高中物理 第1章第1节 静电现象及其微观解释课件 鲁科版选修31.ppt

第1节静电现象及其微观解释 温故知新 同学们 在初中我们已经学习过关于静电的一些知识 根据初中的物理知识请同学们回答下面问题 1 夏日里 我们常能遇到雷鸣电闪 老人们说 这是雷公和电婆在发怒 那么 从科学的角度回答天空为什么会出现雷鸣电闪 答案 在高空中的大气云层中有很多带电的云彩 这些云彩有些带正电 有些带负电 当两块带有不同电荷的云彩在空中相遇时 就会产生剧烈的放电 其能量以声音及光的方式向四周散开 这就形成了 雷鸣电闪 精彩回眸 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 答案 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 一 静电的产生1 三种起电方式 新知梳理 图1 1 1 1 1 1 摩擦起电 接触起电 感应起电 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 二 电荷守恒定律1 内容电荷既不能创生 也不能消灭 只能从物体的 或者从 转移到 在转移的过程中 电荷的总量 正电 相互吸引 负电 带电 一部分转移到另一部分 一个物体 另一个物体 不变 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 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 电子 电子数 质子数 正电 负电 激光打印机 静电除尘 湿度 铁链 合作探究 三种起电方式有何异同 温馨提示 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 1 关于摩擦起电与感应起电 以下说法正确的是 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 解析 由电荷守恒定律得 不论是摩擦起电还是感应起电 都是电荷的转移产生的 故a b d错 c对 答案 c 1 两种表述 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 如何理解电荷守恒定律 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 2 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qa 6 4 10 9c qb 3 2 10 9c 让两绝缘金属小球接触 在接触后 a b带电荷量各是多少 此过程中电荷发生了怎样的转移 转移了多少电荷量 解析 本题考查的知识点是接触起电 当两小球接触时 带电荷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 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 q qb qb 3 2 10 9 1 6 10 9 c 4 8 10 9c答案 1 6 10 9c电子由b球转移到了a球 转移了4 8 10 9c 典例精析 例1 如图1 1 2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 下列哪些方法能使两球都带电 用原子结构和电荷守恒定律研究物体带电实质 图1 1 1 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 先使甲球瞬时接地 再移走棒 思路点拨 本题起电方式有感应起电和接触起电两种 都是电子的转移或重新分布 对于感应起电过程能否将重新分布的电荷留住 需看操作的步骤而定 解析 带电棒与甲 乙导体球不接触 属静电感应过程 当带电棒与甲或乙球接触 则属于接触起电过程 逐项分析如下 答案 acd 反思领悟 对感应起电方式必须有严格的操作步骤 靠近 分离 移走 这样使分离的两部分带上异种电荷 如图1 1 3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 验电器的金属箔片张角减小 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 图1 1 3 解析 若a球带负电 根据电荷间的相互作用规律 验电器的小球b 杆等导体内的电子将向下移与箔片上的正电荷中和 使箔片上的正电荷减少 箔片张角减小 故选项b正确 同时否定选项c 若a球不带电 在靠近b球时 发生静电感应现象 使a球靠近b的端面带上负电荷 感应的负电荷与b作用 也可使箔片张角变小 所以选项a正确 答案 ab 例2 半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不带电的金属小球先后与a b接触后移开 1 若a b两球带同种电荷 接触后两球的带电荷量之比为 2 若a b两球带异种电荷 接触后两球的带电荷量之比为 思路点拨 本题考查的是接触起电 正确理解均分电荷的条件及异种电荷先中和再均分的情况是解决此类问题的关键 电荷守恒定律的理解和应用 答案 1 2 3 2 2 1 使物体带电的实质使物体带电的三种方式的实质都是电子的转移1 摩擦起电是由于束缚电子能力的不同 而使物体得或失电子 即电子从一个物体转移到另一个物体上 2 感应起电是在电荷的相互作用下导体中自由电荷从导体的一端转移到导体的另一端 使导体两端分别带上等量异种电荷 3 接触起电 是由于同种电荷排斥而转移到另一个物体上 创新拓展 例3 如图1 1 4所示 在两个带等量异种电荷的绝缘导体之间 对称地放着两个相同的导体ab cd 现用导线将a d连接起来 下列说法正确的是 图1 1 4 a 有正电荷沿导线从a移向d 进而形成方向为由a到d的电流b 有负电荷沿导线从d移向a 进而形成方向为由a到d的电流c 达到静电平衡后 a d端