人教版选修31 电荷及其守恒定律 第1课时 学案.doc

第一章 静电场1.1电荷及其守恒定律【知识与技能】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【过程与方法】1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。【情感态度与价值观】通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质。【教学重难点】教学重点：电荷守恒定律教学难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。【课时安排】1课时【教学过程】重难点一、三种起电方式的比较三种起电方式的比较摩擦起电感应起电接触起电产生条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电导体接触时现象两物体带上等量异种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”导体上带上与带电体相同电性的电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移感应起电的操作步骤：见下表。步骤图示使带电体c(如带正电)靠近接触的两导体a、b保持c不动，用绝缘工具分开a、b移走c，则a带负电，b带正电感应起电的判断方法(1)带电体靠近导体时，导体上靠近带电体的一端感应出与带电体性质不同的电荷，远离带电体的一端感应出与带电体性质相同的电荷(2)接地的某导体与地球组成一个新导体，在感应起电时该导体为近带电体端，感应出与带电体性质不同的电荷，地球为远带电体端，感应出与带电体性质相同的电荷特别提醒(1)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)摩擦起电中对原子核外电子束缚能力差的物体失去电子而带正电，对原子核外电子束缚能力强的物体得到电子而带负电。【思考与讨论】在干燥的天气里，用梳子梳头发的时候，头发会不听指挥，顺着梳子飞起来(如图)，这时如果将梳子浸入水中片刻再梳，头发就服贴了。试解释这一现象。【答案】梳头发时由于摩擦起电，梳子和头发上产生异种电荷，又由于异种电荷相互吸引，使得头发顺着梳子飞了起来。梳子浸入水中后再梳，潮湿的梳子能将头发上的静电导走，也就不再出现上面的现象。【典型例题】（多选）如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体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【答案】 acd重难点二、电荷守恒定律的理解1守恒的广泛性电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律。物体的起电过程，其本质都是电子发生了转移，也就是说物体所带电荷的重新分配。不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷。2“中性”与“中和”的理解(1)中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性。(2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。3接触起电现象中电荷量的分配(1)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关。完全相同的金属球接触时，电荷量平均分配；形状、大小不同的导体接触时电荷量不能平均分配。无论哪种情况，接触前后电荷总量不变。(2)完全相同的带电金属球接触时电荷量的分配情况：若两个完全相同的金属小球的带电量分别为q1、q2，则它们接触后再分开都带有的电量，式中电量q1、q2均包含它们的正负号。（1）“中性”“中和”的本质电中性的物体是有电荷存在的，只是代数和为0，对外不显电性；电荷的中和是指电荷的种类、数量达到异号、等量时，正、负电荷代数和为0.（2）“总量”含义指电荷的代数和（3）起电过程中电荷变化不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷本质都是电荷发生了转移，也就是说物体所带电荷的重新分配【典型例题】有三个相同的绝缘金属小球a、b、c，其中小球a带有3103c的正电荷，小球b带有2103c的负电荷，小球c不带电先将小球c与小球a接触后分开，再将小球b与小球c接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？【答案】 最终abc三小球的带电量分别是：1.5103c，0.25103c，0.25103c【解析】解：当小球c和a接触后，a、c球带电为：q1=c=1.5103 c，再让小球b与小球c接触，此时c、b带电为：q2=0.25103c，所以最终abc三小球的带电量分别是：1.5103c，0.25103c，0.25103c重难点三、验电器的原理和应用验电器的原理和应用1构造验电器构造如图所示图中上部是一金属球，它和金属杆相连接，金属杆穿过橡皮塞，其下端挂两片极薄的金属箔片，封装在玻璃瓶内2原理金属箔片带电后，由于同种电荷相互排斥会张开3验电器的带电分析验电器工作时，可用带电体靠近验电器的金属小球，也可以用带电体接触验电器的金属小球无论哪种情况，都满足起电的规律(1)靠近时，属于感应起电，验电器金属球和金属箔片带上异种电荷(2)接触时，属于接触起电，验电器金属球和金属箔片带上同种电荷4应用(1)检验物体是否带电：检验时，把物体与金属球接触，如果物体带电，就有一部分电荷转移到两片金属箔片上，金属箔片由于带了同种电荷，彼此排斥而张开，所带的电荷越多，张开的角度越大；如果物体不带电，则金属箔片不动(2)识别所带电荷种类：当已知物体带电时，若要识别它所带电荷的种类，只要先把带电体与金属球接触一下，使金属箔片张开然后，再用已知的带足够多正电荷的物体接触验电器的金属球，如果金属箔片张开的角度增大，则表示该带电体的电荷为正；如果金属箔片张开的角度减小，或先闭合而后张开，则表示带电体的电荷为负验电器与静电计的区别与联系验电器静电计图示结构玻璃瓶内有两片金属箔片，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出验电器中的金属箔片换成指针，并用金属作