高中物理 第1章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释课堂互动教案 鲁科版选修3-1.doc

第1节 静电现象及其微观解释课堂互动三点剖析一、静电感应与感应起电1.感应起电用一根与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属球（注意：不要接触），会看到验电器的指针发生偏转，这说明验电器的指针带上了电.保持玻璃棒的位置不变，用手接触验电器的金属球，发现指针偏角为零.先把手移开，再把玻璃棒移开，会发现指针又发生了偏转.这种把一带电物体靠近导体也可以使导体带电的方式叫感应起电.感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触只是靠近，后者必须直接接触.2.为什么能发生感应起电的是导体而不是绝缘体？感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分.只有导体上的电子才能自由移动，绝缘体上的电子不能那么自由地移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能.【例1】 如图111所示，a、b为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，c是带正电的小球，下列说法正确的是()图1-1-1a.把c移近导体a时，a、b上的金属箔片都张开b.把c移近导体a，先把a、b分开，然后移去c，a、b上的金属箔片仍张开c.先把c移走，再把a、b分开，a、b上的金属箔片仍张开d.先把a、b分开，再把c移去，然后重新让a、b接触，a上的金属箔片张开，而b上的金属箔片闭合解析：虽然a、b起初都不带电，但带正电的导体c对a、b内的电荷有力的作用，使a、b中的自由电子向左移动，使得a端积累了负电荷，b端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与a、b同种的电荷.由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，a正确.c只要一直在a、b附近，先把a、b分开，a、b上的电荷因受c的作用力不可能中和，因而a、b仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走c，因a、b已经绝缘，所带电荷量也不能变，金属箔片仍张开，b正确.但如果先移走c，a、b上的感应电荷会马上在其相互之间的库仑力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，c错.先把a、b分开，再移走c，a、b仍然带电，但重新让a、b接触后，a、b上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，d错.答案：二、电荷守恒定律1.在近代物理学中，一对正、负电子的湮灭，转化为一对光子；一个中子衰变成一个质子和一个电子.这种事实与电荷守恒定律矛盾吗？不矛盾.这种情况下带电粒子总是成对湮灭和产生，两种电荷数目相等、正负相反，而光子和中子都是中性的，本身不带电，所以电荷的代数和不变.因此电荷守恒定律也可以叙述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的.2.完全相同的带电金属球接触后的电荷量分配原则（1）若带同种电荷，两金属球接触后总电荷量平分.（2）若带异种电荷，两金属球接触后电荷量先中和再平分.图1-1-2【例2】 绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的附近有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1-1-2所示，现使a、b分别带正、负电，则可能的情况是()a.b将吸引a，吸引后不放开b.b先吸引a，接触后又把a排斥开c.a、b之间不发生相互作用d.b立即把a排斥开解析：因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球将向b靠拢并与b接触，当小球a与b接触后，将对两球所带的电荷进行重新分配，结果两球带同种电荷将会被排斥开；若a、b原来带电荷量相等，则a、b接触后中和而都不带电，a、b将自由分开.答案：b温馨提示电场的性质就在于对放入其中的电荷或微小物体有力的作用，两球原来带异种电荷一定会相互吸引.虽然两小球不一定完全相同，但相互接触后电荷量仍然会重新分配，相互作用力会发生变化.三、静电的应用和防护1.静电危害产生的主要原因：静电力和静电火花2.防止静电危害的主要途径、方法及其措施（1）尽量减少静电的产生，如改造起电强烈的工艺环节；采用起电较少的设备，使用抗静电材料等.（2）给静电释放提供通道，如设备接地，适当增加工作环境的湿度等.【例3】 为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下列措施中不是防止静电危害的是()a.油罐车后面装一条拖地的铁链b.电工钳柄上套有绝缘胶套c.飞机轮上装搭地线d.印刷车间中保持适当的湿度解析：防止静电危害是不让其产生火花、高压，而钳柄上的绝缘胶套是防止操作时漏电，而不是防静电的，其余几个均是防止静电危害的，因此应选b.答案：b各个击破类题演练1如图1-1-3所示，在带电体c的右侧有两个相互接触的金属导体a和b，均放在绝缘支座上.若先将c移走，再把a、b分开，则a_电，b_电.若先将a、b分开，再移走c，则a带_电，b带_电.图1-1-3解析：导体a、b放在电荷附近,a、b两端出现等量的异种电荷，若分开a、b，则a带负电，b带正电，若c先移走，则a、b上的电荷会中和.答案：不带不带负正变式提升1如图1-1-4所示，有一带正电的验电器，当一金属球a靠近验电器的小球b（不接触）时，验电器的金箔张角减小，则()图1-1-4a.金属球可能不带电b.金属球可能带负电c.金属球可能带正电d.金属球一定带负电解析：验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥.张开角度的大小决定于两金箔带电荷的多少.如果a球带负电，靠近验电器的b球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减少，选项b正确，同时否定选项c.如果a球不带电，在靠近b球时,发生静电感应观象,使a球电荷发生极性分布，靠近b球的端面出现负的感应电荷，而背向b球的端面出现正的感应电荷.a球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,因距离的不同而表现为吸收作用,从而使金箔张角减小.答案：ab类题演练2把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况可能是()a.其中一个带电，一个不带电b.两个小球原来带等量异种电荷c.两个小球原来带同种电荷d.两个小球原来带不等量异种电荷解析：两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，说明接触后两小球肯定带同种电荷.由此可知正确选项应为a、c、d.答案：acd变式提升2有一质量较小的小球a，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒b靠近它时，看到它们先相互吸引，接触后又互相排斥，则以下判断中正确的是()a.接触前，a、b一定带异种电荷b.接触前，a、b可能带异种电荷c.接触前，a球一定不带任何净电荷d.接触后，a球一定带负电荷解析：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒b靠近小球a时，先相互吸引，说明接触前a不带电或带正电，故b对，而接触后，二者相互排斥，说明二者又肯定带了同种电荷，但是何种电荷我们无法判断.故只能选b.答案：b类题演练3人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘，这是因为()a.人造纤维的导电性好，容易