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文檔簡介
第一章靜電場1電荷及其守恒定律1.知道自然界中的兩種電荷及三種起電方式.2.掌握電荷守恒定律.3.知道電荷量及元電荷的概念.學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念:科學(xué)探究:了解驗電器的構(gòu)造、原理,并借助驗電器感受摩擦起電、感應(yīng)起電的過程.科學(xué)思維:通過對原子結(jié)構(gòu)模型的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確物體帶電的本質(zhì),知道三種帶電方式的實質(zhì)是相同的.NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實基礎(chǔ)重點探究啟迪思維探究重點達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)1.兩種電荷(1)電荷的分類:
電荷和
電荷.用絲綢摩擦過的玻璃棒帶
電,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶
電.(2)電荷間的相互作用:同種電荷相互
,異種電荷相互
.2.摩擦起電:當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r,一些束縛得不緊的電子往往從一個物體
到另一個物體,于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶
電,失去電子的物體則帶
電.一、電荷及起電方式正負(fù)正負(fù)排斥吸引轉(zhuǎn)移負(fù)正3.感應(yīng)起電: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
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,這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng).利用
使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電.遠(yuǎn)離異號同號靜電感應(yīng)二、電荷守恒定律和元電荷1.電荷守恒定律:電荷既不會
,也不會
,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到
,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到
;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的
保持不變.2.電荷守恒定律另一表述是:一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),_____________保持不變.3.元電荷:
叫做元電荷,用e表示.所有帶電體的電荷量或者等于e,或者是
.元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家
測得的,在我們的計算中,可取e=
C.創(chuàng)生消滅另一個物體另一部分總量電荷的代數(shù)和最小的電荷量e的整數(shù)倍密立根1.60×10-191.判斷下列說法的正誤.(1)用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,是因為正電荷從絲綢轉(zhuǎn)移到玻璃棒上.(
)(2)摩擦起電的過程是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程.(
)(3)原來不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷,說明通過摩擦可以創(chuàng)造電荷.(
)(4)某一帶電體的電荷量可能等于5×10-19C.(
)即學(xué)即用×××√2.帶正電的物體C靠近不帶電的枕形導(dǎo)體AB,如圖1所示,A端將帶___電,B端將帶___電.負(fù)正圖1重點探究(1)如圖所示,取一對用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸.起初它們不帶電,貼在下部的金屬箔片是閉合的.
①把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,金屬箔片有什么變化?一、對三種起電方式的理解答案C移近導(dǎo)體A,兩側(cè)金屬箔片都張開;導(dǎo)學(xué)探究②這時把A和B分開,然后移去C,金屬箔片又有什么變化?答案金屬箔片仍張開,但張角變??;③再讓A和B接觸,又會看到什么現(xiàn)象?答案A、B接觸,金屬箔片都閉合.(2)帶正電的物體A與不帶電的物體B接觸,使物體B帶上了什么電荷?在這個過程中電荷是如何轉(zhuǎn)移的?答案正電荷,在這個過程中,有電子從物體B轉(zhuǎn)移到物體A,物體B中電子數(shù)量減少,因此帶正電.三種起電方式的比較知識深化
摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電現(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)體帶上與帶電體同性的電荷原因不同物質(zhì)對電子的束縛能力不同.束縛能力強的得電子,帶負(fù)電;束縛能力弱的失電子,帶正電電子在電荷間相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移,近端帶異種電荷,遠(yuǎn)端帶同種電荷在電荷間相互作用下,電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上實質(zhì)電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移說明無論哪種起電方式,發(fā)生轉(zhuǎn)移的都是電子,正電荷不會發(fā)生轉(zhuǎn)移.例1
(多選)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)子的物體中產(chǎn)生電子和質(zhì)子B.兩種不同材料的不帶電的絕緣體互相摩擦后,同時帶上等量異種電荷C.摩擦起電,可能是因為摩擦導(dǎo)致質(zhì)子從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體而形成的D.絲綢摩擦玻璃棒時,電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上,玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電
子數(shù)而顯正電解析摩擦起電實質(zhì)是由于兩個物體的原子核對核外電子的束縛能力不相同,因而電子可以在物體間轉(zhuǎn)移.若一個物體失去電子,其質(zhì)子數(shù)就會比電子數(shù)多,我們說它帶正電;若一個物體得到電子,其質(zhì)子數(shù)就會比電子數(shù)少,我們說它帶負(fù)電.使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷.√√例2
(多選)如圖2所示,A、B為相互接觸并用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初都不帶電,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、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移走,最后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔
片張開,而B上的金屬箔片閉合√√圖2解析A、B開始都不帶電,把C移近導(dǎo)體A時,由于靜電感應(yīng)使A、B中的自由電子向左移動,使得A端帶負(fù)電荷,B端帶正電荷,所以兩邊的金屬箔片都張開,A正確.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)電荷完全中和,金屬箔片都不會張開,B正確,D錯誤.但如果先移走C,A、B上的感應(yīng)電荷會馬上中和,不再帶電,所以金屬箔片都不會張開,C錯誤.感應(yīng)起電的判斷方法1.當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時,導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷,如圖3甲所示.2.導(dǎo)體接地時,該導(dǎo)體與地球可視為一個導(dǎo)體,而且該導(dǎo)體可視為近端導(dǎo)體,帶異種電荷,地球就成為遠(yuǎn)端導(dǎo)體,帶同種電荷,如圖乙、丙所示.總結(jié)提升圖3說明:用手摸一下導(dǎo)體,再移開手指,相當(dāng)于先把導(dǎo)體接地,然后再與大地斷開.二、電荷守恒定律元電荷導(dǎo)學(xué)探究(1)在摩擦起電過程中,一個物體帶上了正電荷,另一個物體帶上了負(fù)電荷,該過程是否創(chuàng)造了電荷?在一個封閉的系統(tǒng)中,電荷的總量會增多或減少嗎?答案摩擦起電的過程并沒有創(chuàng)造電荷.一個封閉的系統(tǒng)中,電荷的總量保持不變.(2)物體所帶的電荷量可以是任意的嗎?物體所帶的電荷量可以是4×10-19C嗎?答案物體所帶的電荷量不是任意的,它只能是1.60×10-19C的整數(shù)倍.由于4×10-19C是1.60×10-19C的2.5倍,所以物體所帶的電荷量不能是4×10-19C.(3)電子和質(zhì)子就是元電荷嗎?答案元電荷是最小的電荷量,不是物質(zhì);電子和質(zhì)子是實實在在的粒子,不是元電荷.1.使物體帶電的實質(zhì)不是創(chuàng)造了電荷,而是物體所帶的電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移,起電的過程就是物體間或物體內(nèi)部電荷的重新分布.2.電荷的中和是指帶等量異號電荷的兩物體接觸時,經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移,物體達(dá)到電中性的過程.3.導(dǎo)體接觸帶電時電荷量的分配與導(dǎo)體的材料、形狀、大小有關(guān),當(dāng)兩個完全相同的金屬球接觸后,電荷量將平均分配,即最后兩個球帶等量的同種電荷或均不帶電.4.元電荷(1)元電荷是最小的電荷量,而不是實物粒子,元電荷無正、負(fù)之分.(2)雖然質(zhì)子、電子的電荷量等于元電荷,但不能說質(zhì)子、電子是元電荷.(3)電子的比荷:電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比,叫做電子的比荷.知識深化例3完全相同的兩金屬小球A、B帶有相同大小的電荷量,相隔一定的距離,今讓第三個完全相同的不帶電金屬小球C,先后與A、B接觸后移開.(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?答案2∶3(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?答案2∶1解析設(shè)A帶正電,B帶負(fù)電,且所帶電荷量大小均為Q.例4放在絕緣支架上的兩個完全相同的金屬小球A、B分別帶有電荷量QA=6.4×10-9C、QB=-3.2×10-9C,讓兩個金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉(zhuǎn)移?轉(zhuǎn)移了多少個?答案電子由B球轉(zhuǎn)移到A球3.0×1010個解析兩小球接觸時,電荷量少的負(fù)電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配,由于兩小球完全相同,剩余正電荷一定平分,即接觸后兩小球帶電荷量在接觸過程中,電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,自身的凈電荷全部中和后,繼續(xù)轉(zhuǎn)移,使B球帶QB′的正電,這樣共轉(zhuǎn)移的電荷量為ΔQ=QB′-QB=1.6×10-9C-(-3.2×10-9C)=4.8×10-9C[學(xué)科素養(yǎng)]通過例3、例4的學(xué)習(xí),使學(xué)生進(jìn)一步掌握電荷守恒定律及其相關(guān)應(yīng)用,知道兩個完全相同的金屬球接觸后將平分電荷,較好地體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).三、驗電器的原理和使用驗電器的兩種應(yīng)用方式及原理(1)帶電體接觸驗電器:當(dāng)帶電的物體與驗電器上面的金屬球接觸時,有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗電器上,與金屬球相連的兩個金屬箔片帶上同種電荷,因相互排斥而張開.如圖4甲.(2)帶電體靠近驗電器:當(dāng)帶電體靠近驗電器的金屬球時,帶電體會使驗電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷,而金屬箔片上會感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電),兩箔片在斥力作用下張開,如圖乙.圖4解析機械波由振動產(chǎn)生,電磁波由周期性變化的電場(或磁場)產(chǎn)生,機械波是能量波,傳播需要介質(zhì),速度由介質(zhì)決定,電磁波是物質(zhì)波,波速由介質(zhì)和自身的頻率共同決定;機械波有橫波,也有縱波,而電磁波一定是橫波,它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象,故選項B、C、D正確.例5如圖5所示,用起電機使金屬球A帶負(fù)電,靠近驗電器B的金屬球,則A.驗電器的金屬箔片不張開,因為球A沒有和B接觸B.驗電器的金屬箔片張開,因為整個驗電器都帶上了正電C.驗電器的金屬箔片張開,因為整個驗電器都帶上了負(fù)電D.驗電器的金屬箔片張開,因為驗電器下部的兩金屬箔片
都帶上了負(fù)電√解析帶負(fù)電的球A靠近驗電器B的金屬球,根據(jù)電荷“同性斥,異性吸”的特點知,驗電器金屬球上的電子會被球A上的負(fù)電荷排斥到驗電器下端箔片上,則金屬桿下端的兩箔片就會因帶負(fù)電荷而相斥,箔片張開,故選D.圖5達(dá)標(biāo)檢測1.(對三種起電方式的理解)(多選)下列說法中正確的是A.靜電感應(yīng)不是創(chuàng)造電荷,只是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分B.摩擦起電時,一個物體失去一些電子而帶正電,另一個物體得到這些電子
而帶負(fù)電C.摩擦起電和感應(yīng)起電都能使電子轉(zhuǎn)移,只不過前者使電子從一個物體轉(zhuǎn)移
到另一個物體上,而后者則使電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分D.一個帶電體接觸一個不帶電的物體,兩個物體可能帶上異種電荷1234√√√2.(感應(yīng)起電)(多選)(2018·濟(jì)寧市高二月考)如圖6所示,把置于絕緣支架上的不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶負(fù)電的導(dǎo)體C附近,導(dǎo)體的A端感應(yīng)出正電荷,B端感應(yīng)出負(fù)電荷.關(guān)于使導(dǎo)體帶電的以下說法中正確的是A.如果用手摸一下導(dǎo)體的B端,B端自由電子將經(jīng)人體流入大地,手
指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體帶正電B.如果用手摸一下導(dǎo)體的A端,大地的自由電子將經(jīng)人體流入導(dǎo)體與A端的正電荷中
和,手指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體帶負(fù)電C.如果用手摸一下導(dǎo)體的中間,由于中間無電荷,手指離開,移去帶電體C,導(dǎo)體不
帶電D.無論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置,導(dǎo)體上的自由電子都經(jīng)人體流入大地,手指離
開,移去帶電體C,導(dǎo)體帶正電1234√√圖6解析無論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置,都會使枕形
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