2019_2020版高中物理第一章1电荷及其守恒定律课件新人教版.pptx

第一章 静电场 1 电荷及其守恒定律,学习目标,1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用.2.知道使物体带电的三种方式,明确其带电的本质.3.掌握电荷守恒定律的内容,并能用该定律解答相关问题.4.掌握元电荷、比荷的概念,理解电荷量是不能连续变化的.,课前预习,课堂探究,随堂演练,课前预习 掌握新知,知识梳理,一、电荷 1.两种电荷:自然界中只有 种电荷,正电荷和负电荷. (1)用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做 电荷. (2)用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫做 电荷. 2.电荷间的作用: 电荷相互排斥, 电荷相互吸引.,两,正,负,同种,异种,3.物体的电结构 (2)原子电性:原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量 ,整个原子对外界较远位置表现为 . (3)离子的电性:失去电子的原子为带 的离子;得到电子的原子为带 的离子.,正电,负电,一样多,电中性,正电,负电,二、三种起电方式 1.摩擦起电 两个物体相互摩擦时,一些被原子核束缚得不紧的 从一个物体转移到另一个物体,使得原来呈中性的物体由于 电子而带负电, 电子的物体则带正电的现象. 2.接触起电 一个带电物体接触另一个导体,电荷会 到这个导体上,使这个导体也带电.,电子,得到,失去,转移,3.感应起电 (1)自由电子:金属中离原子核 的能脱离原子核的束缚而在金属中 的电子. (2)静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互排斥或吸引,导体中的自由电荷便会远离或趋向带电体,使导体靠近带电体的一端带 电荷,远离带电体的一端带 电荷的现象. (3)感应起电:利用 使金属导体带电的过程. 三、电荷守恒定律 1.起电本质 微观带电粒子(如电子)在物体之间或物体内部 ,而不是 出了电荷.,较远,自由活动,异号,同号,静电感应,转移,创造,2.两种表述 表述一:电荷既不会 ,也不会 ,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的 保持不变. 表述二:一个与外界没有 的系统,电荷的 保持不变. 四、电荷量 1.电荷量:它表示电荷的 ,其单位是“ ”,简称“库”,用C表示. 2.元电荷 (1) 的电荷量,叫做元电荷,等于 所带的电荷量,用e表示. e= C.自然界中任何带电体的电荷量都是元电荷的 倍.,创生,消灭,总量,电荷交换,代数和,多少,库仑,最小,1.6010-19,整数,电子,(2)元电荷e的数值最早是由美国物理学家 测得的,在我们的计算中,可取e= .,密立根,1.6010-19 C,电荷量,电荷量e,质量me,质量,科学思维,1.思考判断,(1)通过摩擦带电的两个物体必然带等量异种电荷.( ) (2)发生静电感应现象时,导体靠近带正电的物体的一端带负电荷.( ) (3)元电荷实质上是指电子和质子本身.( ) (4)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍.( ) (5)甲物体带有+6 C的电荷量,乙物体带有-2 C的电荷量,把两物体接触后再分开,两物体分别带+2 C的电荷量.( ),2.思维探究 (1)阅读教材第2页第二自然段说出正电荷和负电荷是怎样命名的?丝绸和毛皮分别带上什么电荷? 答案:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为负电荷;丝绸带上负电荷,毛皮带上正电荷. (2)教材第4页“问题与练习”第1题中提到在我国北方天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电击.这是为什么? 答案:在天气干燥的时候,由于摩擦,使身体和外衣都带了电.脱掉外衣后用手去摸金属门把手时,身体与门把手之间产生火花放电,于是有电击的感觉.,(3)阅读教材第3页“做一做”部分,回答下列问题; 右图中甲是 ,乙是 . 用带电的物体接触图中两器材上端后,为什么甲中两箔片张开,乙中指针张开一定角度? 答案:验电器 静电计;甲中两箔片带同种电荷相互排斥,故张开一定角度.乙中指针和金属杆带同种电荷相互排斥,故张开一定角度. (4)阅读教材第4页“电荷守恒定律”部分,解释带电粒子在一定条件下可以产生和湮灭,为什么电荷守恒定律仍成立? 答案:带电粒子总是成对产生或湮灭,两个粒子带电数量相等但正负相反,而转化的光子又不带电,所以电荷的代数和仍然不变,电荷守恒定律仍 成立.,要点一 三种起电方式的理解 探究导学,课堂探究 突破要点,如图所示,是感应起电机,结合图片,思考后回答问题: (1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷? (2)感应起电能发生在绝缘体上吗?原因是什么?,答案:(1)两个绝缘体摩擦时,其中一个物体失去电子,另一个物体得到电子,分别带上了正、负电荷. (2)感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中的电子几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动.,要点归纳 1.三种起电方式对比,2.三种起电方式分析 (1)摩擦起电 如图所示,丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒失去电子而带正电,丝绸得到电子而带负电;毛皮摩擦硬橡胶棒,硬橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子而带正电.,(2)感应起电 如图所示,带电体靠近导体A,B,由于电荷间的相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使A,B导体分别聚集负电荷和正电荷,先将A,B分开再移走带电体,则A,B导体分别带负、正电荷.,(3)接触起电 如图所示,使带电体(带正电)与不带电的导体接触,由于电荷间的相互作用,电子从A转移到带电体上,分开后导体A带正电荷.,例1(2019云南玉溪期末)用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a(如图),然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金属箔b的带电情况是( ) A.a带正电,b带负电 B.a,b均带负电 C.a,b均带正电 D.a带负电,b带正电,C,审题指导:,解析:毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电,由于人是导体,用手指瞬间接触金属杆c时,人和验电器构成一个整体,在带负电荷的橡胶棒的影响下发生静电感应,近端带正电;移开手指后,验电器上的正电荷不会再改变,故验电器带正电,移开橡胶棒后,验电器上的正电荷不会再改变;故C正确,A,B,D错误.,学霸笔记,(1)感应起电的两大特点 近异远同:用带电体靠近不带电的导体时,会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷,远离端感应出与带电体电性相同的电荷. 等量异性:用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时,会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异种的电荷. (2)正确理解起电的实质 使物体带电的三种方式的实质都是自由电子的转移,而原子中的质子不能自由移动,起电并非创造了电荷.,(3)接触起电中电荷量的分配原则 当两个导体材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少.,(教师备用) 例1-1:(2019江西南昌月考)如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触.起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的.现在把带正电荷的物体C移近导体A,下列说法正确的是( ) A.A的左端感应出正电荷,B的右端感应出负电荷 B.A上的金属箔片张开,B上的金属箔片保持闭合 C.把A和B分开,然后移去C,A,B上的金属箔片仍保持张开 D.先移去C,再把A和B分开,A,B上的金属箔片仍保持张开,C,解析:导体A,B接触,开始不带电,把带正电的物体C移近导体A,由于静电感应,则A的左端带负电,B的右端带正电,两端金属箔片都张开,故A,B错误;分开A,B,移走C后,由于感应出的电荷不会消失,所以导体A带负电,B带正电,故C正确;移走物体C,导体A,B中的电荷发生中和,分开A,B,A,B都不带电,A,B上的金属箔片闭合,故D错误.,针对训练1 (2019河南新乡模拟)有甲、乙、丙三个轻质小球,其中甲球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥.现将甲与乙、丙分别靠近时,它们相互作用的情况如图所示.下列判断正确的是( ) A.乙球一定带负电,丙球可能带正电 B.乙球可能不带电,丙球一定带负电 C.乙球可能带正电,丙球一定带正电 D.乙球一定不带电,丙球可能带负电,B,解析:由于毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,甲球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥,所以甲球带负电,甲能吸引乙,则乙可能带正电,也可能不带电;丙与甲相互排斥,所以丙带负电,故B正确,A,C,D错误.,要点二 电荷守恒定律的理解 探究导学,小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验.如图所示,小明使验电器带了负电荷,经过一段时间后,他发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了.关于此问题,他跟学习小组讨论后提出了下列观点,你认为哪些是正确的? 小球上原有的负电荷逐渐消失了. 在此现象中,电荷不守恒. 小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了. 该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律.,答案:带负电的验电器在潮湿的空气中,经过一段时间后,小球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了,但电荷在转移的过程中仍然守恒,故正确.,要点归纳 1.物体带电的实质:物体带电不是创造了电荷,物体不带电也不是消灭了电荷.物体带电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间或物体内部电荷的重新分配.摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律. 2.“电荷的总量”含义:指正、负电荷的代数和. 3.电荷的中和:指带等量异号电荷的两物体接触时,经过电子的转移,物体达到电中性的过程. 4.守恒的广泛性:电荷守恒定律同能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都不违背电荷守恒定律,涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律.,例2 (2019四川宜宾校级检测)有两个完全相同的带电金属球A,B,分别带有电荷量QA=6.410-9 C,QB=-3.210-9 C.问: (1)让两金属球接触后,A,B所带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移,转移了多少? (2)A,B两球接触前固定好,让第三个与它们相同的不带电小球C反复与A,B接触,最终A,B两球的带电荷量和电性如何?,审题指导:,答案:(1)均为1.610-9 C 电子由B球转移到了A球,转移的电子的电荷量为-4.810-9 C (2)均为1.0710-9 C 均为正电,(教师备用) 例2-1:(2019安徽合肥校级月考)完全相同的两个金属小球A,B带有相等的电荷量,相隔一定的距离,现让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与A,B接触后再移开. (1)若A,B两球带同种电荷,接触后A,B两球的带电荷量之比为 .,答案:(1)23,(2)若A,B两球带异种电荷,接触后A,B两球的带电荷量之比为 .,答案:(2)21,针对训练2 (2019天津南开中学测试)(多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷1.610-15 C,丙物体带电荷量的大小为810-16C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是( ) A.乙物体一定带有负电荷810-16 C B.乙物体可能带有负电荷2.410-15 C C.丙物体一定带有正电荷810-16 C D.丙物体一定带有负电荷810-16 C,AD,解析:由于甲、乙、丙原来都不带电,甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.610-15 C的正电荷,乙物体得到电子而带1.610-15 C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷1.610-15 C-810-16 C=810-16 C,选项A,D正确.,学霸笔记,“中性”“中和”的理解 (1)中性:物体内有电荷存在,但正、负电荷的绝对值相等,对外不显 电性. (2)中和:两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程,在此过程中电荷仍然守恒.,随堂演练 检测效果,1.(2019四川成都校级月考)用塑料梳子梳头时,塑料梳子和头发都会带电,其原因是( ) A.摩擦创造了电荷 B.静电感应创造了电荷 C.电子在梳子和头发之间发生了转移 D.质子在梳子和头发之间发生了转移,解析:用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电子的转移,从而使梳子和头发分别带上异种电荷.故C正确.,C,2.(2019甘肃定西月考)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是( ),解析:由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故验电器的上端应带上与小球异号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷;故只有B符合条件.,B,3.(2019广东珠海校级月考)根据电荷守恒定律,使两个相同的金属球A,B分别带+5q和-q的电荷,把它们接触后分开,则A带电( ) A.-4q B.+2q C.+4q D.-2q,B,4.(2019甘肃兰州测试)关于元电荷的理解,下列说法正确的是( ) A.元电荷就是电子 B.元电荷就是最小的电荷 C.元电荷就是质子 D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍,D,解析:元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷量叫做元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷都是e的整数倍.所以D正确.,5.(2019贵州校级检测)如图所示,原来不