高中物理3-1导学案定稿

前言：目录：学案1电荷及其守恒定律[学习目标定位]1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．1.电荷：(1)自然界中存在两种电荷，分别是电荷和电荷．用丝绸摩擦过的玻璃棒带电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带电荷．(2)电荷间的相互作用规律：同种电荷，异种电荷。一、基本概念1、两种电荷及电荷之间的相互作用规律（1）自然界存在着两种电荷①用丝绸摩擦过的玻璃棒带电荷②用毛皮摩擦过的橡胶棒带电荷（2）电荷之间的相互作用2、使物体带电的方法①物体起电有三种方式：、和.摩擦起电感应起电接触起电产生两种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绝缘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原因不同物体对电子的束缚能力不同，导致相互摩擦时出现电子的得失。束缚能力强的一方得电子，带负电，束缚能力弱的一方失电子，带正电。导体中的自由电荷在带电体电荷的作用下发生转移，使电荷重新分布，结果使靠近带电体一端所带的电荷电性与带电体的电性相反；远离带电体的一端与带电体所带电荷电性相同，即“近异远同”在电荷的相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上实质电荷在物体之间或物体内部的转移3.电荷守恒定律：表述一：电荷既不会创生，也不会，它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.表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，保持不变.4.电荷量(1)电荷量：电荷的多少.其国际单位是，简称，用符号C表示.(2)元电荷：最小的电荷量，即所带的电荷量，用e表示.e＝C，最早由美国物理学家密立根测得.（3）带电体的电荷量只能是元电荷电荷量的整数倍(4)电子的比荷：电子的与电子的之比.5.点电荷----理想化模型（1）条件：带电体之间的距离比带电体的线度大得多，与点电梯的体积大小、质量大小和电量多少无关（2）点电荷模型：当带电体之间的距离比带电体的线度大得多时，可把带电体看作五体积大小，但具有质量和电量的点二、库仑定律1.内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成，与它们的距离的二次方成，作用力的方向在它们的连线上.公式表示为F＝，其中k为静电力常量，数值为k＝.2、表达式：3、适用条件：例题分析例1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中产生电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷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形成的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例2一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上的电荷几乎不存在了，这说明()A.小球上原有的负电荷逐渐消失了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，仍然遵循电荷守恒定律例3下列关于元电荷的说法中正确的是()A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.一个带电体的带电荷量为205.5倍的元电荷C.元电荷没有正负之分D.元电荷e的值最早是由美国科学家密立根通过实验测定的例4把带正电荷的导体球C移近彼此接触的、不带电的绝缘金属导体A、B(如图2所示).则：(1)金属箔片是否张开？(2)如果先把C移走，再将A和B分开，上面的金属箔片会怎样？(3)如果先把A和B分开，然后移开C，上面的金属箔片又会怎样？(4)在(3)的基础上，再让A和B接触，上面的金属箔片又会怎样？课后思考1.在干燥的实验室里，用丝绸摩擦玻璃棒，发现玻璃棒能够吸引轻小的物体，这说明了什么？2、用丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒相互吸引，这又说明了什么？3.为什么玻璃棒和橡胶棒带有不同的电荷？4.如图1所示，若将带电体C靠近导体AB，能否在导体两端感应出电荷？为什么？5、丝绸与玻璃棒相互摩擦，丝绸带上了负电荷，玻璃棒带上了正电荷.电荷是摩擦的过程中创造出来的吗？电荷转移的过程中其总量是否守恒？1.7、电荷量的单位是什么？如何表示正、负电荷？在国际单位制中电荷量的单位是库仑.用电荷量的正负表示电荷的正负.8.物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×10－19C吗？训练1电荷及其守恒定律[基础题]1．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A．2.4×10－19CB．－6.4×10－19CC．－1.6×10－18CD．4.0×10－17C2．下列说法中正确的是()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，电荷会消失，这种现象叫做电荷的湮灭图13．下列关于电现象的叙述中正确的是()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，相互摩擦的两个物体总同时带等量的异种电荷C．摩擦起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．摩擦起电的过程，是通过摩擦创造了等量异种电荷的过程4．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列四个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()5．M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10C，下列判断中正确的是()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10－10个电子6．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球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不带电，如图1所示，现使b球带电，则()A．a、b之间不发生相互作用B．b将吸引a，吸在一起不分开C．b立即把a排斥开D．b先吸引a，接触后又把a排斥开图17．挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图2甲、乙所示，则()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．乙图中两球只有一个带电图2[能力题]8．如图3所示，a、b、c、d为四个带电小球，球与球之间的作用分别为a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，则关于它们的带电情况()A．仅有两个小球带同种电荷B．仅有三个小球带同种电荷C．c、d两小球带同种电荷D．c、d两小球带异种电荷图39．如图4所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()A．A端金箔张开，B端金箔闭合图4B．用手接触枕形导体，A端金箔张开，B端金箔闭合C．用手接触枕形导体后，将手和C分别移走，两对金箔均张开D．选项C中两对金箔带同种电荷[探究与拓展题]10．如图5所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒钟有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C的电荷量，求：图5(1)金属瓶上收集到多少个电子；(2)实验的时间．高考链接1.如图1-7所示，质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则（）A若m1=m2，q1q2，则αβB．若m1=m2，q1q2，则αβC．若q1=q2，m1m2，则αβD．若m1m2，则αβ,与q1、q2是否相等无关2.如图1-8所示，用两根丝线挂着两个质量相同的小球M、N，此时上下丝线的受力分别为TM和TN，如果使M球带正电，N球带负电，上下线受到的力分别为MT、NT，则()m1m2αβ图1-7A.TM＜MTB.TN＞NTC.TM=MTD.TN＜NT3.如图1-9所示，在光滑且绝缘的水平面上，有2个金属小球A和B，它们用一轻弹簧相连，带同种电荷。弹簧伸长x0时小球平衡，如果A、B带电量加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长为x，则x和x0的关系为()A．x=2x0B．x=4x0C．x4x0D．x4x04．如图1-10所示,一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q的电荷，另一电量为+q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷所受力的为零，现在球壳上挖去半径为r（r远小于R）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为(已知静电力恒量为k)，方向．5.有三个完全一样的金属球A、B、C，A球带的电荷量为Q7,B球带的电荷量为Q,C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球跟A球接触，再跟B球接触。最后移去C球答案1．A2.B3.BC4.B5.C6．D7.BC8.BD9．BCD10．(1)5×107(2)5×103s图1-8图1-9图1-10学案2库仑定律的应用[学习目标定位]1.能应用库仑定律分析解决相关的问题(1)能运用库仑定律分析解决平衡类问题（2）能运用库仑定律分析解决非平衡类问题复习巩固1、库仑定律的内容？2、库仑定律的表达式?3、库仑定律的适用条件？1.电荷之间的相互作用规律：同种电荷相互，异种电荷相互.2.牛顿第三定律的内容：作用力与反作用力大小、方向、作用在同一条直线上.新课教学1、库仑定律的应用应用一：如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上，A与B之间和B与C之间的距离均为L，A球带电量为qQA8，B球带电量为qQB，若在小球C上加以水平向右的恒力F，恰好使A、B、C三个小球保持相对静止，球：（1）外力3.探究电荷间作用力的大小跟距离的关系：保持电荷的电荷量不变，距离增大时，作用力；距离减小时，作用力.4.探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系：保持两个电荷之间的距离不变，电荷量增大时，作用力；电荷量减小时，作用力.5.电荷之间存在着相互作用力称为或，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的的乘积成正比，与它们的的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上.6.库仑定律的表达式是：F＝，其中k＝.一、库仑定律[问题设计]1.如图1所示，把两个带同种电荷的完全相同的小球挂在细线下端，可看到两球在静电斥力的作用下分开，静止时细线偏离竖直方向θ角.电荷量不变时，两小球距离越近，θ角越大；两小球距离不变时，电荷量越大，θ角越大.请根据力学知识判断静电力大小的决定因素有哪些？两小球之间的距离，两小球所带的电荷量．2.为了分析电荷之间的相互作用，库仑设计了扭秤实验，库仑扭秤是如何比较库仑力大小的？库仑是如何改变电荷量的大小的？库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆．库仑家里很有钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。著有《电力定律》、《电气与磁性》等书。不仅在力学和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在工程方面也作出过重要的贡献．通过悬丝扭转的角度比较力的大小．库仑用相同的球相接触改变电荷量的大小[要点提炼]1.决定电荷间相互作用力的因素(1)两电荷间的距离：电荷间相互作用力随电荷间距离的增大而.(2)电荷量：电荷间相互作用力随电荷量的增大而.2.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成，与它们的距离的二次方成，作用力的方向在它们的连线上.公式表示为F＝，其中k为静电力常量，数值为k＝.3.点电荷是只有电荷量，没有、形状的带电体，是一种理想化的物理模型.当带电体间的比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷.[延伸思考]库仑定律的适用范围是什么？答案库仑定律适用于真空中点电荷间的相互作用．库仑简介提示：库仑定律公式中的电量q，代入电量的绝对值，r要用国际制单位解析设每个电荷的电荷量为q，已知两点电荷间距r＝1m，相互作用力F＝1N．由库仑定律F＝kq1q2r2＝kq2r2，得q＝Fr2k＝1×129.0×109C≈1×10－5C，这个电荷量与电子电荷量之比为n＝qe＝1×10－51.6×10－19＝6.25×1013，