1、-1-第一章 静电场-2-1 电荷及其守恒定律-3-1 电荷及其守恒定律 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 情境导入课程目标 1.知道自然界中只存在两种电荷,知道电荷间的相互作用.2.了解使物体带电的方法,能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质.3.理解电荷守恒定律.4.知道电荷量和元电荷的概念,知道电荷量不能连续变化.-4-1 电荷及其守恒定律 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 一、电荷1.两种电荷:
2、自然界中的电荷只有正、负两种电荷.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷.-5-1 电荷及其守恒定律 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 思考讨论如图是原子的结构模型,结合模型思考以下问题:质子所带的电荷相互吸引还是相互排斥?使原子核中的质子、中子紧密结合在一起的力是电荷间的相互作用力吗?提示:质子所带的电荷相互排斥,原子核中的质子、中子能够紧密结合在一起,是质子间、中子间以及质子与中子间核力作用的结果,不是电荷间相互作用力的结果.-6-1 电荷及其守恒定律 JICHU Z
3、HISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 2.电荷间的相互作用:同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引.3.物体带电的三种方法(1)接触起电:一个物体带电时,电荷之间会相互排斥,如果接触另一个导体,电荷会转移到这个导体上,使这个导体也带电,这种带电方式称为接触起电.(2)摩擦起电:当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧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.-7-1 电荷及其守恒定律 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIA
4、N重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三(3)感应起电自由电子:金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做自由电子.静电感应: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(如图所示).感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程.-8-1 电荷及其守恒定律 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 思考讨论如图所示,干燥的季节,当人的手接触
5、化纤衣物时,为什么会有触电的感觉?提示:手与衣物摩擦,产生了静电.-9-1 电荷及其守恒定律 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 二、电荷守恒定律1.第一种表述:电荷既不会创生,也不会消灭,它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,电荷的总量保持不变.2.第二种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变.-10-1 电荷及其守恒定律 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIAN
6、XI随堂练习 一 二 三 思考讨论带有等量异号电荷的金属球接触后会发生电荷的中和,此时电荷被消灭了吗?提示:中和时,系统所带电荷的代数和不变,电荷并没有消失,只是正、负电荷数相等,从而对外显电中性.-11-1 电荷及其守恒定律 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 三 三、元电荷1.电荷量:电荷的多少叫电荷量,在国际单位制中,它的单位是库仑,简称库.用符号 C 表示.2.元电荷:质子、正电子所带的电荷量是科学实验发现的最小电荷量,这个最小的电荷量叫做元电荷.元电荷的值:e=1.6010-19 C.3.
7、电荷量的不连续性:带电体的电荷量或者等于 e,或者是 e 的整数倍.电荷量是不能连续变化的物理量.4.比荷:电子的电荷量 e 与其质量 me 之比,叫做电子的比荷.-12-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 三种带电方式 问题导引 下面左图是古老的摩擦起电机,右图是感应起电机.结合图片,思考:(1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷?(2)感应起电能发生在绝缘体上吗?原因是什么?-13-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 J
8、ICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 提示:(1)两个绝缘体摩擦时,其中一个物体失去电子,另一个物体得到电子,分别带上了正、负电荷;(2)感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中的电子不能自由移动.-14-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.三种起电方式的区别和联系 摩擦起电感应起电接触起电产生及条件两个不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时带电导体和导体接触时现象两物体带上等量异号电荷导体两端出现
9、等量异号电荷,且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同电性的电荷-15-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子转移导体中的自由电子受到带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥举例摩擦后的毛皮和橡胶棒分别带正电荷和负电荷放于电场中的导体两端带有等量异号电荷验电器的工作原理实质电荷在物体之间和物体内部的转移-16-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页
10、JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 温馨提示(1)感应起电成功的关键在于先分开两物体(或先断开接地线)然后再移去带电体.(2)感应起电只适用于导体,绝缘体因其无自由移动的电子而不会感应起电.(3)在摩擦起电现象中,对原子核外电子束缚能力差的物体因失去电子而带正电,对原子核外电子束缚能力强的物体因得到电子而带负电.-17-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.感应起电的步骤如图所示.(1)使带电体 C(
11、假设带正电荷)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 带负电荷,B 带正电荷.-18-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 3.感应起电判断方法(1)带电体靠近导体时,靠近带电体的近端与带电体所带电荷异号,远离带电体的远端与带电体所带电荷同号.(2)凡遇到接地问题时,该导体与地球组成一个导体,则该导体为近端物体,与带电体所带电荷异号,地球为远端,与带电体所带电荷同号.-19-1 电荷及其守恒定律 ZHO
12、NGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 电荷守恒定律的理解 问题导引 图中是正、负电子湮没示意图,观察图片,思考:(1)“电中性”的物体内是否有电荷存在?正、负电子湮没时,电荷是否消失?(2)电荷守恒定律中,电荷的总量不变的含义是什么?-20-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 提示:中和现象是正、负电荷的结合过程,正、负电荷并没有消失;正、负电子湮没时,正、负
13、电荷消失.电荷的总量不变的含义是电荷的代数和保持不变.-21-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.物体带电的实质使物体带电不是创造了电荷,使物体不带电也不是消灭了电荷.物体带电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间电荷的重新分配.摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律.2.“中性”与“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:两个带有等量异号电荷的带电体相遇达到电中性的过程.-22-1 电
14、荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 3.守恒的广泛性电荷守恒定律和能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都不违背电荷守恒定律.电荷守恒定律也涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律.例如,一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子,一对正、负电子可同时湮没,转化为光子.在这种情况下,带电粒子总是成对产生或湮没,电荷的代数和不变.-23-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 S
15、UITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 4.应用电荷守恒定律分析接触起电现象中电荷量的分配(1)导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关.完全相同的金属球接触时,电荷量平均分配;形状、大小不同的导体接触时电荷量不能平均分配.无论哪种情况,接触前后电荷总量不变.(2)完全相同的金属球接触起电时电荷量的分配情况用带电荷量是 Q 的金属球与不带电的金属球接触后,两小球均带2的电荷量,电性与原带电金属球相同.-24-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二
16、 探究三 用带电荷量 Q1 与带电荷量 Q2 的金属球接触,若两球带同号电荷,则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半,即 Q1=Q2=1+22,电性与两球原来所带电荷的电性相同.若两球带异号电荷,接触后先中和等量的异号电荷,剩余电荷量平均分配,电性与接触前带电荷量大的金属球的电性相同.-25-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三【例 2】有两个完全相同的带电绝缘金属球 A、B,分别带有电荷量QA=6.410-9 C,QB=-3.210-9 C,让两绝缘金属球接触
17、.接触后,A、B 带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移,转移了多少?点拨:两个完全相同的金属球接触后,正、负电荷先中和再平均分配,参与转移的只是导体中的自由电子.-26-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 解析:两小球接触时,电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配,即接触后两小球的电荷量QA=QB=+2=6.410-9+(-3.210-9)2C=1.610-9 C在接触过程中,电子由 B 球转移到 A 球,自身的净电荷全部中和后,继续转移,直
18、至其带 QB的正电荷,这样,共转移的电子电荷量为Q=QB-QB=1.610-9 C-(-3.210-9 C)=4.810-9 C.答案:均为 1.610-9 C 电子由 B 球转移到了 A 球,转移的电荷量为-4.810-9 C-27-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 题后反思(1)相同的金属球带同号电荷时,接触时总电荷量平分;(2)相同的金属球带异号电荷时,接触时电荷中和后将剩余电荷平分.触类旁通上题中 A、B 两球固定好后,让第三个与它们相同的小球 C 反
19、复与 A、B 接触,最终 A、B 两球带的电荷量和电性如何?提示:由于三球完全相同,反复接触后三球均分中和后的电荷量,故 A、B均带正电,电荷量为Q=+3=6.410-9-3.210-93C=161510-9 C.答案:均为161510-9 C 均为正电-28-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 验电器的原理和应用 问题导引 图中是自制验电器、自制验电羽示意图,观察图片,思考以下问题:(1)验电器金属球接触带电体后,金属片是否带电?(2)当带电体靠近而不接触验电
20、器金属球时,金属片是否张开?-29-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 提示:验电器金属球接触带电体后带电,金属片带上与金属球相同性质的电荷;带电体靠近验电器小球时,金属片也会张开.-30-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲1.验电器的构造:如图所示,图中上部是一金属球,它和金属杆相连接,金属杆穿过橡皮塞,其下端挂两片极
21、薄的金属箔片,封装在玻璃瓶内.2.验电器的原理(1)当带电的物体与验电器的金属球接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同号电荷,因相互排斥而张开.物体带电荷越多,电荷转移的越多,两金属箔片的斥力越大,张开的角度也越大.(2)当带电体靠近但不接触验电器的金属球时,金属箔片也可张开.因为带电体会使近端金属球上感应出异号电荷,而远端箔片上会感应出同号电荷(感应起电),在斥力作用下箔片张开.3.验电器的作用:可以判断物体是否带电、带电荷的种类和电荷量的多少.-31-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 S
22、UITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 特别提醒(1)分析验电器的工作原理,利用的是接触起电和感应起电的知识.(2)验电器金属球与金属箔片上可能带上同号电荷,也可能带上异号电荷,两个金属箔片上所带的一定是同号电荷.-32-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三【例 3】(多选)如图所示的是一个带正电的验电器,当一个金属球 A 靠近验电器上的金属小球 B时,验电器中金属箔片的张角减小,则()A.金属球 A 可能不带电B.金属球 A 可能带负电C.金
23、属球 A 可能带正电D.金属球 A 一定带负电点拨:靠近和接触验电器金属球都可以判断其是否带电,前者发生的是静电感应现象,后者是因为带电体所带的电荷可以转移到验电器上.-33-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 解析:验电器的金属箔片之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同号电荷相互排斥,张开角度的大小决定于两金属箔片带电荷量的多少.如果 A球带负电,靠近验电器的 B 球时,异号电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金属箔片张角减小,选项 B
24、正确,选项 C 错误.如果 A球不带电,在靠近 B 球时,发生静电感应现象使 A 球靠近 B 球的端面出现负的感应电荷,而背向 B 球的端面出现正的感应电荷.由于 A 球上负电荷离验电器较近而表现为吸引作用,从而使金属箔片张角减小,选项 A 正确,选项 D错误.答案:AB-34-1 电荷及其守恒定律 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 探究三 题后反思验电器的带电分析:验电器工作时,可用带电体靠近验电器的金属小球,也可以用带电体接触验电器的金属小球.无论哪种情况都满足起电的规律.(1)靠近时
25、,属于感应起电,验电器金属球和金属箔片上带异号电荷.(2)接触时,属于接触起电,验电器金属球和金属箔片上带同号电荷.触类旁通如果该题中 A 带负电,那么和 B 接触后金属箔片的张角如何变化?提示:张角变小.-35-1 电荷及其守恒定律 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 51.(多选)对于元电荷的理解,下列说法正确的是()A.元电荷就是指电子或质子本身B.所有带电体的带电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取 e=1.6010-19 CD.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根用实验
26、测得的答案:BCD-36-1 电荷及其守恒定律 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 52.导体 A 带 5q 的正电荷,另一完全相同的导体 B 带 q 的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则导体 B 的带电荷量为()A.-qB.qC.2qD.4q解析:相同带电体接触后,电荷量先中和,后平分.答案:C-37-1 电荷及其守恒定律 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 53.(多选)如图所示,
27、挂在绝缘细线下的轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以()A.甲图中两球一定带异号电荷B.乙图中两球一定带同号电荷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解析:若两物体相互排斥,必定带同号电荷,选项 B 正确,选项 A 错误;若两物体相互吸引,二者可能带异号电荷,也可能一个带电荷,另一个不带电荷,选项 D 错误,选项 C 正确.答案:BC-38-1 电荷及其守恒定律 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 54.如图所示,用起电机使金属球 A 带正电,靠近验电器B,则()
28、A.验电器金属箔片不张开,因为球 A 没有和 B 接触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,因为验电器下部箔片带上了正电-39-1 电荷及其守恒定律 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 5解析:因球 A 带正电,靠近验电器 B,根据同号电荷相斥、异号电荷相吸的原理,验电器金属箔片中的电子就会被金属球 A 中正电荷吸引到验电器的上端小球上,所以下端的金属箔片就会带上正电.因为同号电荷相互排斥,故箔片张开,所以
29、 D 正确.答案:D-40-1 电荷及其守恒定律 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 55.如图所示,放在绝缘支架上带正电的导体球 A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体 B,导体 B 用导线经开关接地,现把开关先合上再断开,再移走 A,则导体 B()A.不带电B.带正电C.带负电D.不能确定-41-1 电荷及其守恒定律 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 5解析:开关 S 合上时,导体 B 与地球变为一个整体,导体 B 为近端物体,地球为远端物体,故导体 B 带上负电,开关 S 断开,导体所带负电荷无法与地球上的电荷中和,所以移走 A 后,导体 B 上仍然带负电,选项 C 正确.答案:C
