高中物理 第一章 静电场《电荷及其守恒定律》学案 新人教版选修31.docVIP

1.1电荷及其守恒定律学案【课标要求】1知道两种电荷及其相互作用知道电量的概念2知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开3知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开4知道电荷守恒定律5知道什么是元电荷【重点难点】1.电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用；2.静电感应的原因、感应起电的方法【课前预习】1.两种电荷： （1）电性：物体吸引轻小物体的性质。（2）用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为 电荷，用 数表示用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为 电荷，用 数表示(3)电荷及其相互作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互 2.摩擦起电的微观解释（1）原子的核式结构原子包括带正电的 和带负电的 ；原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量，所以整个原子对外界较远位置表现为。（2）摩擦起电用摩擦的方法使物体带电的过程，叫摩擦起电。例如：用丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子，带正电；丝绸 电子，带 电。用毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子，带负电；毛皮 电子，带 电。（3）摩擦起电的实质摩擦起电的本质是电子发生了转移，表明电子从物体的一个部分到另一部分或者从一个物体转移到另一个物体上。（4）摩擦起电的结果：两个相互摩擦的物体带上了 。3.用静电感应及感应起电（1）静电感应现象当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带电荷。这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做。（2 ）感应起电的微观解释从物质的微观分子结构来看，把带电体移近金属导体时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来或者排斥远离，从而自由电子由一端移动到另一端，使得导体的一端带正电，另一端带负电。因此感应起电使导体两端带上了。（3静电感应的本质感应起电的实质是自由电荷的重新分布。感应起电也不是创造了电荷，是自由电荷从物体的一部分到另一部分。4.物体带电的三种方式即摩擦起电、感应起电和接触起电。接触起电，指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开，而使不带电的导体带上电荷的方式。例如：将一个带电的金属小球跟另一个完全相同的不带电的金属小球接触后分开，它们平分原来的带电荷量而带上等量同种电荷。5.电荷守恒定律(1) 电荷既不能创生，也不能消灭，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 另一部分。在转移的过程中，电荷的 。（2）另一种表述：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。6.验电器的工作原理(参见课本图)（1）带电体接触金属球 （2）带电体靠近金属球7、元电荷（1）电荷的多少叫做。符号：q或q 单位：库仑 符号：c(2) 元电荷: 最小的电荷量叫元电荷。电子或质子所带的电荷量与相同，元电荷用e表示.，e= c（3）所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的。也就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。(4)比荷：带电体的电荷量和电子的质量的,有时比荷又称荷质比。电子的比荷为【探究与生成】【例1】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(不接触)时，验电器的金箔张角减小，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.金属球一定带负电分析与解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”，从而使两金箔张角减小，选项正确，同时否定选项如果a球不带电，在靠近b球时，发生静电感应现象使a球上电荷重新分布，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引作用，从而使金箔张角减小，选项正确，同时否定选项d 答案 ab【拓展与分享】本题主要考查了两个知识点：(1)同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引.(2)静电感应现象.由(1)可直接判断带电体接近验电器时引起的张角变化；由(1)(2)两个知识点来解决中性导体接近带电的验电器时张角的变化，结论是两金箔张角减小.【变式训练】当某带电导体靠近不带电的验电器的金属小球时，两金箔张角将如何变化?答案逐渐变大【例2】绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜。在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图所示，现使b带正电，则( ) a. b将吸引a，吸住后不放开 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【分析与解】 b带电后，由于静电感应，a的近b端和远b端分别出现等量的负电荷和正电荷，b对a的吸引作用大于排斥作用。a、b接触后带同种电荷，又相互排斥。故选项b正确。答案 b【拓展与分享】本题中如果a的表面不是镀有铝膜，则a的近b端和远b端不会分别出现等量的负电荷和正电荷，但是由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以正确的选项仍然是b。【例3】有两个完全相同的带电绝缘金属小球 a、b，分别带有电量，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？分析与解 当两小球接触时，带电量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电量c在接触过程中，电子由b球转移到a球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使b球带 的正电，这样，共转移的电子电量为c转移的电子数【拓展与分享】 两个完全相同的金属球接触后再分开，再平均分配电量时，异种电荷先中和，再将剩余电荷除以2即为每个金属球所带的电量。【课堂练习】1.下列叙述正确的是（ ）a.摩擦起电是创造电荷的过程b.接触起电是电荷转移的过程c.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电d.带等量异号电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮没2.m和n是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后m带正电荷1.610-10c，下列判断中正确的是（ ）a.在摩擦前m和n的内部没有任何电荷b摩擦的过程中电子从n转移到了mcn在摩擦后一定带负电荷1.610-10cdm在摩擦过程中失去了1.610-10个电子3把一个带正电的金属球a跟不带电的同样的金属球b相碰，两球都带等量的正电荷，这是因为()aa球的正电荷移到b球上bb球的负电荷移到a球上ca球的负电荷移到b球上db球的正电荷移到a球上1.1 电荷及其守恒定律练案 a组1.关于电荷量,下列说法错误的是（ ）a.物体的带电荷量可以是任意值b.物体的带电荷量只能是某些值c.物体带电荷量的最小值为d.一个物体带的正电荷,这是它失去了个电子的缘故2.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（ ）两球带等量异号电荷 两球带等量同号电荷 两球原来带不等量同号电荷 两球原来带不等量异号电荷a. b. c. d.3如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边c是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为a、b两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为qa、qb，则下列结论正确的是()a沿虚线d切开，a带负电，b带正电，且qbqab只有沿虚线b切开，才有a带正电，b带负电，并qbqac沿虚线a切开，a带正电，b带负电，且qbqad沿任意一条虚线切开，都有a带正电，b带负电，而qa、qb的值与所切的位置有关4.某验电器金属小球和金属箔均带负电，金属箔处于张开状态.现用绝缘柄将带有少量负电荷的硬橡胶棒向验电器的金属小球稍许移近，则验电器金属箔（ ）a.张角稍许增大b.张角稍许减小c.硬橡胶棒的稍许靠近，致使小球上的电子向金属箔移动d.硬橡胶棒的稍许靠近，致使金属箔上的质子向金属小球移动5如图2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（ ）a金属球一定不带电 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b组1关于元电荷，下列说法中正确的是()a元电荷实质上是指电子和质子本身b所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍c元电荷的值通常取作d电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的2如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则()a仅有两个小球带同种电荷b仅有三个小球带同种电荷cc、d小球带同种电荷dc、d小球带异种电荷3如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球a，靠近放在绝缘支架上不带电的导体b，导体b用导线经开关接地，现把s先合上再断开，再移走a，则导体b()a不带电b带正电c带负电 d不能确定4静电在各种产业和日常生活中有着重要的作用，如静电除尘、静电复印等.现有三个粒子a、b、c从p点向下射入正、负电荷所在空间，它们的运动轨迹如图所示，则()aa带负电荷，b带正电荷，c不带电荷ba带正电荷，b不带电荷，c带负电荷ca带负电荷，b不带电荷，c带正电荷da带正电荷，b带负电荷，c不带电荷5.如图所示，a为带负电的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m，电荷量为q的小球，小球受向右的作用力偏转角而静止，小球由绝缘丝线悬挂于o点，试求金属板对小球的作用力为多大？参考答案：【课前预习】1.（2）正