2018_19届高中物理第1章从富兰克林到库仑1.1从闪电谈起学案沪科版

1．1 从闪电谈起
1．对摩擦玻璃起电的理解：电不能因摩擦而创生，而只是从摩擦物转移到玻璃管，摩擦物失去的电与玻璃管获得的电严格相同．
2．感应起电：用带电体靠近绝缘导体，使绝缘导体带电的现象叫做静电感应．
二、电荷守恒规律
1．起电的实质：物体的原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成．两个物体相互摩擦时，一个物体中的电子会转移到另一个物体上去，该物体呈现正电，另一物体呈现负电．所以，带电是由于电子的转移产生的．
2．电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消失，它只能
从一个物体转移到另一个物体上，或从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变．
三、推动电学研究的科技发明
1．摩擦起电机
大约在1650年，德国的盖里克发明了第一台能产生大量电荷的摩擦起电机．
2．莱顿瓶
在1745年至1746年，物理学家克莱斯特和荷兰莱顿大学的穆欣布罗克同时发明了一种贮存电的装置——莱顿瓶．
摩擦起电机和莱顿瓶的发明，解决了如何获得大量电荷和有效地贮存电荷的难题，为进一步研究电现象提供了强有力的实验手段．
四、尖端放电
电荷在导体表面的分布一般是不均匀的，越是尖突的部分，电荷密度越大，也越容易放电，这称为尖端放电．
五、富兰克林统一天电与地电
1752年美国科学家富兰克林做了一次风筝实验，证明摩擦起电所获电的性质和天空中
的闪电是同样的．
一、使物体带电的三种方式
1．摩擦起电
(1)用摩擦的方法使物体带电：两个不同种的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电．
(2)摩擦起电的原因：不同物质组成的物体，由于原子核对核外电子的束缚能力不同，在摩擦过程中由于摩擦力做功，对核外电子的束缚能力弱的原子失去电子而带正电，对核外电子的束缚能力强的原子获得电子而带负电，且两个物体带等量的正、负电荷．
(3)摩擦起电的本质：一个物体失去电子带正电，另一个物体得到这些电子而带负电．即摩擦起电是物体间电荷的转移引起的．
2．感应起电
(1)用带电的物体靠近没有带电的物体，也能使没有带电的物体带电．例如，将一个带电的物体靠近一个原来没有带电的金属导体，金属内部的自由电子就会发生移动，从而在导体表面出现“感应电荷”．
(2)感应起电时，原来不带电的导体的两端同时感应出等量的异种电荷，且靠近带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是异种电荷，远离带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是同种电荷．
(3)感应起电的本质：感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的正、负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分，即物体中发生电荷的转移．
【特别提醒】 1.感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触而只是靠近，后者必须直接接触.
2.感应起电过程只是导体内部的电荷重新分布使导体两端显出不同电性，而实质上导体仍不带电，导体上正负电荷的数目仍然相等.
3．接触起电
(1)用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．
(2)两个完全相同的导体球发生接触时，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分；两个导体球分离后，各带等量的同种电荷(恰好中和时，两导体球都不带电)．
(3)接触带电的本质：两个物体之间发生电荷的转移．
【深化探究】感应起电能使物体带电，你认为对使用的物体应有怎样的要求？这种方式能使绝缘体带电吗？
提示：感应起电中要使物体带电，物体内的电荷必须能自由移动，在带电体的作用下，电荷向两端集聚，因此，物体应是导体.而绝缘体内部没有可以自由移动的电荷，所以不能用感应的方法起电，一般可以用接触或摩擦的方式使其带电.
二、电荷守恒定律的理解
“起电”并不是创造电荷，只是电荷在不同物体或物体不同部分间的转移．当一个物体得到电荷时，其他物体失去电荷；它所得到的电荷就是其它物体失去的电荷．任何孤立系统的电荷总数保持不变．在一个系统的内部，电荷可以从一个物体转移到另一个物体，但是在这个过程中系统的总的电荷是不改变的．这就是电荷守恒定律．
一、认识静电现象
(多选)原来甲、乙、丙三个完全相同的物体都不带电，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1.6×10－15C，丙物体带电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( )
【导学号：17592000】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
【导析】(1)相互摩擦后两物体带等量异种电荷．
(2)完全相同的两个物体接触后带等量的同种电荷．
【解析】由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D 正确．
【答案】AD
摩擦起电和接触起电均满足电荷守恒定律.
只有完全相同的导体球接触后等分总电量.
1．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近一个塑料小球时( )
A．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带正电
B．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带负电
C．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带正电
D．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带负电
【解析】用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷，塑料小球被吸引时，塑料小球可能不带电(带电体能吸引轻小物体)，也可能带正电，但塑料小球如果被排斥，则小球必定带电，且与橡胶棒带同种电荷．
【答案】 D
二、感应起电
(多选)如图1­1­1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是( )
图1­1­1
A．先把两球分开，再移走棒
B．先移走棒，再把两球分开
C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开
D．棒的带电量不变，两导体球不能带电
【导析】理解感应起电的实质是不带电的导体在带电体电荷的作用下，电荷从物体的一部分转移到另一部分，从而使导体两端带上等量的异种电荷．
【解析】带电棒靠近两导体球时，会在甲球感应出异种电荷，乙球聚集同种电荷．此时若先分开甲、乙，再拿走棒，甲带与带电棒电性相反的电荷，乙带与之相同的电荷；若先移走带电棒，甲、乙两球将呈电中性，再分开甲、乙两球，两球都不带电，故选项A对，选项B错．将带电棒与两球接触，带电棒上的电荷将转移到两球上，分开后两球带与带电棒同种性质的电荷，故选项C对．
【答案】AC
感应起电注意的问题
分析此类问题时，一定注意将导体分开和移走带电体的先后顺序，二者是不同的．
2.如图1­1­2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( )
【导学号：17592001】
图1­1­2
A．不带电B．带正电
C．带负电D．不能确定
【解析】导体B和地相连，构成一个大导体，离A较近的a端带负电，地球离A较远带正电，断开S再移走A，则导体B带负电．
【答案】 C
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．不带电的导体靠近一个带电体，导体两端就会带等量异号电荷
B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷
C．摩擦起电的过程中一个物体失去电子，另一个物体得到电子
D．玻璃棒与任何物体摩擦后均会带上正电荷
【解析】根据静电感应的规律可知，A项正确；由物质的电结构可以否定B选项；起电的过程就是得失电子的过程，C对；玻璃棒与丝绸摩擦，玻璃棒带正电，与其他物体摩擦就不一定了，D错．
【答案】AC
2．(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是( )
A．摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷
B．摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C．感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分
D．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
【解析】摩擦起电的实质：两物体互相摩擦时，束缚不紧的电子从一个物体转移到另一个物体上．感应起电的实质：带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷趋向或远离带电体，使靠近导体一端带异种电荷，远离的另一端带同种电荷，即电荷在物体不同部分之间的转移．根据电荷守恒定律，电荷不能被创生．选项B、C正确．
【答案】BC
3．如图1­1­3所示，当将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体，枕形导体上电荷的移动情况是( )
图1­1­3
A．枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动
B．枕形金属导体中的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动
C．枕形金属导体中的正负电荷同时分别向B端和A端移动
D．枕形金属导体中的正负电荷同时分别向A端和B端移动
【解析】导体内能够移动的是自由电子，C带正电，导体中自由电子向A端移动，正电荷不移动．
【答案】 B
4．如图1­1­4所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是( )
【导学号：17592002】
图1­1­4
A．只有M端验电箔张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔张开，且N端带负电
C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔都张开，且两端都带正电或负电
【解析】由于静电感应，导体MN两端分别感应出等量的异种电荷，靠近带电体的M 端带上正电，远离带电体的N端带上负电，两端的金属验电箔都会张开．【答案】 C
5.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1­1­5所示．现使a、b分别带不等量的正、负电荷，则( )
【导学号：17592003】
图1­1­5
A．b将吸引a，吸引后不放开
B．b先吸引a，接触后a、b迅速分开
C．a、b之间不发生相互作用
D．b立即把a排斥开
【解析】因a带正电，b带负电，且a、b所带电荷不等量，由异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触；当小球a与b接触后，两球所带的电荷先中和，然后再进行重新分配，结果两球带同种电荷(正电或负电)，因此两球将会排斥开．【答案】 B。