高中物理 第一章 静电场 1 电荷及其守恒定律课件 新人教版选修

1电荷及其守恒定律 1 知道自然界存在两种电荷 知道同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 2 经历摩擦起电和感应起电的实验过程 了解使物体带电的方法 能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质 3 理解电荷守恒定律 4 知道电荷量的概念及其国际单位 5 知道元电荷的概念 知道电荷量不能连续变化 1 电荷 1 物质的电结构 原子由带正电的原子核和带负电的电子组成 电子绕原子核高速旋转 原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量相等 所以整个原子对外界较远位置表现为电中性 金属原子中离原子核较远的电子 往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动 这种能自由活动的电子叫作自由电子 失去电子的原子便成了带正电的离子 2 三种起电方式 摩擦起电 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 则丝绸带上负电荷 这是因为玻璃棒上的部分电子转移到了丝绸上 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷 毛皮带正电荷 这是因为毛皮上的部分电子转移到了橡胶棒上 感应起电 把带电体移近不带电的导体 可以使靠近带电体的一端带异种电荷 远离的一端带同种电荷 这种现象叫作静电感应 利用静电感应使物体带电的过程叫作感应起电 接触起电 不带电的导体与带电的物体接触后会带上电荷 这种使导体带电的方式叫作接触起电 两个完全相同的带同种电荷的导体接触后 会使电荷量平分 摩擦起电和感应起电的本质是什么 提示 摩擦起电和感应起电都是电荷发生转移的结果 有人说电子或质子就是元电荷 对吗 质子的比荷与电子的比荷相同吗 提示 不对 质子或电子所带电荷量的多少等于元电荷 质子 电子的电荷量相同 但质子质量远大于电子质量 所以电子的比荷远大于质子的比荷 1 三种起电方式的比较 特别提醒感应起电成功的关键在于先分开两物体 或先断开接地线 然后再移去带电体 2 对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之一 2 两种比较典型的摩擦起电现象 一是用丝绸摩擦玻璃棒 玻璃棒带正电 二是用毛皮摩擦橡胶棒 橡胶棒带负电 玻璃棒和橡胶棒上带的电都不是凭空产生的 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 与玻璃棒摩擦过的丝绸带负电 与橡胶棒摩擦过的毛皮带正电 3 带等量异种电荷的两金属球相接触 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 特别提醒 1 不论是起电现象还是电荷中和现象 其过程只是电荷的转移 电荷本身不能被创生或消灭 2 在任何物理过程中 各个物体的电荷量可以改变 但所有物体电荷量的代数和是守恒的 类型一 类型二 类型三 多选 如图所示 将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的金属球 两个金属球开始时互相接触且对地绝缘 下列方法中能使两球都带电的是 A 先把两球分开 再移走棒B 先移走棒 再把两球分开C 使棒与甲球瞬时接触 再移走棒D 先使乙球瞬时接地 再移走棒 类型一 类型二 类型三 点拨 移近金属球 是感应起电 接触金属球则是接触起电 弄清起电方式实质则可解决此类问题 解析 由于静电感应 甲球感应出正电荷 乙球感应出负电荷 把两球分开后 它们带上了等量异种电荷 所以A正确 若先将棒移走 则两球由静电感应现象产生的电荷会中和 所以不会带上电荷 B错误 使棒与甲球接触 则两球会因接触而带上负电荷 所以C正确 若使乙球瞬时接地 则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走 再将棒移走 由于甲 乙是接触的 所以甲球上的电荷会重新分布在甲 乙两球上 结果是两球都带上了正电荷 所以D正确 答案 ACD 类型一 类型二 类型三 题后反思对每一种起电方法都要理解起电过程 如感应起电是由于外来电荷 电场 的作用使某导体内电荷重新分布 接触起电是由于电荷间相互作用使两导体间电荷发生转移 触类旁通例1中 若先把甲球瞬时接地 再移走绝缘棒 甲 乙两球带电情况如何 解析 甲球接地后与地球看成一个整体 可看成整体的近端靠近绝缘棒而带上正电荷 电子因被绝缘棒排斥而沿导线流入大地 答案 甲 乙均带正电荷 类型一 类型二 类型三 类型一 类型二 类型三 题后反思当两个完全相同的金属球接触后 根据对称性 两个球一定带等量的电荷量 若两个球原先带同种电荷 电荷量相加后均分 若两个球原先带异种电荷 则电荷先中和再均分 类型一 类型二 类型三 类型一 类型二 类型三 A 质子是由一个u夸克和一个d夸克组成 中子是由一个u夸克和两个d夸克组成B 质子是由两个u夸克和一个d夸克组成 中子是由一个u夸克和两个d夸克组成C 质子是由一个u夸克和一个d夸克组成 中子是由两个u夸克和两个d夸克组成D 质子