高中物理 1.1 认识静电课件 粤教版选修31.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 1 两种电荷自然界中的电荷有两种 即正电荷和负电荷 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷 用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷 同种电荷相斥 异种电荷相吸 2 电荷量物体所带电荷一般是不同的 电荷的多少叫电荷量 正电荷的电荷量用正数来表示 负电荷的电荷量用负数来表示 等量的异种电荷完全抵消的现象叫做中和 3 元电荷电子和质子带有等量异种电荷 其电荷量为e 1 6 10 19c 因所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍 所以将电荷量e称为元电荷 目标导航 预习导引 一个带电小球所带电荷量为q 则q可能是 a 3 10 19cb 1 6 10 17cc 0 8 10 19cd 9 10 19c答案 b解析 由于所有带电体的电荷量等于e或者是e的整数倍 而e 1 6 10 19c 可知b正确 4 起电使物体起电的方式有摩擦起电 感应起电 接触起电等 物体起电的实质是得到电子或失去电子 目标导航 预习导引 5 电荷守恒定律电荷既不能创造 也不能消失 它们只能从一个物体转移到另一个物体 或从物体的一部分转移到另一部分 有同学认为用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 因此玻璃棒没有负电荷 他的观点正确吗 你是怎样认识这个问题的 答案 不正确 在丝绸和玻璃棒摩擦过程中 玻璃棒中的一部分负电荷转移到了丝绸上 从而使得玻璃棒上的正电荷多于负电荷 从而使玻璃棒显示带正电 所以该同学的认识是错误的 知识精要 思考探究 典题例解 一 二 三 迁移应用 一 三种带电方式的比较 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 怎样使物体带上静电 答案 摩擦起电 接触起电 还有感应起电 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例1 2015浙江理综 如图所示为静电力演示仪 两金属极板分别固定于绝缘支架上 且正对平行放置 工作时两板分别接高压直流电源的正 负极 表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间 则 导学号51120000 a 乒乓球的左侧感应出负电荷b 乒乓球受到扰动后 会被吸在左极板上c 乒乓球共受到电场力 重力和库仑力三个力的作用d 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触 放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 乒乓球的左侧感应出正电荷 a项错误 因乒乓球整体不带电 故受重力和绳拉力两个力的作用 c项错误 若乒乓球与右极板接触 会带上正电荷 乒乓球和右极板因带同种电荷而相互排斥 带正电的乒乓球在电场力作用下向左运动而撞到左极板上 从而带上负电荷 再被弹开向右运动撞到右极板 乒乓球再带上正电荷 如此在两极板间来回碰撞 故d项正确 b项错误 答案 d 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1 多选 如图所示 有一带正电的验电器 当一金属球a靠近验电器的小球b时 验电器金属箔张角减小 则 a 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 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 ab解析 验电器的金属箔张开 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属箔带电荷的多少 若a球带负电 则它靠近b球时 异种电荷相互吸引 使金属箔上的正电荷逐渐 上移 实质是金属导体内的自由电子下移与金属箔上的正电荷中和 使金属箔带的正电荷减少 从而使两金属箔张角减小 b正确 同时否定c 若a不带电 在靠近b时 发生静电感应使a球电荷发生极性分布 靠近b的一端出现负的感应电荷 而背向b的一端出现正的感应电荷 a球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用 从而使张角减小 选项a正确 同时否定d 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 多选 如图所示 不带电的枕形导体的a b两端各贴有一对金箔 当枕形导体的a端靠近一带正电导体c时 a a端金箔张开 b端金箔闭合b 用手触摸枕形导体 a端金箔仍张开 b端金箔闭合c 用手触摸枕形导体后 将手和c都移走 两对金箔均闭合d 选项a中两对金箔分别带异种电荷 选项c中两对金箔带同种电荷 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 bd解析 根据静电感应现象 带正电的导体c放在枕形导体附近 在a端出现了负电 在b端出现了正电 这样的带电并不是导体中有了新的电荷 只是电荷发生了重新分布 金箔上带同种电荷相斥而张开 选项a错误 用手触摸枕形导体后 人是导体 人的脚部与地球相连结 b端不是最远端了 这样b端不再有电荷 金箔闭合 选项b正确 用手触摸导体时 只有a端带负电 将手和c移走后 不再有静电感应 a端所带负电便分布在枕形导体上 a b端均带有负电 两对金箔均张开 选项c错误 由以上分析看出选项d也正确 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二 导体接触起电时电荷量的分配与哪些因素有关1 导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状 大小有关 形状 大小完全相同的导体接触时 电荷量平均分配 形状 大小不相同的导体接触时电荷量不能平均分配 2 用完全相同的导体接触带电时电荷量的分配情况 1 用所带电荷量是q的金属球与不带电的金属球接触后 两小球均带的电荷量 电性与原带电金属球电性相同 2 用所带电荷量q1与所带电荷量q2的金属球接触 若两球带同种电荷 则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半 即 电性与两球原来所带电荷的电性相同 若两球带异种电荷 接触后先中和等量的异种电荷 剩余电荷量平均分配 电性与接触前所带电荷量大的球的电性相同 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 如何理解 接触带电后电荷量平均分配 答案 只有两金属导体完全相同时接触后电荷量才平均分配 若完全相同的两导体带异种电荷时 应先中和 再均分 均分的是中和后剩余的电荷量 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例2 半径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 今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与a b接触后移开 若a b两球带同种电荷 接触后的电荷量之比为 若a b两球带异种电荷 接触后两球的带电荷量之比为 导学号51120001 答案 2 32 1 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 把两个相同的金属小球接触一下再分开一个很小的距离 发现两球之间相互排斥 则这两个小球原来的带电情况可能是 两球带等量异种电荷 两球带等量同种电荷 两球原来带不等量同种电荷 两球原来带不等量异种电荷a b c d 答案 c解析 两个相同的金属球接触后再分开 电荷量平均分配 由分开后 两球互相排斥知 两球分开后带同种电荷 所以两球原来的带电情况可能为 故选c 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 三 电荷守恒定律的理解1 电荷守恒定律和能量守恒定律一样 也是自然界中最基本的守恒定律 2 两种比较典型的摩擦起电现象 一是丝绸摩擦玻璃棒 玻璃棒带正电 二是毛皮摩擦橡胶棒 橡胶棒带负电 玻璃棒和橡胶棒上带的电荷都不是凭空产生的 而是通过摩擦使物体之间发生了电子得失的现象 符合电荷守恒定律 可以推断出与玻璃棒摩擦的丝绸要带负电 与橡胶棒摩擦的毛皮要带正电 3 带等量异种电荷的两相同金属球相接触 发生电荷中和 两球都不再带电 这个过程中两球所带电荷的总量并没有变 为零 电荷也是守恒的 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 4 近代物理实验发现 一对正 负电子可同时湮灭 转化为光子 在这种情况下 正 负电子总是成对湮灭 电荷的代数和总是保持不变的 即正 负电子的湮灭与电荷守恒定律并不矛盾 这时电荷守恒定律表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 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 前面学习了三种不同的起电方式 其本质都是电子的得失 那么 在一个封闭的系统中 电荷能随便增多或减少吗 答案 不能 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例3 下列说法正确的是 导学号51120002 a 摩擦起电和感应起电都是使物体的正负电荷分开 而总电荷量并未变化b 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷 是摩擦过程中硬橡胶棒上失去了电子c 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 是摩擦过程中玻璃棒得到了电子d 物体不带电 表明物体中没有电荷 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 摩擦起电的实质是一个物体失去电子 另一个物体得到电子 总量未改变 感应起电的实质是自由电子从物体的一端运动到另一端 总量未改变 遵守电荷守恒定律 选项a正确 在摩擦起电的过程中 是得失电子的缘故使两个物体带上不同的电荷 失去电子带正电荷 得到电子带负电荷 选项b c错误 物体不带电 表明物体是电中性的 物体中有等量的异种电荷 d项错误 答案 a 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 多选 一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中 经过一段时间后 发现该小球上净电荷几乎不存在 这说明 导学号51120003 a 小球上原有的负电荷逐渐消失了b 在此现象中 电荷不守恒c 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d 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 cd解析 绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过空气转移到外界 使小球上电荷量减少 但是这些电子并没消失 故a b错 c对 就小球和整个外界组成的系统而言 其电荷的总量仍保持不变 故d正确 知识链接 案例探究 类题试解 利用电荷守恒定律分析微观粒子的组成1 电荷守恒定律电荷既不能创造 也不能消灭 它们只能从一个物体转移到另一个物体 或者从物体的一个部分转移到另一个部分 在转移过程中 电荷的代数和不变 2 元电荷最小的电荷量叫做元电荷 用e表示 e 1 6 10 19c 知识链接 案例探究 类题试解 目前普遍认为 质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成 u夸克所带电荷量为 e为元电荷 下列论断可能正确的是 导学号51120004 a 质子由1个u夸克和1个d夸克组成 中子由1个u夸克和2个d夸克组成b 质子由2个u夸克和1个d夸克组成 中子由1个u夸克和2个d