－人教版選修311.1 電荷及其守恒定律 學(xué)案.doc

1.1 電荷及其守恒定律 學(xué)案 要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1自然界中只存在兩種電荷：同種電荷互相 ，異種電荷互相 。2電子和質(zhì)子帶有等量的異種電荷，電荷量e c。實(shí)驗(yàn)指出，所有帶電體的電荷量都是電荷量e的 。所以，電荷量e稱為 。電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家 測得的。3使不帶電的物體通過某種方式轉(zhuǎn)化為帶電狀態(tài)的過程叫 。常見的起電方式有 、 和 等。例如：一個(gè)帶電的金屬球跟另一個(gè)與它完全相同的不帶電的金屬球接觸后，兩者必定帶上等量同種電荷；用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶 電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶 電；不帶電的導(dǎo)體在靠近帶電體時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷受到帶電體的作用而重新分布，使導(dǎo)體的兩端出現(xiàn) 電荷。4電荷守恒定律：電荷既不能 ，也不會(huì) ，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷量的總量保持不變。電荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在發(fā)生正負(fù)電荷湮沒的過程中，電荷的代數(shù)和仍然不變，所以電荷守恒定律也常常表述為：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。5原子核的正電荷數(shù)量與核外電子的負(fù)電荷的數(shù)量一樣多，所以整個(gè)原子對 表現(xiàn)為電中性。6不同物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不同，核外電子的多少和運(yùn)動(dòng)情況也不同。在金屬中離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)，這種電子叫做自由電子。失去這種電子的原子便成為帶正電的離子，離子都在自己的平衡位置上振動(dòng)而不移動(dòng)，只有自由電子穿梭其中。所以金屬導(dǎo)電時(shí)只有 在移動(dòng)。 范例精析例1 圖1-1-1所示，a、b、c是三個(gè)安裝在絕緣支架上的金屬體，其中c球帶正電，a、b兩個(gè)完全相同的枕形導(dǎo)體不帶電。試問：（1）如何使a、b都帶等量正電？（2）如何使a、b都帶等量負(fù)電？（3）如何使a帶負(fù)電b帶等量的正電？ 解析 利用靜電感應(yīng)的原理可以輕松解決本題。（1）把a(bǔ)b緊密靠攏，讓c靠近b，則在b端感應(yīng)出負(fù)電荷，a端感應(yīng)出等量正電荷，把a(bǔ)與b分開后再用手摸一下b，則b所帶的負(fù)電荷就被中和，再把a(bǔ)與b接觸一下，a和b就帶等量正電荷。（2）把a(bǔ)b緊密靠攏，讓c靠近b，則在b端感應(yīng)出負(fù)電荷，a端感應(yīng)出等量正電荷，再用手摸一下a或b，則a所帶的正電荷就被中和，而b端的負(fù)電荷不變，移去c以后再把a(bǔ)與b分開，則a和b就帶等量負(fù)電荷。（3）把a(bǔ)b緊密靠攏，讓c靠近a，則在a端感應(yīng)出負(fù)電荷，b端感應(yīng)出等量正電荷，馬上把a(bǔ)與b分開后，則a帶負(fù)電b帶等量的正電。 拓展 把a(bǔ)b緊密靠攏，讓c接觸a或b，然后移去c。再把a(bǔ)與b分開，則a、b都帶等量正電。其它的方法讀者可以進(jìn)一步思考。 例2絕緣細(xì)線上端固定，下端掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜。在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時(shí)，a、b都不帶電，如圖1-1-2所示，現(xiàn)使b帶正電，則( )a.b將吸引a，吸住后不放開b.b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開c.a、b之間不發(fā)生相互作用d.b立即把a(bǔ)排斥開 解析 b帶電后，由于靜電感應(yīng)，a的近b端和遠(yuǎn)b端分別出現(xiàn)等量的負(fù)電荷和正電荷，b對a的吸引作用大于排斥作用。a、b接觸后帶同種電荷，又相互排斥。故選項(xiàng)b正確。 拓展本題中如果a的表面不是鍍有鋁膜，則a的近b端和遠(yuǎn)b端不會(huì)分別出現(xiàn)等量的負(fù)電荷和正電荷，但是由于帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，所以正確的選項(xiàng)仍然是b。 例3請你歸納一下，我們學(xué)習(xí)了哪些起電的方法？這些起電方法的共同特點(diǎn)是什么？解析 我們學(xué)習(xí)了摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電三種起電方法。這些起電方法的共同特點(diǎn)是（1）起電過程中都是負(fù)電荷在轉(zhuǎn)移；（2）起電過程中電荷量是守恒的。 拓展 為什么起電過程中都是負(fù)電荷在轉(zhuǎn)移呢？因?yàn)檎姾杀皇`在原子核內(nèi)，不能隨便移動(dòng)。例4 兩個(gè)完全相同的金屬球，一個(gè)帶+610-8c的電量，另一個(gè)帶210-8c的電量。把兩球接觸后再分開，兩球分別帶電多少？解析 兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后再分開，要平均分配電量，故兩球均帶q=(q1+q2)/2=(+610-