2019-2020学年高中物理 第1章 静电与静电场 第1节 认识静电学案 鲁科版选修1-1

第1节认识静电1.能识别静电现象，知道带电体具有吸引轻小物体的性质，知道带电体的相互作用规律2知道使物体带电有三种方法：摩擦起电、感应起电和接触起电能用物质的微观结构解释摩擦起电现象(重点)3知道电荷守恒定律，能用电荷守恒定律解释摩擦起电现象(重点难点)一、静电现象1摩擦起电：通过摩擦可以使物体带电，而且摩擦可以产生两种不同的电荷同种电荷相排斥，异种电荷相吸引2观察与思考(1)用塑料梳子在头发上摩擦一会儿，然后把它靠近纸片或者塑料片等轻小物体，可以发现摩擦过的梳子能够吸引轻小物体，如图所示(2)把水龙头打开，使形成很细的水流，用刚在衣服或头发上摩擦过的塑料尺靠近水流，会发现水流偏离了原来的方向，向塑料尺靠近1干燥的天气里，用干毛巾抹玻璃，刚抹干净又沾上了灰尘，这是为什么？提示：玻璃与毛巾摩擦带电，带电物体有吸引轻小物体的性质二、物质的电性1物质的结构：物质是由分子、原子组成的，原子由原子核和绕核旋转的电子组成，原子核由中子和质子组成中子不带电，质子带正电，电子带负电原子所含的电子数与质子数相等，因此物体不显电性2两种电荷：自然界中存在着两种电荷，它们分别为正电荷和负电荷用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷；用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷3物体带电的三种不同方式：摩擦起电、感应起电、接触起电三、电荷守恒定律任何孤立系统的电荷总数保持不变在一个系统的内部，电荷可以从一个物体转移到另一个物体但是，在这个过程中系统的总的电荷数是不改变的2质子带正电，电子带负电，是不是带正电的物体带了多出来的质子，带负电的物体带了多出来的电子？提示：不是，带正电的物体失去了电子，因而显正电性带负电的物体得到了电子，因而显负电性得失电子其实是电子或正负离子的移动，而不是质子的移动三种起电方式的理解方式内容摩擦起电感应起电接触起电产生条件两种不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体和带电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的电子的得失导体中的自由电子受到带电体正(负)电荷的吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质都是电荷在物体之间或物体内部的转移(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)然后再移走带电物体(2)两个完全相同的金属球，如果带同种电荷，接触后总电荷量平分，如果带异种电荷，先中和后平分，分开时两金属球带等量的同种电荷 命题视角1对摩擦起电的理解(多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()a摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体产生了电子和质子b两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异号电荷c摩擦起电可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而造成的d丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电解析摩擦起电的实质是由于两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同，因而电子可以在物体间转移若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电答案bd 命题视角2对感应起电的理解如图所示的是一个带正电的验电器，当一个金属球a靠近验电器上的金属小球b时，验电器中的金属箔片先闭合后张开，说明金属球a带的是()a正电荷b负电荷c可以是正电荷也可以是负电荷d先带正电荷，后带负电荷 审题指导 解答本题应从以下两点思考：(1)影响金属箔片张角变化的因素；(2)正负电荷间的相互作用力对电荷移动的影响解析金属箔片开始带正电，当带电金属球a靠近验电器时，金属箔片先闭合后张开，说明金属箔片所带的正电荷被吸引而转移，而使金属箔片带上负电荷，所以又会张开，由此判断金属球a带负电荷答案b 命题视角3对接触起电的应用两个完全一样的金属小球m、n，先让它们各自带电5q和7q，接触后再分开，则最终m、n的带电量分别是()a6q，6qb.7q，5qc12q，12q d.q，q答案a1.如图所示，绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，现使a、b分别带正、负电，则()ab将吸引a，吸引后不放开bb先吸引a，接触后又与a分开ca、b之间不发生相互作用db立刻把a排斥开解析：选b.因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来的电荷，然后将剩余的电荷重新分配，这样就会带上同种电荷(正电或负电)，由于同种电荷相互排斥，两球将会被排斥开若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开对电荷守恒定律的理解1“起电”并不是创造电荷，只是电荷在不同物体或物体不同部分间的转移当一个物体得到电荷时，其他物体失去电荷；它所得到的电荷就是其他物体失去的电荷2“中和”并不是电荷的消失，电荷的“中和”现象是异种电荷使物体呈现中性，而电荷本身没有消失，电荷的总量仍保持不变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两球接触后移开(1)若a、b两球带有同种电荷时，则接触后两球所带电荷量之比为_(2)若a、b两球带有异种电荷时，则接触后两球所带电荷量之比为_思路点拨 解决此题要注意两点：(1)若两小球带同种电荷，接触后电荷平分(2)若两小球带异种电荷，接触时先中和再平分解析设a、b原先所带电荷量均为q，带同种电荷时，不带电小球先接触a后，电荷量平分，原不带电小球带电荷量为，a带电荷量为，原不带电小球再与b接触，总电荷量平分，q，原不带电小球与b均带电荷量为q，所以电荷量之比为q23.带异种电荷时，a带电荷量为，b带电荷量为，即原不带电小球与b带异种电荷，先中和后再平分，所以电荷量之比为21.答案(1)23(2)212.甲、乙两个原来不带电的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了1.61015 c的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是()a乙物体也带了1.61015c的正电荷b甲物体失去了104个电子c乙物体失去了104个电子d甲、乙两物体共失去了2104个电子解析：选b.甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1.61015 c的正电荷，那么由电荷守恒可知，乙应带了1.61015 c的负电荷，即甲失去了104个电子，乙得到了104个电子，所以正确的选项是b.随堂检测 1下列说法正确的是()a不带电的导体靠近一个带电体，导体不呈现带电性b不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷c摩擦起电的过程中一个物体失去电子，另一个物体得到电子d玻璃棒与任何物体摩擦后均会带上正电荷解析：选c.根据静电感应的规律可知两端带有等量异种电荷，a项错误；由物质的电结构可以否定b选项；起电的过程就是得失电子的过程，c对；玻璃棒与丝绸摩擦，玻璃棒上带正电，与其他物体摩擦就不一定了，d错2如图所示，原来不带电的绝缘金属导体mn在其下面都悬挂着金属验电箔若使带负电的绝缘金属球a靠近导体的m端，可能看到的现象是()a只有m端验电箔张开b只有n端验电箔张开c两端的验电箔都张开d两端的验电箔都不张开解析：选c.当带负电的a球靠近导体的m端时，由于静电感应，在m端有正电荷，负电荷移动到n端，而且m、n两端电荷量相等，所以两端验电器箔片都张开3两个完全相同的绝缘金属球a和b，电荷量分别为3q和q，两球接触后再分开，下列分析正确的是()aa、b的电荷量各保持不变ba、b的电荷量都为0ca的电荷量为q，b的电荷量为3qda、b的电荷量都为2q答案：d4将两只充气气球在头发上摩擦后放在绝缘水平桌面上关于两只气球之间的静电相互作用，下列说法正确的是()a气球带同种电荷相互吸引b气球带同种电荷相互排斥c气球带异种电荷相互吸引d气球带异种电荷相互排斥答案：b5博物馆有些古书已经非常陈旧，在翻阅的时候无论怎样小心，书页都可能破损，而在博物馆的实际工作中又经常需要翻阅它们，请你结合本节知识给出一个方法能够避免在翻阅这些古书的时候损坏它们？解析：利用异种电荷相吸，同种电荷相斥的性质可以使书页分开答案：给书卷充电，书中相邻各页得到同性的电荷之后就会互相排斥，因而可以毫发无伤地一页页分开来课时作业一、选择题1关于电现象，下列叙述正确的是()a玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电b摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的任意两个物体总是同时带等量异种电荷c带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性d摩擦起电是通过摩擦创造等量的异种电荷的过程解析：选c.使物体带电的实质就是电荷重新分布，使原来不带电的物体带了电电荷既不能创生，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关于电荷之间的相互作用，下列说法正确的是()a同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥b同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引c不论是同种电荷还是异种电荷都是相互吸引d不论是同种电荷还是异种电荷都是相互排斥解析：选b.两种电荷之间的关系是同种电荷相斥，异种电荷相吸3两个带电小球相互接触后分开，然后又靠近，下列关于两小球间的相互作用的说法中错误的是()a一定互相吸引b可能互相排斥c可能无相互作用d可能相互排斥，也可能无相互作用解析：选a.两球若带等量异种电荷，相互接触后中和，不再带电，无相互作用力，故选项a错4下列叙述正确的是()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玻璃棒无论与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，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没解析：选b.由电荷守恒定律，电荷既不能被创造，也不能被消灭，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5.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，表面镀有铝膜在a附近有一个绝缘金属球b，开始a、b都不带电，如图所示，现在使a带电，则()aa、b之间不发生相互作用bb将吸引a，吸住后不放cb立即把a排斥开db先吸引a，接触后又把a排斥开解析：选d.当a带上电荷后，因带电体会吸引轻小物体，且这种吸引是相互的，故a会向b靠拢当它们接触后，电荷从a转移一部分到b，它们带上同种电荷，根据电荷间相互作用的规律，它们又将相互排斥6一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上净电荷几乎不存在了，这说明()a小球上原有负电荷逐渐消失了b在此现象中，电荷不守恒c小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了d该现象是由于电子的转移引起的，不遵循电荷守恒定律解析：选c.绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过潮湿空气导电转移到外界，只是小球上电荷量减少，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组成的系统而言，电荷总量保持不变，因此选项c正确7如图所示的装置中，a、b是两个架在绝缘支座上的金属球，原来不带电，中间用导线连接，现用一个带正电的小球c靠近b球，然后撤去导线，再拿走小球c，那么()aa球带正电，b球带负电ba球带正电，b球不带电ca球不带电，b球带负电d以上三种说法都不对解析：选a.导线没撤时，远端a感应出正电荷，近端b感应出负电荷，当撤离导线后，a球带正电，b球带负电8如图所示，挂在绝缘细线下的轻质带电小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，下列说法中错误的是()a甲图中两球一定带异种电荷b乙图中两球一定带同种电荷c甲图中两球至少有一个带电d乙图中两球一定都带电解析：选a.若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也可能一个带电荷、另一个不带电荷当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作用，内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋向于远离带电物体，这一过程就是静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力综合上述，b、c、d选项正确，a选项错误二、非选择题9有三个完全一样的金属球，a球带的电荷量为q，b、c均不带电现要使b球带的电荷量为，应该怎么办？解析：先让a球与b球接触，其带电量都变为q，然后让a球与c球接触，其带电量都变为q，最后再让a球或c球与b球