高中物理 第一章 第1节 电荷及其守恒定律课件 新人教版选修31.ppt

第一章静电场 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 要点一 要点二 第1节电荷及其守恒定律 创新演练 大冲关 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 1 知道自然界中存在两种电荷且电荷间存在相互作用 2 了解使物体带电的三种方法 理解物体带电的本质 3 理解电荷守恒定律 能用电荷守恒定律解释生活中的静电现象 4 掌握电荷量 元电荷的概念 玻璃棒 橡胶棒 电荷间的作用 同种电荷相互 异种电荷相互 2 原子的组成 原子由和核外电子组成 原子核由带正电的和不带电的组成 核外的电子带 通常原子内正 负电荷的数量相同 故整个原子对外表现为电中性 排斥 吸引 原子核 质子 中子 负电 3 自由电子和离子 金属中离原子核最远的电子 往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动 这种能自由活动的电子叫做 失去这种电子的原子便成了带正电的 关键一点 金属中的正离子不能自由活动 自由电子 离子 2 三种起电方式 1 摩擦起电 用丝绸摩擦的玻璃棒带 则丝绸带有 这是因为玻璃棒上的部分转移到了丝绸上 用毛皮摩擦过的橡胶棒带 毛皮带 这是因为毛皮上的部分转移到了橡胶棒上 正电 负电 电子 负电 正电 电子 2 感应起电 把带电体移近不带电的导体 可以使导体靠近带电体的一端带电荷 远离的一端带电荷 这种现象叫做 利用静电感应使物体带电的过程叫做 异号 同号 静电感应 感应起电 3 接触起电 不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷 这种使物体带电的方式叫做 两个完全相同的物体接触后 会使电荷量 关键一点 感应起电只能使导体带电 而不能使绝缘体带电 接触起电 平分 3 电荷守恒定律及元电荷 1 电荷守恒定律的两种表述方式 电荷既不会创生 也不会消灭 它只能从一个物体到另一个物体 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 一个与外界没有电荷交换的系统 电荷的保持不变 转移 不变 代数和 2 元电荷 电荷量 电荷的叫电荷量 常用符号q或q表示 其国际单位是 c 元电荷 科学家发现和所带的电荷量最小 且其他物体所带电荷量是该电荷量的 这个最小的电荷量叫元电荷 用e表达 e c 多少 库仑 质子 电子 整数倍 1 60 10 19 比荷 电子的电荷量e跟电子的质量me之 叫做电子的比荷 其值为e me 1 76 1011c kg 关键一点 物体的电荷量无法用仪器直接测出 但电性可用验电器测定 比 图1 1 1 试身手 夯基础 1 如图1 1 1所示 挂在绝缘细线下的两个轻质通草球 由于电荷的相互作用而远离 则 a 图中两球一定带异种电荷b 图中两球一定带同种电荷c 图中两球一定都带正电d 以上说法都不对 解析 两球相互排斥 必带同种电荷 但电荷的性质不能确定 故只有b正确 答案 b 2 下列说法正确的是 a 导体内总有电荷 而绝缘体内没有电荷b 若物体不带电 则物体内没有任何电荷c 物体中总有电荷 而不带电是因为它所带的正电荷和负电荷的数量相等d 用丝绸摩擦玻璃棒 只产生正电荷而不产生负电荷 解析 原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的 所以物体中总有电荷 导体和绝缘体的区别在于自由电荷的多少 物体不带电 则物体内正电荷和负电荷的数量相等 呈中性 摩擦使电子从玻璃棒转移到丝绸上 玻璃棒失去电子带正电 丝绸得到电子带负电 答案 c 3 毛皮与橡胶棒摩擦后 毛皮带正电 橡胶棒带负电 这是因为 a 空气中的正电荷转移到毛皮上b 空气中的负电荷转移到了橡胶棒上c 毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上d 橡胶棒上的电子转移到了毛皮上 解析 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上 中性的物体若缺少了电子则带正电 多余了电子则带负电 由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱 在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上 使缺少了电子的毛皮带正电 所以c正确 答案 c 4 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 2中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是 图1 1 2 解析 使带电的金属球靠近不带电的验电器 验电器发生静电感应 若金属球带正电 靠近验电器 验电器上的小球带负电 下端金属箔带等量的正电 金属箔张开 选项a c均错误 若金属球带负电 验电器上的小球带正电 下端金属箔带等量的负电 金属箔张开 选项b正确 选项d错误 答案 b 名师点睛 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 图1 1 3 1 如图1 1 3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 思路点拨 移近金属球 是感应起电 接触金属球则是接触起电 弄清实质则可解决此类问题 解析 由于静电感应 甲球感应出正电荷 乙球感应出负电荷 把两球分开后 它们带上了等量异种电荷 所以a正确 若先将棒移走 则两球不会有静电感应现象产生 所以不会带上电荷 b错误 使棒与甲球接触 则两球会因接触而带上负电荷 所以c正确 若使乙球瞬时接地 则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走 再将棒移走 由于甲 乙是接触的 所以甲球上的电荷会重新分布在甲 乙两球上 结果是两球都带上了正电荷 所以d正确 答案 acd 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 根据其是否移走 移走的先后顺序等进行具体分析 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 2 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 在接触过程中 电子如何转移 转移了多少 审题指导 1 利用电荷守恒定律求出接触后两小球的电荷量 2 确定转移了多少电荷量 3 根据元电荷确定转移电子的数量 答案 电子由b球转移到a球 转移的电子数为3 0 1010个 1 对应要点一 如图1 1 4所示 用起电机使金属球a带正电 靠近验电器b 则 a 验电器金箔张不开 因为球a没有和b接触b 验电器金箔张开 因为整个验电器都带上了正电 图1 1 4 c 验电器金箔张开 因为整个验电器都带上了负电d 验电器金箔张开 因为验电器下部箔片都带上了正电 解析 因球带正电 靠近验电器b 根据同种电荷相斥 异种电荷相吸的原理 验电器金箔中的电子就会被金属球a中正电荷吸引到验电器的上端小球上 所以下端的验电箔片就会带上正电 因为同种电荷相互排斥 故箔片张开 所以d正确 答案 d 2 对应要点二 有三个相同的绝缘金属小球a b c 其中a小球带有3 10 3c的正电荷 b小球带有2 10 3c的负电荷 小球c不带电 先让小球c与小球a接触后分开 再让小球b与小球a接触后分开 最后让小球b与小球c接触后分开 试求这时三个小球的带电荷量分别为多少 qa 2 5 10