（京津瓊魯專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 靜電場 第1節(jié) 電荷及其守恒定律課件 新人教版必修2.ppt

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1、1電荷及其守恒定律,第一章靜電場,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求 物理觀念：1.知道自然界中的兩種電荷及三種起電方式. 2.掌握電荷守恒定律及元電荷的概念. 科學(xué)探究：了解驗(yàn)電器的構(gòu)造、原理，并借助驗(yàn)電器感受摩擦起電、感應(yīng)起電的過程. 科學(xué)思維：從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)，知道三種帶電的實(shí)質(zhì)是相同的.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、電荷及起電方式 1.兩種電荷 (1)電荷的分類： 電荷和 電荷. 用絲綢摩擦過的玻璃棒帶 電，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶 電. (2)電荷間的相互作用：同種電荷相互 ，異種電荷相

2、互 . 2.摩擦起電：當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體 到另一個物體，于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶 電，失去電子的物體則帶 電.,正,負(fù),正,負(fù),排斥,吸引,轉(zhuǎn)移,負(fù),正,3.感應(yīng)起電：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或 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)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電.,遠(yuǎn)離,異號,同號,靜電感應(yīng),二、電荷守恒定律和元電荷 1.電荷守恒定律：電荷既不會 ，也不會 ，它只能從一個物體 到另一個物體

3、，或者從物體的一部分 到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的 保持不變. 2.電荷守恒定律另一表述是：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的 保持不變. 3.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)值最早是由美國物理學(xué)家____ 測得的，在我們的計算中，可取e .,創(chuàng)生,消滅,轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移,總量,代數(shù)和,最小的電荷量,e的整數(shù)倍,密,立根,1.601019 C,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是因?yàn)檎姾蓮慕z綢轉(zhuǎn)移到玻璃棒上. () (2)摩擦起電的過程是電子從一個物體轉(zhuǎn)移

4、到另一個物體的過程.() (3)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.() (4)某一帶電體的電荷量可以等于31019 C.(),答案,,,,,2.帶正電的物體C靠近不帶電的枕形導(dǎo)體AB，如圖1所示，A端將帶 電，B端帶 電.,答案,圖1,負(fù),正,重點(diǎn)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？ 答案玻璃棒帶正電，橡膠棒帶負(fù)電.絲綢摩擦玻璃棒時，玻璃棒上的電子向絲綢轉(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，毛皮上的電子向橡膠棒轉(zhuǎn)移，橡膠棒得到

5、電子帶負(fù)電，毛皮失去電子帶正電.,答案,一、對三種起電方式的理解,答案,2.如圖2所示，取一對用絕緣柱支撐的導(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. (1)把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A，金屬箔片有什么變化？ 答案物體C移近導(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開；,圖2,(2)這時把A和B分開，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？ 答案金屬箔片仍張開，但張角變?。?(3)再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象？ 答案A、B接觸，金屬箔片都閉合.,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？在這個過程中電荷是如何轉(zhuǎn)移的？ 答案正電荷，在這個過程中，有電子從物體B轉(zhuǎn)移

6、到物體A，物體B因缺少電子而帶正電.,答案,知識深化 三種起電方式的比較,特別提醒無論哪種起電方式，發(fā)生轉(zhuǎn)移的都是電子，正電荷不會發(fā)生轉(zhuǎn)移.,例1感應(yīng)起電和摩擦起電都能使物體帶電，關(guān)于這兩種帶電過程，下列說法正確的是 A.感應(yīng)起電和摩擦起電都是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 B.感應(yīng)起電是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 C.感應(yīng)起電和摩擦起電都是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 D.摩擦起電是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 解析感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，故A、B、C錯誤，D正確.,,解析,答案,例2如圖3所示，放在絕緣支架

7、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，再移走A，則導(dǎo)體B,圖3,A.不帶電 B.帶正電 C.帶負(fù)電 D.不能確定 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.,,解析,答案,感應(yīng)起電的判斷方法 1.當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時，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，該導(dǎo)體與地球可視為一個導(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,,導(dǎo)學(xué)探究1.在摩擦起電過程中，一個物體帶上了正電荷，另一個物體帶上了負(fù)電荷，該過程

8、是否創(chuàng)造了電荷？在一個封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量會增多或減少嗎？ 答案摩擦起電的過程并沒有創(chuàng)造電荷.一個封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量保持不變.,答案,二、電荷守恒定律元電荷,答案,2.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. 3.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)物粒子，不是元電荷.,知識深化 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

9、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電荷的兩物體接觸時，經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移，物體達(dá)到電中性的過程. 3.導(dǎo)體接觸帶電時電荷量的分配與導(dǎo)體的材料、形狀、大小有關(guān)，當(dāng)兩個完全相同的金屬球接觸后，電荷將平均分配，即最后兩個球一定帶等量的同種電荷.,4.元電荷 (1)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. (2)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. (3)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.,例3完全相同的兩個金屬小球A、B帶有相同大小的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個完全相同的不帶電金屬小球C，先后與

10、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少？,解析,答案,解析設(shè)A、B帶電荷量均為q，,C與B接觸后，B、C所帶電荷量為,答案23,(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少？,答案21,解析設(shè)A帶正電，B帶負(fù)電，且所帶電荷量大小均為q.,解析,答案,兩金屬導(dǎo)體接觸后電荷量的分配規(guī)律 1.當(dāng)兩個導(dǎo)體材料、形狀、大小不同時，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.若使兩個完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2，則有,例4放在絕緣支架上的兩個完全相同的金屬小球A、B分別帶有電荷量QA6.4109 C、QB3.2

11、109 C，讓兩個金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少？ 答案電子由B球轉(zhuǎn)移到A球3.01010 個,答案,解析,解析兩小球接觸時，電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配，由于兩小球相同，剩余正電荷一定平分，即接觸后兩小球帶電荷量,1.6109 C,在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，自身的凈電荷全部中和后，繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶QB的正電，這樣共轉(zhuǎn)移的電荷量為 QQBQB1.6109 C(3.2109 C)4.8109 C,,驗(yàn)電器的兩種應(yīng)用方式及原理 (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，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個金屬箔片

12、帶上同種電荷，因相互排斥而張開，如圖5甲. (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，帶電體會使驗(yàn)電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，金屬箔片在斥力作用下張開，如圖乙.,三、驗(yàn)電器的原理和使用,圖5,例5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，如圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是,,解析把帶電金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，會改變驗(yàn)電器上的電荷分布；由于電荷間同性相斥、異性相吸，使得驗(yàn)電器上靠近帶電金屬球的一端和金屬球電性相反，而遠(yuǎn)離帶電金屬球的一端和金屬球電性相同，故選項(xiàng)B正確.,解析,答案,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對摩擦起電的認(rèn)識)(

13、2018山東淄博市高一下期末)公元1世紀(jì)，東漢王充論衡亂龍中記錄了“頓牟掇芥”.頓牟即琥珀(也有玳瑁的甲殼之說)，芥指芥菜子，統(tǒng)喻干草、紙等的微小屑末.這個詞的意思就是經(jīng)過摩擦的琥珀能吸引干草、紙等輕小的物體.下列關(guān)于這個現(xiàn)象的解釋正確的是 A.經(jīng)過摩擦的琥珀有了磁性 B.經(jīng)過摩擦的琥珀帶了電 C.琥珀與干草帶異種電荷 D.琥珀與干草帶同種電荷,,答案,1,2,3,4,2.(電荷間相互作用的規(guī)律)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，現(xiàn)象如圖6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，現(xiàn)象如圖乙箭頭所示靠近.那么,答案,1,2,

14、3,4,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,圖6,,3.(驗(yàn)電器的原理)如圖7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,,1,2,3,4,圖7,解析自然界只存在兩種電荷，正電荷和負(fù)電荷.用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，若將其接觸驗(yàn)電器的金屬球，此時兩個箔片上均帶正電荷；在此過程中，一部分電子會從驗(yàn)電器向玻璃棒轉(zhuǎn)移；移走玻璃棒后，箔片仍帶電，不會立即合在一起，選項(xiàng)C正確.,1,2,3,4,4.(電荷守恒定律的應(yīng)用)有三個完全相同的金屬小球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.,5106,7.5106,7.5106,解析,答案,1,2,3,4,