《2018-2019高中物理 第一章 靜電場 1.1 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019高中物理 第一章 靜電場 1.1 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修3-1.ppt（60頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一章 靜 電 場 1 電荷及其守恒定律,一、電荷及起電方式 1.兩種電荷： (1)電荷的分類： ①正電荷：和用絲綢摩擦過的_______所帶的電荷性質 一樣的電荷。,玻璃棒,②負電荷：和用毛皮摩擦過的_______所帶的電荷性質 一樣的電荷。 (2)電荷的性質：同號電荷相互_____，異號電荷相互 _____；且?guī)щ婓w有_____________的性質。 2.摩擦起電：兩個物體相互摩擦時，_____從一個物體 轉移到另一個物體，原來呈電中性的物體由于_____電 子而帶負電，_____電子的物體則帶正電。,橡膠棒,排斥,吸引,吸引輕小物體,電子,得到,失去,3.感應起電： (1)自由電子：金
2、屬中離原子核_____的能脫離原子核的 束縛而在金屬中_________的電子。 (2)靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于_______ _______________，導體中的自由電荷便會趨向或遠離 帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶_____電荷，遠離 帶電體的一端帶_____電荷的現(xiàn)象。,較遠,自由活動,電荷間,相互吸引或排斥,異號,同號,(3)感應起電：利用_________使金屬導體帶電的過程。,靜電感應,二、電荷守恒定律及元電荷 1.電荷守恒定律： (1)內容：電荷既不會_____，也不會_____，它只能從 一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉 移到另一部分；在轉移過
3、程中，電荷的總量_________。 (2)電荷守恒定律的表述：一個與外界沒有_________ 的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和_________。,創(chuàng)生,消滅,保持不變,電荷交換,保持不變,2.元電荷： (1)電荷量：電荷的_____。在國際單位制中，單位是 _____，符號__。 (2)元電荷：最小的電荷量，即_____或_____所帶的電 荷量，用e表示，e=_____________。最早由美國物理 學家_______測得。 (3)電子的比荷：電子的電荷量e與____________之比。,多少,庫侖,C,電子,質子,1.6010-19 C,密立根,電子的質量me,【思考辨析】 (1)感應起電過
4、程仍符合電荷守恒定律。 ( ) (2)元電荷是最小的帶電體。 ( ) (3)玻璃棒和其他物體摩擦后不一定帶正電。 ( ) (4)摩擦起電是通過摩擦創(chuàng)造了等量的異種電荷的過 程 。 ( ) (5)帶電微粒所帶的電荷量可能為2.410-19 C。( ),提示：(1)√。三種起電方式的實質都是電荷在不同物體間或同一物體內部發(fā)生了轉移，電荷的總量不變。 (2)。元電荷是最小的電荷量，不是帶電的物體。 (3)√。玻璃棒與絲綢摩擦后帶正電，與其他物體摩擦后不一定帶正電。 (4)。摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是使電荷分開、轉移。 (5)。物體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍。,【生活鏈接】 是否
5、只有當帶電體與導體棒的上端接觸時，金屬箔片才會張開？解釋看到的現(xiàn)象。 提示：當帶電體靠近導體棒上端時發(fā)生靜電感應使導體棒帶電，金屬箔片張開。當帶電體接觸導體棒時同樣可使導體棒帶電，金屬箔片張開，屬于接觸起電，這是兩種不同的起電方式。,知識點一 三種起電方式的理解 探究導入： 同學們到超市購物，是如何打開新塑料袋的呢？請做 下面的實驗并解釋： 將新塑料袋鋪于平滑的木質桌面上，沿垂直于塑料袋 底線方向剪下一條長15 cm、寬3 cm的雙層塑膜條，捏,住塑膜條的底線部位，平放在桌子上，另一只手用毛刷單方向在塑膜條上摩擦3～4次，再翻過塑膜條使另一面朝上，重復剛才的動作。 然后將塑膜條提起，會看到兩片
6、塑膜條自然分開成 90～120。之后，將剛才用過的毛刷從下方伸入兩片塑膜條的中間，這時會看到兩片展開的塑膜條突然合攏且緊貼于毛刷上。,提示：(1)毛刷與塑膜條摩擦后產(chǎn)生了靜電，兩層塑膜 條上帶有同種電荷，同種電荷相互排斥使塑膜條分開。 (2)摩擦后的毛刷上帶有等量異種電荷，將毛刷伸入兩 片塑膜條中間，塑膜條合攏且緊貼著毛刷，說明異種電 荷相互吸引。 (3)售貨員為打開塑料袋，用兩手揉擦其表面，原因與 上面的分析相同。,【歸納總結】 三種起電方式的比較：,三種起電方式各自遵循的規(guī)律 (1)摩擦起電時電荷轉移的規(guī)律。 ①摩擦起電時，原子核中的質子不能脫離原子核而移動，即相互摩擦的兩個物體中轉移
7、的不可能是正電荷，轉移的只是負電荷，即電子。 ②電中性的兩個絕緣體相互摩擦，帶正電的物體一定是失去了電子，帶負電的物體一定是獲得了電子。,(2)感應起電的分布規(guī)律。 ①近異遠同：用帶電體靠近不帶電的導體時，會在靠 近帶電體的一端感應出與帶電體電性相反的電荷，遠 離端感應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體(或兩不帶電 的相互接觸的導體)時，會在原不帶電的導體兩端(或 兩不帶電的相互接觸的導體上)感應出等量異性的電荷。,(3)接觸起電時電子轉移的規(guī)律。 ①帶負電的物體與不帶電的中性物體接觸，電子由帶負電的物體轉移到中性物體上。 ②帶正電的物體與不帶電的中性物體接觸，電
8、子由中性物體轉移到帶正電的物體上。 ③帶正電的物體與帶負電的物體接觸，電子由帶負電的物體轉移到帶正電的物體上。,【易錯提醒】 (1)摩擦起電適用于絕緣體，感應起電、接觸起電適用于導體。 (2)無論哪種起電方式，發(fā)生轉移的都是電子，正電荷不會發(fā)生轉移。,【典題通關】 考查角度1 起電實質 【典例1】(多選)關于摩擦起電和感應起電的實質，下 列說法中正確的是 ( ) A.摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉移到另一個物體 B.摩擦起電現(xiàn)象說明機械能可以轉化為電能，也說明 通過做功可以創(chuàng)造出電荷,C.感應起電說明電荷可以從物體的一部分轉移到另一 部分 D.感應起電說明電荷可以從帶電的物體轉移到原來不
9、帶電的物體 【正確解答】選A、C。摩擦起電的實質是電子從一個 物體轉移到另一個物體，并沒有創(chuàng)造電荷，即說明電 荷可以從一個物體轉移到另一個物體，故A選項正確。,摩擦起電現(xiàn)象說明機械能可以轉化為電能，但沒有創(chuàng)造電荷。電荷只是發(fā)生轉移，故B選項錯誤。感應起電的實質是電荷在電場力的作用下從物體的一部分轉移到另一部分，故C選項正確。感應起電是電荷從物體的一部分轉移到另一部分。電荷可以從帶電的物體轉移到原來不帶電的物體是接觸帶電，故D選項錯誤。,考查角度2 感應起電 【典例2】(多選)如圖所示，不帶 電的枕形導體的A、B兩端各貼有 一對金箔。當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時 ( ),A.A端金
10、箔張開，B端金箔閉合 B.用手觸枕形導體后，A端金箔仍張開，B端金箔閉合 C.用手觸枕形導體后，將手和C都移走，兩對金箔均張 開 D.選項C中兩對金箔帶同種電荷 【正確解答】選B、C、D。根據(jù)靜電感應，帶正電的導 體C放在枕形導體附近，在A端出現(xiàn)了負電，B端出現(xiàn)了,正電，兩端金箔上各帶同種電荷而張開，選項A錯誤。用手觸枕形導體后，B端不是最遠端了，人是導體，人的腳部甚至地球是最遠端，這樣B端不再有電荷，金箔閉合，選項B正確。用手觸枕形導體時，只有A端帶負電，將手和C移走后，不再有靜電感應現(xiàn)象，A端所帶負電荷分布在枕形導體上，A、B端均帶有負電荷，兩對金箔均張開，選項C、D正確。,【規(guī)律方法】感
11、應起電的兩個重要特點 (1)近異遠同：用帶電體靠近不帶電的導體時，會在靠 近帶電體的一端感應出與帶電體電性相反的電荷，遠 離帶電體的一端感應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體(或兩不帶 電的相互接觸的導體)時，會在原來不帶電的導體兩端 (或兩不帶電的相互接觸的導體上)感應出等量異性電荷。,,【過關訓練】 1.如圖所示，絕緣細線上端固定，下端懸 掛一輕質小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a 的近旁有一絕緣金屬球b，開始時a、b都 不帶電?，F(xiàn)使b帶電，則 ( ),,A.a、b間不發(fā)生相互作用 B.b將吸引a，吸住后不放開 C.b立即把a排斥開 D.b先吸引a，接觸后又把
12、a排斥開,,【解析】選D。當球b帶電時，由于靜電感應，球a上靠近球b一端將帶有異種電荷，遠離球b一端帶有同種電荷，球b對球a的引力大于斥力，所以表現(xiàn)為球b要吸引球a。當球a與球b接觸后，由于接觸起電，球a與球b帶上同種電荷，球b要排斥球a，故只有選項D正確。,2.如圖所示，用起電機使金屬球A帶上正電荷，并靠近驗電器B，則 ( ) A.驗電器金箔不張開，因為球A沒有和球B接觸 B.驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了正電荷,C.驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了負電荷 D.驗電器金箔張開，因為驗電器的下部箔片感應出了正 電荷 【解析】選D。相對于金屬球來講，金屬箔片是距離帶 電體A較
13、遠的一端，根據(jù)靜電感應規(guī)律可知，驗電器的 兩金屬箔片都帶上了正電荷，而同種電荷相斥，所以金 屬箔片張開，即D正確。,,【補償訓練】 1.如圖，把一個不帶電的枕形導體靠 近帶正電的小球，由于靜電感應，在 a、b兩端分別出現(xiàn)負、正電荷，則以 下說法正確的是 ( ) A.閉合開關S1，有電子從枕形導體流向大地 B.閉合開關S2，有電子從枕形導體流向大地,C.閉合開關S1，有電子從大地流向枕形導體 D.閉合開關S2，沒有電子通過開關S2 【解析】選C。在S1、S2都閉合前，對枕形導體，它的 電荷是守恒的，a、b出現(xiàn)負、正電荷等量，當閉合開 關S1、S2中的任何一個以后，便把大地與導體連通，使 大地
14、也參與了電荷轉移，因此，導體本身的電荷不再 守恒，而是導體與大地構成的系統(tǒng)中電荷守恒，由于,靜電感應，a端仍為負電荷，大地遠處應感應出正電荷，因此無論閉合開關S1還是開關S2，都應有電子從大地流向導體，故C選項正確。,2.(多選)如圖所示，將帶有負電的絕緣金 屬棒移近兩個不帶電的導體球，兩個導體 球開始時互相接觸且對地絕緣，下列方法中能使兩球都帶電的是 ( ) A.先把兩球分開，再移走棒 B.先移走棒，再把兩球分開 C.使棒與甲球瞬時接觸，再移走棒 D.先使乙球瞬時接地，再移走棒,【解析】選A、C、D。由于靜電感應，甲球感應出正電 荷，乙球感應出負電荷，把兩球分開后，它們帶上了 等量異種電荷，
15、所以A正確；若先將棒移走，則兩球不 會有靜電感應現(xiàn)象產(chǎn)生，所以不會帶上電荷，B錯誤； 使棒與甲球接觸，則兩球會因接觸而帶上負電荷，所 以C正確；若使乙球瞬時接地，則乙球上感應出的負電 荷因受斥力而被導走，再將棒移走，由于甲、乙是接,觸的，所以甲球上的電荷會重新分布在甲、乙兩球上，結果是兩球都帶上了正電荷，所以D正確。,知識點二 電荷守恒定律的理解 探究導入： 甲、乙兩同學各拿一帶電小球做實驗時不小心兩小球接觸了一下，結果兩小球都沒電了！電荷到哪里去了呢？是否違背了電荷守恒定律？,提示：(1)兩球上的異種電荷中和了，即正、負電荷代數(shù)和為0，對外不顯電性。 (2)沒有違背電荷守恒定律。,【歸納總結
16、】 1.物體帶電的實質：使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷，使物體不帶電也不是消滅了電荷。物體帶電的實質是電荷發(fā)生了轉移，也就是物體間電荷的重新分配。 2.應用電荷守恒定律分析接觸起電現(xiàn)象中電荷量的分配：,(1)導體接觸起電時電荷量的分配與導體的形狀、大小有關。完全相同的金屬球接觸時，電荷量平均分配；形狀、大小不同的導體接觸時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起電時電荷量的分配情況。 ①用電荷量為Q的金屬球與不帶電的金屬球接觸后，兩小球所帶的電荷量相等，電性與原帶電金屬球相同。,②用電荷量為Q1的金屬球與電荷量為Q2的金屬球接觸， 若兩球帶同種電荷，則
17、每個小球所帶的電荷量均為總 電荷量的一半，即Q1′=Q2′= ，電性與兩球原來 所帶電荷的電性相同；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 接觸前帶的電荷量大的金屬球的電性相同。,3.守恒的廣泛性：電荷守恒定律和能量守恒定律一樣，是自然界中最基本的規(guī)律，任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律。電荷守恒定律也涵蓋了近代物理實驗發(fā)現(xiàn)的微觀粒子在變化中遵守的規(guī)律。,【特別提醒】,【典題通關】 【典例】(多選)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1.610-15 C，丙物體帶電810-16 C。則對于最后
18、乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法中正確的是( ),A.乙物體一定帶有負電荷810-16 C B.乙物體可能帶有負電荷2.410-15 C C.丙物體一定帶有正電荷810-16 C D.丙物體一定帶有負電荷810-16 C,【正確解答】選A、D。物體經(jīng)過摩擦后，會產(chǎn)生電。得到電子的帶負電，失去電子的帶正電。甲、乙兩物體相互摩擦后，甲物體帶正電1.610-15 C，則乙?guī)ж撾?.610-15 C，若乙物體再與丙物體接觸，由于丙物體帶電810-16 C，且一定帶負電，則乙也一定帶負電，大小為810-16 C，故A、D正確，B、C錯誤。,【過關訓練】 1.(多選)把兩個完全相同的小球接觸后分開，兩球相
19、互排斥，則兩球原來帶電情況可能是 ( ) A.其中一個帶電，一個不帶電 B.兩個小球原來帶等量異種電荷 C.兩個小球原來帶同種電荷 D.兩個小球原來帶不等量異種電荷,【解析】選A、C、D。原來的其中一個帶電，一個不帶 電，接觸后電荷平分，帶上等量同種電荷，存在排斥 力，故A正確；兩個小球原來分別帶等量異種電荷，接 觸后電荷完全中和，兩球不存在排斥力，故B錯誤；兩 個小球原來分別帶同種電荷，把兩個完全相同的小球 接觸后電荷重新平分，帶上等量同種電荷，存在排斥 力，故C正確；兩個小球原來分別帶不等量異種電荷，,小球接觸后電荷先中和再平分，帶上等量同種電荷，存在排斥力，故D正確。,2.半徑相同的兩金
20、屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個半徑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之比為多大？,【解析】(1)A、B帶同種電荷，設電荷量為Q，C與A接 觸后，由于形狀相同，二者平分電荷量，A、C所帶的 電荷量均為 Q。 C與B接觸后平分二者電荷量， 則B、C的電荷量均為 ( Q+Q)= Q， A、B最終的電荷量之比為 Q∶ Q=2∶3。,(2)A、B帶異種電荷，設電荷量分別為Q、-Q，A、C接 觸后，平分電荷量，A、C的電荷量均變?yōu)?Q，C與B接 觸后，平分二
21、者的電荷量，C、B的電荷量均為 ( Q-Q)=- Q， 則A、B最終的電荷量之比為 Q∶|- Q|=2∶1。 答案：(1)2∶3 (2)2∶1,【補償訓練】 1.如圖所示，導體A帶正電，當帶負電的導體B靠近A時，A帶的 ( ) A.正電荷增加 B.負電荷增加 C.正、負電荷均增加 D.電荷量不變,【解析】選D。當帶負電的導體B靠近導體A時，兩導體之間無接觸，由電荷守恒定律可知，A帶的電荷量不變，只是電荷重新在導體表面上發(fā)生了分布(電荷重新分布是由電荷之間相互作用力產(chǎn)生的)。,2.有兩個完全相同的帶電絕緣金屬球A、B，分別帶 有電荷量QA=6.410-9 C，QB=-3.210-9 C，讓
22、兩絕緣金屬球接觸。在接觸后，A、B帶電荷量各是多少？此過程中電子如何轉移？轉移了多少個電子？,【解析】由于QA=6.410-9 C，QB=-3.210-9 C，根據(jù) 電荷均分規(guī)律，兩球接觸時帶電量相同： Q′A=Q′B= =1.610-9 C。兩球接觸時，自由 電子由B向A轉移，轉移的個數(shù)： n= =3.01010(個) 答案：均為1.610-9 C 自由電子由B向A轉移 3.01010個,【拓展例題】考查內容：多電荷相互作用問題 【典例】(多選)如圖所示，a、b、c、d 為四個帶電小球，兩球之間的作用分別 為a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，則 ( ) A.僅有兩個小球帶同種電荷 B.僅有三個小球帶同種電荷,C.c、d小球帶同種電荷 D.c、d小球帶異種電荷 【正確解答】選B、D。由d吸a， d吸b可知a與b帶同種電荷， 且與d帶異種電荷； 由c斥a， c斥b可知c、a、b帶同種電荷， c與d帶異種電荷， 所以A、C錯， B、D對。,
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