2018-2019學(xué)年滬科選修3-111靜電現(xiàn)象與電荷守恒學(xué)案

1、1.1靜電現(xiàn)象與電荷守恒知識(shí)脈絡(luò)學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 知道自然界中只存在兩種電荷，掌握電荷間的相互作用.2. 了解使物體帶電的方法，學(xué)會(huì)從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì).(難點(diǎn))3. 理解電荷守包定律，學(xué)會(huì)用電荷守包定律分析物體帶電現(xiàn)象.(重點(diǎn))4. 掌握電荷量和元電荷的概念，知道電荷量不能連續(xù)變化.自主預(yù)習(xí)探新知知識(shí)梳理、物體起電的原因1. 電荷的種類及相互作用(1) 兩種電荷(2) 相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.2. 三種起電方式(1) 摩擦起電兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些受原子核束縛力弱的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，丁是原來(lái)電中性的物體由丁得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物

2、體則帶正電.(2) 感應(yīng)起電當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由丁電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體.使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷.遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷的現(xiàn)象.(3) 接觸起電不帶電的導(dǎo)體接觸帶電物體時(shí)，電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體上,使導(dǎo)體也帶電，這種帶電方式稱為接觸起電.3. 電荷量：物體所帶電荷的多少叫作電荷量,簡(jiǎn)稱電荷或電量.在國(guó)際單位制中，單位是庫(kù)侖,用C表示.二、電荷守包1. 電荷守包定律：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，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)移過(guò)程中,電荷的總量不變.2. 元電荷：電子和質(zhì)子帶有等量的異理電荷,電荷量e

3、=1.6X1019C.實(shí)驗(yàn)指出，所有帶電體的電荷量都是電荷量e的整數(shù)倍.所以,電荷量e稱為元電也.基礎(chǔ)自測(cè)1. 思考判斷(正確的打“/”，錯(cuò)誤的打“X")(1) 兩個(gè)正電荷之間的作用力為斥力，兩個(gè)負(fù)電荷之間的作用力為引力.(X)用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒與毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷為同種電荷.(X)(2) 靜電感應(yīng)就是不帶電的導(dǎo)體接觸帶電體而使導(dǎo)體帶上電荷.(X)(3) 摩擦起電和感應(yīng)起電都不是創(chuàng)造了電荷，是電荷的轉(zhuǎn)移.(V)(4) 元電荷是表示跟一個(gè)質(zhì)子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量.(V)帶負(fù)電的絕緣金屆小球放在潮濕的空間中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間該小球上的負(fù)電荷幾乎為零，可見(jiàn)小球上的負(fù)電荷逐漸消

4、失了.(X)【提示】x同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.(2) X用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電.(3) x靜電感應(yīng)是不帶電的導(dǎo)體靠近帶電體而使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象.(6)x電荷不會(huì)消失，而是發(fā)生了轉(zhuǎn)移.2. 關(guān)于起電，下列說(shuō)法正確的是（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682019】A. 摩擦起電是電荷的轉(zhuǎn)移B. 接觸起電可能是產(chǎn)生電荷的過(guò)程C. 感應(yīng)起電時(shí)，由于帶電體和被感應(yīng)導(dǎo)體不接觸，所以一定是產(chǎn)生了電荷D. 摩擦起電和感應(yīng)起電都可能是創(chuàng)造了電荷A摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，而感應(yīng)起電是電荷從物體的一端移動(dòng)到了另外一端，兩者都不是產(chǎn)生了電荷，故A正確.3. 把一個(gè)

5、帶正電的金屆球A跟不帶電的同樣的金屆球B相碰，兩球都帶等量的正電荷，這是因?yàn)椋ǎ〢. A球的正電荷移到B球上B. B球的負(fù)電荷移到A球上C. A球的負(fù)電荷移到B球上D. B球的正電荷移到A球上BA、B兩球相碰時(shí)，B球上的電子（負(fù)電荷）在A球上正電荷的吸引力作用下，移到A球上，B球失去電子帶正電，A球得到電子中和部分電荷后仍帶正電.（多選）如圖1-1-1所示，在真空中把一個(gè)絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的球P慢慢靠近.關(guān)于絕緣導(dǎo)體兩端的電荷，下列說(shuō)法中正確的是（）圖1-1-1【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682019】A. 兩端的感應(yīng)電荷越來(lái)越少B. 兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷C. 兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷D. 兩端的感應(yīng)電荷

6、電荷量相等CD由于絕緣導(dǎo)體內(nèi)有大量可自由移動(dòng)的電子，當(dāng)它慢慢靠近帶負(fù)電的球P時(shí)，由于同種電荷相互排斥，絕緣導(dǎo)體上靠近P的一端因電子被排斥到遠(yuǎn)端而帶上正電荷，遠(yuǎn)離P的一端帶上了等量的負(fù)電荷.絕緣導(dǎo)體離P球越近，電子被排斥得越多，感應(yīng)電荷越多.故A、B錯(cuò)誤，C、D正確.合作探究玫重難圈三種起電方式對(duì)比理解1. 感應(yīng)起電的步驟感應(yīng)起電有嚴(yán)格的操作步驟：如圖1-1-2所示.圖1-1-2（1）使帶電體C（假設(shè)帶正電）移近相互接觸的兩導(dǎo)體A、B.（2）保持C不動(dòng)，再用絕緣工具分開(kāi)A、B.移走C,則A帶負(fù)電，B帶正電.若操作步驟顛倒，如（2）、（3）顛倒，導(dǎo)體最后不帶電.2. 三種起電方式的對(duì)比摩擦起電感應(yīng)

7、起電接觸起電產(chǎn)生條件兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近市電體時(shí)導(dǎo)體土帶電體接觸時(shí)現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷導(dǎo)體帶上與帶電體電性相同的電荷微觀解釋不同物質(zhì)的原子核對(duì)核外電子的約束力、同，摩擦?xí)r電子從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體導(dǎo)體中的自由電子受到帶電體對(duì)它的排斥（或者吸引），而移向?qū)w的遠(yuǎn)端（或者近端）電荷間的相互作用，使得自由電子在帶電體和導(dǎo)體上轉(zhuǎn)移，且重新分布實(shí)質(zhì)均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移例康如圖1-1-3,把一個(gè)不帶電的枕形導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由丁靜電感應(yīng)，在a、b兩端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說(shuō)法正確的是（）圖1-1-3A. 閉合開(kāi)關(guān)Si,有電子從枕形導(dǎo)體流向大地B.

8、閉合開(kāi)關(guān)有電子從枕形導(dǎo)體流向大地C. 閉合開(kāi)關(guān)S1,有電子從大地流向枕形導(dǎo)體D. 閉合開(kāi)關(guān)S2,沒(méi)有電子通過(guò)開(kāi)關(guān)&思路點(diǎn)撥：開(kāi)關(guān)Si、S2都斷開(kāi)時(shí)，由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體a端帶負(fù)電荷，b端帶正電荷.不論Si、S2哪個(gè)開(kāi)關(guān)閉合，枕形導(dǎo)體都和大地連在一起，則靜電感應(yīng)時(shí)的近端是枕形導(dǎo)體，而遠(yuǎn)端是地球的另一側(cè).C在Si、&都閉合前，對(duì)枕形導(dǎo)體，它的電荷是守恒的，a、b出現(xiàn)的負(fù)、正電荷等量，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)Si、S2中的任何一個(gè)以后，便把大地與導(dǎo)體連通，使大地也參與了電荷轉(zhuǎn)移，因此，導(dǎo)體本身的電荷不再守恒，而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒，由于靜電感應(yīng)，a端仍為負(fù)電荷，大地遠(yuǎn)處應(yīng)感應(yīng)出正電荷，因

9、此無(wú)論閉合開(kāi)關(guān)Si還是開(kāi)關(guān)&,都應(yīng)有電子從大地流向?qū)w，故C選項(xiàng)正確.感應(yīng)起電的解題技巧（1）近異遠(yuǎn)同：用帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體時(shí)，會(huì)在靠近帶電體的一端感應(yīng)出與帶電體電性相反的電荷，遠(yuǎn)離端感應(yīng)出與帶電體電性相同的電荷.（2）等量異性：用帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體（或兩不帶電的相互接觸的導(dǎo)體）時(shí)，會(huì)在原不帶電的導(dǎo)體兩端（或兩不帶電的相互接觸的導(dǎo)體上）感應(yīng)出等量異性的電荷.針對(duì)訓(xùn)練（多選）如果天氣十燥，晚上脫毛衣時(shí)，會(huì)聽(tīng)到“嗯啪”的響聲，還會(huì)看到電火花，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因不是（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682019】A. 人身體上產(chǎn)生電流B.花眼的原因C.靜電感應(yīng)現(xiàn)象造成D.其它的原因ABC如果天氣十燥

10、，晚上脫毛衣時(shí)，會(huì)聽(tīng)到“嗯啪”的響聲，還會(huì)看到電火花，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是摩擦起電，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.如圖1-1-4所示，用起電機(jī)使金屆球A帶上正電，靠近不帶電的驗(yàn)電器B,則()圖1-1-4A. 驗(yàn)電器金屆箔片不張開(kāi)，因?yàn)榍駻沒(méi)有和B接觸B. 驗(yàn)電器金屆箔片張開(kāi)，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了正電C. 驗(yàn)電器金屆箔片張開(kāi)，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了負(fù)電D. 驗(yàn)電器金屆箔片張開(kāi)，因?yàn)轵?yàn)電器下端箔片都帶上了正電DA球帶正電，靠近驗(yàn)電器B時(shí)發(fā)生靜電感應(yīng)，使驗(yàn)電器金屆桿上端帶負(fù)電，下端金屆箔片帶上正電而張開(kāi)，故選D.l#yS2|電荷守恒定律的理解和應(yīng)用1. 物體帶電的實(shí)質(zhì)和規(guī)律(1)使物體帶電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)

11、造了電荷，而是物體所帶的電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移,也就是物體間或物體內(nèi)部電荷的重新分配.(2)摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電，均符合電荷守包定律.2. 兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體的電荷分布規(guī)律(1)兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體，一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電.當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體接觸后再分開(kāi)時(shí)，兩導(dǎo)體所帶的電荷量相等，都等丁原來(lái)電荷量的一半.(2)兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體，都帶有一定量的電荷，若兩帶電體的電量分別是,、，、，一，小，Q1+Q2,一，,一，人、Q1,Q2,則匕們接觸后再分開(kāi)都市有2的電重，式中電重Q、Q2均包含匕們的正、負(fù)號(hào).兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體的電荷分布規(guī)律如圖1-1-5所示.圖1-1-53. 電“中性”和“中和”的理解(1)中性：

12、物體內(nèi)有電荷存在，但正、負(fù)電荷的絕對(duì)值相等，對(duì)外不顯電性.(2)中和：兩個(gè)帶有等量異種電荷的帶電體相遇達(dá)到電中性的過(guò)程.有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屆球A、B,分別帶有電荷量Qa=6.4x109C,Qb=3.2x109C,讓兩絕緣金屆球接觸.在接觸后，A、B帶電荷量各是多少？此過(guò)程中電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少個(gè)電子？思路點(diǎn)撥：兩球接觸后，兩球所帶電荷先中和，再平分.接觸時(shí)發(fā)生定向移動(dòng)的是自由電子，由兩球原來(lái)帶電情況可知，自由電子由B球向A球轉(zhuǎn)移.【解析】由丁Qa=6.4X10-9C,Qb=-3.2X10-9C,根據(jù)電荷均分規(guī)律，兩球接觸后帶電量相同：QA=QB=21.6X10-9C.兩球接觸時(shí)，自

13、由一一，9QaQa(6.41.6)X10電子由B向A轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的個(gè)數(shù)：n=-一=一=3.0X1010(個(gè))e1.6X10-19【答案】均為1.6X109C自由電子由B向A轉(zhuǎn)移3.0X1010(個(gè))電荷的分配規(guī)律(1)兩個(gè)大小完全相同的帶同種電荷的金屆球接觸時(shí)，電荷平均分配.兩個(gè)大小完全相同的帶異種電荷的金屆球接觸時(shí)，電荷先中和，剩余電荷再平分.兩個(gè)大小、形狀完全相同的非球形帶電金屆導(dǎo)體接觸時(shí)，也符合上述規(guī)律.針對(duì)訓(xùn)練根據(jù)電荷守包定律，使兩個(gè)相同的金屆球A、B分別帶+5q和一q的電荷，把它們接觸后分開(kāi)，MA帶電量為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682019】A. 4qB.+2qC.+4qD.2qB根據(jù)兩個(gè)相

14、同的帶電金屆球接觸再分開(kāi)后帶電的原則是先中和再平分可知：5qq接觸分開(kāi)后A的帶電量為：一=2q,故選項(xiàng)B正確.1. 半徑相同的兩個(gè)金屆小球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，現(xiàn)讓第三個(gè)半徑相同的不帶電金屆小球先后與A、B接觸后再移開(kāi).(1) 若A、B帶同種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比.(2) 若A、B帶異種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比.【解析】(1)若A、B帶同種電荷，設(shè)為q,第三個(gè)小球先與A接觸，電荷量平均分配，各帶電荷量壹；第三個(gè)小球再與B接觸，兩球電荷量之和平均分配，各帶電荷量%因此A、B帶電荷量之比言=3.(2)若A、B兩球帶異種電荷，設(shè)A為q,B為一q,則第三個(gè)小球先

15、和A接觸，電荷量平均分配，各帶電荷量2；第三個(gè)小球再和B接觸，先中和再平均分配，各帶電荷量一%.所以A、B帶電荷量之比意=2.【答案】(1)2:3(2)2:1當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基1.對(duì)物體帶電現(xiàn)象的敘述，下列說(shuō)法正確的是()A. 一個(gè)不帶電的物體內(nèi)一定沒(méi)有電荷B. 物體帶電一定具有多余的電子C. 物體帶電的過(guò)程就是電荷移動(dòng)的過(guò)程D. 物體帶電的過(guò)程就是創(chuàng)造電荷的過(guò)程C任何物體內(nèi)部總有正、負(fù)電荷，不帶電是因?yàn)樗尸F(xiàn)了電中性，故A錯(cuò)誤；物體帶電可能是有多余的電子或失去電子，故B錯(cuò)誤；帶電過(guò)程就是電荷移動(dòng)的過(guò)程，故C正確；電荷是不能被創(chuàng)生的，故D錯(cuò)誤.故選C.2.甲、乙兩個(gè)原來(lái)不帶電荷的物體相互摩擦(沒(méi)有

16、第三者參與)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6X1015C的電荷量(正電荷)，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682019】A. 乙物體也帶了1.6X1015C的正電荷B. 甲物體失去了104個(gè)電子C. 乙物體失去了104個(gè)電子D. 甲、乙兩物體共失去了2X104個(gè)電子B甲、乙兩個(gè)物體相互摩擦，甲帶1.6X10-15C的正電荷，那么由電荷守恒定律可知，乙應(yīng)帶了1.6X10-15C的負(fù)電荷，即甲失去了104個(gè)電子，乙得到了104個(gè)電子，所以正確的選項(xiàng)是B.如圖1-1-6所示，在感應(yīng)起電中，帶負(fù)電小球P靠近帶絕緣底座的導(dǎo)體MN時(shí)，M處將（）圖1-1-6A.帶負(fù)電B.帶正電C.不帶電D.以上答案均有可能A這是感應(yīng)起電，當(dāng)帶負(fù)電物體靠近帶絕