高中物理 第一章 電場 第一節(jié) 認(rèn)識靜電學(xué)案 粵教版選修3-1

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1、 第一節(jié)　認(rèn)識靜電 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 1．能記住兩種電荷及其相互作用．知道點(diǎn)電荷量的概念． 2．了解靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因；知道原子結(jié)構(gòu)，能記住電荷守恒定律． 3．知道什么是元電荷．能記住元電荷的電荷量． 重點(diǎn)：靜電產(chǎn)生的三種方式及原理、電荷守恒定律及電量平分原則． 難點(diǎn)：理解靜電產(chǎn)生的本質(zhì)——并沒有創(chuàng)造電荷，而是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移． 1．兩種電荷 自然界中的電荷有____種，即________和________．如：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是________；用干燥的毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是________．同種電荷相斥，異種電荷相吸． 2．電荷量

2、物體所帶電荷一般是不同的，電荷的多少叫________，正電荷的電荷量用______來表示，負(fù)電荷的電荷量用______來表示．等量的異種電荷完全抵消的現(xiàn)象叫做______． 3．元電荷 電子和質(zhì)子帶有__________電荷，其電荷量為e＝________．因所有帶電體的電荷量等于e或e的整數(shù)倍，所以將電荷量e稱為________． 預(yù)習(xí)交流1 一個(gè)帶電小球所帶電荷量為q，則q可能是（　?。? A．3×10－19 C　　　　　　　B．1.6×10－17 C C．0.8×10－19 C D．9×10－19 C 4．起電 使物體起電的方式有________、

3、__________、__________等．物體起電的實(shí)質(zhì)是______電子或______電子． 5．電荷守恒定律 電荷既不能______，也不能______，它們只能從一個(gè)物體______到另一個(gè)物體，或從物體的一部分______到另一部分． 預(yù)習(xí)交流2 有同學(xué)認(rèn)為用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，因此玻璃棒沒有負(fù)電荷，他的觀點(diǎn)正確嗎？你是怎樣認(rèn)識這個(gè)問題的？ 在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時(shí)加以關(guān)注？請?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！ 我的學(xué)困點(diǎn) 我的學(xué)疑點(diǎn) 答案： 1．兩　正電荷　負(fù)電荷　正電荷 負(fù)電荷 2．電荷量　正數(shù)　負(fù)數(shù)　中和 3．等量異種　1.6×10－

4、19 C　元電荷 預(yù)習(xí)交流1：B　解析：由于所有帶電體的電荷量等于e或者是e的整數(shù)倍，而e＝1.6×10－19 C，可知B正確． 4．摩擦起電　感應(yīng)起電　接觸起電　得到　失去 5．創(chuàng)造 　消失 　轉(zhuǎn)移 　轉(zhuǎn)移 預(yù)習(xí)交流2：答案：不正確． 在絲綢和玻璃棒摩擦過程中，玻璃棒中的一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到了絲綢上，從而使得玻璃棒上的正電荷多于負(fù)電荷．從而使玻璃棒顯示正電，所以該同學(xué)的認(rèn)識是錯(cuò)誤的． 一、三種起電方式 怎樣使物體帶上靜電？起電的方法有哪些？ 如圖所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金箔，當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶正電導(dǎo)體C時(shí)（　?。?

5、 A．A端金箔張開，B端金箔閉合 B．用手觸摸枕形導(dǎo)體后，A端金箔仍張開，B端金箔閉合 C．用手觸摸枕形導(dǎo)體后，將手和C都移走，兩對金箔均閉合 D．選項(xiàng)A中兩對金箔分別帶異種電荷，選項(xiàng)C中兩對金箔帶同種電荷 三種帶電方式的比較： 摩擦起電 感應(yīng)起電 接觸起電 產(chǎn)生 及條件 兩不同絕緣體摩擦?xí)r 導(dǎo)體靠近帶電體時(shí) 導(dǎo)體與帶電導(dǎo)體接觸時(shí) 現(xiàn)象 兩物體帶上等量異種電荷 導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同” 導(dǎo)體上帶上與帶電體相同電性的電荷 原因 不同物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛力不同而發(fā)生電子得失 導(dǎo)體中的自由電子受帶正（負(fù)）電物體吸引（排

6、斥）而靠近（遠(yuǎn)離） 電荷之間的相互排斥 實(shí)質(zhì) 均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移 說明：感應(yīng)起電成功的關(guān)鍵在于先分開兩物體（或先斷開接地線）然后再移去帶電體． 二、電荷守恒定律 前面學(xué)習(xí)了三種不同的起電方式，其本質(zhì)都是電子的得失．那么，在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，電荷能隨便增多或減少嗎？ 1．目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是由稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成．u夸克帶電荷量為e，d夸克帶電荷量為－e，e為元電荷，下列判斷正確的是（　?。? A．質(zhì)子是由一個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成，中子是由一個(gè)u夸克和兩個(gè)d夸克組成 B．質(zhì)子是由兩個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成，中子是由一個(gè)u夸克和兩

7、個(gè)d夸克組成 C．質(zhì)子是由一個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成，中子是由兩個(gè)u夸克和兩個(gè)d夸克組成 D．質(zhì)子是由兩個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成，中子是由兩個(gè)u夸克和兩個(gè)d夸克組成 2．有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，讓兩絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移？ 1．在一定條件下，電荷是可以產(chǎn)生和湮沒的，但電荷的代數(shù)和不變． 2．導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)．形狀、大小完全相同的導(dǎo)體接觸時(shí)，電荷量平均分配；形狀、大小不相同的導(dǎo)體接觸時(shí)電荷量不能平均分配． 3．用完全相同的導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的

8、分配情況： （1）用帶電荷量是Q的金屬球與不帶電的金屬球接觸后，兩小球均帶的電荷量，電性與原帶電金屬球電性相同． （2）用帶電荷量Q1與帶電荷量Q2的金屬球接觸，若兩球帶同種電荷，則每個(gè)小球所帶的電荷量均為總電荷量的一半，即，電性與兩球原來所帶電荷的電性相同．若兩球帶異種電荷，接觸后先中和等量的異種電荷，剩余電荷量平均分配，電性與接觸前帶電荷量大的球的電性相同． 1．下列敘述正確的是（　?。? A．摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程 B．接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程 C．玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電 D．帶等量異種電荷的兩個(gè)導(dǎo)體接觸后，電荷會消失，這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒 2．有關(guān)物體

9、帶電的下列說法，其中正確的是（　　）． A．若物體帶正電，則說明該帶電體內(nèi)只存在質(zhì)子 B．若物體帶負(fù)電，則說明該帶電體內(nèi)只存在電子 C．若物體不帶電，則說明該帶電體內(nèi)不存在質(zhì)子和電子 D．若物體帶負(fù)電，則帶電體內(nèi)既存在質(zhì)子又存在電子，且電子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多 3．關(guān)于電荷量，下列說法錯(cuò)誤的是（　?。? A．物體的帶電荷量可以是任意值 B．物體的帶電荷量只能是某些值 C．物體的帶電荷量最小值為1.6×10－19 C D．一個(gè)物體帶1.6×10－9 C的正電荷，這是它失去了1.0×1010個(gè)電子的緣故 4．如圖所示，原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN在其下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔．若使帶負(fù)電的

10、絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（　?。? A．只有M端驗(yàn)電箔張開 B．只有N端驗(yàn)電箔張開 C．兩端的驗(yàn)電箔都張開 D．兩端的驗(yàn)電箔都不張開 5．10－7 C的負(fù)電荷含有多少個(gè)電子？ 提示：用最精煉的語言把你當(dāng)堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進(jìn)行識記． 知識精華 技能要領(lǐng) 答案： 活動與探究1：答案：摩擦起電，接觸起電，還有感應(yīng)起電． 遷移與應(yīng)用1：BD　解析：根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn)了負(fù)電，在B端出現(xiàn)了正電，這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷，只是電荷的重新分布，金箔上帶同種電荷相斥而張

11、開．選項(xiàng)A錯(cuò)誤．用手觸摸枕形導(dǎo)體后，B端不是最遠(yuǎn)端了，人是導(dǎo)體，人的腳部甚至地球是最遠(yuǎn)端，這樣B端不再有電荷，金箔閉合，選項(xiàng)B正確．用手觸摸導(dǎo)體時(shí)，只有A端帶負(fù)電，將手和C移走后，不再有靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電便分布在枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶有負(fù)電，兩對金箔均張開．選項(xiàng)C錯(cuò)誤．由以上分析看出選項(xiàng)D也正確． 活動與探究2：答案：不能． 遷移與應(yīng)用2：1．B　解析：根據(jù)質(zhì)子的帶電荷量為e，所以質(zhì)子是由兩個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成，；中子不顯電性，所以中子是由一個(gè)u夸克和兩個(gè)d夸克組成，．故選項(xiàng)B正確． 2．答案：見解析 解析：當(dāng)兩小球接觸時(shí)，帶電荷量少的負(fù)電荷先與正電荷中和，剩余的正電荷再重新

12、分配，由于兩小球相同，剩余正電荷必均分，即接觸后兩小球帶電荷量：QA′＝QB′＝（QA＋QB）/2＝C＝1.6×10－9 C． 在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，不僅將自身電荷中和，且繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶QB′的正電． 當(dāng)堂檢測 1．B　解析：電荷是不能創(chuàng)造的，摩擦起電實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移的過程，但摩擦起電時(shí)電子應(yīng)從對電子束縛力弱的物體轉(zhuǎn)移到束縛力強(qiáng)的物體上，所以玻璃棒并不是和什么物體摩擦都帶正電．帶等量異種電荷的兩個(gè)物體接觸后，電荷會消失，這種現(xiàn)象叫中和．一對正、負(fù)電子轉(zhuǎn)化為光子，才是湮滅．故只有B正確． 2．D　解析：物體內(nèi)總是同時(shí)存在質(zhì)子和電子，物體對外顯示帶電，實(shí)質(zhì)是其內(nèi)部電子數(shù)與質(zhì)

13、子數(shù)不相等．即使物體對外不顯示帶電，其內(nèi)部也存在電子和質(zhì)子，只是電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等． 3．A　解析：電荷量的最小值為元電荷，即1.6×10－19 C，物體實(shí)際帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍．一個(gè)物體失去1.0×1010個(gè)電子，則其帶正電荷量為1.0×1010×1.6×10－19 C＝1.6×10－9 C，故B、C、D的說法都對，所以錯(cuò)誤的說法為A． 4．C　解析：當(dāng)帶負(fù)電A球靠近M端時(shí)，由于靜電感應(yīng)，在M端有正電荷，負(fù)電荷移動到N端，而且M、N兩端電荷量相等，所以兩端驗(yàn)電器箔片都張開． 5．答案：6.25×1011 解析：因?yàn)?e＝1.6×10－19 C 所以n＝＝＝6.25×1011． 5