2017-2018学年高中物理第1章电荷的相互作用1.1静电现象与电荷守恒学案沪科版选修3-12017113021高品质版

1 11 1 静电现象与电荷守恒静电现象与电荷守恒 学 习 目 标知 识 脉 络 1 知道自然界中只存在两种电 荷 电荷间的相互作用 2 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 难点 3 理解电荷守恒定律 重点 4 知道电荷量和元电荷的概念 电荷量不能连续变化 物 体 起 电 的 原 因 先填空 1 电荷的种类及相互作用 1 两种电荷 2 相互作用 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 2 物体带电的三种方法 1 接触起电 定义 一个带电物体接触另一个导体时 电荷会转移到这个导体上 使这个导体也 带电 这种带电方式称为接触起电 本质 电荷的转移 2 摩擦起电 定义 通过摩擦使物体带电的现象 起电过程 两个物体互相摩擦时 一些受原子核束缚力弱的电子往往从一个物体转 移到另一个物体 于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电 失去电子的物体则带正 电 本质 摩擦起电时 电荷并没有凭空产生 其本质是发生了电子的转移 所以两个 相互摩擦的物体一定是同时带上性质不同的电荷 且电荷量相等 3 感应起电 感应起电 利用静电感应使金属导体带电的过程 静电感应 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号电荷 远离带电体的一端带 同号电荷的现象 3 电荷量 物体所带电荷的多少叫做电荷量 简称电荷或电量 在国际单位制中 单 位是库仑 用 C 表示 再判断 1 用丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为同种电荷 2 静电感应就是不带电的导体接触带电体而使导体带上电荷 3 摩擦起电和感应起电都不是创造了电荷 是电荷的转移 后思考 如图 1 1 1 所示的现象为感应起电 为什么发生感应起电的是导体而不是绝缘体 图 1 1 1 提示 感应起电的实质是在带电体电荷的作用下 物体上的自由电荷的定向移 动 而只有导体上的电子 或正 负离子 才能自由移动 而绝缘体上的电子不能自由地移 动 所以 导体能发生感应起电 而绝缘体不能 合作探讨 甲 乙 丙 图 1 1 2 如图所示的 1 1 2 甲 乙 丙分别表示使物体带电的一种方式 探讨 1 试说明甲 乙 丙分别代表哪种起电方式 提示 甲为摩擦起电 乙为接触起电 丙为感应起电 探讨 2 甲中玻璃棒带什么电荷 其带电的原因是什么 提示 玻璃棒带正电 原因是摩擦过程中玻璃棒失去了电子 核心点击 1 三种起电方式对比 方式摩擦起电感应起电接触起电 产生及 条件 两种不同物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 2 感应起电的步骤 图 1 1 3 感应起电有严格的操作步骤 如图 1 1 3 所示 1 使带电体C 假设带正电 移近相互接触的两导体A B 2 保持C不动 再用绝缘工具分开A B 3 移走C 则A带负电 B带正电 若操作步骤颠倒 如 2 3 颠倒 导体最后不带电 1 多选 用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦 实验结果如图 1 1 4 所示 由 此对摩擦起电的说法正确的是 导学号 图 1 1 4 A 两个物体摩擦时 表面粗糙的易失去电子 B 两个物体摩擦起电时 一定同时带上种类及数量不同的电荷 C 两个物体摩擦起电时 带上电荷的种类不同但数量相等 D 同一物体与不同种类物体摩擦 该物体的带电荷种类可能不同 解析 两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小 A 错 由于摩擦 起电的实质是电子的得失 所以两物体带电种类一定不同 数量相等 B 错 C 对 由题中 例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦 带电种类可能不同 D 正确 答案 CD 2 如图 1 1 5 所示 用起电机使金属球A带正电 靠近验电器B 则 图 1 1 5 A 验电器的金属箔片不张开 因为球A没有和B接触 B 验电器的金属箔片张开 因为整个验电器都带上了正电 C 验电器的金属箔片张开 因为整个验电器都带上了负电 D 验电器的金属箔片张开 因为验电器下部的两金属箔片都带上了正电 解析 带正电的A球靠近验电器B 据电荷 同性斥 异性吸 的特点知 验电 器金属杆下端箔片中的电子会被A球上的正电荷吸引到验电器上端 则金属杆下端的箔片 就会因带正电荷而相斥 使箔片张开 故选 D 答案 D 3 多选 如图 1 1 6 所示 将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒 移近或接触两个不带电 的导体球 开始时两导体球互相接触且对地绝缘 下列说法正确的是 图 1 1 6 A 毛皮与橡胶棒摩擦时 橡胶棒上的正电荷转移到毛皮 B 橡胶棒移近甲球 甲球带正电 乙球带负电 移走橡胶棒 两球都不再带电 C 橡胶棒移近甲球 甲球带正电 乙球带负电 分开两球再移开橡胶棒 甲球带正电 乙球带负电 D 橡胶棒与甲球接触一下移开 再分开两球 甲球带负电 乙球带正电 解析 橡胶棒与毛皮摩擦时 是毛皮上的电子转移到橡胶棒 而使橡胶棒带负电 A 错误 橡胶棒靠近甲球时 发生感应起电 甲球带正电 乙球带负电 移走棒后 两球 上的电荷中和 都不带电 若先移开两球再移走棒 两球上的电荷不能中和 甲 乙两球 仍带电 故 B C 正确 橡胶棒与甲球接触 是接触起电 两球都带上负电荷 分开两球 仍都带负电 D 错误 答案 BC 感应起电方法 方法 一 1 将导体靠近带电体 导体内的自由电子受到带电体的作用力而定向移动 使导体中 的正 负电荷分离 2 将导体分离后再移走带电体 则导体上两部分分别带上等量异种电荷 方法 二 1 将一个导体移近带电体 用手接触一下导体 或用导线将导体短时接地 2 移走带电体 则导体带上异种电荷 无论接触导体的哪一个位置都会得到相同的结论 因为接地时导体与大地连为一体 地球是远离带电体的一端 电 荷 守 恒 先填空 1 电荷守恒定律 电荷既不能被创造 也不能被消灭 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 电荷的总量不变 2 元电荷 电子和质子带有等量的异种电荷 电荷量e 1 6 10 19 C 实验指出 所有带电体的电荷量都是电荷量e的整数倍 所以 电荷量e称为元电荷 再判断 1 元电荷是表示跟一个质子所带电荷量数值相等的电荷量 2 摩擦起电和感应起电是通过不同的方式创造了电荷 3 带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空间中 经过一段时间该小球上的负电荷几乎为 零 可见小球上的负电荷逐渐消失了 后思考 在摩擦起电过程中 一个物体带上了正电荷 另一个物体带上了负电荷 该过程是否 创造了电荷 在一个封闭的系统中 电荷的总量会增多或减少吗 提示 摩擦起电的过程并没有创造电荷 一个封闭的系统中 电荷的总量保持不 变 合作探讨 如图 1 1 7 所示 为带有等量异种电荷的相同的金属球A和B 图 1 1 7 探讨 1 两金属球接触时 电荷发生了怎样的变化 提示 金属球B中的电子移向金属球A 中和了金属球A上的正电荷 探讨 2 两球接触后发生了电荷的中和 是电荷消失了吗 提示 不是 电荷中和时 电荷并没有消失 只是正 负电荷数值相等 对外不 显电性 核心点击 1 物体带电的实质 物体带电不是创造了电荷 物体不带电也不是消灭了电荷 物体 带电的实质是电荷发生了转移 也就是物体间或物体内部电荷的重新分配 摩擦起电 感 应起电和接触起电 均符合电荷守恒定律 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接触发生电中性的过程 3 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 4 两个完全相同的导体的电荷分布规律 1 两个完全相同的导体 一个带电 另一个不带电 当两个导体接触后再分开时 两 导体所带的电荷量相等 都等于原来电荷量的一半 2 两个完全相同的导体 都带有一定量的电荷 若两带电体的电荷量分别为Q1 Q2 则它们接触后再分开都带有的电荷量 式中电荷量Q1 Q2均包含它们的正负号 如 Q1 Q2 2 图 1 1 8 图 1 1 8 4 保护知识产权 抵制盗版是我们每个公民的责任与义务 盗版书籍影响我们的学习 效率甚至给我们的学习带来隐患 小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书 做练习时 他发现有一个关键数字看不清 拿来问老师 如果你是老师 你认为可能是下列几个数字 中的 A 6 2 10 19 CB 6 4 10 19 C C 6 6 10 19 CD 6 8 10 19 C 解析 电荷量必须是元电荷e 1 60 10 19C 的整数倍 6 4 10 19C 是e的 4 倍 故看不清的关键数字可能是 B 项 答案 B 5 两个相同的金属小球A B带有相等的电荷量 且电性相同 相隔一定距离 现让 第三个与A B完全相同的不带电的金属小球C先后与A B球接触后移开 求接触后A B 两球的电荷量之比是 导学号 A 1 3 B 3 1 C 2 3D 3 2 解析 设A B球的电荷量都为q 则A C接触后A球的电荷量为 C球的电荷 q 2 量为 C球与B球接触后 电荷量重新分配 则B上的电荷量为 q 所以接触后 q 2 q q 2 2 3 4 A B两球的电荷量之比为 即 2 3 C 正确 q 2 3 4q 答案 C 6 多选 M N是两个原来都不带电的物体 它们相互摩擦后M带正电荷 1 60 10 10 C 且它们与外界无电荷的转移 则下列判断中正确的是 A 在摩擦前M和N的内部均无任何电荷 B 摩擦过程中电子从M转移到N C N在摩擦后一定带负电荷 1 60 10 10 C D M在摩擦的过程中共失去 1 60 10 10个电子 解析 摩擦起电的实质是电子的转移 物体M中的电子转移到物体N上 N在摩 擦后一定带负电荷 1 60 10 10 C 故选项 A 错误 B C 正确 物体M失去电子的数目 n 1 0 109个 故选项 D 错误 Q e 答案 BC 电荷的分配规律 1 两个大小完全相同的带同种电荷的金属球接触时 电荷平均分配 2 两个大小完全相同的带异种电荷的金属球接触时 电荷先中和 剩余电荷再平分 3 两个大小 形状完全相同的非球形带电金属导体接触时 也符合上述规律 对爸爸的印象 从记事的时候 就有了 他留给我的印象就是沉默少言的 但是脸上却始终有微笑 不管家里遇到了什么样的困难 只要有爸爸在 一切都能够雨过天晴的 小时候 家里很 穷 可是作为孩子的我们 我和哥哥 却很幸福 爸爸从来不会因为缺钱 而让我们感觉得些许的拮据和紧张 哪怕的低三下气的问人借钱 爸爸都会按时给我们交了学费 从来都不会给 我们兄妹俩拖欠学费 爸爸闲下来的时候 就会给我和哥哥讲他们生活的那个年代 很苦很累 还经历过自然灾害 穷的时候 连饭都吃不饱 在我的印象里 最深的一件事情就是过年的时 候 不管这一年钱赚的多还是少 爸爸总会让妈妈带着我和哥哥去买新衣服 当然了 妈妈也必须买新的 唯有爸爸 他是家里面唯一一个可以穿旧衣服过新年的人 这就是我关于爸爸的儿 时的印象 他爱家人 从来不肯委屈自己的妻子和孩子 成长岁月里的爸爸在我们渐渐成长的的岁月里 作为孩子 我们都有了自己的认知和想法 青春期的叛逆 我们也给爸爸惹了不少祸 但是 不管我们闯的祸有多大 最后都是爸爸出面 来摆平解决一切 在这个渐渐懂事的过程中 爸爸扮演着一位良师的角色 事情过后 爸爸也会趁机好好的教育我们 让我们懂得 我们 做的是对的 值得鼓励的 还是不对的 今后需要去改正的 爸爸在社会上经历的多了 懂得的道理也比我们多很多 我们是在跌跌撞撞的认知中去探索这个社会 而爸爸就是这条探索道路 的指明灯 在我们长大的青春光阴里 我们在爸爸身上看到了责任 懂得了承担的重要性 爸爸 在我们的生活中 必不可少 他让我们 大哥和我 拥有了正确的人生观和价值观 他教会 了我们如何看待这个世界 如何去更好的创造自己想要的生活 渐渐上了年纪的爸爸 我只想用 渐渐上了年纪 来形容现在的爸爸 不想要用已经 老去 来形容爸爸 没错 岁月是真的 很无情的 不知不觉间 爸爸的眼角多了些许的皱纹 额头的皱纹也不自觉的来向他报到了 爸爸再伟大 也终究抵不过岁月的蹉跎 两角鬓白的爸爸 让我们看着多了很多的心疼 一向雷 厉风行 无所不能的爸爸 渐渐地 变得老了 特别是当我们都成家以后 爸爸也算是把他一生最重要的任务也都完成了 上了年纪的爸爸 更多的心思 留在了妈妈的身上 一路走来 是 妈妈的陪伴和默默的奉献 才让爸爸能够在外工作的时候 毫无杂念 妈妈 就是爸爸最为坚强的后盾 而我们 是爸爸努力奋斗的最大动力 如今 爸爸渐渐地老了 作为儿女 我们无法 让时光倒流 能做的就是多陪伴他们 让他们的晚年生活能够幸福 爸爸的一生 都在付出 为了家和家人而付出 如今的我们 都已经成家 更加体会到了为人父母的心酸苦楚 我们能做 的就是常回家看看 让父母不感到孤独 我们都是母亲身上掉下来的一块肉 我们跟母亲之间的关系 血浓于水 彼此间的那种爱 是神圣而又不可侵犯的 是妈妈给了我们生命 也是妈 妈无怨无悔的把我们抚养成人 在我们成长的过程中 不管是好还是不好 妈妈都一味的去包容 去引领着我们我和妈妈的温情小生活 母爱 总是那么的伟大 都说慈母多败儿 其实啊 母亲在我们的生活着 扮演着不可或缺的角色 没有母亲的无私奉献 又怎会有我们的今天呢 更多的时候 是我们忽略了母亲的重要性 甚至是把母亲对我们的关心和爱护变成了理所当然 其实啊 也是因为我们从出生的时候 就拥有了母亲的爱 也就变得不那么的珍惜了 我觉得 我们生活在这个世上 更要好好地对待我们的母亲 在我的记忆深处 母亲总是很慈祥的 她 也有属于她自己的小忧愁 但是 却从来都不会让我们知道 不管生活中 遇到了什么困难或者坎坷 她总是自己一个人想办法面对和解决 以至于曾经的我一直觉得母亲是万能的 没有什 么困难事情是母亲不能解决的 儿时记忆中 最深刻的一件事情就是那年的的大冬天 下了很厚很厚的雪 我跟哥哥上学的地方是需要骑着自行车去的 妈妈早早的叫醒了我和哥哥 并且告 诉我们下大雪了 路上滑 要早点出发 路上慢一点走 当我们吃了早饭准备出发的时候 妈妈也跟着一起出发了 大冬天的 天黑黑的 母亲拿着手电筒 给我和哥哥照明 因为下了雪 有的路段不好走 我们就推着自行车 一路上有说有笑的 时不时的哥哥还会调皮一下 就这样 母亲拿着照明灯 一路护送我和哥哥到了学校 现在回想起来曾经的岁月 满满的回忆 满 满的温暖 不知不觉间 我们就都长大了 哥哥也成家了 有自己的孩子 妈妈看着我们生活幸福 她也就是开心满足了 可是 岁月却是那么的无情 不知不觉间 妈妈的眼角就多了些许 的皱纹 她在岁月的淘洗中 渐渐地老去了 她没有多么伟大的理想 唯一的希望 就是我们都能够生活的健康 平安 快乐 幸福 母亲 从来都不曾奢望我们能够有多么大的丰功伟绩 最大的心愿就是我们平安快乐 她的一生心血 都在我们这些孩子身上 而对于她自己 似乎总是少了很多的关心 作为儿女 长大后的忙碌 确实忽略了对母亲的爱 当我们真正的意识到 母亲老去的时候 岁月一晃已经过去了几十年 母爱 虽然平凡 但是却很伟大 我跟妈妈的温情小生活 那些记忆中的点滴 一直萦绕在脑海中 让我感受到幸福 感受到温暖 爱你 亲 爱的妈妈 愿你生活幸福 健康平安 其实也就是平凡的一年 和往常相比较 也没有太多的区别 唯一的不同就是自己就业了 不再是学生了 也不再是那个向父母伸手就要钱的小姑娘了 步入社会的自己 很开心 同时也很紧张 毕竟社会才是一个真正的大染缸 才能让一个人真正的成长和坚强 父母的爱 平凡中渗透着伟大 这一年 感恩父母 在初入社会的这一年里 是要感恩很多的朋友同事领导 但是 我最想要感恩的两个人 其实就是我的爸爸妈妈 也许 你会觉得很奇怪 步入社会 经历的很多人或事 不应该都是单位或者工作吗 怎么会是要感 恩父母呢 没错 我最最想要感恩的就是我们爸爸和妈妈 为什么呢 且听我慢慢道来 每一年的母亲节和父亲节 都只有一天 我想先和大家分享一下父亲节发生的小故事 虽然很平凡 很普通 但是我的心确实五味杂陈暖暖的