第1節(jié) 靜電現(xiàn)象及其微觀解釋

第1章靜電場(chǎng)第1節(jié)靜電現(xiàn)象及其微觀解釋知識(shí)點(diǎn)一：使物體帶電的三種方式1.靜電感應(yīng)與感應(yīng)起電如用一個(gè)帶電體去接近一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體，帶電導(dǎo)體上的電荷與金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子相互作用，使得金屬導(dǎo)體近端出現(xiàn)異種電荷，遠(yuǎn)端出現(xiàn)同種電荷，且所帶正、負(fù)電荷總數(shù)相等，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng).如圖所示:當(dāng)帶負(fù)電的物體A靠近不帶電的物體B時(shí),B左端帶正電,B的右端帶負(fù)電.用手與導(dǎo)體B接觸一下,負(fù)電荷被導(dǎo)走,B就會(huì)帶正電（接地帶電）,或者將B從中間一分為二.B的左端就帶正電,右端帶負(fù)電（分割帶電）.利用靜電感應(yīng)的方法使物體帶電叫感應(yīng)起電.感應(yīng)起電只適用于導(dǎo)體,因?yàn)橹挥袑?dǎo)體上的自由電子才能自由移動(dòng),絕緣體上的電子不能自由的移動(dòng),所以導(dǎo)體能發(fā)生感應(yīng)起電而絕緣體卻不能.小貼士：在摩擦起電和感應(yīng)起電的過(guò)程中，產(chǎn)生的總是等量異種電荷，在接觸起電的過(guò)程中，電量的分配與物體的形狀、大小有關(guān).但不論哪一種起電過(guò)程,其本質(zhì)都是電荷的移動(dòng)導(dǎo)致了物體帶電.【例1】如圖所示,原來(lái)不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔;若使帶負(fù)電的絕緣金屬球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(kāi)B.只有N端驗(yàn)電箔張開(kāi)C.兩端的驗(yàn)電箔都張開(kāi)D.兩端的驗(yàn)電箔都不張開(kāi)解析:雖然導(dǎo)體MN起初不帶電，但帶負(fù)電的小球A對(duì)MN內(nèi)的電荷有力的作用，使MN中的自由電子向左移動(dòng)，使得N端積累了負(fù)電荷，M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M、N端一樣的同種電荷.由于同種電荷間的斥力,所以金屬箔片都張開(kāi).答案:C.針對(duì)訓(xùn)練1-1：如圖所示，使帶電金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi).下列表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷分布情況的各圖中,正確的是（）解析:驗(yàn)電器原來(lái)不帶電,由于靜電感應(yīng),帶電金屬球與驗(yàn)電器的金屬球帶異種電荷,驗(yàn)電器上的電荷重新分布后,驗(yàn)電器上的金屬球與下端的金屬箔片也應(yīng)帶異種電荷,故選項(xiàng)B正確.知識(shí)點(diǎn)二：對(duì)物體原子結(jié)構(gòu)和電荷守恒定律的理解電荷守恒定律是自然界中最基本的規(guī)律，任何帶電現(xiàn)象都不能違背電荷守恒定律.近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子,一對(duì)正、負(fù)電子可同時(shí)湮沒(méi)而轉(zhuǎn)化為光子.在這種情況下,帶電粒子總是成對(duì)產(chǎn)生或湮沒(méi),電荷的代數(shù)和不變,即正、負(fù)電子的產(chǎn)生和湮沒(méi)與電荷守恒定律并不矛盾.所以和能量守恒定律一樣,它也是自然界普遍適用的規(guī)律.自然界中的最小帶電單元為基本電荷（元電荷）,其電荷量為:e=1.6×10-19C.1.物體帶電量與電子的電荷量的差別根據(jù)物體的原子結(jié)構(gòu),其內(nèi)部有大量的正、負(fù)電荷，通常正、負(fù)電荷量相等，所以不顯電性，當(dāng)物體在外界作用下得失電子時(shí)，就會(huì)顯出電性.通常我們所說(shuō)的物體的帶電量是指物體所帶的凈電量,即對(duì)外顯電性的那部分電荷的電量.物體是因?yàn)殡娮拥牡檬Р艓想姾?所以物體的帶電量一定是電子電量的整數(shù)倍.而電子所帶電荷量為元電荷,所以物體所帶電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍.2.完全相同的導(dǎo)體球接觸帶電時(shí)電量分配原則形狀、大小都相同的導(dǎo)體接觸時(shí)會(huì)將電荷量平分.（1）用帶電量為Q的金屬球與不帶電的金屬球接觸,每個(gè)小球帶電量均為Q/2,且所帶電荷的性質(zhì)相同;（2）用帶電量為Q1的金屬球與帶電量為Q2的金屬球接觸,若兩球帶同種電荷,則每個(gè)小球所帶電量為總電量的一半.若兩球帶異種電荷,則先中和相同量的異號(hào)電荷,然后平分剩余電荷.思維總結(jié)：題目中給出的信息是u夸克與d夸克的帶電量,故應(yīng)從電荷守恒定律和質(zhì)子帶一個(gè)元電荷的電量,中子不帶電的角度去分析判斷.答案:B.針對(duì)訓(xùn)練2-1:有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電量QA=6.4×10-9C，QB=-3.2×10-9C，讓兩絕緣金屬小球接觸，在接觸過(guò)程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少？知識(shí)點(diǎn)三：靜電的應(yīng)用與防護(hù)1.靜電應(yīng)用的基本原理異性電荷相吸引，使帶電的物質(zhì)微粒在電荷所產(chǎn)生的力的作用下，奔向并吸附到電極上.實(shí)例:靜電除塵、靜電噴漆、靜電復(fù)印、靜電植絨、靜電成像等.2.靜電危害產(chǎn)生的主要原因靜電危害起因于靜電力和靜電火花,靜電危害中最嚴(yán)重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸.人們常說(shuō),防患于未然,防止產(chǎn)生靜電的措施一般都是改造起電強(qiáng)烈的工藝環(huán)節(jié),采用起電較少的設(shè)備材料等.3.防止靜電危害的主要方法與途徑（1）盡量減少靜電的產(chǎn)生.常用的方法是增大空氣的濕度.（2）盡快把靜電導(dǎo)走,防止靜電積累.常用的最簡(jiǎn)單辦法是接地.互動(dòng)探究:把捆東西用的塑料繩,一端分成細(xì)絲,然后用一只手拿著沒(méi)有分開(kāi)的一端,另一只手用尼龍手套（或尼龍布）將繩從上向下捋一下,可以看到塑料絲張開(kāi)成傘狀（如圖（甲）所示）,為什