鲁科版选修31 静电现象及其微观解释 第1课时 学案.doc

第1节静电现象及其微观解释学 习 目 标知 识 脉 络(教师用书独具)1知道物体带电的三种方式及带电本质(重点)2掌握感应起电的原理和步骤(难点)3知道正、负电荷的规定及电荷间相互作用的规律(重点)4知道电荷守恒定律，会分析静电现象(重点)5了解静电的应用与防护.自 主 预 习探 新 知知识梳理一、静电的产生1三种起电方式(如图111所示)图111(1)摩擦起电(2)接触起电(3)感应起电2电荷的性质(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电(2)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3静电感应：导体因受到附近带电体的影响而带电的现象二、原子结构与电荷守恒1原子结构：物质由分子、原子、离子等微粒组成，原子由原子核和绕核旋转的电子组成，原子核由中子和质子组成中子呈电中性，质子带正电，电子带负电原子的电子数与质子数相等，呈电中性2电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体在任何转移的过程中，电荷的总量不变3物体带电(1)实质：电子发生转移，电子数与质子数不变(2)结果：失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电三、静电的应用与防护1静电的应用(1)原理：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用静电力控制带电粒子的运动或分布(2)应用：静电应用有激光打印、静电喷雾、静电除尘、静电喷涂等2静电的防护(1)静电危害产生原因：静电力和静电火花(2)防护方法：尽快把静电导走，如印刷车间内保持适当的湿度，传送带上镀银，油罐车车尾拖地铁链等基础自测1思考判断(1)电荷间的相互作用规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引()(2)一导体靠近带正电的物体，其靠近端带负电()(3)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体，导体仍然带电()提示拿走带电体，原来感应的电荷重新中和，导体不带电(4)两个物体之间或物体的各部分之间能转移的是电子和正电荷()提示转移的是电子(5)电荷的中和现象实质是正、负电荷的结合过程()(6)在电荷转移和重新分配的过程中，对整个系统而言，电荷是守恒的()(7)室内栽花种草可有效防止静电()(8)家用电器上的接地线能防止静电危害()2如图112所示，在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中() 【导学号：46242000】图112a通过摩擦创造了电荷b丝绸得到电子带负电c玻璃棒得到电子带正电d玻璃棒带正电，丝绸不带电b用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，其原因是玻璃棒的原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，丝绸得到电子带负电，玻璃棒因失去电子而带正电选项b正确3金属球a带上8q的电荷，另一相同的金属球b带上2q的电荷现将a、b两金属球接触后分开，则金属球b所带的电荷量为() 【导学号：46242001】a3qb3qc5q d6qb相同的金属球a、b带异种电荷，接触后电荷量先抵消再平分，即接触分开后a、b两金属球所带的电荷量均为3q，只有选项b正确在下列各种措施中，目的是利用静电作用的是()a电视机后盖上开有许多小孔b在高大的建筑物顶端装上避雷针c静电喷涂d油罐车后拖着铁链c电视机的机壳上有许多小孔是为了把各电器元件产生的热量及时散掉，a错误；高大建筑物上的避雷针和油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，b、d错误；喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，c正确合 作 探 究攻 重 难三种起电方式1.三种起电方式的比较摩擦起电接触起电感应起电产生条件两个不同绝缘体相互摩擦导体与带电体接触导体靠近带电体现象两物体带上等量异种电荷导体带上与带电体相同电性的电荷导体两端出现等量异种电荷且电性与原带电体“近异远同”原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而产生电子得失自由电荷在带电体与导体间发生转移导体中的自由电荷受带电体的吸引(或排斥)而靠近(或远离)实质均为电荷在物体之间或物体内部发生转移2.感应起电的两种方式方式1：(1)使带电体c(假设带正电)靠近相互接触的两导体a、b，a为近端，如图113甲所示(2)保持c不动，用绝缘工具分开a、b，如图113乙所示(3)移走c，则a带负电，b带正电，如图113丙所示图113方式2：感应起电也可按下面的步骤进行，如图114所示图114(1)将一个带电体a靠近导体球b.(2)用手接触一下导体球b，再将手移开(或将b球接地，再与地断开)(3)移去带电体a，则这时球b带上了和带电体a异种的电荷如图115所示，a、b是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触现使带负电的橡胶棒c靠近a(c与a不接触)，然后先将a、b分开，再将c移走关于a、b的带电情况，下列判断正确的是()图115aa带正电，b带负电ba带负电，b带正电ca、b均不带电 da、b均带负电思路点拨：“带负电的橡胶棒c靠近a，”发生的应是感应起电现象“先将a、b分开，再移走c”，a、b将带异种电荷a把金属球a和b分开，再移走c，金属球a和b由于感应起电带上异种电荷，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以此时a带正电，b带负电，选项a正确感应起电的两点注意(1)感应起电是导体内电荷在外力作用下的重新分布，在操作中若先移走c，再分开a、b，则a、b不带电这是因为a、b感应出来的异种电荷不受外界影响，会立即全部中和(2)靠近带电体的导体端带与带电体异种的电荷，远离带电体的导体端带与带电体同种的电荷，即“近异、远同”针对训练1关于摩擦起电和感应起电，下列说法正确的是()a摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷b摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移c不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移d以上说法均不正确c摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一部分，两个过程都没有电荷产生，故a、b、d错误，c正确2如图116所示，把一个带正电的点电荷移近放在绝缘支架上的不带电的接地导体，最终该接地导体()【导学号：46242002】图116a左端带负电荷，右端带正电荷b左端不带电荷，右端带正电荷c左端带负电荷，右端不带电荷d若将带正电的点电荷先移走，再去掉接地线，原来不带电的导体带负电c根据静电感应的规律，导体与大地连成一个整体，离点电荷近的导体左端将感应出负电荷，离点电荷远的一端是大地，而不是导体的右端，所以导体右端不带电荷，故a、b均错误，c正确；若将带正电的点电荷先移走，则导体左端的负电荷立即与大地的正电荷中和，去掉接地线后，导体不带电，故d错误电荷守恒定律的理解及应用1.电荷守恒定律的两种描述(1)表述一：电荷既不会创造，也不会消灭，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，电荷的总量保持不变(2)表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总量保持不变2对电荷守恒定律的理解(1)电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一(2)两个物体之间或物体的两部分之间能转移的是自由电荷(3)起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移(4)电荷中和的实质是正、负电荷的结合(5)在分离、转移、结合等过程中电荷的总量保持不变3完全相同的导体球接触带电时电量分配原则电荷的分配遵守电荷守恒定律，电荷的分配多少与导体的大小、形状有关；形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分(1)用带电量为q的金属球与不带电的金属球接触，每个小球带电量均为q/2，且所带电荷的性质相同(2)用带电量为q1的金属球与带电量为q2的金属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电量的一半若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷，然后平分剩余电荷有两个完全相同的带电绝缘金属小球a、b，分别带有电荷量qa6.4109 c，qb3.2109 c，让两绝缘金属小球接触在接触后，a、b带电荷量各是多少？此过程中电子发生了怎样的转移，转移了多少电荷量？思路点拨：a、b两小球带异种电荷，接触后要先中和后平分电子在转移过程中电荷总量保持不变解析接触后两小球带电量qaqb c1.6109 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qb的正电荷这样，共转移的电子电荷量为：qqbqb(3.21091.6109) c4.8109 c答案均为1.6109 c电子由b球转移到了a球，转移了4.8109 c电中性与电中和的两点认识(1)电中性的物体内部也有电荷的存在，只是电荷量的代数和为零，对外不显电性；(2)电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，最终达到电中性的过程针对训练3(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1.61015 c，丙物体带电荷量的大小为81016 c则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是() 【导学号：46242003】a乙物体一定带有负电荷81016 cb乙物体可能带有负电荷2.41015 cc丙物体一定带有正电荷81016 cd丙物体一定带有负电荷81016 cad由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子带1.61015 c的正电荷，乙物体得到电子而带1.61015 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为1.61015 c81016 c81016 c，故a、d正确当 堂 达 标固 双 基1下列说法正确的是() 【导学号：46242004】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无论用什么物体摩擦玻璃棒，玻璃棒都会带正电荷d带等量异种电荷的两导体接触后，电荷就会“消失”，这种现象叫作电荷的湮灭b电荷是不能被创造的，摩擦起电的实质是电子的转移，摩擦起电时电子从对电子束缚力弱的物体向对电子束缚力强的物体上转移，所以玻璃棒并不是和任何物体摩擦都带正电带等量异种电荷的物体接触后，电荷会“消失”，这种现象叫中和一对正、负电子结合后转化为光子，这才是湮灭故选项b正确2如图117所示，运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这样做的目的是()图117a发出声音，引起路人注意b减缓车速，保证行车安全c把静电引入大地，避免因放电引起爆炸d与地面发生摩擦，在运输车上积累电荷c汽车行驶时，油罐中的汽油随车的振动摩擦起电，如果不及时将这些静电导走，一旦出现放电现象，就会发生爆炸事故，拖地铁链使油罐表面与大地相连，使油罐罐体中的电荷不断地中和，不致造成放电产生火花引起油罐爆炸，故选项c正确3m和n是两个都不带电的物体它们互相摩擦后，m带正电荷1.601019 c，下列判断正确的有()【导学号：46242005】a在摩擦前m和n的内部没有任何电荷b摩擦过程中电子从n转移到mcn在摩擦后一定带负电荷1.601019 cdn在摩擦过程中失去1.601019 c个电子cm和n相互摩擦，m带正电是因为m对核外电子的束缚能力小而失去核外电子的结果；由于电荷守恒，故n一定带等量负电荷，选项c正确1如图所示，两个不带电的导体a和b，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体c置于a附近，贴在a、b下部的金属箔都张开，则()a此时a带正电，b带负电b此时a、b都带正电c移去c，贴在a、b下部的金属箔都闭合d先把a和b