高中物理 第一章 静电场 1 电荷 电荷守恒定律导学案 教科版选修3-1

1、1电荷守恒定律学习目标 1。了解两种电荷的定律及其在自然界中的相互作用。2.知道给物体充电的三种方法。3.掌握电荷守恒定律。4.掌握收费的概念和单位；掌握元电荷的概念。第一，摩擦起电两种电荷【制导研究】用丝摩擦玻璃棒时，玻璃棒有什么样的电荷？用毛皮摩擦橡胶棒。橡胶棒有什么样的电荷？给玻璃棒和橡胶棒充电的原因是什么？答案是玻璃棒带正电，橡胶棒带负电。当丝摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的电子转移到丝上，玻璃棒失去带正电荷的电子，而丝得到带负电荷的电子。当毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子转移到橡胶棒上，橡胶棒使电子带负电，而毛皮失去带正电的电子。知识梳理1.两种电荷及其效应(1)自然界中只有两种电荷：正电荷和

2、负电荷。用丝摩擦的玻璃棒带正电，而用毛皮摩擦的橡胶棒带负电。(2)电荷相互作用定律：相同的电荷相互排斥，不同的电荷相互吸引。2.摩擦带电：当两个物体相互摩擦时，一些松散结合的电子将从一个物体转移到另一个物体，因此原本电中性的物体将带负电，因为它得到了电子，而失去电子的物体将带正电。摩擦带电的本质是电子的转移。判断下列陈述的真假。(1)丝摩擦带正电荷的玻璃棒，证明正电荷从丝转移到玻璃棒。()(2)摩擦带电的过程是将电子从一个物体转移到另一个物体的过程。()(3)摩擦带电现象在没有电子和质子的物体中产生电子和质子。()(4)摩擦起电可能是由于摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体。()二、收费金额

3、元收费引导询问 (1)物体的电荷可以是任意的吗？费用是410-19C吗？(2)电子和质子是元电荷吗？回答(1)物体的充电量不是任意的，它只能是1.6010-19c的整数倍。由于410-19c是1.6010-19c的2.5倍，因此收费金额不能是410-19c。(2)元电荷是最小的电荷，不是物质；电子和质子是真正的粒子，而不是电荷。知识梳理1.充电量：充电量称为充电量，国际单位为库仑，简称库。它用字母c表示.通用单元：微库(C)和纳米库(NC)。1 c=10-6c，1nc=10-9c。2.亚电荷：最小的电荷称为亚电荷，用E表示.所有带电体的电荷要么等于E，要么是E的整数倍.电荷E的值由美国物理学家

4、密立根通过实验首次测量，e=1.6010-19摄氏度.特别提醒元电荷是最小的电荷量，不是物理粒子，没有正电荷或负电荷。虽然质子和电子的电荷等于元电荷，但不能说质子和电子是元电荷。判断下列陈述的真假。(1)通过实验首次用库仑法测量了电子的电荷e。()(2)基本电荷是最小的带电体。()(3)元电荷是质子或电子。()(4)所有带电体的电荷必须等于基本电荷的整数倍。()(5)亚电荷是指等于电子所带电荷量的电荷量。()第三，电荷守恒定律【指导研究】在摩擦充电过程中，一个物体带正电荷，另一个物体带负电荷。这个过程会产生费用吗？在封闭系统中，总电荷会增加还是减少？摩擦充电过程不会产生电荷。在封闭系统中，电荷

5、总量保持不变。【知识梳理】电荷守恒定律电荷既不能产生也不能消灭。它们只能从一个对象转移到另一个对象，或者从一个对象的一部分转移到另一个对象。也就是说，电荷的代数和在任何自然过程中都是守恒的。判断下列陈述的真假。(1)最初不带电荷的丝和玻璃棒摩擦后带不同种类的电荷(2)正电荷和负电荷在一定条件下可以产生和消灭，但它们仍然遵循电荷守恒定律。()(3)将带负电的绝缘金属球放在潮湿的空气中。一段时间后，球上的负电荷几乎为零，这表明球上的负电荷逐渐消失。()四.静电感应和感应带电【指导询问】如图1所示，取一对带绝缘底座的导体甲和导体乙，使其相互接触。起初，它们不带电，附着在下端的金属箔是封闭的。图1(1

6、)将带正电的导体c移近导体a，金属箔会发生什么情况？(2)当甲和乙分开，然后丙被移除，金属箔会发生什么？(3)让甲和乙再次接触，你会看到什么现象？(4)当带有正电导体的C和A接触时，金属箔会发生什么变化？回答(1)C向导体A靠近，两侧的金属箔打开；(2)金属箔仍然打开，但是打开角度变小；(3)甲和乙接触，金属箔闭合；(4)两侧的金属箔是开放的。【知识梳理】了解感应带电和接触带电(1)感应带电：当带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷趋向于或远离带电体，因此导体靠近带电体的一端带有不同的电荷，远离带电体的一端带有相同的电荷。这种现象被称为静电感应。通过静电感应给金属导体

7、充电的方法叫做感应带电。(2)接触带电：当带电体与不带电物体接触时，电荷从带电体转移到不带电物体。(3)感应带电和接触带电的本质是自由电子转移。判断下列陈述的真假。(1)正导体C靠近枕形导体AB，在近端感应相同的电荷，在远端感应不同的电荷。()(2)带正电的导体C靠近枕形导体AB，导体AB中的负电荷移动到靠近C的一端，而正电荷不移动。()(3)在感应带电现象中，金属导体AB中的正负电荷同时分别向两侧移动。()一、对三种发电方式的理解三种上电模式的比较摩擦起电感应功率接触带电现象两个绝缘体携带等量的不同电荷导体两端出现相等的异质电荷导体携带的电荷与带电体相同理由不同的物质对电子的结合能力不同，结

8、合能力强的物质得到电子并带负电荷；失去结合能力弱的电子，带正电荷导体中的电子在电荷之间的相互作用下被转移，使得靠近带电体末端的电荷与带电体相反；远离带电体的一端具有与带电体相同的电特性电子通过电荷之间的相互作用从一个物体转移到另一个物体物质物体之间或物体内部的电荷转移实例1如图2所示，放置在绝缘支架上的带正电的导体球a靠近放置在绝缘支架上的不带电荷的导体b，并且导体b通过带有导线的开关接地。现在，先关闭并断开s，然后移除a，然后移除导体b()图2A.不带电荷的b .带正电荷的C.带负电的d .不确定答案三当解析导体甲靠近导体乙时，导体乙中的自由电子被导体甲吸引，在重力作用下向左移动。在导体B的

9、左端感应出负电荷，在导体B的右端感应出正电荷.当开关S闭合时，地球中的电子在重力的作用下移动到导体B，中和正电荷，从而在导体B中保留负电荷.因此，当开关S断开，导体A移开时，导体B带负电荷，所以c .如训练1的图3所示，当带正电的球c移近不带电荷的枕形绝缘金属导体AB时，枕形导体上的电荷移动是()图3A.正电荷移动到b端，但负电荷不移动B.带负电荷的电子移动到一个终端，但是位置2.当导体接地时，导体和大地可以看作一个导体，导体可以看作是带不同电荷的近端导体，大地变成带相同电荷的远端导体，如图B和c所示.图4二、对电荷守恒定律的理解1.给物体充电的本质不是产生电荷，而是转移物体携带的电荷，即在物

10、体之间或物体内部重新分配电荷。2.电荷中和是指当两个具有相同数量不同电荷的物体接触时，物体通过电子转移达到电中性，电荷不会消失的过程。在示例2中，两个相同的金属球A和B具有相同的电荷量，并且分开一定的距离。现在，第三个相同的不带电荷的金属球连续接触甲和乙，然后离开。(1)如果两个球a和b具有相同的电荷，两个球接触后的电荷比是多少？(2)如果球A和球B的电荷不同，那么两个球接触后的电荷之比是多少？答案是(1)23 (2)21(1)假设a和b的电荷都是q，a和c的电荷是QA=QC=Q .碳与硼球接触后，硼和碳的电荷为Qb=Qc=q。因此，甲和乙的电荷量之比是=。(2)让a带正电，b带负电，电荷量为

11、q .然后，在碳和碳接触之后，碳和碳的电荷是质量保证=质量控制=质量.c和b接触，b和c的电荷是QB=QC =-q，因此，甲和乙的电荷量之比是=。两金属导体接触后的电荷分布规律1.当两个导体的材料和形状不同时，只能确定它们是否带电，但不能确定电荷量。2.如果两个相同的金属球的电荷分别为q1和q2，则有(1)(2)训练2有三个相同的金属球A、B和C，其中球A的正电荷为2.010-5c，球B和C不带电。现在让球丙接触球甲，然后分开，然后让球乙接触球甲，然后分开，最后让球乙接触球丙，然后分开。最后，三个球的费用是质量保证=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

12、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _回答510-6 7.510-6 7.510-6据分析，球C首先与球A接触，然后平均分配球A的电荷，然后质量保证=质量控制=1.010-5，然后让球B与球A接触，然后分离，然后质量保证=质量控制=510-6；最后，让球b和球c接触并分开，然后QB=QC=7.510-6c。三、验电器的原理和使用验电器的两种应用模式及原理(1)带电体接触验电器：当带电物体与验电器上的金属球接触时，一部分电荷转移到验电器上，与金属球连接的两个金属箔带相同的电荷，由于相互排斥而打开。物体携带的电荷越多，转移的电荷越多，排斥力越大，张角越大。(2)带电体靠近验电器：当带电体

13、靠近验电器的金属球时，带电体会在验电器的金属球中感应出不同的电荷，而金属箔会感应出相同的电荷(感应带电)，两个箔会在排斥作用下打开。实施例3将带电的金属球靠近未带电的验电器，验电器的金属箔打开，表示感应电荷在验电器上的分布，如图所示，这是正确的()回答乙带电的金属球被移动到不带电的验电器附近。如果金属球带正电，导体上的自由电子将被吸引，因此验电器的上部将带负电，而箔带正电；如果金属球带负电，导体上的自由电子将被排斥到最远的一端，因此验电器的上部带正电，而箔带负电。因此，选项B是正确的。1.(多选项)关于摩擦起电和感应起电的理解，下面的陈述是正确的()A.摩擦充电表明电荷是可以产生的B.摩擦充电

14、现象表明电荷可以通过摩擦从一个物体转移到另一个物体C.感应带电意味着电荷从带电物体转移到原来不带电的物体上2.当用丝摩擦两根玻璃棒，并将一根玻璃棒靠近另一根被举起的玻璃棒时，如图5中箭头A所示，这种现象很明显。当用毛皮摩擦的橡胶棒靠近用丝绸摩擦的举起的玻璃棒时，现象如箭头b所示接近。然后()图5A.图一中的两根玻璃棒相互吸引B.在图二中，橡胶棒和玻璃棒相互排斥C.图甲和图乙中的玻璃棒带有不同的电荷D.图二显示不同的电荷相互吸引答案D3.(多项选择)最初，甲、乙、丙三个物体都没有充电。现在，物体甲和物体乙相互摩擦后，物体乙又与物体丙接触了。最后，得知物体A的正电荷为1.610-15，物体C的电荷

15、为810-16。以下陈述是正确的()A.物体b必须带负电810-16C。B.物体b可能在2.410-15C范围内带负电荷C.物体C必须有810-16C的正电荷D.物体C必须有810-16C的负电荷回答广告据分析，由于甲、乙、丙不带电，甲、乙之间的摩擦使甲失去电子，带正电1.610-15度；第二个物体得到负电荷为1.610-15摄氏度的电子；部分负电荷被转移到物体C，因为物体B与不带电荷的物体C接触。因此，可以知道物体B和C都带负电荷。从电荷守恒可知，B的负电荷是1.610-15c-810-16c=810-16c，所以A和D是正确的。4.如图6所示，用丝摩擦的玻璃棒与验电器的金属球接触，这使得验

16、电器的金属箔打开。以下关于这一现象的说法是正确的()图6A.两个金属箔带不同的电荷B.两个金属箔都带负电荷金属箔上的电子被转移到玻璃棒上d .取出玻璃棒，金属箔立即结合在一起答案三自然界中只有两种电荷，正电荷和负电荷。丝绸摩擦的玻璃棒带正电。如果它接触验电器的金属球，两个箔带正电。在这个过程中，一些电子会从验电器转移到玻璃棒上。当玻璃棒被移除时，箔片仍然带电，不会立即闭合在一起。选项C是正确的。5.有两个相同的带电金属球A和B，电荷分别为QA=6.410-9C和QB=-3.210-9C。当两个金属球接触时，有多少电子被转移？答案是电子从球B转移到球A 3.01010在解析接触过程中，由于B球带负电，B球上多余的电子被转移到A球上，A球上的一些正电荷被中和，直到B球中性且不带电荷。同时，由于A球带净正电荷，B球上的电子将继续转移到A球，直到两个球带相同的正电荷。在接触过程中，电子从球B转移到球a .接触后，两个球的充电量分别为QA=QB=C=1.610-9C。共转移的电子电荷为q=-QB QB =3.210-9c 1.610-9c=4.810-9c。转移的电子数是n=3.01010件。首先是选择题(1 7题为选择题，8 9题为选择题)1.如图1所示，一位实验教师用一