電荷及其守恒定律

1、電荷及其守恒定律班級 姓名學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道自然界存在兩種電荷,并且只存在兩種電荷。知道同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。2.經(jīng)歷摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)驗(yàn)過程,了解使物體帶電的方法,能從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)。3.理解電荷守恒定律。4.知道電荷量的概念及其國際單位。5.關(guān)注存在元電荷的事實(shí),知道元電荷的概念,知道電荷量不能連續(xù)變化。1.電荷(1)電荷是物質(zhì)的一種屬性,自然界中有兩種電荷,物理學(xué)中規(guī)定,用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫作正電荷;用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫作負(fù)電荷。(2)電荷之間存在相互作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。(3)原子核的正電荷數(shù)量與核外電

2、子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多,所以整個原子對外界較遠(yuǎn)的位置表現(xiàn)為電中性。 (4)電荷的多少叫電荷量。在國際單位制中,它的單位是庫侖,簡稱庫,用符號C表示。 (5)元電荷:科學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量,人們把這個最小的電荷量叫作元電荷,一般用e表示,通常取e=1.60×10-19C。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),所有帶電體的電荷量都是一個最小量的整數(shù)倍,這就是說電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。2.常見的起電方法(1)摩擦起電:通過摩擦使物體帶電的方法叫摩擦起電。當(dāng)兩個物體相互摩擦的時候,一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,于是原來電中性的物體由于得到多余的電子

3、而帶負(fù)電,失去了部分電子的物體則帶正電。 (2)感應(yīng)起電:當(dāng)一個帶電的物體靠近一個導(dǎo)體時,由于電荷間的相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶與帶電體異號的電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶與帶電體同號的電荷。物理學(xué)中把這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)。3.電荷守恒定律(1)電荷既不能創(chuàng)生,也不會消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到另一個部分,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量保持不變。(2)近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在一定的條件下,帶電粒子可以產(chǎn)生和湮滅。因此,電荷守恒定律現(xiàn)在的表述是一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持不變。主題1:探究電荷

4、閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容,回答下列問題。(1)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的?為什么教材中說整個原子只有對外界“較遠(yuǎn)”位置才表現(xiàn)為電中性?(2)與絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電的原因是什么?有人說玻璃棒與任何物質(zhì)摩擦都會帶正電,你認(rèn)為這種說法對么?主題2:實(shí)驗(yàn)感應(yīng)起電閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容,完成“感應(yīng)起電”實(shí)驗(yàn),回答下列問題。(1)當(dāng)帶正電的玻璃棒靠近A端時,為什么A、B兩端的箔片都張開了?當(dāng)移開帶電玻璃棒后,為什么箔片又都閉合了?(2)先分開A、B,再移開帶電玻璃棒,兩端的箔片有什么變化?這又是什么原因?主題3:電荷守恒定律(1)聯(lián)系摩擦起電、靜電感應(yīng)起電、接觸起電實(shí)驗(yàn)過程,分析三種起電方式有什么區(qū)別,物體帶電的

5、本質(zhì)是什么。(2)閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容,寫出電荷守恒定律的兩種表述形式。(3)電中性物體中有無電荷存在?所謂“電荷的中和”是不是正負(fù)電荷一起消失了?對于“電荷的總量保持不變”中的“電荷的總量”你是怎么理解的?主題4:元電荷請同學(xué)們閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容,回答下列問題。(1)什么叫電荷量?它的單位是什么?(2)為什么任何帶電體所帶電荷量都是不連續(xù)的?(3)如何理解元電荷?什么是比荷?電子的比荷是多少?1.電視機(jī)的玻璃光屏表面經(jīng)常有許多灰塵,這主要是因?yàn)?)。A.這是灰塵的自然堆積B.玻璃有極強(qiáng)的吸附灰塵的能力C.電視機(jī)工作時,屏表面溫度較高而吸附灰塵D.電視機(jī)工作時,屏表面有靜電而吸附灰塵2.一帶負(fù)電

6、金屬小球被放在潮濕的空氣中,經(jīng)過一段時間后,發(fā)現(xiàn)該小球上帶有的負(fù)電荷幾乎不存在了。這說明()。A.小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了B.在此現(xiàn)象中,電荷不守恒C.小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的,仍然遵循電荷守恒定律3.如圖所示,掛在絕緣細(xì)線下的輕質(zhì)金屬小球,由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離,由此可判斷()。A.甲圖中兩球一定帶異種電荷B.乙圖中兩球一定帶同種電荷C.甲圖中兩球至少有一個帶電D.乙圖中兩球至少有一個帶電4.下列敘述正確的是()。A.感應(yīng)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.橡膠棒無論和什么物體摩擦都會帶負(fù)電D.帶等量異號電

7、荷的兩個導(dǎo)體接觸后,電荷會消失拓展一、接觸帶電中電荷分配原則的應(yīng)用1.有兩個完全相同的帶電金屬小球A、B,分別帶有電荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,讓兩金屬小球接觸,在接觸的過程中,電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少?拓展二、對感應(yīng)起電的理解及帶電情況的判斷2.如圖所示,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬驗(yàn)電箔片,C是帶正電的小球,下列說法正確的是()。A.把C移近導(dǎo)體A時,A、B上的金屬箔片都張開B.把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,然后移去C,A、B上的金屬箔片仍張開C.把C移近導(dǎo)體A,先把C移走,再把A、

8、B分開,A、B上的金屬箔片仍張開D. 把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,再把C移去,然后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片已閉合電荷及其守恒定律答案第一章靜電場課時1.1電荷及其守恒定律知識體系梳理正電荷負(fù)電荷排斥吸引正負(fù)電中性電荷量庫C元電荷1.60×10-19整數(shù)連續(xù)負(fù)正自由電荷異號同號靜電感應(yīng)創(chuàng)生消滅總量湮滅交換代數(shù)和重點(diǎn)難點(diǎn)探究主題1:(1)物質(zhì)是由原子組成的,在原子內(nèi)帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成原子核,核外有帶負(fù)電的電子,原子核的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量相等,但由于原子內(nèi)正負(fù)電荷并不重疊在一起,所以說原子對“較近”的位置表現(xiàn)為電中性是不妥的,只有對“

9、較遠(yuǎn)”的位置,整個原子才表現(xiàn)為電中性。(2)由于絲綢內(nèi)原子對其電子的束縛能力比玻璃內(nèi)原子對其電子的束縛能力強(qiáng),在絲綢與玻璃棒摩擦的過程中,就會有一些電子從玻璃棒轉(zhuǎn)移到絲綢,使玻璃棒因缺少電子而帶正電。由于原子對電荷的束縛能力的強(qiáng)弱是相對的,玻璃對電子的束縛能力比絲綢弱,并不能說明玻璃對電子的束縛能力比任何物質(zhì)都弱,因此,不能說玻璃棒與任何物質(zhì)摩擦之后都會帶正電。主題2:(1)導(dǎo)體內(nèi)有可以自由移動的電子,正常的時候均勻地分布在導(dǎo)體內(nèi),導(dǎo)體各部分不顯電性。當(dāng)帶正電的玻璃棒靠近A端時,部分自由電子在正電荷的吸引下,向A端聚集,使A端帶負(fù)電,箔片張開;同時,B端因缺少電子而帶正電,箔片也會張開。移開帶

10、電玻璃棒后,導(dǎo)體內(nèi)正負(fù)電荷相互吸引,重新達(dá)到平衡,因此兩端不再帶電,箔片都閉合。(2)先分開A、B,再移開帶電玻璃棒,會發(fā)現(xiàn)兩端的箔片不再閉合。這是由于分開A、B之后,跑到兩端的自由電子不能再回到另一端,A、B導(dǎo)體仍然帶電。主題3:(1)兩個不同的絕緣物體相互摩擦,由于不同物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛力不同而發(fā)生了電子得失,兩物體分別帶上等量異種電荷。不帶電導(dǎo)體靠近帶電體時,導(dǎo)體中的自由電子受帶正(負(fù))電物體吸引(排斥)而靠近(遠(yuǎn)離)帶電物體,從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷。不帶電導(dǎo)體與帶電導(dǎo)體接觸時,由于電荷的重新分布,不帶電導(dǎo)體帶上與帶電導(dǎo)體相同電性的電荷。三種起電方式均為電荷在物體之間或

11、物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移,并不是創(chuàng)造了電荷。(2)電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,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,電荷的總量保持不變。另一種表述:一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。(3)電中性物體中是有電荷存在的,只是電荷的代數(shù)和為0;“電荷的中和”是指物體中正負(fù)電荷的數(shù)量相等,這時正負(fù)電荷的代數(shù)和為0;“電荷的總量”是指電荷的代數(shù)和。主題4:(1)帶電體所帶電荷的多少叫電荷量,單位是庫侖(C)。(2)經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明,電荷量不能連續(xù)變化,因?yàn)樽钚〉碾姾闪繛樵姾蒭=1.6×10-19 C,所有帶電體的電荷量

12、等于電荷量e或者是電荷量e的整數(shù)倍。(3)對元電荷的理解:數(shù)值上等于一個電子或質(zhì)子所帶電荷量的絕對值,但絕不能說質(zhì)子和電子是元電荷。比荷是指帶電體的電荷量和質(zhì)量的比值。電子的比荷:= C/kg=1.76×1011 C/kg?；A(chǔ)智能檢測1.D2.CD3.BC4.B全新視角拓展1.電子由B向A轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移了3.0×1010個【解析】由于兩小球完全相同,中和后剩余的正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量為:QA'=QB'=(QA+QB)=×(6.4×10-9-3.2×10-9) 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球帶上QB'的正電,這樣,共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為:Q=-QB+QB'=3.2×10-9C+1.6×10-9C=4.8×10-9 C轉(zhuǎn)移的電子個數(shù)n=3.0×1010個。2.AB【解析】雖然A、B起初都不帶電,但帶正電的小球C移近導(dǎo)體A時,對A、B內(nèi)的電荷有力的作用,使A、B中的自由電子向左移動,使得A端積累了負(fù)電荷,B端積累了正電荷,其下部貼有的金屬箔片因?yàn)榻佑|帶電,也分別帶上了與A、B同種的電荷。由于同種電荷間的斥力,所以金屬箔片都張開,A