是答案解析把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器，若金屬球帶正電荷，則將導(dǎo)體上的自由電子吸引上來，這樣驗(yàn)電器的上部將帶負(fù)電荷，箔

13、片帶正電荷；若金屬球帶負(fù)電荷，則將導(dǎo)體上的自由電子被排斥到最遠(yuǎn)端，這樣驗(yàn)電器的上部將帶正電荷，箔片帶負(fù)電荷.故選項(xiàng)B正確.達(dá)標(biāo)檢測31.(多選)關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的理解，下列說法中正確的是A.摩擦起電說明電荷能夠被創(chuàng)造B.摩擦起電現(xiàn)象說明通過摩擦可以使電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上C.感應(yīng)起電說明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體上去了D.感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到物體的另一個(gè)部分 答案123452.用絲綢摩擦兩根玻璃棒，手持一根玻璃棒，靠近另一根被吊起的玻璃棒時(shí)，現(xiàn)象如圖5甲箭頭所示遠(yuǎn)離.而手持用毛皮摩擦過的橡膠棒，靠近被吊起的用絲綢摩擦過的玻璃棒時(shí)，現(xiàn)象如圖乙箭頭

14、所示靠近.那么A.圖甲中兩玻璃棒互相吸引B.圖乙中橡膠棒與玻璃棒互相排斥C.圖甲、乙中的玻璃棒帶異種電荷D.圖乙表明異種電荷互相吸引 答案123453.(多選)原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電荷1.61015 C，丙物體帶電荷量的大小為81016 C.則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法中正確的是A.乙物體一定帶有負(fù)電荷81016 CB.乙物體可能帶有負(fù)電荷2.41015 CC.丙物體一定帶有正電荷81016 CD.丙物體一定帶有負(fù)電荷81016 C答案解析12345由于甲、乙、丙原來都不帶電，甲、乙相互摩擦導(dǎo)致甲失去

15、電子而帶1.61015 C的正電荷；乙物體得到電子而帶1.61015 C的負(fù)電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上，故可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷，由電荷守恒可知乙最終所帶負(fù)電荷為1.61015 C81016 C81016 C，故A、D正確.123454.如圖6所示，用絲綢摩擦過的玻璃棒和驗(yàn)電器的金屬球接觸，使驗(yàn)電器的金屬箔片張開，關(guān)于這一現(xiàn)象下列說法正確的是A.兩片金屬箔片上帶異種電荷B.兩片金屬箔片上均帶負(fù)電荷C.金屬箔片上有電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上D.將玻璃棒移走，則金屬箔片立即合在一起答案解析圖612345自然界只存在兩種電荷，正電荷和負(fù)電荷.絲綢摩擦過的玻璃棒帶

16、正電，若將其接觸驗(yàn)電器的金屬球，此時(shí)兩個(gè)箔片均帶正電荷；在此過程中，一部分電子會(huì)從驗(yàn)電器向玻璃棒轉(zhuǎn)移；移走玻璃棒時(shí)，箔片仍帶電，不會(huì)立即合在一起.選項(xiàng)C正確.123455.有兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球A、B，分別帶有電荷量為QA 6.4109 C、QB 3.2 109 C，讓兩個(gè)金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移了多少個(gè)電子？電子由球B轉(zhuǎn)移到球A3.01010個(gè)答案解析12345接觸過程中，由于B球帶負(fù)電，其上多余的電子轉(zhuǎn)移到A球，中和A球上的一部分正電荷直至B球?yàn)橹行圆粠щ?，同時(shí)，由于A球上有凈正電荷，B球上的電子會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)移到A球，直至兩球帶上等量的正電荷.在接觸過程中，電子由球B轉(zhuǎn)移到球A.共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為QQBQB3.2109 C1.6109 C4.8109 C.3.01010個(gè).12345本課結(jié)束