高二物理靜電場(chǎng)

1、高二物理靜電場(chǎng) 第1頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四1了解電荷及靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生2了解元電荷的含義，知道電荷量不能連續(xù)變化3掌握電荷守恒定律并能解答相應(yīng)問題. 第2頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四(1)電性自然界中只有 電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒帶 ，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶 (2)作用同種電荷相互 ，異種電荷相互 正負(fù)兩種正電負(fù)電排斥吸引第3頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四(1)接觸起電定義：一個(gè)物體帶電時(shí)，電荷之間會(huì)相互排斥，如果接觸另一個(gè)導(dǎo)體，電荷會(huì) 到這個(gè)導(dǎo)體上，使這個(gè)導(dǎo)體也帶電，這種帶電方式稱為接觸起電本質(zhì)：接觸起電的

2、本質(zhì)是電荷的 (2)摩擦起電：通過摩擦使物體帶電的現(xiàn)象摩擦起電過程兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移第4頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四摩擦起電的本質(zhì)摩擦起電時(shí)，電荷并沒有憑空產(chǎn)生，其本質(zhì)是發(fā)生了電子的 ，所以兩個(gè)相互摩擦的物體一定是同時(shí)帶上性質(zhì)不同的電荷，且電荷量相等(3)感應(yīng)起電靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于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 帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶 電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶 電荷的現(xiàn)象感應(yīng)起電：利用使金屬導(dǎo)

3、體帶電的過程轉(zhuǎn)移遠(yuǎn)離異號(hào)同號(hào)靜電感應(yīng)第5頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四電荷既不會(huì) ，也不會(huì) ，它只能從一個(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)移過程中，電荷的 保持不變這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的 保持不變創(chuàng)生消滅代數(shù)和總量第6頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四三、元電荷1電荷量：叫做電荷量，在國際單位制中它的單位是 ，簡(jiǎn)稱庫用符號(hào)C表示2元電荷： 、所帶的電荷量是科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量，這個(gè)最小的電荷量叫做元電荷3元電荷的值：e .4比荷：電子的 與其 之比，叫做電子的比荷電荷的多少庫侖

4、質(zhì)子正電子1.601019_C電荷量e質(zhì)量me第7頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四溫馨提示原子核中的質(zhì)子不能脫離原子核而移動(dòng)，即相互摩擦的兩個(gè)物體中轉(zhuǎn)移的不可能是正電荷轉(zhuǎn)移的只能是負(fù)電荷即電子物體失去了電子一定帶正電，得到了電子一定帶負(fù)電第8頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電產(chǎn)生兩種不同絕緣體摩擦?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)象兩絕緣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)體帶上與帶電導(dǎo)體相同的電荷第9頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四原因不同物質(zhì)對(duì)電子的束縛能力不同，導(dǎo)致相互摩擦?xí)r出現(xiàn)電

5、子的得失束縛能力強(qiáng)的得電子，帶負(fù)電；束縛能力弱的失電子，帶正電導(dǎo)體中的自由電荷(電子)在電荷的相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，使電荷重新分布，結(jié)果使靠近帶電體一端所帶的電荷電性與帶電體相反；遠(yuǎn)離帶電體一端與帶電體所帶電荷電性相同，即“近異遠(yuǎn)同”在電荷的相互作用下，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上實(shí)質(zhì)電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移第10頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四(1)分析摩擦起電問題時(shí)應(yīng)明確原子核中的質(zhì)子不能脫離原子核而移動(dòng)，即相互摩擦的兩個(gè)物體中轉(zhuǎn)移的不可能是正電荷，轉(zhuǎn)移的只能是負(fù)電荷即電子帶正電荷的物體一定失去了電子，帶負(fù)電的物體一定獲得了電子(2)接觸起電過程中電子轉(zhuǎn)移的

6、規(guī)律帶正電的物體與帶負(fù)電的物體接觸，電子由帶負(fù)電的物體轉(zhuǎn)移到帶正電的物體上帶正電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由中性物體轉(zhuǎn)移到帶正電的物體上帶負(fù)電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由帶負(fù)電的物體轉(zhuǎn)移到中性物體上第11頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四(3)感應(yīng)起電判斷方法帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，靠近帶電體的近端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的遠(yuǎn)端帶同種電荷凡遇到接地問題時(shí)，該導(dǎo)體與地球組成一個(gè)導(dǎo)體，則該導(dǎo)體為近端物體，帶異種電荷，地球?yàn)檫h(yuǎn)端，帶同種電荷第12頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四(1)判斷物體是否帶電及所帶電荷種類的簡(jiǎn)單儀器，它的構(gòu)造為玻璃瓶?jī)?nèi)有兩

7、片金屬箔，用金屬絲掛在一根導(dǎo)體棒的下端；棒的上端通過瓶塞從瓶口伸出(如圖1-1-1甲所示)，帶電體接觸導(dǎo)體棒的上端時(shí)，金屬箔張開，如果帶電體所帶電荷量為零，金屬箔不張開如果把玻璃瓶換成金屬外殼，金屬箔換成指針，這樣的驗(yàn)電器又叫靜電計(jì)，如圖1-1-1乙所示第13頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四(2)當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器接觸時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個(gè)金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開，物體所帶電荷量越多，電荷轉(zhuǎn)移的越多，斥力越大，張開的角度也越大(3)當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體棒的上端時(shí)，金屬箔片便可張開因?yàn)閹щ婓w會(huì)使導(dǎo)體棒的上端感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片

8、上會(huì)感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，在斥力作用下箔片張開第14頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四二、電荷守恒定律的理解和應(yīng)用1“中性”、“中和”的本質(zhì)電中性的物體是有電荷存在的，只是電荷量的代數(shù)和為0，對(duì)外不顯電性；電荷的中和是指電荷的種類、數(shù)量達(dá)到異號(hào)、等量時(shí)，物體達(dá)到電中性的過程2“總量”含義：指電荷量的代數(shù)和3起電過程中電荷的變化不論哪一種起電過程都沒有創(chuàng)造電荷，也沒有消滅電荷本質(zhì)都是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，也就是說起電過程是物體所帶電荷的重新分配第15頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四4應(yīng)用電荷守恒定律分析接觸帶電現(xiàn)象中電荷量的分配(1)導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電

9、荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)完全相同的金屬球接觸時(shí)，電荷量平均分配；形狀、大小不同的導(dǎo)體接觸時(shí)電荷量不能平均分配無論哪種情況，接觸前后電荷總量不變(2)完全相同的金屬球接觸帶電時(shí)電荷量的分配情況第16頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四若兩球帶異種電荷，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金屬球的電性相同. 第17頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四【典例1】 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的旁邊有一絕緣金屬球b，開始時(shí)a、b都不帶電，如圖112所示，現(xiàn)使b帶電，則()Ab將吸引a，吸

10、住后不放開Bb先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開Ca、b之間不發(fā)生相互作用Db立即把a(bǔ)排斥開第18頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四解析b球帶電后，使a產(chǎn)生靜電感應(yīng)，感應(yīng)的結(jié)果是a靠近b的一側(cè)出現(xiàn)與b異種的感應(yīng)電荷，遠(yuǎn)離b的一側(cè)出現(xiàn)與b同種的感應(yīng)電荷雖然a上的感應(yīng)電荷等量異號(hào)，但因?yàn)楫惙N電荷離b更近，所以b對(duì)a的電場(chǎng)力為引力當(dāng)b吸引a使兩者接觸后，由于接觸帶電，b、a又帶上同種電荷，有斥力作用，因而又把a(bǔ)排斥開，所以B項(xiàng)正確答案B借題發(fā)揮(1)靜電感應(yīng)中，中性導(dǎo)體在兩側(cè)同時(shí)感應(yīng)等量異種電荷感應(yīng)的過程，就是導(dǎo)體內(nèi)電荷重新分布的過程(2)電荷間的相互作用力與電荷間的距離及電荷量有關(guān)

11、第19頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四【變式1】 給你兩個(gè)帶絕緣支架的相同金屬小球A、B，一塊絲綢，一根玻璃棒你能使這兩個(gè)小球帶等量異種電荷嗎？解析如圖所示，將兩個(gè)金屬球相互接觸，再用絲綢摩擦玻璃棒使之帶上正電荷，然后將玻璃棒靠近金屬球B的一側(cè)，由于靜電感應(yīng)，A球左側(cè)帶正電，B球右側(cè)帶負(fù)電，最后，保持玻璃棒不動(dòng)，再用絕緣工具把兩金屬球分開，這樣兩金屬球便帶上了等量異種電荷答案見解析第20頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四【典例2】 半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移

12、開(1)若A、B兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？(2)若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？第21頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四第22頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四答案(1)23(2)21借題發(fā)揮(1)相同的金屬球帶同種電荷時(shí)，接觸時(shí)總電荷量平分(2)相同的金屬球帶異種電荷時(shí)，接觸時(shí)電荷中和后將剩余電荷平分第23頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四【變式2】 原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電1.61015 C，丙物體

13、帶電荷量的大小為81016 C則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情況下列說法中正確的是()A乙物體一定帶有負(fù)電荷2.41015 CB乙物體可能帶有負(fù)電荷2.41015 CC丙物體一定帶有正電荷81016 CD丙物體一定帶有負(fù)電荷81016 C解析甲、乙相互摩擦后，甲、乙?guī)У攘慨惙N電荷，由于甲物體帶正電1.61015 C，則乙必帶負(fù)電1.61015 C；乙與丙物體接觸后，電荷平分，故乙、丙兩物體各帶負(fù)電荷81016 C故選項(xiàng)D正確答案D第24頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四【典例3】 如圖1-1-3所示的是一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一個(gè)金屬球A靠近驗(yàn)電器上的金屬小球B時(shí)，驗(yàn)電器中金

14、屬箔片的張角減小，則()A金屬球A可能不帶電B金屬球A一定帶正電C金屬球A可能帶正電D金屬球A一定帶負(fù)電第25頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四第26頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四第27頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四答案A借題發(fā)揮驗(yàn)電器中金屬球、金屬桿和金箔為一個(gè)整體驗(yàn)電器帶電后，金箔上也會(huì)帶電，兩金箔相互排斥而張開角度，張角的大小取決于兩金箔帶電量的大小第28頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四【變式3】 使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開下圖中各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正

15、確的是()解析把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器，若金屬球帶正電荷，則將導(dǎo)體上的自由電子吸引上來，這樣驗(yàn)電器的上部將帶負(fù)電荷，箔片帶正電荷；若金屬球帶負(fù)電荷，則將導(dǎo)體上的自由電子排斥到最遠(yuǎn)端，這樣驗(yàn)電器的上部將帶正電荷，箔片帶負(fù)電荷選項(xiàng)B正確答案B 第29頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四第30頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四C先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合第31頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四解析雖然A、B起初都不

16、帶電，但帶正電的導(dǎo)體C對(duì)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(dòng)，使得A端積累了負(fù)電荷，B端帶正電荷，其下部貼有的金屬箔片分別帶上了與A、B同種的電荷，所以金屬箔片都張開，A錯(cuò)誤C只要一直在A、B附近，先把A、B分開，A、B上的電荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍帶等量異種的感應(yīng)電荷，此時(shí)即使再移走C，A、B所帶電荷量也不能變，金屬箔片仍張開，B正確但如果先移走C，A、B上的感應(yīng)電荷會(huì)馬上中和，不再帶電，所以箔片都不會(huì)張開，C錯(cuò)先把A、B分開，再移走C，A、B仍然帶電，但重新讓A、B接觸后，A、B上的感應(yīng)電荷會(huì)完全中和，箔片都不會(huì)張開，D錯(cuò)故選B.答案B第32頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四第33頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四答案電子由B球轉(zhuǎn)移到了A球，轉(zhuǎn)移了3.01010個(gè)電子第34頁，共37頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期四3.如圖1-1-5所示，用起電機(jī)使金屬球A帶上正電荷，靠近驗(yàn)電器B，則()A驗(yàn)電器金箔不張開，因?yàn)榍駻沒有和球