2018年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.1 深入理解電荷守恒定律學(xué)案 新人教版選修3-1.doc
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深入理解電荷守恒定律1、 考點(diǎn)突破:知識(shí)點(diǎn)考綱要求題型說(shuō)明深入理解電荷守恒定律1. 知道物體帶電的幾種方式;2. 理解靜電感應(yīng)現(xiàn)象;3. 會(huì)利用電荷守恒定律解答有關(guān)靜電問(wèn)題。選擇題屬于基本的知識(shí)點(diǎn),高頻考點(diǎn)是靜電場(chǎng)的基本元素,對(duì)本知識(shí)點(diǎn)掌握的熟練與否直接影響電磁學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),故應(yīng)熟練掌握。二、重難點(diǎn)提示:重點(diǎn):利用電荷守恒定律解答有關(guān)靜電問(wèn)題。難點(diǎn):靜電感應(yīng)現(xiàn)象的理解。1、 自然界中的兩種電荷1. 正電荷:用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷。2. 負(fù)電荷:用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負(fù)電荷。3. 帶電體的基本性質(zhì):吸引輕小物體。 4. 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。 5. 原子的核式結(jié)構(gòu)及物體帶電的微觀解釋:(1)構(gòu)成物質(zhì)的原子本身就是由帶電微粒組成。原子:包括原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子。正電荷數(shù)等于負(fù)電荷數(shù)時(shí)物體對(duì)外表現(xiàn)為電中性;當(dāng)正電荷數(shù)多于負(fù)電荷數(shù)時(shí)物體對(duì)外表現(xiàn)為帶正電;當(dāng)正電荷數(shù)少于負(fù)電荷數(shù)時(shí)物體對(duì)外表現(xiàn)為帶負(fù)電。(2)不同物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不同:金屬中離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核束縛而在金屬中自由活動(dòng),這種電子叫自由電子,失去這種電子的原子便成為帶正電的離子。二、三種起電方式(1)摩擦起電:相互摩擦的物體帶等量異種電荷。摩擦起電的原因:不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。實(shí)質(zhì):相互作用的物體間電子的轉(zhuǎn)移。(2)接觸起電:不帶電的物體跟帶電的物體接觸時(shí),不帶電的物體與帶電的物體帶同種電荷。例如:將一個(gè)帶電的金屬小球跟另一個(gè)完全相同的不帶電的金屬小球接觸后分開(kāi),它們平分了原來(lái)的電量而帶上等量的同種電荷。接觸帶電的實(shí)質(zhì):電子在不同物體間的轉(zhuǎn)移。電荷的分配原則:兩個(gè)形狀、大小相同的導(dǎo)體,接觸后再分開(kāi),兩者帶同種電荷時(shí),電荷量平均分配;兩者帶異種電荷時(shí),異種電荷先中和后平分。(3)感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程,叫做感應(yīng)起電。靜電感應(yīng):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)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷。實(shí)質(zhì):微觀帶電粒子在物體內(nèi)部轉(zhuǎn)移。結(jié)果:使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷,遠(yuǎn)離的一端帶同號(hào)電荷。三、電荷守恒定律內(nèi)容:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,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;在任何轉(zhuǎn)移過(guò)程中,電荷的總量保持不變。這個(gè)規(guī)律叫做電荷守恒定律。另一種表述:一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變的。四、元電荷1. 電荷量:電荷的多少叫作電荷量。符號(hào):Q或q;單位:庫(kù)侖(C)正電荷的電量為正值,負(fù)電荷的電量為負(fù)值。2. 元電荷與質(zhì)子(或電子)電量相等的電荷,用e表示.元電荷量e的值:e=1.6010-19C,所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說(shuō),電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。3. 比荷:電子的電荷量e和電子的質(zhì)量m的比值電子的比荷為:C/kg例題1 如圖所示,左邊是一個(gè)原來(lái)不帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來(lái)靠近的帶正電的導(dǎo)體球,若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開(kāi),將導(dǎo)體分為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB,則下列結(jié)論正確的是()A. 沿虛線d切開(kāi),A帶負(fù)電,B帶正電,且QAQBB. 只有沿虛線b切開(kāi),才會(huì)使A帶正電,B帶負(fù)電,且QAQBC. 沿虛線a切開(kāi),A帶正電,B帶負(fù)電,且QAQBD. 沿任意一條虛線切開(kāi),都會(huì)使A帶正電,B帶負(fù)電,而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)思路分析:左邊導(dǎo)體原來(lái)不帶電,只是在C所帶正電荷的作用下,左邊導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動(dòng),使B部分多了電子而帶負(fù)電,A部分少了電子而帶正電。根據(jù)電荷守恒定律可知,A部分轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目和B部分多出的電子數(shù)目是相同的,因此無(wú)論從哪一條虛線切開(kāi),兩部分的電荷量總是相等的,不過(guò)從不同位置切開(kāi)時(shí),QA、QB的值是變化的,故只有D正確。答案:D例題2 絕緣細(xì)線上端固定,下端懸掛一輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜,在a的近旁有一絕緣金屬球b,開(kāi)始時(shí)a、b都不帶電,如圖所示,現(xiàn)使b帶電,則A. a、b之間不發(fā)生相互作用B. b將吸引a,吸住后不放開(kāi)C. b立即把a(bǔ)排斥開(kāi)D. b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)思路分析:帶電物體能夠吸引輕小物體,a與b接觸后,a球與b球帶上了同種電荷,相互排斥而分開(kāi)。故選D答案:D例題3 如圖所示,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支撐的金屬導(dǎo)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(shuō)法正確的是()A. 把C移近導(dǎo)體A時(shí),A、B上的金屬箔片都張開(kāi)B. 把C移近導(dǎo)體A后,先把A、B分開(kāi),然后移去C,A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)C. 把C移近導(dǎo)體A后,先把C移走,再把A、B分開(kāi),A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)D. 把C移近導(dǎo)體A后,先把A、B分開(kāi),再把C移走,然后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開(kāi),而B上的金屬箔片閉合思路分析:雖然A、B起初都不帶電,但帶正電的導(dǎo)體C對(duì)A、B內(nèi)的電荷有力的作用,使A、B中的自由電子向左移動(dòng),從而使A端積累了負(fù)電荷,B端積累了正電荷,其下部貼有的金屬箔片由于接觸帶電,也分別帶上了與A、B相同的電荷。由于同種電荷相互排斥,所以金屬箔片都張開(kāi),A正確。C只要一直在A、B附近,先把A、B分開(kāi),A、B將帶等量異種的感應(yīng)電荷,此時(shí)即使移走C,A、B所帶電荷量也不會(huì)變,故金屬箔片仍張開(kāi),B正確。把C移走后,A、B上的感應(yīng)電荷會(huì)馬上中和,不再帶電,所以金屬箔片都不會(huì)張開(kāi),C錯(cuò)。先把A、B分開(kāi),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(yīng)電荷完全中和,金屬箔片都不會(huì)張開(kāi),D錯(cuò)。答案:AB【方法提煉】靜電感應(yīng)現(xiàn)象中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題1. 近端和遠(yuǎn)端必帶等量異種電荷;2. 遠(yuǎn)端電性和引起感應(yīng)起電的電荷電性相同,但電量不一定相同;3. 感應(yīng)起電的程序:兩導(dǎo)體接觸,靠近帶電體,分開(kāi)、移走帶電體;4. 能量轉(zhuǎn)化:分開(kāi)導(dǎo)體消耗的能量轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能。滿分訓(xùn)練:如圖所示,將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,下述幾種方法中能使兩球都帶電的是 ( ) A. 先把兩球分開(kāi),再移走棒B. 先移走棒,再把兩球分開(kāi)C. 先將棒接觸一下其中的一個(gè)球,再把兩球分開(kāi)D. 棒的帶電荷量不變,兩導(dǎo)體球不能帶電 思路分析:靠近兩不帶電的小球后,由于靜電感應(yīng),所以甲球帶正電,乙球帶負(fù)電,先把兩小球分開(kāi)后,在移走棒,過(guò)程中由于靜電作用還存在,所以最后甲球仍帶正電,乙球仍帶負(fù)電,A正確,但是如果先移走棒的話,靜電作用消失,甲乙上的電荷重新中和,所以在分開(kāi)兩小球,此時(shí)都不帶電,B錯(cuò)誤,先將棒接觸一下其中的一球,則根據(jù)接觸起電,甲乙都帶上了負(fù)電荷,所以把兩球分開(kāi)后,仍帶負(fù)電,C正確,棒的帶電荷量不變,兩導(dǎo)體球不能帶電D錯(cuò)誤。答案:AC- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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