電荷 【知識精講+拓展提升】 高二物理 備課精研課件 （人教版2019必修第三冊）

第1節(jié)電荷第九章靜電場及其應(yīng)用課標(biāo)定位1、認(rèn)識電荷量、元電荷、比荷等概念；2、了解摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電的特點；3、從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)；4、利用電荷守恒定律分析并解決帶電問題。素養(yǎng)闡釋1、物理觀念：電荷、電荷守恒定律2、科學(xué)思維：結(jié)合摩擦起電和感應(yīng)起電的具體情境，幫助學(xué)生理解產(chǎn)生電荷的機理，培養(yǎng)學(xué)生基于事實證據(jù)進行科學(xué)推理的核心素養(yǎng)。電荷的提出公元前600年希臘學(xué)者泰勒斯摩擦過的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。公元1世紀(jì)我國學(xué)者王充《論衡》書中寫下“頓牟掇芥”一語。16世紀(jì)英國科學(xué)家吉爾伯特根據(jù)琥珀的希臘文創(chuàng)造了英語中“電”（electricity）這個詞美國科學(xué)家富蘭克林他冒險在雨中放風(fēng)箏，了解閃電性質(zhì)，并命名了正、負(fù)電荷引入一、電荷問題1：用在頭上摩擦過的梳子去靠近碎紙屑或頭發(fā)，發(fā)生什么現(xiàn)象？這能說明什么問題？摩擦過的梳子能吸引紙屑，說明了梳子帶電問題2：自然界中有幾種電荷？它們間的相互作用如何？兩種電荷同種電荷相互排斥；異種電荷相互吸引。1、自然界中有兩種電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷（3）電荷性質(zhì)：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引+_富蘭克林命名說明：比較帶電的多少,比較其電荷量的絕對值;電荷量的正負(fù)不表示電荷量的大小,只代表電荷的性質(zhì)。2.電荷量：電荷的多少，簡稱電量。符號：Q或q單位：庫侖（C）其它單位：微庫和納庫，1C=106μC=109nC（舉例：C)（舉例：C)正電荷用正數(shù)表示負(fù)電荷用負(fù)數(shù)表示【課堂反饋1】掛在絕緣細線下的兩輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用靠近或遠離（）A.甲圖中兩球一定帶異種電荷B.甲圖中至少有一個帶電C.乙圖中兩球一定帶同種電荷D.乙圖中兩球可能只有一個帶電BC二、起電方式1、摩擦起電本質(zhì)：摩擦?xí)r，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電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。注意：沒有新的電荷，摩擦起電的實質(zhì)是物體之間電子的轉(zhuǎn)移。思考：物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)原子核（帶正電）電子（帶負(fù)電）原子的組成金屬的微觀結(jié)構(gòu)金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運動，這種電子叫作自由電子;2、感應(yīng)起電如下圖器材，如何使A、B帶電？把一帶正電荷的帶電體C移近導(dǎo)體A，金屬箔有什么變化？，這時手持絕緣柱把導(dǎo)體

A和B分開，然后移開C，金屬箔又有什么變化?再讓導(dǎo)體A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象?靜電感應(yīng)：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷。這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)（electrostaticinduction）利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫作感應(yīng)起電。想一想：產(chǎn)生新的電荷了嗎？感應(yīng)起電有什么特點?并沒有產(chǎn)生新的電荷，近端感應(yīng)異種電荷，遠端感應(yīng)同種電荷【課堂檢測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，起始它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法中正確的是（）A．把C移近導(dǎo)體A時，A帶負(fù)電、B帶正電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．先把C移走，再把A、B分開，A上的金屬箔片仍張開D．先把C移近導(dǎo)體A，用手接觸B后，再把C移走，則A、B箔片均閉合AB3、接觸起電實驗：++++驗電器金屬桿金屬箔接觸起電現(xiàn)象：帶電物體接觸另一個物體，電荷會轉(zhuǎn)移到這個物體上，使這個物體帶電。想一想：是產(chǎn)生新的電荷了嗎？接觸起電有什么特點?并沒有產(chǎn)生新的電荷，而是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一物體，二者所帶電量的總和不變完全相同的帶電金屬球接觸時電荷量的分配接觸后再分開+Q+Q電荷分配靜電計中金屬桿下部的水平軸上裝有金屬指針，指針可以繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動，外面圓筒的底部有接線柱。而在驗電器中金屬桿的下部懸掛著兩片金箔。靜電計的外殼一定是金屬的，金屬外殼與內(nèi)部的金屬桿及金屬指針構(gòu)成了一個特殊的電容器。而驗電器外殼的主要作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃制作的。驗電器與靜電計+++++++----++思考:是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開？解釋看到的現(xiàn)象。近異遠同無論是哪種起電方法，其本質(zhì)都是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，而電荷的總量保持不變，起電并不是創(chuàng)造了電荷,也沒有電荷消失。三種起電方式的比較使物體帶電的方法本質(zhì)電荷的總量起電的共性本質(zhì)1摩擦起電2接觸帶電3感應(yīng)起電不變不變不變電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分三、電荷守恒定律（lawofconservationofcharge）無論是哪種起電方式，其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開，使電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造了電荷.表述一：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變——電荷守恒定律表述二：一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。閱讀電荷守恒定律，思考下面三個問題：1、電中性物體中有無電荷存在？2、所謂“電荷的中和”是不是正、負(fù)電荷一起消失了？3、對于“電荷的總量保持不變”中“電荷的總量”你是怎么理解的？答案：電中性物體中是有電荷存有的，只是電荷的代數(shù)和為0；答案：“電荷的中和”是指電荷的種類和數(shù)量達到等量，異號，這時正、負(fù)電荷的代數(shù)和為零。答案：“電荷的總量”是指電荷的代數(shù)和。四、元電荷1．元電荷：任何帶電物體所帶電荷量是最小電荷量的整數(shù)倍。我們稱這個最小電荷量為元電荷（elementarycharge），用e表示。美國的密立根通過油滴實驗測得e=1.60×10-19C。注：質(zhì)子/電子的電荷量與元電荷數(shù)值相等，但不能說它們是元電荷。2．比荷(荷質(zhì)比)帶電體的電荷量與質(zhì)量的比值叫做比荷。電子的比荷：【課堂反饋3】科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述不正確的是()A.把質(zhì)子或電子叫元電荷B.1.60×10-19C的電量叫元電荷C.電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電荷D.質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷A課堂小結(jié)一、電荷(1)定義，特點(2)電荷量三、電荷守恒定律四、幾個基本概念元電荷e比荷二、起電方式(1)摩擦起電(2)感應(yīng)起電(3)接觸起電【課堂檢測1】關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.摩擦起電現(xiàn)象使本來沒有電子和質(zhì)子的物體中創(chuàng)生了電子和質(zhì)子B.兩種不同材料的不帶電絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量同種電荷C.絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒轉(zhuǎn)移到絲綢上，玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電D.摩擦起電是摩擦導(dǎo)致質(zhì)子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體而形成的C【課堂檢測2】絕緣細線上端固定,下端掛一個輕質(zhì)金屬小球a；在a旁有一絕緣金屬球b,開始時a、b都不帶電,如圖所示，現(xiàn)使b帶電，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排斥開C.a、b之間不發(fā)生相互作用D.b立即把a排斥開Bab【課堂檢測3】如圖所示，用起電機使金屬球A帶正電，將A靠近驗電器上的金屬小球B，則（）A.驗電器的金屬箔不會張開，因為球A沒有和B接觸B.驗電器的金屬箔張開，因為整個驗電器都帶上了正電C.驗電器的金屬箔張開，因為整個驗電器都帶上了負(fù)電D.驗電器的金屬箔張開，因為驗電器下部的兩片金屬箔片都帶上了正電D【課堂檢測4】有三個相同的金屬小球A、B、C，其中小球A帶有q＝2.0×10－5C的正電荷，小球B、C不帶電，現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走，再讓小球B與球A接觸后分開，最后讓小球B與小球C接觸后分開，最終三球的帶電荷量分別為qA′＝__________C，qB′＝__________C，qC′＝___________C.5×10－67