《2019-2020學年高中物理 第1章 電場 第1節(jié) 認識靜電學案 粵教版選修3-1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020學年高中物理 第1章 電場 第1節(jié) 認識靜電學案 粵教版選修3-1（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第一節(jié)　認識靜電 [學習目標]　1.知道物體起電的三種方式．理解其微觀解釋．(重點)　2.熟記電荷守恒定律．　3.記住元電荷的概念．　4.能用原子結構和電荷守恒定律分析問題．(難點) 一、起電方法的實驗探究 1．兩種電荷的性質：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引． 2．物體帶電的三種方法：摩擦起電、感應起電、接觸起電． 二、電荷守恒定律 1．電荷量 (1)電荷量：物體所帶電荷的多少叫做電荷量． (2)電荷量的單位：庫侖，簡稱庫，符號C． (3)中和：等量的異種電荷完全抵消的現象． (4)元電荷：任何帶電體的電荷量都是e＝1.60×10－19C的整數倍．因此，電荷量e

2、被稱為元電荷． 2．電荷守恒定律 (1)內容：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一個部分轉移到另一部分．在轉移的過程中，電荷的代數和不變． (2)適用范圍：電荷守恒定律不僅在一切宏觀物理過程中成立，而且也是一切微觀物理過程所普遍遵守的規(guī)律． 1．正誤判斷 (1)不論是摩擦起電還是感應起電，都是電荷的轉移． (√) (2)兩個互相摩擦的物體一定是同時帶上種類不同的電荷，且電荷量相等． (√) (3)帶等量異種電荷的兩個導體接觸后，電荷會消失，這種現象叫電荷的湮滅． (×) (4)任何帶電體的電荷量都是e的整數倍． (√) 2．公元1

3、世紀，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，統喻干草、紙等的微小屑末．這個詞的意思就是經過摩擦的琥珀能吸引干草、紙等輕小的物體．下列關于這個現象的解釋正確的是(　　) A．經過摩擦的琥珀有了磁性 B．經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 B　[摩擦可以使物體帶電，經過摩擦的琥珀帶了電，能吸引干草、紙等輕小的物體，故B正確，A錯誤．同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．帶電體都有吸引輕小物體的性質，干草不一定帶電．故C、D錯誤．] 3．(多選)下列關于電荷量和元電荷的說法正確的是(　　) A．物體

4、所帶的電荷量可以是任意實數 B．物體帶正電荷1.6×10－9 C，是因為失去了1.0×1010個電子 C．物體帶電量的最小值是1.6×10－19 C D．以上說法都不正確 BC　[元電荷的數值為e＝1.6×10－19 C，任何帶電體的電荷量都是e的整數倍，所以物體帶的電荷量不能是連續(xù)的數值，更不能是任意的，所以B、C正確．] 對三種起電方式的理解 1.三種起電方式的比較 方式 內容　　 摩擦起電 感應起電 接觸起電 產生條件 兩不同絕緣體摩擦時 導體靠近帶電體時 導體與帶電體接觸時 現象 兩物體帶上等量異種電荷 導體兩端出現等量異種電荷 導體帶上與

5、帶電體電性相同的電荷 微觀解釋 不同物質的原子核對核外電子的約束力不同，摩擦時電子從一物體轉移到另一物體 導體中的自由電子受到帶電體對它的排斥(或者吸引)，而移向導體的遠端(或者近端) 電荷間的相互作用，使得自由電子在帶電體和導體上轉移，且重新分布 實質 均為電荷在物體之間或物體內部的轉移 2.三種起電方式各自遵循的規(guī)律 (1)摩擦起電時電荷轉移的規(guī)律． ①摩擦起電時，原子核中的質子不能脫離原子核而移動，即相互摩擦的兩個物體中轉移的不可能是正電荷，轉移的只是負電荷，即電子． ②電中性的兩個絕緣體相互摩擦，帶正電的物體一定是失去了電子，帶負電的物體一定是獲得了電子． (2)

6、感應起電的分布規(guī)律． ①近異遠同：用帶電體靠近不帶電的導體時，會在靠近帶電體的一端感應出與帶電體電性相反的電荷，遠離帶電體的一端感應出與帶電體電性相同的電荷． ②等量異性：用帶電體靠近不帶電的導體(或兩不帶電的相互接觸的導體)時，會在原不帶電的導體兩端(或兩不帶電的相互接觸的導體上)感應出等量異性的電荷． (3)接觸起電時電子轉移的規(guī)律． ①帶負電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由帶負電的物體轉移到中性物體上． ②帶正電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由中性物體轉移到帶正電的物體上． ③帶正電的物體與帶負電的物體接觸，電子由帶負電的物體轉移到帶正電的物體上． 【例1】　(多選

7、)如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支撐的金屬導體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法正確的是(　　) A．把C移近導體A時，A、B上的金屬箔片都張開 B．把C移近導體A，先把A、B分開，然后移走C，A、B上的金屬箔片仍張開 C．把C移近導體A，先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開 D．把C移近導體A，先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合 AB　[雖然A、B起初都不帶電，但帶正電的導體C對A、B內的電荷有力的作用，使A、B中的自由電子向左移動，使得A端積累了負電荷，B端帶正

8、電荷，其下部貼有的金屬箔片分別帶上了與A、B同種的電荷，所以金屬箔片都張開，A正確．C只要一直在A、B附近，先把A、B分開，A、B上的電荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍帶等量異種的感應電荷，此時即使再移走C，A、B所帶電荷量也不變，金屬箔片仍張開，B正確．但如果先移走C，A、B上的感應電荷會馬上中和，不再帶電，所以箔片都不會張開，C錯．先把A、B分開，再移走C，A、B仍然帶電，但重新讓A、B接觸后，A、B上的感應電荷會完全中和，金屬箔片都不會張開，D錯．故選A、B.] 感應起電成功的關鍵是導體先分開為兩物體，然后移去帶電體，具備以下兩個特點： (1)近異遠同；(2)等量異性．

9、 訓練角度1.起電的實質 1．(多選)關于摩擦起電現象，下列說法正確的是(　　) A．摩擦起電現象使本來沒有電子和質子的物體中產生電子和質子 B．兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量異種電荷 C．摩擦起電，可能是因為摩擦導致質子從一個物體轉移到了另一個物體而形成的 D．絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒上轉移到絲綢上，玻璃棒因質子數多于電子數而顯正電 BD　[摩擦起電實質是由于兩個物體的原子核對核外電子的約束能力不相同，因而電子可以在物體間轉移．若一個物體失去電子，其質子數就會比電子數多，我們說它帶正電．若一個物體得到電子，其質子數就會比電子數少，我們說它帶負電．使物體帶電

10、并不是創(chuàng)造出電荷．] 訓練角度2.感應起電 2．如圖，把一個不帶電的枕形導體靠近帶正電的小球，由于靜電感應，在a、b兩端分別出現負、正電荷，則以下說法正確的是(　　) A．閉合開關S1，有電子從枕形導體流向大地 B．閉合開關S2，有電子從枕形導體流向大地 C．閉合開關S1，有電子從大地流向枕形導體 D．閉合開關S2，沒有電子通過開關S2 C　[在S1、S2都閉合前，對枕形導體，它的電荷是守恒的，a、b出現負、正電荷等量，當閉合開關S1、S2中的任何一個以后，便把大地與導體連通，使大地也參與了電荷轉移，因此，導體本身的電荷不再守恒，而是導體與大地構成的系統中電荷守恒，由于靜電感

11、應，a端仍為負電荷，大地遠處應感應出正電荷，因此無論閉合開關S1還是開關S2，都應有電子從大地流向導體，故C選項正確．] 電荷守恒定律的理解應用 1.“中性”與“中和”的區(qū)別 (1)電中性的物體是有電荷存在的，只是正、負電荷的代數和為零，對外不顯電性． (2)電荷的中和是指等量正、負電荷完全抵消的過程，但正、負電荷本身依然存在，并沒有消失． 2．物體帶電的實質 不論哪一種帶電方式都沒有創(chuàng)造電荷，也沒有消滅電荷．本質都是電子發(fā)生了轉移． 3．完全相同的金屬球接觸帶電時電荷量的分配情況 (1)用帶電荷量是Q的金屬球與不帶電的金屬球接觸后，兩小球均帶的電荷量，電性與原帶電金屬球電

12、性相同． (2)若兩金屬球帶同種電荷Q1、Q2，接觸后每個金屬球所帶的電荷量均為總電荷量的一半，即Q1′＝Q2′＝，電性與兩金屬球原來所帶電荷的電性相同． (3)若兩金屬球帶異種電荷Q1、－Q2，接觸后先中和等量的異種電荷，剩余的電荷量平均分配即Q1″＝Q2″＝，電性與接觸前帶電荷量大的金屬球的電性相同． 【例2】　有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，讓兩絕緣金屬小球接觸．在接觸后，A、B帶電荷量各是多少？此過程中電子發(fā)生了怎樣的轉移，轉移了多少電荷量？ [解析]　接觸后兩小球帶電量 QA′＝QB′＝＝C＝1.6

13、×10－9C，在接觸過程中，電子由B球轉移到A球，不僅將自身凈電荷中和，且繼續(xù)轉移，使B球帶QB′的正電荷．這樣，共轉移的電子電荷量為： ΔQ＝QB－QB′＝(－3.2×10－9－1.6×10－9)C＝－4.8×10－9C [答案]　均為1.6×10－9C　電子由B球轉移到了A球，轉移了4.8×10－9 C [一題多變]　例2中，若小球B也帶正電，即QB＝3.2×10－9 C，其他條件不變，則兩球接觸后，各帶多少電荷？此過程中電子發(fā)生了怎樣的轉移？轉移了多少電荷量？ [解析]　兩球接觸后，帶電量QA′＝QB′＝＝＝4.8×10－9 C. 在接觸過程中，電子由B球轉移到A球，轉移的電子

14、電荷量為ΔQ＝QB－QB′＝－1.6×10－9C. [答案]　均為4.8×10－9 C　電子由B球轉移到了A球，轉移了1.6×10－9 C 電荷量分配原則的兩點注意 (1)電荷均分的前提條件是兩導體完全相同． (2)不同的導體接觸后再分開，每個導體上所帶電荷量不滿足平均分配規(guī)律． 驗電器的兩種應用方式及原理 1.帶電體接觸驗電器：當帶電的物體與驗電器上面的金屬球接觸時，有一部分電荷轉移到驗電器上，與金屬球相連的兩個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，電荷轉移的越多，斥力越大，張開的角度也越大． 2．帶電體靠近驗電器：當帶電體靠近驗電器的金屬球時

15、，帶電體會使驗電器的金屬球感應出異種電荷，而金屬箔片上會感應出同種電荷(感應起電)，兩箔片在斥力作用下張開． 3．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的金屬箔片張開，如圖所示表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是(　　) B　[把帶電金屬球移近不帶電的驗電器，若金屬球帶正電荷，則將導體上的自由電子吸引上來，這樣驗電器的上部將帶負電荷，箔片帶正電荷；若金屬球帶負電荷，則將導體上的自由電子被排斥到最遠端，這樣驗電器的上部將帶正電荷，箔片帶負電荷．故選項B正確．] 課 堂 小 結 知 識 脈 絡 1.使物體帶電的三種方式：摩擦起電、感應起電、接觸起電. 2.電荷在轉移過

16、程中，代數和是不變的. 3.元電荷e＝1.6×10－19 C. 4.完全相同的金屬導體接觸后平分總電荷量． 1．(多選)關于元電荷的理解，下列說法正確的是(　　) A．元電荷就是電子 B．元電荷是表示1 C電量 C．元電荷是表示跟電子所帶電荷量數值相等的電荷量 D．物體所帶的電荷量只能是元電荷的整數倍 CD　[元電荷是最小帶電量，大小為e＝1.6×10－19C ，跟電子或質子所帶電荷量相等，不是電荷種類，任何帶電體的電荷量都為元電荷的整數倍，故C、D正確．] 2．(多選)一帶負電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經過一段時間后，發(fā)現該小球上的電荷幾乎不存在了，這說明(　　

17、) A．小球上原有的負電荷逐漸消失了 B．在此現象中，電荷不守恒 C．小球上負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導走了 D．該現象是由于電子的轉移引起的，仍然遵循電荷守恒定律 CD　[絕緣小球上的電荷量減少是由于電子通過空氣導電轉移到外界，只是小球上的電荷量減小，但這些電子并沒有消失，就小球和整個外界組成的系統而言，其電荷總量保持不變，因此C、D選項均正確．] 3．如圖所示，小球A帶正電，當帶負電的小球B靠近A時，A帶的(　　) A．正電荷增加　　 B．負電荷增加 C．正、負電荷均增加 D．電荷量不變 D　[當帶負電的小球B靠近小球A時，兩小球之間無接觸，由電荷守恒定律

18、可知，A帶的電荷量不變，只是電荷重新在小球表面上發(fā)生了分布(電荷重新分布是由電荷之間相互作用力產生的)．] 4．如圖所示，將帶正電的金屬小球接觸原來不帶電的驗電器A端之后拿走．下列關于驗電器的帶電情況正確的是(　　) A．A端帶正電，B端帶正電 B．A端帶負電，B端帶負電 C．A端帶負電，B端帶正電 D．A端帶正電，B端帶負電 A　[用帶正電的小球去接觸驗電器的金屬球，驗電器中的電子將被吸附到帶電小球上去，故帶上正電，AB兩端電性相同，故選A.] 5．有三個相同的絕緣金屬小球A、B、C，其中小球A帶有3×10－3 C的正電荷，小球B帶有－2×10－3 C的負電荷，小球C不帶電．先將小球C與小球A接觸后分開，再將小球B與小球C接觸后分開，試求這時三個小球的帶電荷量分別為多少？ [解析]　小球C與小球A接觸后分開帶電量為 Q′A＝QC＝＝1.5×10－3 C. 小球B與小球C接觸后分開帶電量為 Q′B＝Q′C＝＝ C＝－2.5×10－4 C [答案]　1.5×10－3 C?。?.5×10－4 C　－2.5×10－4 C - 8 -