2019_2020学年高中物理第一章电场第一节认识静电课件粤教版选修3.pdf

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1、第一节 认识静电 第一章 电 场 1.知道自然界中的两种电荷及三种起电方式. 2.掌握电荷守恒定律. 3.知道电荷量及元电荷的概念. 学科素养与目标要求 物理观念： 了解验电器的构造、原理，并借助验电器感受摩擦起电、感应起电的过程. 科学探究： 知道三种起电方式的实质是相同的，会用电荷守恒定律分析问题. 科学思维： NEIRONGSUOYIN 内容索引 自主预习 达标检测 课时对点练 预习新知 夯实基础 检测评价 达标过关 注重双基 强化落实 重点探究 启迪思维 探究重点 自主预习 1.判断物体是否带电的依据：物体具有了 的性质，我们就说它带 了电，或有了电荷. 2.电荷的电性及相互作用： (

2、1)电性 用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电荷； 用毛皮摩擦过的橡胶棒带 电荷. (2)电荷间的作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互 . 一、起电方法的实验探究 吸引轻小物体 正 负 排斥吸引 3.三种起电方法： (1)如图1，两物体带上 量的 (选填“同”或“异”)种电荷. 等 图图1 (2)如图2，物体带上与带电体电性 (选填“相同”或“相反”)的电荷. 图图2 (3)如图3，一个带电体靠近导体时，导体近端感应出 种电荷，远端感应出 种 电荷. 图图3 异 相同 异同 1.电荷量： (1)电荷量：物体所带电荷的 叫做电荷量. (2)国际单位： ，简称 ，用符号C表示.正电荷的电荷量为 值，负电 荷的

3、电荷量为 值. (3)中和： 的异种电荷完全抵消的现象. (4)元电荷：最小的电荷量，用符号e表示.e . (5)电荷量的不连续性：任何带电体的电荷量都是e的 . 二、电荷守恒定律 多少 库仑库正 负 等量 1.61019 C 整数倍 2.电荷守恒定律： (1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体 到另一个物体， 或者从物体的一个部分 到另一个部分.在 过程中，电荷的 不变. (2)适用范围： 电荷守恒定律不仅在一切 物理过程中成立， 而且也是一切_ 物理过程所普遍遵守的规律. 转移 转移转移代数和 宏观微观 1.判断下列说法的正误. (1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为正

4、电荷从丝绸转移到玻璃棒上.( ) (2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程.( ) (3)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷，说明通过摩 擦可以创造电荷.( ) (4)某一带电体的电荷量可能等于51019 C.( ) 即学即用 2.带正电的物体C靠近不带电的枕形导体AB，如图4所示，A端将带 电，B 端将带 电. 图图4 负 正 重点探究 (1)带正电的物体A与不带电的物体B接触，使物体B带上了什么电荷？在这个 过程中电荷是如何转移的？ 导学探究 一、三种起电方式 答案 正电荷，在这个过程中，有电子从物体B转移到物体A，物体B中电子 数量减少，因此带正电.

5、(2)如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触.起初它们 不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的. 把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？ 答案 C移近导体A，两侧金属箔片都张开； 这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？ 答案 金属箔片仍张开，但张角变小； 再让A和B接触，又会看到什么现象？ 答案 金属箔片都闭合. 三种起电方式的比较 知识深化 摩擦起电感应起电接触起电 现象两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异 种电荷 导体带上与带电 体同性的电荷 原因 不同物质对电子的束缚能 力不同.束缚能力强的得 电子，带负电；束缚能力 弱的失电子，带正电 电子

6、在电荷间相互作 用下发生转移，近端 带异种电荷，远端带 同种电荷 在电荷间相互作 用下，电子从一 个物体转移到另 一个物体上 实质电荷在物体之间或物体内部的转移 说明无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移. 例1 (多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是 A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子 B.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷 C.摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的 D.丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电 子数而显正电 解析 摩擦起电实质是由于两个物体的原子

7、核对核外电子的束缚能力不相同， 因而电子可以在物体间转移.若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多， 我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它 带负电.使物体带电并不是创造出电荷. 例2 (多选)如图5所示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，起初都 不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是 A.把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B.把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C， A、B上的金属箔片仍张开 C.把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开， A、B上的金属箔片仍张开 D.把C移近导体A，先把A、B分开，再把

8、C移走，最后重新让 A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 图图5 解析 A、B开始都不带电，把C移近导体A时，由于静电感应使A、B中的自由 电子向左移动，使得A端带负电荷，B端带正电荷，所以两边的金属箔片都张 开，A正确. 先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，金属箔片仍张开；但重新让A、B 接触后，A、B上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，B正确，D错误. 但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以金属箔片 都不会张开，C错误. 感应起电的判断方法 1.当带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一 端带同种电荷，如图6甲所示.

9、 2.导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端导体， 带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示. 总结提升总结提升 图图6 说明：用手摸一下导体，再移开手指，相当于先把导体接地，然后再与大地断开. (1)物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是41019 C吗？ 导学探究 二、电荷守恒定律 元电荷 答案 物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.601019 C的整数倍.由于 41019 C是1.601019 C的2.5倍，所以物体所带的电荷量不能是41019 C. (2)电子和质子就是元电荷吗？ 答案 元电荷是最小的电荷量，不是物质；电子和质

10、子是实实在在的粒子， 不是元电荷. (3)在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷， 该过程是否创造了电荷？ 答案 摩擦起电的过程并没有创造电荷，只是电子发生了转移. 1.使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，起电的 过程就是物体间或物体内部电荷的重新分布. 2.电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到 电中性的过程. 3.导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关，当两个完全相 同的金属球接触后，电荷量将平均分配，即最后两个球带等量的同种电荷或均不 带电. 4.元电荷 (1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物

11、粒子，元电荷无正、负之分. (2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷. (3)电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷. 知识深化 例3 完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离， 今让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开. (1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？ 答案 23 解析 设A、B带电荷量大小均为q，则A、C接触后，A、C带电荷量为qAqC q. C与B接触后，B、C所带电荷量为qBqC (2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？ 答案 21 解析

12、 设A带正电，B带负电，且所带电荷量大小均为Q. 则C与A接触后，A、C带电荷量为qAqC C与B接触后，B、C带电荷量为 例4 放在绝缘支架上的两个完全相同的金属小球A、B分别带有电荷量QA 6.4109 C、QB3.2109 C，让两个金属小球接触，在接触过程中，电 子如何转移？转移了多少个？ 答案 电子由B球转移到A球 3.01010个 解析 两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分 配，由于两小球完全相同，剩余正电荷一定平分，即接触后两小球带电荷量 在接触过程中，电子由B球转移到A球，自身的负电荷全部中和后，继续转移， 使B球带QB的正电，这样共转移的电荷量为 QQ

13、BQB1.6109 C(3.2109 C)4.8109 C 学科素养 通过例3、例4的学习，使学生进一步掌握电荷守恒定律及其 相关应用，知道两个完全相同的金属球接触后将平分电荷，较好地体现了 “物理观念”和“科学思维”的核心素养. 验电器的两种应用方式及原理 (1)带电体接触验电器：当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部 分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相 互排斥而张开.如图7甲. 三、验电器的原理和使用 图图7 (2)带电体靠近验电器：当带电体靠近验电 器的金属球时，带电体会使验电器的金属 球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应 出同种电荷(感应起电)，

14、两箔片在斥力作用 下张开，如图乙. 例5 如图8所示，用起电机使金属球A带负电，靠近验电器B的金属球，则 A.验电器的金属箔片不张开，因为球A没有和B接触 B.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电 C.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电 D.验电器的金属箔片张开，因为验电器下部的两金属箔片 都带上了负电 解析 带负电的球A靠近验电器B的金属球，根据电荷“同性相斥，异性相吸” 的特点知，验电器金属球上的电子会被球A上的负电荷排斥到验电器下端箔片 上，则验电器下部的两金属箔片就会因带负电荷而相斥，箔片张开，故选D. 图图8 达标检测 1.(对三种起电方式的理解)(多选)下

15、列说法中正确的是 A.静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分 B.摩擦起电时，一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子 而带负电 C.摩擦起电和感应起电都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移 到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分 D.一个带电体接触一个不带电的物体，两个物体可能带上异种电荷 1234 2.(感应起电)(多选)(2018济宁市高二上月考)如图9所示，把置于绝缘支架上的不带电 的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷. 关于使导体带电的以下说法中正确的是 A.如果用手摸一下导体的B端，B

16、端自由电子将经人体流入大地， 手指离开，移去带电体C，导体带正电 B.如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导 体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电 C.如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不 带电 D.无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开， 移去带电体C，导体带正电 图图9 1234 解析 无论用手摸一下导体的什么位置，都会使枕形导体通过人体与大地相连， 由于静电感应，导体上的自由电子将经人体流入大地，使得导体带正电，手指 离开，移去带电体C，导体带正电，故选A、D. 1234 3.(验电

17、器的原理)如图10所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触， 使验电器的金属箔片张开，关于这一现象，下列说法正确的是 A.两片金属箔片上带异种电荷 B.两片金属箔片上均带负电荷 C.金属箔片上有电子转移到玻璃棒上 D.将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起 1234 图图10 解析 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，若将其接触验电器的金属球，此时两个 箔片上均带正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器向玻璃棒转移；移走 玻璃棒后，箔片仍带电，不会立即合在一起，选项C正确. 4.(电荷守恒定律的应用)有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有 2.0105 C的正电荷，小球B、C不带电，现在让

18、小球C先与球A接触后取走， 再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的 带电荷量分别为qA C，qB C，qC C. 5106 1234 7.51067.5106 解析 小球C先与球A接触后平分A的电荷，则qAqC 1.0105 C， 再让小球B与球A接触后分开，则qAqB 5106 C； 最后让小球B与小球C接触后分开，则qBqC 7.5106 C. 课时对点练 一、选择题 考点一 电荷量与元电荷 1.(多选)关于电荷量，以下说法正确的是 A.物体所带的电荷量可以为任意值 B.物体所带的电荷量只能为某些值 C.物体带电荷量的最小值为1.6109 C D.若物体带正

19、电荷，电荷量为1.6109 C，这是因为物体失去了1.01010个电子 12345678 12345678 解析 物体所带的电荷量不能为任意值，只能为元电荷的整数倍，故A错误， B正确. 物体带电荷量的最小值与电子的电荷量数值相等，为1.61019 C，故C错误. 考点二 三种起电方式 2.(2018南通中学高二检测)绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面 镀有铝膜，在a的旁边有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图1所示， 现使b带电，则 A.b将吸引a，吸住后不放 B.b先吸引a，接触后又把a排斥开 C.a、b之间不发生相互作用 D.b立即把a排斥开 12345678 图图1

20、解析 带电物体能够吸引轻小物体，故b会将a球吸引过来，a与b接触后，带同 种电荷而相互排斥，由此可知，B正确，A、C、D错误. 3.如图2所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电 的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B 图图2 解析 根据静电感应现象和电荷间的相互作用，可判断导体B带负电，故选C. 12345678 A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.不能确定 4.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用 绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为 0.5 cm时圆环被吸引到笔套

21、上，如图3所示.对上述现象的判断与分析，下列说 法正确的是 A.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 B.摩擦使笔套带电 C.笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异种电荷 D.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 图图3 12345678 考点三 验电器及其原理 5.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如图表示验 电器上感应电荷的分布情况，正确的是 解析 把带电金属球靠近不带电的验电器，会改变验电器上的电荷分布；由于 电荷间同性相斥、异性相吸，使得验电器上靠近带电金属球的一端和金属球电 性相反，而远离带电金属球的一端和金属球电性相同，故选项B

22、正确. 12345678 6.(2018宿迁市沭阳县高二期中)如图4所示，有一带正电的验电器，将不带电的 金属球A接触验电器的小球B时，验电器的金箔张角 A.变大 B.变小 C.不变 D.先变小，后变大 图图4 12345678 解析 有一带正电的验电器，将不带电的金属球A接触验电器的小球B时，金属 球A将带正电，根据电荷守恒定律有，验电器的电荷减小，验电器的金箔张角 减小，故B正确，A、C、D错误. 考点四 电荷守恒定律的应用 7.如图5所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体 球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，导体分为A、B两部分，这两部分 所带电荷量的数值

23、分别为QA、QB，则下列结论正确的是 A.沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QAQB B.只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QAQB C.沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QAQB D.沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且QAQB图图5 12345678 解析 导体原来不带电，在带正电的导体球C静电感应的作用下，导体中的 自由电子向B部分转移，使B部分有了多余的电子而带负电；A部分少了电子 而带正电.根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目 是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，故只 有D正确. 12345678 二、非选择题

24、 8.有三个完全相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有3103 C的正电荷， 小球B带有2103 C的负电荷，小球C不带电.先让小球C与小球A接触后分开， 再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，试求这时 三个小球的带电荷量分别为多少？ 12345678 答案 qA2.5104 C qB6.25104 C qC6.25104 C 解析 C、A接触后分开，A、C带电荷量均为 C1.5103 C，再让小球 B与小球A接触后分开，A、B带电荷量均为 C2.5104 C， 最后让小球B与小球C接触后分开， B、 C带电荷量均为 C 6.25104 C，故最终三个小球的带电荷量分别为qA2.5104 C，qB6.2510 4 C，qC6.25104 C. 12345678