高中物理 1.1 静电现象与电荷守恒课件 沪科版选修31.ppt

第1课时静电现象与电荷守恒 图1 1 1 课前自主学习 一 电荷及起电方法1 电荷 1 自然界中存在两种电荷 和 例如 用毛皮摩擦过的橡胶棒带 电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电荷 2 电荷之间的作用规律 同种电荷 异种电荷 2 物体带电的三种方法 摩擦起电 接触起电 知识梳理 正电荷 负电荷 负 相斥 相吸 感应起电 正 1 摩擦起电 条件 两物体相互 实质 从一个物体转移到另一个物体 结果 得到电子的物体带 失去电子的物体带 实例 用丝绸摩擦过的玻璃棒带 用毛皮摩擦过的橡胶棒带 2 感应起电 实验表明 一个带电的物体靠近一个 时 导体的 发生变化 显示出 物理学中把这种现象叫 摩擦 电子 负电 正电 正电 负电 导体 电荷分布 带电现象 静电感应 实验结果 由于电荷间的相互吸引或排斥 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 远离的一端带 实例 如图1 1 2所示 用带电体c靠近相接触的绝缘导体a b 由于电荷间的相互吸引或排斥 绝缘导体a b上分别带上了 电荷 即发生了静电感应 这时先把a b分开 然后移去 则a和b两绝缘导体带上了等量异种电荷 图1 1 2 异号电荷 同种电荷 等量异种 c 思考 若先将c移走 再将a b分离 则a b上是否带有等量的异号电荷 温馨提示 将c移走后 a b上的电荷又重新分布 正负电荷中和 a b不带电 图1 1 3 3 接触起电接触起电是指一个 的金属导体跟另一个 的金属导体接触后再分开 使 的导体带上 的过程 例如 将一个不带电的金属小球跟另一个完全相同的带电金属小球接触后再分开 两小球平分电荷而带上 电荷 思考1 你知道验电器的结构和用途吗 温馨提示 验电器的主要部分是一根上端带有金属小球的金属棒 棒的下端悬挂两片金属箔片 是用来定性地判断物体是否带电 以及其所带电荷的种类与多少的一种简单装置 不带电 不带电 带电 电荷 等量同种 思考2 用带正电的绝缘金属棒接触验电器的金属球 你会观察到什么现象 温馨提示 当带电体接触金属球时 金属球和金属箔片便得到同种电荷 因同种电荷相互排斥 两箔片张开 得到的电荷量越多 张角越大 二 电荷守恒定律1 电荷量的表示及单位字母表示 国际单位制单位 简称库 单位符号 q或q c 库仑 2 电荷既不能被创造 也不能被 只能从一个物体转移到 或者从物体的一部分转移到 在转移过程中 电荷的 保持不变 这个结论叫做电荷守恒定律 3 元电荷电子所带的电荷量是最小电荷量 人们把这个最小电荷量叫做 用e表示 e 1 6 10 19c 实验表明 所有带电体的电荷量或者等于e 或者是e的 消灭 另一个物体 总量 另一部分 元电荷 整数倍 思考 用原子结构和电荷守恒定律的知识解释在正常情况下 为什么物体不显电性呢 温馨提示 在正常情况下物体内的质子数与电子数相等 因此不显电性 1 下列说法正确的是 a 摩擦起电是创造电荷的过程b 接触起电是电荷转移的过程c 玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电d 带等量异种电荷的两个导体接触后 电荷会消灭 这种现象叫做电荷的湮灭解析 在d选项中 电荷并没有消失或者湮灭 只是正负电荷数目相等 表现为中性 答案 b 基础自测 2 关于接触带电 下列说法正确的是 a 接触带电的本质是电荷从一个物体转移到另外一个物体b 接触后再分开 每个带电体的电荷量是两个带电体原来带电荷量代数和的一半c 接触带电后两个物体的带电荷量可能都增加了d 接触带电后两个物体的带电荷量可能都减少了 解析 两个物体接触后 电荷量不一定平分 只有两个完全相同的金属球才有可能平分 如果两个带电体接触后电荷量都增加了 那么就不再符合电荷守恒定律了 而如果两个带电体原来的带电性质相反 接触后两个物体的带电荷量可能都减小 答案 ad 3 电荷量为 1c的带电体 其失去电子的数目约为 a 1 6 1019b 6 25 1019c 1 60 1018d 6 25 1018答案 d 4 关于摩擦起电与感应起电 以下说法中正确的是 a 摩擦起电是由于电荷发生了转移 感应起电是由于产生了电荷b 摩擦起电是由于产生了电荷 感应起电是由于电荷发生了转移c 无论摩擦起电还是感应起电 都有电荷产生d 无论摩擦起电还是感应起电 都是由于电荷发生了转移答案 d 5 只用一个不带电的验电器 可以检测一个物体 a 是否带电b 带电的种类c 所带电荷量的数值d 带电的种类及所带电荷量的数值答案 a 课堂互动探究 关于物体带电的方法 例1 如图1 1 4所示 在真空中 把一个绝缘导体向带负电的球p慢慢靠近 关于绝缘导体两端的电荷 下列说法中正确的是 a 两端的感应电荷越来越多b 两端的感应电荷是同种电荷c 两端的感应电荷是异种电荷d 两端的感应电荷电荷量相等 图1 1 4 解析 由于导体内有大量可以自由移动的电子 当带负电的球p慢慢靠近它时 由于同种电荷相互排斥 导体上靠近p的一端的电子被排斥到远端 从而显出正电荷 远离p的一端带上了等量的负电荷 导体离p球距离越近 电子被排斥得越多 感应电荷越多 答案 acd 题后反思 起电的本质是电荷的转移 其过程遵循电荷守恒定律 摩擦起电和接触起电都是不同物体间的电荷转移 感应起电是电荷在同一物体上的重新分布 使导体靠近带电体的一端带异号电荷 远离的一端带同号电荷 而且感应的电荷是等量的 如图1 1 5所示 当将带正电荷的球c移近不带电的枕形金属导体时 枕形导体上电荷的移动情况是 图1 1 5 a 枕形金属导体上的正电荷向b端移动 负电荷不移动b 枕形金属导体上的负电荷向a端移动 正电荷不移动c 枕形金属导体中的正 负电荷同时分别向b端和a端移动d 枕形金属导体中的正 负电荷同时分别向a端和b端移动答案 b 1 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 这个结论叫做电荷守恒定律 2 电荷守恒定律是自然界普遍存在的一种自然规律 思考 自然界中除了电荷守恒定律外 还有哪些守恒定律 电荷守恒定律 例2 有两个完全相同的带电绝缘金属小球a b 分别带有电荷量为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 电子如何转移并转移了多少 解析 在接触过程中 由于b球带负电 其上多余的电子转移到a球 这样中和a球上的一部分电荷直至b球为中性不带电 同时 由于a球上有净余正电荷 b球上的电子会继续转移到a球 直至两球带上等量的正电荷 在接触过程中 电子由球b转移到球a 共转移的电子电荷量为 q qb qb 3 2 10 9c 1 6 10 9c 4 8 10 9c答案 电子由球b转移到球a3 0 1010个 题后反思 使物体带电的实质是电子发生了转移 而不是创造了电荷 并且在转移的过程中电荷的总量保持不变 当两球接触时 由于它们带相反电性的电荷 所以带电荷量少的负电荷先被中和 剩余的正电荷再重新分配 由于两球完全相同 剩余的正电荷平均分配 本题容易错误地认为是正电荷发生了转移 如果该题中两个电荷的带电性质相同 都为正电荷 其他条件不变 其结论应该是什么 答案 电子由球b转移到a1 0 1010个 元电荷不是实际电荷 而是最小电荷量值 没有正负电性的区别 宏观上所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍 例3 关于元电荷的下列说法中正确的是 a 元电荷实质上是指电子和质子本身b 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍c 元电荷的数值通常取作e 1 6 10 19cd 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 对元电荷的理解 解析 元电荷实际上是指电荷量 数值为1 6 10 19c