第一章,靜電場,情景切入電閃雷鳴，是一種常出現(xiàn)在暴風(fēng)雨中的自然現(xiàn)象，它是那樣的神秘，來去匆匆，稍縱即逝。它給人們帶來甘霖，同時也給人們帶來恐懼。幾千年以來，人們一直想探究其中的奧秘，更想將它駕馭于手中。美國科學(xué)家富蘭克林就曾冒著生命危險，嘗試用風(fēng)箏去捕捉雷電。雷電是怎樣形成的？物體帶電是怎么回事？電荷有哪些特性？電荷間的相互作用遵從什么規(guī)律？人類應(yīng)該怎樣利用這些規(guī)律？這些問題正是本章要探究并做出解答的知識。,知識導(dǎo)航本章是高中階段電學(xué)內(nèi)容的開始，在整個高中物理知識體系中具有承上(力學(xué))啟下(電磁學(xué))的重要位置。本章知識在結(jié)構(gòu)上可以分為三個單元：13節(jié)為第一單元，主要學(xué)習(xí)電學(xué)中兩個最基本的定律電荷守恒定律和庫侖定律，學(xué)習(xí)描述電場力的性質(zhì)的物理量電場強(qiáng)度；46節(jié)為第二單元，學(xué)習(xí)描述電場能的性質(zhì)的物理量電勢、電勢差，電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系；78節(jié)為第三單元，主要學(xué)習(xí)電場知識的應(yīng)用電容器、電容，帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)，還簡單介紹了靜電現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。,學(xué)法指導(dǎo)1要重視對基本概念、基本規(guī)律的理解?；靖拍疃嗲页橄笫沁@一章的突出特點(diǎn)。在學(xué)習(xí)中要重視對物理現(xiàn)象的深入觀察和對物理規(guī)律的親身體驗(yàn)，例如課本的“說一說”“做一做”“靜電感應(yīng)”“電容器的電容”等，經(jīng)過深入觀察和親身體驗(yàn)后，物理知識不僅容易領(lǐng)悟而且印象深刻。,2要重視科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)。本章中涉及許多重要的研究方法，例如理想化物理模型點(diǎn)電荷、電場線、等勢面等；比值法定義物理量電場強(qiáng)度、電勢及電容器的電容等概念；類比方法的運(yùn)用電場與重力場有許多相似之處，電場力做功與電勢能的變化關(guān)系和重力做功與重力勢能的變化關(guān)系也有相似之處。這些方法需要認(rèn)真地體會和理解，以提高認(rèn)知的境界。3理清本章分析問題的兩個角度。一是電場力的性質(zhì)從電荷在電場中受力的角度研究，側(cè)重于利用牛頓運(yùn)動定律分析處理問題。二是電場能的性質(zhì)從電場力做功使能量變化的角度研究，側(cè)重于利用功能關(guān)系、能量守恒分析處理問題。,1電荷及其守恒定律,課前預(yù)習(xí),1兩種電荷自然界中只存在兩種電荷，即_電荷和_電荷。(1)正電荷：用絲綢摩擦過的_所帶的電荷叫做正電荷。(2)負(fù)電荷：用毛皮摩擦過的_所帶的電荷叫做負(fù)電荷。2相互作用同種電荷相互_，異種電荷相互_。,電荷及相互作用,正,負(fù),玻璃棒,橡膠棒,排斥,吸引,正電,負(fù)電,相等,電中性,1接觸起電指一個帶電的金屬導(dǎo)體跟另一個_的金屬導(dǎo)體_后分開，而使不帶電的導(dǎo)體帶上電荷的方式(如圖)。,三種起電方式,不帶電,接觸,2摩擦起電兩個物體相互摩擦?xí)r，一些束縛不緊的_從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，使得原來呈電中性的物體由于得到_而帶負(fù)電，失去_的物體帶正電。(如圖),電子,電子,電子,3感應(yīng)起電(1)自由電子：金屬中離原子核_的能脫離原子核的束縛而在金屬中_的電子。(2)靜電感應(yīng)：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互_或_，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體，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_電荷的現(xiàn)象。(3)感應(yīng)起電：利用_使金屬導(dǎo)體帶電的過程(如圖)。,較遠(yuǎn),自由活動,吸引,排斥,異種,同種,靜電感應(yīng),表述一：電荷既不會_，也不會_，它只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到_，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到_。在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量_。表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和_。,電荷守恒定律,創(chuàng)生,消滅,另一部分,另一個物體,保持不變,保持不變,元電荷,庫侖,C,電子,1.61019,密立根,質(zhì)量,1.761011,判一判(1)兩個正電荷之間的作用力為斥力，兩個負(fù)電荷之間的作用力為引力。()(2)摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程。()(3)玻璃棒和其他物體摩擦后不一定帶正電。()(4)當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，產(chǎn)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，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。()(5)電荷守恒定律和能量守恒定律一樣，也是自然界中最基本的守恒定律。()(6)元電荷就是最小的電荷。(),B,選一選(2018山東師大附中第三次學(xué)分認(rèn)定)使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是(),解析：把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器，根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律，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。B項正確。,想一想在干燥的天氣里，用梳子梳頭發(fā)的時候，頭發(fā)會不聽指揮，順著梳子飛起來(如圖)，這時如果將梳子浸入水中片刻再梳，頭發(fā)就服貼了。試解釋這一現(xiàn)象。解析：梳頭發(fā)時由于摩擦起電，梳子和頭發(fā)上產(chǎn)生異種電荷，又由于異種電荷相互吸引，使得頭發(fā)順著梳子飛了起來。梳子浸入水中后再梳，潮濕的梳子能將頭發(fā)上的靜電導(dǎo)走，也就不再出現(xiàn)上面的現(xiàn)象。,課內(nèi)探究,圖甲是古老的摩擦起電機(jī)，圖乙是感應(yīng)起電機(jī)。結(jié)合圖片，思考：(1)兩個絕緣體發(fā)生摩擦為什么會帶上電荷？(2)感應(yīng)起電能發(fā)生在絕緣體上嗎？原因是什么？提示：(1)兩個絕緣體摩擦?xí)r，其中一個物體失去電子，另一個物體得到電子，分別帶上了正、負(fù)電荷；(2)感應(yīng)起電不會發(fā)生在絕緣體上，因?yàn)榻^緣體中的電子不能自由移動。,探究一電荷及起電方式,1,1物體帶電物體有了吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說它帶了電，或有了電荷。2兩種電荷自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷，由美國科學(xué)家富蘭克林命名。(1)正電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷。,(2)負(fù)電荷用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷。(3)電荷間的相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。,3三種起電方式的比較,特別提醒：(1)感應(yīng)起電成功的關(guān)鍵在于先分開兩物體(或先斷開接地線)然后再移去帶電體。(2)摩擦起電中對原子核外電子束縛能力差的物體失去電子而帶正電，對原子核外電子束縛能力強(qiáng)的物體得到電子而帶負(fù)電。,C,解析：摩擦起電是因?yàn)殡娮佑梢粋€物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，失去電子的物體因缺少電子而帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電。毛皮與橡膠棒摩擦，毛皮上的電子轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上，毛皮帶正電，橡膠棒帶負(fù)電，故選項C正確。,對點(diǎn)訓(xùn)練1(2018北京市朝陽區(qū)高二上學(xué)期期末)用絕緣支柱支撐著貼有小金屬箔的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在它們下部的并列平行雙金屬箔是閉合的。現(xiàn)將帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A，發(fā)現(xiàn)金屬箔都張開了一定的角度。如圖所示，則()A導(dǎo)體B下部的金屬箔感應(yīng)出負(fù)電荷B導(dǎo)體B下部的金屬箔感應(yīng)出正電荷C導(dǎo)體A和B下部的金屬箔都感應(yīng)出負(fù)電荷D導(dǎo)體A感應(yīng)出正電荷，導(dǎo)體B感應(yīng)出等量的負(fù)電荷,B,解析：感應(yīng)帶電是使物體帶電的一種方法，把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A，靠近的一端A會感應(yīng)出異種電荷而帶負(fù)電，導(dǎo)體B的右端要感應(yīng)出等量的正電荷，故選B。,某同學(xué)兩手各拿一帶電小球做實(shí)驗(yàn)時不小心兩小球接觸了一下，結(jié)果兩小球都沒電了！電荷到哪里去了呢？是否違背了電荷守恒定律？提示：電荷“中和”了，不違背電荷守恒定律。,探究二電荷守恒定律,2,1物體帶電的實(shí)質(zhì)：使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷，使物體不帶電也不是消滅了電荷。物體帶電的實(shí)質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，也就是物體間電荷的重新分配。2守恒的廣泛性電荷守恒定律同能量守恒定律一樣，是自然界中最基本的規(guī)律，任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律。物體的起電過程，其本質(zhì)都是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，也就是說物體所帶電荷的重新分配。不論哪一種起電過程都沒有創(chuàng)造電荷，也沒有消滅電荷。,答案：均為1.6109C；電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，轉(zhuǎn)移了3.01010個,對點(diǎn)訓(xùn)練2(多選)小明同學(xué)用自制的驗(yàn)電器進(jìn)行了一些探究實(shí)驗(yàn)。如圖所示，小明使驗(yàn)電器帶了負(fù)電荷，經(jīng)過一段時間后，他發(fā)現(xiàn)該驗(yàn)電器的金屬箔片(用包裝巧克力的錫箔紙制作)幾乎閉合了。關(guān)于此問題，他跟學(xué)習(xí)小組討論后形成了下列觀點(diǎn)，你認(rèn)為哪些是正確的()A小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了B在此現(xiàn)象中，電荷不守恒,CD,C小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的，仍然遵循電荷守恒定律,解析：帶負(fù)電的驗(yàn)電器在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時間后，小球上的負(fù)電荷(電子)被潮濕的空氣導(dǎo)走了，但電荷在轉(zhuǎn)移的過程中仍然守恒，故C、D正確。,素養(yǎng)提升,誤區(qū)1：相互吸引的一定是帶異種電荷的物體。點(diǎn)撥：除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的特性，這里的“輕小物體”可能不帶電。誤區(qū)2：兩個帶電體相互接觸后電荷量平分。點(diǎn)撥：并不是所有情況下接觸后電荷量都能夠進(jìn)行平分，電荷量平分只能在一種情況下滿足，那就是兩個相互接觸的物體必須是兩個完全相同的球體。誤區(qū)3：通過一定的方法可以使物體帶上任意大小的電量。點(diǎn)撥：電荷量不能連續(xù)變化，因?yàn)樽钚〉碾姾闪繛?.601019C。質(zhì)子及電子所帶電荷量的絕對值與元電荷電荷量相等，但不能說它們就是元電荷。,誤區(qū)點(diǎn)撥,解析：若兩個小球相互吸引，則兩個小球帶異號電荷，或者一個小球帶電，一個小球不帶電。由題中圖示情況知三個小球中有一個小球帶正電，一個小球帶負(fù)電，一個小球不帶電，故選項D正確。,D,