1.1 静电现象及其微观解释 课件1(鲁科版版选修3-1)

【典例1】 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1－1－2所示，现使b带电，则( )．
图1－1－2
A．b将吸引a，吸住后不放开 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 解析 b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a 靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出 现与b同种的感应电荷．虽然a上的感应电荷等量异号， 但因为异种电荷离b更近，所以b对a的电场力为引 力．当b吸引a使两者接触后，由于接触起电，b、a又 带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以 B项正确． 答案 B
二、电荷守恒定律的理解和应用 1．“中性”、“中和”的本质 电中性的物体是有电荷存在的，只是电荷量的代数和为零， 对外不显电性；电荷的中和是指电荷的种类、数量达到异号、等 量时，物体达到电中性的过程． 2．“总量”含义：指电荷量的代数和． 3．起电过程中电荷的变化 不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷．本 质都是电荷发生了转移，也就是说起电过程是物体所带电荷的重 新分配．
4．应用电荷守恒定律分析接触带电现象中电荷量的分配 (1)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有 关．完全相同的金属球接触时，电荷量平均分配；形状、大小不 同的导体接触时电荷量不能平均分配．无论哪种情况，接触前后 电荷总量不变． (2)完全相同的金属球接触带电时电荷量的分配情况 ①用带电荷量是Q的金属球与不带电的金属球接触后，两小 Q 球均带 的电荷量，电性与原带电金属球相同． 2
借题发挥 (1)静电感应中，中性导体在两侧同 时感应等量异种电荷．感应的过程，就是导体 内电荷重新分布的过程． (2)电荷间的相互作用力与电荷间的距离及电荷 量有关．
【变式1】 (双选)如图1－1－3所示，挂在绝缘 细线下的两轻质小球，由于电荷的相互作用而 靠近或远离，则( )． A．甲图中两球一定带异种电荷 B．乙图中两球一定带同种电荷 C．甲图中两球至少有一个带电 D．乙图中两球至少有一个带电
二、电荷守恒定律 1．电荷量的表示及单位 字母表示： Q或q . 国际单位制单位： 库仑 ，简称库．单位符号：C.
2．元电荷 电子所带的电荷量是最小电荷量，人们把这个最小电荷量叫 做 元电荷 ，用e表示，e＝1.6×10－19 C．实验表明：所有带电体 的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．
3．电荷既不能创造，也不能 消灭 ，它们只能从一个物体转 移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到 另一部分．在转移 的过程中，电荷的 总量 不变，这一结论叫做电荷守恒定律.
电荷间的相互作用
1．(双选)如图1－1－5所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱 支持的金属导体，起初它们不带电，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( )．
图1－1－5
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．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金 属箔片仍张开 D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、 B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔 片闭合
(3)感应起电判断方法 ①带电体靠近导体时，靠近带电体的近端带异种电荷，远离 带电体的远端带同种电荷． ②凡遇到接地问题时，该导体与端，带同种电荷．
3．验电器和静电计
图1－1－1 (1)判断物体是否带电及所带电荷种类的简单仪器，它的构造 为玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端；棒 的上端通过瓶塞从瓶口伸出(如图1－1－1甲所示)，带电体接触导 体棒的上端时，金属箔张开，如果带电体所带电荷量为零，金属 箔不张开．如果把玻璃瓶换成金属外壳，金属箔换成指针，这样 的验电器又叫静电计，如图1－1－1乙所示．
－15
C，丙物体带电荷量的大小为8×10
－16
C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是 ( )． A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 C B．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C C．丙物体一定带有正电荷8×10－16 C D．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C
解析 甲、乙相互摩擦后，甲、乙带等量异种电荷，由于甲 物体带正电1.6×10
解析
(1)设 A、B带同种电荷均为q，则A、 C接触后，A、
1 C带电荷量为 qA＝qC＝ q. 2 C与 B球接触后， B、C所带电荷量为 1 q＋ q 2 3 qB＝ qC′＝ ＝ q. 2 4 1 q qA 2 2 故 A、B带电荷量大小之比为 ＝ ＝ . qB 3 3 q 4
(2)设qA＝＋q，qB＝－q. 1 则C与A接触后，A、C带电荷量为qA＝qC＝＋ q. 2 1 q－q 2 1 C与B接触后，B、C带电荷量为qB＝qC″＝ ＝－ q， 2 4 1 q qA 2 2 故A、B带电荷量大小之比为 ＝ ＝ . qB 1 1 q 4
图1－1－4
解析 验电器上的金属箔片和金属球都带有正 电荷，金属箔片之所以张开，是由于箔片上的 正电荷互相排斥造成的．当验电器金属箔片的 张角减小时，说明箔片上的正电荷一定比原来 减少了，由于金属球A只是靠近验电器而没有与 验电器上的金属球B发生接触，要考虑感应起电 的影响．当金属球A靠近时，验电器的金属球B、 金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体，金 属球A离金属球B较近，而离金属箔片较远．如 果金属球A带正电，验电器上的正电荷一定向远 处移动，
接触起电
产 两种不同绝缘 生 体摩擦时
现 两绝缘体带上 象 等量异种电荷
不同物质对电子的 束缚能力不同，导 致相互摩擦时出现 原 电子的得失．束缚 因 能力强的得电子， 带负电；束缚能力 弱的失电子，带正 电
导体与带电导 体接触时
导体带上与带 电导体相同的 电荷
在电荷的相互作 用下，电子从一 个物体转移到另 一个物体上
解析 虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体C对A、B内的 电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积 累了负电荷，B端带正电荷，其下部贴有的金属箔片分别带上了 与A、B同种的电荷，所以金属箔片都张开，A正确．C只要一直
在A、B附近，先把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不
可能中和，因而A、B仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移 走C，A、B所带电荷量也不能变，金属箔片仍张开，B正确．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 以箔片都不会张开，C错．先把A、B分开，再移走C，A、B仍
②用带电荷量 Q1 与带电荷量 Q2 的金属球接触，若两球带同 种电荷，则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半，即 Q1′ Q1＋ Q2 ＝ Q2′＝ ，电性与两球原来所带电荷的电性相同． 2 ③若两球带异种电荷，接触后先中和等量的异种电荷，剩余 电荷量平均分配，电性与接触前带电荷量大的金属球的电性相
1.1 静电现象及其微观解释
1．了解静电现象，知道物体带电的三种方式． 2．能正确表述电荷守恒定律，会用原子结构和 电荷守恒的知识分析静电现象． 3．了解静电现象及其在生活、生产中的应用， 尝试运用静电现象解决一些实际问
一、起电方法的实验探究 1．物体带电：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带 了电． 2．自然界只有两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 叫做 正电荷；用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做 负电荷 ． 3．电荷间的相互作用规律：同种电荷相互 排斥，异种电荷相 互 吸引 ． 4．物体起电有三种方式：接触起电、摩擦起电和感应起电．
答案 (1)2∶3 (2)2∶1
借题发挥 (1)相同的金属球带同种电荷时，接 触时总电荷量平分．(2)相同的金属球带异种电 荷时，接触时电荷中和后将剩余电荷平分．
【变式2】
(双选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使
甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知 甲物体带正电1.6×10
实 电荷在物体之间或物体内部的转移 质
2.三种起电方法分析 (1)分析摩擦起电问题时应明确原子核中的质子不能脱离原子 核而移动，即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷，转 移的只能是负电荷即电子．带正电荷的物体一定失去了电子，带 负电的物体一定获得了电子．
(2)接触起电过程中电子转移的规律 带正电的物体与带负电的物体接触，电子由带负电的物体转 移到带正电的物体上． 带正电的物体与不带电的中性物体接触，电子由中性物体转 移到带正电的物体上． 带负电的物体与不带电的中性物体接触，电子由带负电的物 体转移到中性物体上．
借题发挥 验电器中金属球、金属杆和金箔为 一个整体．验电器带电后，金箔上也会带电， 两金箔相互排斥而张开角度，张角的大小取决 于两金箔带电量的大小．
【变式3】 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔 片张开．下图中各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是 ( )．
解析 把带电金属球移近不带电的验电器，若 金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引 上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带 正电荷；若金属球带负电荷，则将导体上的自 由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带 正电荷，箔片带负电荷．选项B正确． 答案 B
则金属箔片上的电荷量增加，所以选项B是错误 的．如果金属球A带负电，验电器上的正电荷会 由于引力作用向近端移动，造成金属箔片上的 电荷量减少，所以选项C是正确的．如果金属球 A不带电，由于受到金属球B上正电荷的影响， 金属球A上靠近B的部分也会由于静电力的作用 出现负电荷，而这些负电荷反过来会使得验电 器上的正电荷向金属球B移动，效果与金属球A 带负电荷一样．所以选项A也是正确的，选项D 是错误的． 答案 AC
然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷会完全中和，
箔片都不会张开，D错．故选A、B. 答案 AB
电荷守恒定律 2．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电 荷量QA＝6.4×10