沪科选修31 11　静电现象与电荷守恒 学案

1、1.1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，掌握电荷间的相互作用2了解使物体带电的方法，学会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，学会用电荷守恒定律分析物体带电现象(重点)4掌握电荷量和元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化.自 主 预 习探 新 知知识梳理一、物体起电的原因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2三种起电方式(1)摩擦起电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(

2、2)感应起电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)接触起电不带电的导体接触带电物体时，电荷会转移到导体上，使导体也带电，这种带电方式称为接触起电3电荷量：物体所带电荷的多少叫作电荷量，简称电荷或电量在国际单位制中，单位是库仑，用C表示二、电荷守恒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e1.61019_C实验指出，所有带电体的电

3、荷量都是电荷量e的整数倍所以，电荷量e称为元电荷基础自测1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)两个正电荷之间的作用力为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力()(2)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()(3)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()(4)摩擦起电和感应起电都不是创造了电荷，是电荷的转移()(5)元电荷是表示跟一个质子所带电荷量数值相等的电荷量()(6)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()【提示】(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引(2)用丝绸摩擦过的玻璃棒带

4、正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电(3)静电感应是不带电的导体靠近带电体而使导体带电的现象(6)电荷不会消失，而是发生了转移2关于起电，下列说法正确的是() 【导学号：69682019】A摩擦起电是电荷的转移B接触起电可能是产生电荷的过程C感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触，所以一定是产生了电荷D摩擦起电和感应起电都可能是创造了电荷A摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体上，而感应起电是电荷从物体的一端移动到了另外一端，两者都不是产生了电荷，故A正确3把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这是因为()AA球的正电荷移到B球上BB球的负电荷移到A球

5、上CA球的负电荷移到B球上DB球的正电荷移到A球上BA、B两球相碰时，B球上的电子(负电荷)在A球上正电荷的吸引力作用下，移到A球上，B球失去电子带正电，A球得到电子中和部分电荷后仍带正电4. (多选)如图111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()图111【导学号：69682019】A两端的感应电荷越来越少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CD由于绝缘导体内有大量可自由移动的电子，当它慢慢靠近带负电的球P时，由于同种电荷相互排斥，绝缘导体上靠近P的一端因电子被排斥到远端而带上正电荷，远离P的

6、一端带上了等量的负电荷绝缘导体离P球越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多故A、B错误，C、D正确合 作 探 究攻 重 难三种起电方式对比理解1感应起电的步骤感应起电有严格的操作步骤：如图112所示图112(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2三种起电方式的对比摩擦起电感应起电接触起电产生条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与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导体带上与带电体电性相同的电荷微观解释不同物质的原子核对

7、核外电子的约束力不同，摩擦时电子从一物体转移到另一物体导体中的自由电子受到带电体对它的排斥(或者吸引)，而移向导体的远端(或者近端)电荷间的相互作用，使得自由电子在带电体和导体上转移，且重新分布实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移如图113，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是()图113A闭合开关S1，有电子从枕形导体流向大地B闭合开关S2，有电子从枕形导体流向大地C闭合开关S1，有电子从大地流向枕形导体D闭合开关S2，没有电子通过开关S2思路点拨：开关S1、S2都断开时，由于静电感应，导体a端带负电荷，b端带正电荷不论S

8、1、S2哪个开关闭合，枕形导体都和大地连在一起，则静电感应时的近端是枕形导体，而远端是地球的另一侧C在S1、S2都闭合前，对枕形导体，它的电荷是守恒的，a、b出现的负、正电荷等量，当闭合开关S1、S2中的任何一个以后，便把大地与导体连通，使大地也参与了电荷转移，因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒，由于静电感应，a端仍为负电荷，大地远处应感应出正电荷，因此无论闭合开关S1还是开关S2，都应有电子从大地流向导体，故C选项正确感应起电的解题技巧(1)近异远同：用带电体靠近不带电的导体时，会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷，远离端感应出与带电体电性相同的电荷

9、(2)等量异性：用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时，会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷针对训练1(多选)如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，产生这种现象的原因不是()【导学号：69682019】A人身体上产生电流B花眼的原因C静电感应现象造成D其它的原因ABC如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，产生这种现象的原因是摩擦起电，故A、B、C错误，D正确2.如图114所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近不带电的验电器B，则()图114A验电器金属箔片不张开，因为球A没有和B接触

10、B验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电C验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电D验电器金属箔片张开，因为验电器下端箔片都带上了正电DA球带正电，靠近验电器B时发生静电感应，使验电器金属杆上端带负电，下端金属箔片带上正电而张开，故选D.电荷守恒定律的理解和应用1物体带电的实质和规律(1)使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，也就是物体间或物体内部电荷的重新分配(2)摩擦起电、感应起电和接触起电，均符合电荷守恒定律2两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

11、荷量的一半(2)两个完全相同的导体，都带有一定量的电荷，若两带电体的电量分别是Q1，Q2，则它们接触后再分开都带有的电量，式中电量Q1、Q2均包含它们的正、负号(3)两个完全相同的导体的电荷分布规律如图115所示图1153电“中性”和“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相遇达到电中性的过程有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA6.4109 C，QB3.2109 C，让两绝缘金属球接触在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电子如何转移？转移了多少个电子？思路点拨：两球接触后，两球所带电荷先

12、中和，再平分接触时发生定向移动的是自由电子，由两球原来带电情况可知，自由电子由B球向A球转移【解析】由于QA6.4109 C，QB3.2109 C，根据电荷均分规律，两球接触后带电量相同：QAQB1.6109 C两球接触时，自由电子由B向A转移，转移的个数：n3.01010(个)【答案】均为1.6109 C自由电子由B向A转移3.01010(个)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，也符合上述规律针对训练3根据电荷守恒定律，使

13、两个相同的金属球A、B分别带5q和q的电荷，把它们接触后分开，则A带电量为() 【导学号：69682019】A4qB2qC4qD2qB根据两个相同的带电金属球接触再分开后带电的原则是先中和再平分可知：接触分开后A的带电量为：2q，故选项B正确4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，现让第三个半径相同的不带电金属小球先后与A、B接触后再移开(1)若A、B带同种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比(2)若A、B带异种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比【解析】(1)若A、B带同种电荷，设为q，第三个小球先与A接触，电荷量平均分配，各带电荷量；第三个小球再与B接触，两球电荷量之和

14、平均分配，各带电荷量q.因此A、B带电荷量之比.(2)若A、B两球带异种电荷，设A为q，B为q，则第三个小球先和A接触，电荷量平均分配，各带电荷量；第三个小球再和B接触，先中和再平均分配，各带电荷量q.所以A、B带电荷量之比.【答案】(1)23(2)21当 堂 达 标固 双 基1对物体带电现象的叙述，下列说法正确的是()A一个不带电的物体内一定没有电荷B物体带电一定具有多余的电子C物体带电的过程就是电荷移动的过程D物体带电的过程就是创造电荷的过程C任何物体内部总有正、负电荷，不带电是因为它呈现了电中性，故A错误；物体带电可能是有多余的电子或失去电子，故B错误；带电过程就是电荷移动的过程，故C正

15、确；电荷是不能被创生的，故D错误故选C.2甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(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() 【导学号：69682019】A乙物体也带了1.61015 C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，那么由电荷守恒定律可知，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.3如图116所示，在感应起电中，带负电小球P靠近带绝缘底座的导体MN时，M处将()图116A带负电B带正电C不带电D以上答案均有可能A这是感应起电，当带负电物体靠近带绝缘底