2019-2020学年高中物理 第1章 从富兰克林到库仑 1 从闪电谈起课件 沪科版选修1-1

第1章从富兰克林到库仑1．1从闪电谈起第1章从富兰克林到库仑1．能识别静电现象，通过实验认识摩擦起电现象，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．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．4．尝试运用静电规律解释一些常见的自然现象和生活中的问题．一、静电现象的发现人们最早注意的起电现象是摩擦起电．我国学者王充发现甲壳等物体能吸引芥子之类的轻小物体，古希腊人也发现了琥珀等物体经摩擦后能吸引草屑等小物体，后来在大量的摩擦起电实验中，人们发现电荷有两种——__电荷和__电荷．1．用丝绸摩擦过的玻璃棒带__电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带__电荷．正负正负2．带电体能_____轻小物体；同种电荷相_____，异种电荷相_____．3．检验物体是否带电通常用_______．4．物体带电的三种不同方式：_____起电、_____起电、_____起电．吸引排斥吸引验电器摩擦感应接触带正电的物体甲可以吸引轻小物体乙，乙一定带负电吗？提示：不一定，乙有可能不带电．二、电学的“法典”——电荷守恒定律1．电荷守恒定律：电荷既不能_____，也不能_____，它只能从一个物体转移到另一个物体上去，或从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持_____．2．尖端放电：电荷在导体表面的分布一般是不均匀的，越是尖突的部分，__________越大，也越容易_____，这称为__________．创生消失不变电荷密度放电尖端放电三、富兰克林统一天电与地电1752年，美国科学家富兰克林在费城做了一次著名的_____实验，证明了摩擦起电所获电的性质和天空中的闪电是_____的．揭开了千百年来遮盖着雷电的神秘面纱，统一了天电与地电．风筝同样一、物体带电的三种方式1．摩擦起电(1)用摩擦的方法使物体带电：两种不同物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电．(2)摩擦起电的原因：不同物质组成的物体，由于原子核对核外电子束缚能力不同，在摩擦过程中由于摩擦力做功，对核外电子束缚能力弱的原子失去电子而带正电，对核外电子的束缚能力强的原子获得电子而带负电，且两个物体带等量的正、负电荷(恰好中和时，两导体都不带电)．2．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，从而使不带电的物体带电，这种现象我们称为静电感应现象．感应起电的实质是：在带电体上电荷的作用下，导体上的正、负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分．例如：取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体A、B，使它们彼此接触．用带正电的有机玻璃球C靠近A、B(如图所示)，将A、B分开，再移走C，则A将带有负电荷，B将带有正电荷且A、B的带电量相等，将A、B接触，A、B将不再带电．3．接触带电(1)用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．(2)两个完全相同的导体球发生接触时，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分；两个导体球分离后，各带等量的同种电荷(恰好中和时，两导体球都不带电)．(1)感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触而只是靠近，后者必须直接接触．(2)三种带电方式都不是创造了新电荷，而是电荷在不同物体间发生转移或在同一物体上重新分布．二、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．题型1摩擦起电甲、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1．6×10－15C的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是()A．乙物体也带了1．6×10－15C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2×104个电子[思路点拨]摩擦起电的过程就是电子从一个物体转移到另一个物体的过程，两物体带等量异种电荷．[解析]甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1．6×10－15C的正电，那么由电荷守恒可知，乙应带了1．6×10－15C的负电，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．[答案]B此题主要应用电荷守恒定律和元电荷知识进行分析．1．下列现象中不属于摩擦起电的是()A．将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑，纸屑被吸起B．在干燥的冬季脱毛绒衣时，会听到轻微的噼啪声C．擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬，四处飘落D．穿着化纤类织物的裤子走路时，裤腿上常容易吸附灰尘解析：选C．摩擦起电后物体带静电，能吸引轻小物体，也能产生火花放电，故选项C正确．题型2感应起电如图所示，将带电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，下述几种方法中能使两球都带电的是()A．先把两球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D．棒的带电量不变，两导体球不能带电[思路点拨]感应起电的实质是不带电的导体在带电体电荷的作用下，电荷从物体的一部分转移到另一部分．[解析]带电棒靠近两导体球时，会在甲球感应出异种电荷，乙球聚集同种电荷．此时若先分开甲、乙，再拿走棒，甲带与带电棒电性相反的电荷，乙带与之相同的电荷；若先移走带电棒，甲、乙两球将呈电中性，再分开甲、乙两球，两球都不带电，故选项A对，选项B错．将带电棒与两球接触，带电棒上的电荷将转移到两球上，分开后两球带与带电棒同种性质的电荷，故选项C对．[答案]AC解决感应带电问题时易出现导体分开和移走带电体先后顺序的错误，要先将导体分开，后移走带电体，以防电荷的重新中和．题型3接触起电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()A．＋6q，＋6qB．＋7q，＋5qC．＋12q，＋12qD．＋q，＋q[答案]A题型4电荷守恒定律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]两个半径相同的小球互相接触时，若带同种电荷，则电荷平分；若带异种电荷，则电荷先中和后平分．[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q2，A带电荷量为q2，原不带电小球再与B接触，总电荷量平分，q2＋q2＝34q，原不带电小球与B均带电荷量为34q，所以电荷量之比为q2∶34q＝2∶3．带异种电荷时，A带电荷量为q2，B带电荷量为q－q22＝q4，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2∶1．[答案](1)2∶3(2)2∶1接触带电是电荷的转移，电量的计算要根据电荷的均分原理进行计算．2．下列关于带电现象的说法正确的是()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．相互摩擦的两个物体一定能起电C．带电现象的本质是电子的转移，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．自然界中的电荷总量不变解析：选D．玻璃棒与丝绸摩擦后会失去电子因而带正电，但玻璃棒与其他物体摩擦后不一定总是失去电子，因而不能确定其电性，同理也无法确定橡胶棒的电性，故A错；并不是任意两个物体间摩擦时都能起电，故B错；物体如果原来带正电，得到电子后，可能带正电也可能带负电，故C错；根据电荷守恒定律可知D对．