《静电现象及其微观解释》课件8(鲁科版选修3-1).ppt

1 1静电现象及其微观解释 课标定位学习目标 1 探究三种起电方式 了解静电的产生及其本质 2 通过对原子结构的学习 理解电荷守恒定律 并能从微观角度解释静电的产生 3 了解静电的应用及其防护 重点难点 1 静电产生的探究 2 电荷守恒定律的理解 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第1节静电现象及其微观解释 课前自主学案 课前自主学案 一 静电的产生1 三种起电方式 图1 1 1 图1 1 1 2 电荷的性质 1 用丝绸摩擦过的玻璃棒带 用毛皮摩擦过的橡胶棒带 2 同种电荷互相排斥 异种电荷 3 静电感应导体因受附近带电体的影响而 的现象 正电 负电 互相吸引 带电 思考感悟1 把气球跟上衣摩擦一下 气球就会被上衣吸住 摩擦后的气球也会吸在墙上 为什么会这样呢 提示 这是摩擦起电的缘故 摩擦后的气球带负电荷 与衣服上的电荷电性相反 所以被吸住 能吸在墙上是因为气球上的电荷使墙产生静电感应所致 二 原子结构与电荷守恒1 电荷守恒定律电荷既不能创造 也不能消灭 只能从物体的 或者从 转移到 在任何转移的过程中 电荷的总量 2 物体带电 1 实质 是 发生转移 物体内 与 不再相等 对外显示电性 一部分转移到另一部分 一个物体 另一个物体 不变 电子 电子数 质子数 2 表现 失去电子的物体带 得到电子的物体带 三 静电的应用与防护1 静电的应用 静电喷雾 静电杀菌等 2 静电的防护 印刷厂里空气保持适当的 油罐车车尾装有一条拖在地上的 等 正电 负电 激光打印机 静电除尘 湿度 铁链 思考感悟2 如果天气干燥 晚上脱毛衣时 会听到 噼啪 声 还会看到电火花 这时你已经制造了一些小小的 雷电 为什么会产生这种现象呢 提示 天气干燥时 因摩擦产生的静电不能被及时导走 在毛衣上不同部位积累了不同性质的电荷 当脱毛衣时 各部分相互靠近 出现放电现象 核心要点突破 一 三种起电方式的分析1 摩擦起电 1 原因 不同的物质对电子的束缚 吸引能力不同 两种不同的物质组成的物体相互摩擦时 由于摩擦力做功 使得束缚电子能力弱的物体失去电子 从而带正电 吸引电子能力强的物体得到电子 从而带负电 例如用毛皮摩擦橡胶棒时 毛皮对电子的束缚能力差 失去电子带正电 电子转移到橡胶棒上 使得橡胶棒带负电 2 实质 电子从一个物体转移到另一个物体上 2 接触起电 1 定义 不带电的物体与带电体接触 使不带电的物体带上电荷 这种方式称为接触起电 2 实质 电荷从一个物体转移到另一个物体 3 感应起电 1 静电感应 导体因受附近带电体的影响而带电的现象 2 感应起电 利用静电感应使金属导体带电的过程 3 感应起电的原因 由于同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 在静电感应 即感应起电时 当带电体靠近导体时 导体内的自由电子会靠近或远离带电体 例如当带正电的玻璃棒靠近金属体时 金属体靠近玻璃棒的一端会带上负电 远离玻璃棒的一端会带上正电 如图1 1 2甲所示 如果把金属体接地 那么电子会从大地 跑 到金属体上而中和掉金属体一端的正电荷 从而使金属体带上了负电荷 如图1 1 2乙和丙所示 再移开玻璃棒 金属体就带上了负电荷 如图1 1 2丁所示 图1 1 2 4 感应起电的实质 在带电体上电荷的作用下 导体上的正负电荷发生了分离 使电荷从导体的一部分转移到了另一部分 5 感应起电应采用以下步骤 如图1 1 3所示 将枕形导体A和B彼此接触 把带电球C移近导体A 先把A和B分开 然后移去C 则A带上和C异号的电荷 B带上和C同号的电荷 图1 1 3 6 感应起电也可按下面步骤进行 如图1 1 4所示 将一个带电体A靠近导体球B 用手接触一下导体球B 相当于将B球接地一下 再将手拿开 移去带电体A 则这时B上带上了和带电体A异号的电荷 图1 1 4 特别提醒 1 三种带电方式实质上都是导体上电荷的分离或转移 在转移过程中电荷的总量保持不变 2 验电器是检验物体是否带电和估测物体带电多少的仪器 当带负电的橡胶棒与验电器的金属球接触时 有一部分电荷转移到验电器上 与金属球相连的两个指针带上同种电荷 因相互排斥而张开 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 使带电的金属球靠近不带电的验电器 验电器的箔片张开 如图1 1 5所示表示验电器上感应电荷的分布情况 正确的是 图1 1 5 解析 选B 验电器原来不带电 由于静电感应 带电金属球与验电器的金属球带异种电荷 验电器的金属球与箔片也应带异种电荷 故选项B正确 二 对电荷守恒定律的理解1 两种表述 1 表述一 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 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 电荷分配规律两个完全相同的带电金属球接触 电荷重新分配 1 若带同种电荷 总电荷量平分 2 若带异种电荷 先中和再平分 3 物体带电的实质使物体带电不是创造电荷 使物体不带电也不是消灭电荷 物体带电的实质是电荷发生了转移 也就是物体间电荷的重新分配 4 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 也涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律 如 由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子 一对正 负电子可同时湮没 转化为光子 在这种情况下 带电粒子总是成对产生或湮没 电荷的代数和不变 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 导体A带5Q的电荷 另一完全相同的导体B带 Q的电荷 将两导体接触一段时间后再分开 则导体B的带电量为 A QB QC 2QD 4Q 毛皮与橡胶棒摩擦后 毛皮带正电 这是因为 A 毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上B 毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C 橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上D 橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上 课堂互动讲练 精讲精析 毛皮与橡胶棒摩擦后 由于毛皮中的原子对电子的束缚作用小于橡胶棒中的原子对电子的束缚作用 所以 毛皮上的部分电子转移到橡胶棒上 使毛皮带正电 故A正确 B C D错误 答案 A 方法总结 摩擦 的过程中 发生了 电子 的争夺 电子从一个物体转移到了另一个物体上 摩擦 的过程中并没有创造出电荷 如图1 1 6所示 A B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体 起初它们不带电 在它们的下部贴有金属箔片 C是带正电的小球 下列说法正确的是 图1 1 6 A 把C移近导体A时 A B上的金属箔片都张开B 把C移近导体A 先把A B分开 然后移去C A B上的金属箔片闭合C 先把C移走 再把A B分开 A B上的金属箔片仍张开D 先把A B分开 再把C移去 然后重新让A B接触 A上的金属箔片张开 而B上的金属箔片闭合 精讲精析 虽然A B起初都不带电 但带正电的导体C对A B内的电荷有力的作用 使A B中的自由电子向左移动 使得A端积累了负电荷 B端积累了正电荷 其下部贴有的金属箔片因为接触带电 也分别带上了与A B同种性质的电荷 由于同种电荷相排斥 所以金属箔片都张开 A正确 C只要一直在A B附近 先把A B分开 A B上的电荷因受C的作用力不可能中和 因而A B仍带等量的异种感应电荷 此时即使再移走C 因A B已经绝缘 所带电荷量不能变 所以金属箔片仍张开 B错 但如果先移走C A B上的感应电荷会马上在其相互之间的库仑力作用下吸引中和 不再带电 所以箔片都不会张开 C错 先把A B分开 再移走C A B仍然带电 但重新让A B接触后 A B上的感应电荷完全中和 箔片都不会张开 D错 答案 A 方法总结 在研究静电感应类问题时 应该注意引起静电感应的带电体 是否移走 移走的先后顺序等 该问题的解决有如下程序 1 如果带电体存在 把被感应导体分开 则两部分带等量异种电荷 2 如果先移走带电体 则被感应导体上的电荷重新分布 各部分均不带电 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