物理：1.1 认识静电 课件(粤教版选修3-1)

第一节认识静电课标定位学习目标：1.了解物体带电的原因，了解物理学的基本观点和思想．2．初步了解电学的发展历程，关注科学技术的主要成就和发展趋势以及电学对经济、社会发展的影响．重点难点：电荷的基本性质与电荷守恒定律的理解和应用．一、起电方法的实验探究1．两种电荷自然界中的电荷有_____种，即________和____________．如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是___________；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是_________．同种电荷相斥，异种电荷相吸．2．起电的方法使物体起电的方法有三种：即__________、___________、____________．两正电荷负电荷正电荷负电荷摩擦起电接触起电感应起电思考感悟1．相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗？提示：不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电．二、电荷守恒定律1．电荷量：电荷的多少叫________．在国际单位制中，它的单位是________，符号为____.2．元电荷电子和质子带有_______________电荷，其电荷量为e＝________________．因所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍，所以将电荷量e称为___________．电荷量库仑C等量而异种的1.6×10－19C元电荷思考感悟2．元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量．另外任何带电体所带电荷量是1.6×10－19C的整数倍．3．电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分．在转移过程中，电荷的__________不变．这个结论叫做电荷守恒定律．代数和核心要点突破一、三种起电方式的微观解释1．摩擦起电两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同．两种物体相互摩擦时，束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电．毛皮摩擦橡胶棒，电子转移到橡胶棒上，橡胶棒带负电，而毛皮失去电子一定带正电．同样也可确定丝绸摩擦玻璃棒时，丝绸带负电．2．接触起电带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电)．3．感应起电当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动．图1－1－1如图1－1－1所示，三个相同的金属球A、B、C放在三个绝缘支架上，A带有电荷，B、C不带电．若B、C接触，将A靠近B端，由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，B上(靠近带电体A的近端)带与A相反的异种电荷，C上(远离带电体A的远端)带与A相同的同种电荷．若将B、C分离，再将带电体A移开，则B、C将带等量异种电荷．若将B、C再靠在一起，则B、C由于发生电中和都不带电．若先将带电体移开，再分离B、C，则B、C上的感应电荷将发生电中和，都不带电．特别提醒：三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．(单选)如图1－1－2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，下列方法中不能使两球都带电的是()图1－1－2A．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，再移走棒解析：选B.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能；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不能；使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所以C能；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能，故选B.二、电荷守恒定律1．电荷守恒定律和能量守恒定律一样，也是自然界中最基本的守恒定律．2．带等量异种电荷的两金属球相接触，发生电荷中和，两球都不再带电，这个过程中两球所带电荷的总量并没有变(为零)，电荷也是守恒的．3．近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子；一对正、负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和总是保持不变，即正、负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾．这时电荷守恒定律表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的．特别提醒：起电过程或“中和”过程在本质上都是电子的得失、转移的过程，电荷总数未变．即时应用(即时突破，小试牛刀)2．(单选)有关物体带电的下列说法，其中正确的是()A．若物体带正电，则说明该带电体内只存在质子B．若物体带负电，则说明该带电体内只存在电子C．若物体不带电，则说明该带电体内不存在质子和电子D．若物体带负电，则带电体内既存在质子又存在电子，且电子数比质子数多解析：选D.物体内总是同时存在质子和电子，物体对外显示带电，实质是其内部电子数与质子数不相等．即使物体对外不显示带电，其内部也存在电子和质子，只是电子数和质子数相等．课堂互动讲练例1(双选)如图1－1－3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，则()电荷间的相互作用图1－1－3A．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．甲图中至少有一个带电D．乙图中两球至少有一个带电【精讲精析】本题考查两种电荷及其相互作用，关键是明确两种电荷的作用规律，两球相互吸引的可能性有两种：一种是带异种电荷，另一种是带电体能吸引轻小物体，因此A错，C对．两球相斥一定是带同种电荷，故B对，D错．【答案】BC(单选)使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．图1－1－4中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()例2验电器的使用图1－1－4【精讲精析】带电的金属球靠近不带电的验电器时，在验电器上感应出电荷，验电器的顶端带上了与金属球异种的电荷，金属箔片带上了与金属球同种的电荷．【答案】B【方法总结】验电器可以判断物体是否带电，带电荷的种类和电荷量的多少．当带电体靠近或接触验电器的金属球时，金属箔都会张开．但要注意区分带电体靠近或接触验电器金属球所带电荷的不同．利用验电器除了能检验电荷，还能演示静电感应现象．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带电荷量为QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？【思路点拨】当两个完全相同的金属球接触后，根据对称性，两个球一定带等量的电荷量．若两个球原先带同种电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异种电荷，则电荷先中和再均分．例3电荷守恒定律的理解及应用【自主解答】接触达到静电平衡后，两球电荷量相等，电荷量为QA′＝QB′＝QA＋QB2＝6.4×10－9＋－3.2×10－92C＝1.6×10－9C在接触过程中，电子从B球转移到A球，则B球共转移的电子的电荷量为ΔQB＝QB′－QB＝1.6×10－9C－(－3.2×10－9C)＝4.8×10－9C转移的电子数为n＝ΔQBe＝4.8×10－9C1.6×10－19C＝3×1010个．ΔQB＝QB′－QB＝1.6×10－9C－(－3.2×10－9C)＝4.8×10－9C转移的电子数为n＝ΔQBe＝4.8×10－9C1.6×10－19C＝3×1010个．【答案】电子由B球转移到A球，共转移了3×1010个电子．变式训练(单选)(2011年珠海高二检测)把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况不可能是()A．带有等量异种电荷B．带有等量同种电荷C．带有不等量异种电荷D．一个带电，另一个不带电解析：选A.把两个完全相同的金属球接触再分开，发现两球之间相互排斥，说明两球带同种电荷．若两球原来带等量异种电荷，接触后电荷中和，小球不带电，分开后不排斥，所以A不可能；若两球原来带等量同种电荷，接触后仍带等量同种电荷，分开后会排斥，所以B是可能的；若两球带不等量异种电荷，则两球接触后，中和一部分电荷，剩余电荷两球平分，所以C是可能的；若小球一个带电，一个不带电，接触后，两球平分电荷，分开后会排斥，所以D也是可能的．