2019-2020年高中物理 第一节认识静电教案1 广东版
高中物理第一章电场第一节认识静电教学案粤教版选修3.doc
第一节认_识_静_电1.自然界中有两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.使物体带电的方式有三种,分别是摩擦起电、感应起电、接触起电,这三种起电方式本质都是电子的转移,而不是凭空创造了电荷,起电的过程遵循电荷守恒定律。
3.电子或质子所带的电荷量是最小的电荷量,这个电荷量叫元电荷,用e表示,e=1.60×10-19 C。
一、电荷及起电方法1.电荷及作用(1)两种电荷正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
(2)作用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.三种起电方式图111(1)摩擦起电;(2)接触起电;(3)感应起电。
二、电荷守恒定律1.电荷量它表示电荷的多少,其单位是库仑,简称为库,用C表示。
2.元电荷最小的电荷量叫做元电荷,用e表示,则e=1.60×10-19_C。
3.电荷守恒定律电荷既不能创造,也不能消失,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。
在转移过程中,电荷的代数和不变。
1.自主思考——判一判(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。
(×)(2)两物体摩擦后,一定带等量异种电荷。
(×)(3)将带电体靠近验电器金属球和带电体与验电器金属球接触,验电器箔片都会张开,但二者本质不同。
(√)(4)元电荷实质上是指电子和质子本身。
(×)(5)一个带正电的金属球与一个不带电的金属球接触,带正电的金属球电荷量减少是因为带正电金属球的部分正电荷转移到不带电的金属球中。
(×)2.合作探究——议一议(1)不带电的物体内部是否有电荷?提示:不带电的物体内部有电荷,正负电荷电量相同,故对外不显电性。
(2)带有等量异号电荷的金属球接触后会发生电荷的中和,此时电荷被消灭了吗?提示:中和时,系统所带电荷的代数和不变,电荷并没有消失,只是正、负电荷数相等,从而对外显电中性。
高中物理1.1认识静电2课时教案粤教版选修31
1.1、认识静电一、教学目标1、知道一些静电现象,并能解释这些现象的成因2、知道三种起电方式,并能理解三种起电方式的物理实质3、知道什么是元电荷,理解电荷守恒定律二、教学重难点1、理解感应起电的物理实质2、理解电荷守恒定律三、教学难点感应起电的物理实质。
四、教学与教法探究、讲授、讨论、练习五、教学器具:多媒体六、教学课时:2课时教学过程(第一课时)一、新课引入在新的年级,我们迎来了另外一个分支——电学。
电学也是物理学中的一个重要分支,内容很丰富,而静电学又处在电学中的门户位置。
请大家翻开教材……进入第一章——《电场》,先看第一节“认识静电”。
(板书)1.5 认识静电(标题)二、进行新课1、你知道哪些静电现象?☆学生:冬天脱衣服……再请大家翻开教材P2…大家再看两个视频素材——(课件展示视频:a、怒发冲冠;b、静电放电现象。
…)演示1:让须状物带电,须张开。
演示2:静电放电。
静电放电和自然界的雷电有什么联系?2、电荷有种;电荷的多少用什么来量度?☆学生:用电量。
3、电荷之间可以发生相互作用,同种电荷相互;异种电荷相互。
☆学生:排斥;吸引。
刚才演示的“怒发冲冠”现象,就是同种电荷相互排斥的效果……让我们继续深入地研究静电现象——一、起电方法的实验探究思考与交流:怎样使物体带上静电?起电的方法有哪些?☆学生:摩擦起电。
(板书)毛皮摩擦的橡胶棒带…电,丝绸摩擦过的玻璃棒带…电。
☆学生:负;正。
其实,除了摩擦起电,还有更加简单的起电方式——1、接触起电:相互接触的物体带上电荷的现象。
一般是带电的物体上电荷,往没有带电的物体上转移。
或者带电较多的物体往带电较少的物体上转移。
实质:电荷的直接转移。
(而且转移的是同种电荷。
)摩擦起电时,毛皮摩擦橡胶棒使橡胶棒带负电,毛皮会不会带电?☆学生:会。
带什么电?☆学生:正电。
2、摩擦起电(板书):相互摩擦的物体带上异种电荷的现象。
相互摩擦的物体为什么会带上异种电荷?☆学生思考……原来,所有的物质都是由原子组成的,而原子又由……;不同原子的原子核对核外电子的约束力大小并不相同,当物体相互摩擦,两种原子核紧紧挨在一起,就出现了约束力大小的竞争……实质:不同原子的外层电子得失。
2024-2025学年高中物理第1章电场第1节认识静电教案粤教版选修3-1
本节课旨在培养学生的物理学科核心素养,特别是在以下几个方面:首先,通过探究静电现象,提升学生的科学探究能力,使其能够运用科学方法观察现象、提出假设、设计实验并分析结果。其次,强化学生运用数学工具解决物理问题的能力,尤其是在描述电荷分布和电场强度时运用几何图形和数学公式。再次,深化学生对物理概念本质的理解,如通过认识静电了解电荷守恒定律的内涵,培养其科学思维和物理观念。最后,通过静电在生活中的应用和防治措施,提高学生的科学态度与社会责任感,使其认识到科学技术的应用对环境和社会的影响。
6.知识拓展
现在,我们知道了静电现象,那么如何描述静电场呢?接下来,我将给大家介绍电场强度和电场线。请大家观察教材中的电场线图,思考电场线是如何反映电场强度和方向的。(学生观察并回答)电场线从正电荷出发,指向负电荷,线的密度表示电场强度的大小。
7.应用与防治
静电在我们的生活中有着广泛的应用,如静电复印、静电喷涂等。同时,静电也可能带来一些危害,如引发火灾、损害电子设备等。那么,如何防治静电呢?请大家阅读教材中关于静电防治的部分,并分享你们的学习心得。(学生分享心得)正确使用防静电设备和材料,保持环境湿度,是防止静电危害的有效方法。
四、教学资源准备:确保每位学生人手一本粤教版选修3-1教材,提前分发与本节课相关的学习资料。准备多媒体资源,包括静电现象的图片、电荷分布和电场线的动态图表、静电应用与防治的视频等,以增强直观感受。实验器材方面,准备电荷感应实验装置、静电发生器、验电器等,确保实验安全且操作简便。教室布置方面,设置实验操作区,配备实验桌和必需的实验器材,同时划分小组讨论区域,便于学生合作交流。
-本节课我们学习了静电现象、静电感应、电荷守恒定律、电场强度与电场线以及静电的应用与防治。
-通过实验和实例,我们了解了静电是如何产生的,以及如何利用和防止静电。
粤教高中物理选修3-1第一章电场第一节认识静电学案
第一节认识静电[学科素养与目标要求]物理观念: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.科学探究: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.科学思维: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.一、起电方法的实验探究1.判断物体是否带电的依据:物体具有了吸引轻小物体的性质,我们就说它带了电,或有了电荷.2.电荷的电性及相互作用:(1)电性①用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;②用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷.(2)电荷间的作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.3.三种起电方法:(1)如图1,两物体带上等量的异(选填“同”或“异”)种电荷.图1(2)如图2,物体带上与带电体电性相同(选填“相同”或“相反”)的电荷.图2(3)如图3,一个带电体靠近导体时,导体近端感应出异种电荷,远端感应出同种电荷.图3二、电荷守恒定律1.电荷量:(1)电荷量:物体所带电荷的多少叫做电荷量.(2)国际单位:库仑,简称库,用符号C表示.正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值.(3)中和:等量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=1.6×10-19_C.(5)电荷量的不连续性:任何带电体的电荷量都是e的整数倍.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转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一个部分.在转移过程中,电荷的代数和不变.(2)适用范围:电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立,而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律.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5×10-19C.(×)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4答案负正一、三种起电方式(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?(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.①把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔片有什么变化?②这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化?③再让A和B接触,又会看到什么现象?答案(1)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.(2)①C移近导体A,两侧金属箔片都张开;②金属箔片仍张开,但张角变小;③金属箔片都闭合.三种起电方式的比较例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答案BD解析摩擦起电实质是由于两个物体的原子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( )图5A.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上的金属箔片闭合答案AB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.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.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.二、电荷守恒定律元电荷(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4×10-19C吗?(2)电子和质子就是元电荷吗?(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(1)物体所带的电荷量不是任意的,它只能是1.60×10-19C的整数倍.由于4×10-19C 是1.60×10-19C的2.5倍,所以物体所带的电荷量不能是4×10-19C.(2)元电荷是最小的电荷量,不是物质;电子和质子是实实在在的粒子,不是元电荷.(3)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m e之比,叫做电子的比荷.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? (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 (1)2∶3 (2)2∶1解析 (1)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q A =q C =12q .C 与B 接触后,B 、C 所带电荷量为q B =q C ′=q +12q2=34q . 故A 、B 带电荷量大小之比为|q A ||q B |=12q34q =23.(2)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q A ′=q C ″=+12Q .C 与B 接触后,B 、C 带电荷量为q B ′=q C=12Q -Q 2=-14Q ,故A 、B 带电荷量大小之比为|q A ′||q B ′|=12Q14Q =21.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Q A =6.4×10-9C 、Q B =-3.2×10-9C ,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 3.0×1010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Q A ′=Q B ′=Q A +Q B2=6.4×10-9-3.2×10-92C =1.6×10-9C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Q B ′的正电,这样共转移的电荷量为ΔQ =Q B ′-Q B =1.6×10-9C -(-3.2×10-9C) =4.8×10-9C 则转移的电子数n =ΔQ e =4.8×10-91.6×10-19(个)=3.0×1010(个).[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.三、验电器的原理和使用 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. (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),两箔片在斥力作用下张开,如图乙.图7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( )图8A.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答案 D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.1.(对三种起电方式的理解)(多选)下列说法中正确的是( )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答案ABC2.(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( )图9A.如果用手摸一下导体的B端,B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,导体带正电答案AD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.3.(验电器的原理)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( )图10A .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 答案 C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2.0×10-5C 的正电荷,小球B 、C 不带电,现在让小球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q A ′=______________C ,q B ′=______________C ,q C ′=____________C.答案 5×10-67.5×10-67.5×10-6解析 小球C 先与球A 接触后平分A 的电荷,则q A =q C =q2=1.0×10-5C ,再让小球B 与球A接触后分开,则q A ′=q B =q A2=5×10-6C ;最后让小球B 与小球C 接触后分开,则q B ′=q C ′=q B +q C2=7.5×10-6C.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1.6×10-9CD.若物体带正电荷,电荷量为1.6×10-9C,这是因为物体失去了1.0×1010个电子答案BD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1.6×10-19C,故C错误.物体带电荷量为1.6×10-9C,说明物体失去了1.6×10-91.60×10-19=1.0×1010个电子,故D正确.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( )图1A.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排斥开答案 B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2A.不带电B.带正电C.带负电D.不能确定答案 C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.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0.5cm时圆环被吸引到笔套上,如图3所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )图3A.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答案BCD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( )答案 B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正确.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( )图4A.变大B.变小C.不变D.先变小,后变大答案 B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分别为Q A 、Q B ,则下列结论正确的是( )图5A .沿虚线d 切开,A 带负电,B 带正电,且Q A >Q BB .只有沿虚线b 切开,才有A 带正电,B 带负电,且Q A =Q BC .沿虚线a 切开,A 带正电,B 带负电,且Q A <Q BD .沿任意一条虚线切开,都有A 带正电,B 带负电,且Q A =Q B答案 D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.二、非选择题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3×10-3C 的正电荷,小球B 带有2×10-3C 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?答案 q A =-2.5×10-4C q B =6.25×10-4C q C =6.25×10-4C解析 C 、A 接触后分开,A 、C 带电荷量均为3×10-32C =1.5×10-3C ,再让小球B 与小球A 接触后分开,A 、B 带电荷量均为1.5×10-3-2×10-32C =-2.5×10-4C ,最后让小球B 与小球C 接触后分开,B 、C 带电荷量均为1.5×10-3-2.5×10-42C =6.25×10-4C ,故最终三个小球的带电荷量分别为q A =-2.5×10-4C ,q B =6.25×10-4C ,q C =6.25×10-4C.。
高中物理 第一章 电场 探究静电力学案 粤教版选修
高中物理第一章电场探究静电力学案粤教版选修1、知道点电荷的概念、2、理解库仑定律的内容、公式及其适用条件,会用库仑定律进行有关的计算、一、点电荷如果一个带电体,它本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多,那么在研究它与其他带电体的相互作用时,可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况,把它抽象成一个带电的几何点,称为点电荷、二、库仑定律1、用变量控制法研究点电荷间的相互作用力与电荷量、距离的关系、2、在真空中两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们间的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上、电荷之间的这种作用力称为静电力,又叫做库仑力、用公式表示为:F=k、一、库仑定律[问题设计]1、O是一个带正电的物体、把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1中P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小,图中受力由大到小的三个位置的排序为P1、P2、P3、图12、使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,小球所受作用力的大小如何变化?答案增大小球所带的电荷量,小球受到的作用力增大;减小小球所带的电荷量,小球受到的作用力减小、3、以上说明,哪些因素影响电荷间的相互作用力?这些因素对作用力的大小有什么影响?答案电荷量和电荷间的距离、电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着电荷间距离的增大而减小、[要点提炼]1、库仑定律的表达式:F=k、式中的k为静电力常量,数值为k=9、0109_Nm2/C2、2、库仑定律的适用条件:真空中、点电荷、[延伸思考]1、有人说:“点电荷是指带电荷量很小的带电体”,对吗?为什么?答案不对、点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的带电体,是一种理想化的物理模型、当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,带电体可以看做点电荷、一个物体能否被看做点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状而定、2、还有人根据F=k推出当r→0时,F→∞,正确吗?答案从数学角度分析似乎正确,但从物理意义上分析却是错误的、因为当r→0时,两带电体已不能看做点电荷,库仑定律不再适用了、二、静电力的叠加[问题设计]已知空间中存在三个点电荷A、B、C,A对C的静电力是否因B的存在而受到影响?A、B是否对C都有力的作用?如何求A、B对C的作用力?答案A对C的静电力不受B的影响,A、B对C都有力的作用,A、B对C的作用力等于A、B单独对C的作用力的矢量和、[要点提炼]1、如果存在两个以上点电荷,那么每个点电荷都要受到其他所有点电荷对它的作用力、两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变、因此,两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和、2、任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的、所以,如果知道带电体上的电荷分布,根据库仑定律和平行四边形定则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向、一、对点电荷的理解例1 (单选)下列关于点电荷的说法中,正确的是()A、只有电荷量很小的带电体才能看成是点电荷B、体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C、当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷D、一切带电体都可以看成是点电荷解析本题考查点电荷这一理想模型、能否把一个带电体看成点电荷,关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状、能否把一个带电体看做点电荷,不能以它的体积大小而论,应该根据具体情况而定、若它的体积和形状可不予考虑时,就可以将其看成点电荷、故选C、答案 C二、对库仑定律的理解例2 (单选)两个分别带有电荷量-Q 和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F、两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为()A、FB、FC、FD、12F解析两带电金属小球接触后,它们的电荷量先中和后均分,由库仑定律得:F=k,F′=k=k、联立得F′=F,C选项正确、答案C针对训练(单选)有三个完全相同的金属小球A、B、C,A所带电荷量为+7Q,B所带电荷量为-Q,C不带电、将A、B固定起来,然后让C反复与A、B接触,最后移去C,A、B间的相互作用力变为原来的()A、倍B、倍C、倍D、倍答案C解析C与A、B反复接触,最后A、B、C三者所带电荷量均分,即qA′=qB′=qC′==2Q、A、B间的作用力F′=k=,原来A、B间的作用力F=k=,所以=,即F′=F、三、多个点电荷间静电力的叠加例3 (单选)如图2所示,两个点电荷,电荷量分别为q1=410-9 C和q2=-910-9 C,分别固定于相距20 cm的a、b两点,有一个点电荷q放在a、b所在直线上且静止不动,该点电荷所处的位置是()图2A、在a点左侧40 cm处B、在a点右侧8 cm处C、在b点右侧20 cm处D、无法确定解析此电荷电性不确定,根据平衡条件,它应在q1点电荷的左侧,设距q1距离为x,由k=k,将数据代入,解得x=40 cm,故A项正确、答案A例4 如图3所示,分别在A、B两点放置点电荷Q1=+210-14 C和Q2=-210-14C、在AB的垂直平分线上有一点C,且AB=AC=BC=610-2 m、如果有一高能电子静止放在C点处,则它所受的静电力的大小和方向如何?图3解析电子带负电荷,在C点同时受A、B两点电荷的作用力FA、FB,如图所示、由库仑定律F=k得FA=k=9、0109 N=8、010-21 NFB=k=8、010-21 N由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在C点的高能电子受到的静电力F=FA=FB=8、010-21 N,方向平行于AB连线由B指向A、答案8、010-21 N 方向平行于AB连线由B指向A1、(对点电荷的理解)(双选)对点电荷的理解,你认为正确的是()A、点电荷可以是带电荷量很大的带电体B、点电荷的带电荷量可能是2、5610-20 CC、只要是均匀的球形带电体,不管球的大小,都能被看做点电荷D、当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体都能看做点电荷答案AD解析能否把一个带电体看做点电荷,不是取决于带电体的大小、形状等,而是取决于研究问题的实际需要,看带电体的形状、大小和电荷分布情况对电荷之间的作用力的影响是否可以忽略、2、(对库仑定律的理解)(单选)相隔一段距离的两个点电荷,它们之间的静电力为F,现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍,同时将它们间的距离也变为原来的2倍,则它们之间的静电力变为()A、B、4FC、2FD、答案A解析F=k,F′=k=k=,选A、3、(静电力的叠加)如图4所示,等边三角形ABC,边长为L,在顶点A、B处有等量同种点电荷QA、QB,QA=QB=+Q,求在顶点C处的正点电荷QC所受的静电力、图4答案k,方向为与AB连线垂直向上解析正点电荷QC在C点的受力情况如图所示,QA、QB对QC的作用力大小和方向都不因其他电荷的存在而改变,仍然遵守库仑定律、QA对QC作用力:FA=k,同种电荷相斥,QB对QC作用力:FB=k,同种电荷相斥,因为QA=QB=+Q,所以FA=FB,QC受力的大小:F=FA=k,方向为与AB连线垂直向上、4、(静电力的叠加)如图5所示,在一条直线上的三点分别放置QA=+310-9C、QB=-410-9C、QC=+310-9 C的A、B、C点电荷,试求作用在点电荷A上的静电力的大小、图5答案9、910-4 N解析点电荷A同时受到B和C的静电力作用,因此作用在A上的力应为两静电力的合力、可先根据库仑定律分别求出B、C对A的静电力,再求合力、A受到B、C电荷的静电力如图所示,根据库仑定律有FBA== N=1、0810-3 NFCA== N=910-5 N规定沿这条直线由A指向C为正方向,则点电荷A受到的合力大小为FA=FBA-FCA=(1、0810-3-910-5)N=9、910-4 N、题组一对点电荷的理解1、(双选)关于点电荷,以下说法正确的是()A、足够小的电荷就是点电荷B、一个电子不论在何种情况下均可视为点电荷C、在实际中点电荷并不存在D、一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值,而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计答案CD 解析点电荷是一种理想化的物理模型,一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,看它的形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响能否忽略不计、因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的,所以A、B错,C、D对、2、(单选)下列关于点电荷的说法正确的是()A、任何带电体,都可以看成是电荷全部集中于球心的点电荷B、球状带电体一定可以看成点电荷C、点电荷就是元电荷D、一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定答案D解析一个带电体能否看做点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断,因此D正确,A、B错误、元电荷是电荷量,点电荷是带电体的抽象,两者的内涵不同,所以C错、题组二对库仑定律的理解3、(单选)关于库仑定律,下列说法中正确的是()A、库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B、根据F=k,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C、若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D、库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律答案D解析点电荷是实际带电体的近似,只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响可忽略不计时,实际带电体才能视为点电荷,故选项A错误;当两个电荷之间的距离趋近于零时,不能再视为点电荷,公式F=k不能用于计算此时的静电力,故选项B错误;q1和q2之间的静电力是一对相互作用力,它们的大小相等,故选项C错误;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,研究和运用的方法也很相似,都是平方反比定律,故选项D正确、4、(单选)要使真空中的两个点电荷间的静电力增大到原来的4倍,下列方法可行的是()A、每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变B、保持点电荷的电荷量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C、一个点电荷的电荷量加倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两个点电荷间的距离减小为原来的D、保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷间的距离减小为原来的答案A解析根据库仑定律F=k可知,当r不变时,q1、q2均变为原来的2倍,F变为原来的4倍,A正确、同理可求得B、C、D中F均不满足条件,故B、C、D错误、5、(单选)两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )A、F=kB、F>kC、F<kD、无法确定答案D解析因为两球心距离不比球的半径大很多,所以两带电球不能看做点电荷,必须考虑电荷在球上的实际分布、当q1、q2是同种电荷时,相互排斥,电荷分布于最远的两侧,电荷中心距离大于3R;当q1、q2是异种电荷时,相互吸引,电荷分布于最近的一侧,电荷中心距离小于3R,如图所示、所以静电力可能小于k,也可能大于k,D正确、题组三静电力的叠加6、(单选)如图1所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上、a和c带正电,b带负电,a所带的电荷量比b所带的电荷量小、已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()图1A、F1B、F2C、F3D、F4答案B解析据“同电相斥,异电相吸”规律,确定金属小球c受到a和b的静电力方向,考虑a的带电荷量小于b 的带电荷量,故Fac与Fbc的合力只能为F2,选项B正确、7、(单选)如图2所示,有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上,已知A、B都带正电荷,A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示,那么可以判定点电荷C所带电荷的电性()图2A、一定是正电B、一定是负电C、可能是正电,也可能是负电D、无法判断答案B解析因A、B都带正电,所以静电力表现为斥力,即B对A的作用力沿BA的延长线方向,而不论C带正电还是带负电,A和C的作用力方向都必须在AC连线上,由平行四边形定则知,合力必定为两个分力的对角线,所以A和C之间必为引力,所以C带负电,故选B、题组四多个电荷的平衡问题8、(单选)如图3所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上,q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比为()图3A、(-9)∶4∶(-36)B、9∶4∶36C、(-3)∶2∶(-6)D、3∶2∶6答案A解析本题可运用排除法解答、分别取三个电荷为研究对象,由于三个电荷只在静电力作用下保持平衡,所以这三个电荷不可能是同种电荷,这样可立即排除B、D选项,故正确选项只可能在A、C中、若选q2为研究对象,由库仑定律知:=,因而得:q1=q3,即q3=4q1、选项A恰好满足此关系,显然正确选项为A、9、有两个带电小球,电荷量分别为+Q和+9Q、在真空中相距0、4 m、如果引入第三个带电小球,正好使三个小球都处于平衡状态、求:(1)第三个小球带的是哪种电荷?(2)应放在什么地方?(3)电荷量是Q的多少倍?答案(1)带负电(2)放在+Q和+9Q两个小球连线之间,距离+Q 0、1 m处(3)倍解析根据受力平衡分析,引入的第三个小球必须带负电,放在+Q和+9Q 两个小球的连线之间、设第三个小球带电荷量为q,放在距离+Q 为x处,由平衡条件和库仑定律有:以第三个带电小球为研究对象:=解得x=0、1 m以+Q为研究对象:=得q=题组五综合应用10、(单选)如图4所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应()图4A、带负电,放在A点B、带正电,放在B点C、带负电,放在C点D、带正电,放在C点答案C解析小球a受到重力、支持力和静电力的作用处于平衡状态时,才能静止在斜面上、可知只有小球b带负电、放在C点才可使a受合力为零,故选C、11、如图5所示,把质量为0、2 g的带电小球A用丝线吊起,若将带电荷量为410-8 C的小球B靠近它,当两小球在同一高度且相距3 cm时,丝线与竖直方向夹角为45、g取10 m/s2,则:图5(1)此时小球B受到的静电力F的大小为多少?(2)小球A带何种电荷?(3)小球A所带电荷量大小是多少?答案(1)210-3 N (2)负电荷(3)510-9 C解析根据题给条件,可知小球A处于平衡状态,分析小球A受力情况如图所示、mg:小球A的重力、FT:丝线的张力、F:小球B对小球A的静电力、三个力的合力为零、F=mgtan45=0、210-3101 N=210-3 N、题中小球A、B都视为点电荷,它们相互吸引,其作用力大小F=kF=k =mgtan45,所以qA= C=510-9C、小球B受到的静电力与小球A受到的静电力为作用力和反作用力,所以小球B受到的静电力大小为210-3 N、小球A与小球B相互吸引,小球B带正电,故小球A带负电、12、如图6所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B,静止在图示位置,若固定的带正电小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=30,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的距离、图6答案解析如图所示,小球B受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线的拉力FT、A对它的静电力FC、由力的平衡条件,可知FC=mgtan θ根据库仑定律得FC =k解得r==13、已经证实质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电荷量为e,下夸克带电荷量为-e,e为电子所带电荷量的大小、如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l,l=1、510-15 m,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力、答案上夸克之间的静电力为45、5 N,是排斥力;上夸克与下夸克之间的静电力为22、8 N,是吸引力解析质子带电荷量为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的、按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,这时上夸克与上夸克之间的静电力应为Fuu=k=k,代入数据,得Fuu=45、5 N,是排斥力、上夸克与下夸克之间的静电力为Fud=k =k代入数据,得Fud=22、8 N,是吸引力、。
高中物理第一章电场第一节认识静电导学案粤教选修
第一节认识静电【自主学习】一、学习目标1.知识与技能(1)知道一些静电现象,并能解释这些现象的成因(2)知道三种起电方式,并能理解三种起电方式的物理实质(3)知道什么是元电荷,理解电荷守恒定律2.过程与方法经历起电方法的实验探究过程,体会科学探究方法3.情感、态度与价值观认识自然,相信科学,破除迷信,了解世界的多样性,体验探究学习快乐。
二、重点难点(1) 理解感应起电的物理实质(2)理解电荷守恒定律三、自主学习1、自然界中的电荷有_____________,即_____________和_____________.如:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是_____________;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带电荷是_____________.2、物体起电的本质:使物体起电的方式有_____________、_____________、_____________等.物体起电的实质是_____________电子或_____________电子.3、元电荷:电子和质子带有_____________电荷,其电荷量为e=_____________.因所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍,所以将电荷量e称为_____________.4、电荷守恒定律:电荷既不能_____________,也不能_____________,它们只能从一个物体_____________到另一物体,或从物体的一部分_____________到另一部分.四、要点透析问题一摩擦起电现象的本质1.关于摩擦起电现象的下列说法中,哪些是正确的()A.摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷C.摩擦起电,可能是摩擦中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示带正电 问题二理解元电荷2.关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A .元电荷就是电子B .元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C .元电荷就是原子D .物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 问题三理解电荷守恒定律3.有三个相同的金属小球A 、B 、C,其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷,小球B 、C 不带电,现在让小球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,最终三球的带电量分别为q A = C,q B = C,q C = C.第一节 认识静电【课堂检测】1. 关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是 ( )A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同种电荷 2. 如图所示,将带正电的球C 移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )A.枕形导体中的正电荷向B 端移动,负电荷不移动B.枕形导体中电子向A 端移动,正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动3. 带电微粒所带电量不可能是下列值中的 ( )课 堂检测案 A C BA.2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C4. 把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间互相排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是:()A、带等量异种电荷B、带等量同种电荷C、带不等量异种电荷D、一个带电,另一个不带电课堂训练案第一节认识静电【当堂训练】1. 用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为:()A、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了电荷B、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了同种电荷C、被吸引的轻小物体一定是带电体D、被吸引的轻小物体一定不是带电体2. M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1. 6×10-10C,下列判断中正确的是( )A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子3. 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,如图所示,下列几种方法能使两球都带电的是( )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一球,再把两球分开D.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电4. 两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8 C的电荷量,另一个带-2×10-8 C的电荷量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少?第一节认识静电【巩固拓展】1. 以下说法正确的是( )A.摩擦起电是自由电子的转移现象B.摩擦起电是通过摩擦产生的正电荷和电子C.感应起电是自由电子的转移现象D.金属导电是由于导体内有可以移动的正电荷2. 用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a接触另一不带电玻璃棒b,使之接触起电.以下说法正确的是( )A.在此接触起电过程中,玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒b 上转移B.在此接触起电过程中,玻璃棒b上的负电子向玻璃棒a 上转移C.在此接触起电过程中,它们的电荷的代数和不变D.在此接触起电过程中,电荷并不一定遵循电荷守恒定律3. 关于元电荷,下列说法中正确的是( ).A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取e=1.60×10-19 CD.电荷量e的数值最早是由美国物理学家库仑用实验测得的4. 导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体的带电荷量为( ).A.-q B.qC.2q D.4q选修3-1 第一章 电场第一节 认识静电 参考答案答案:课前先学案 自主学习1、两种 正电荷 负电荷 正电荷 负电荷2、摩擦起电 接触起电 感应起电 得到 失去3、等量异种 1.6×10-19C 元电荷4、创造 消灭 转移 转移要点透析1、BD 2、BD 3、5×10-4 7.5×10-4 7.5×10-4课堂检测案1、BC 2、B 3、A 4、BCD课堂训练案1、A 2、C 3、AC 4、2×10-8 C ,带正电.课后拓展案 1、AC 2、BC 3、BC 4、C2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.如图所示,一角形杆ABC 在竖直面内,BC 段水平,AB 段竖直,质量为m 的小球用不可伸长的细线连接在两段杆上,OE 段水平,DO 段与竖直方向的夹角为30θ=︒.只剪断EO 段细线的瞬间,小球的加速度为a 1;而只剪断DO 段细线的瞬间,小球的加速度为a 2,则12a a 为A .1B .12C .2D .232.在一场足球比赛中,质量为0.4kg 的足球以15m/s 的速率飞向球门,被守门员扑出后足球的速率变为20m/s ,方向和原来的运动方向相反,在守门员将球扑出的过程中足球所受合外力的冲量为( ) A .2kg·m/s ,方向与足球原来的运动方向相同B .2kg·m/s ,方向与足球原来的运动方向相反C .14kg·m/s ,方向与足球原来的运动方向相同D .14kg·m/s ,方向与足球原来的运动方向相反3.按照我国整个月球探测活动的计划,在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后,第二步是“落月”工程,已在2013年以前完成。
第一节 认识静电 教案 广东教材
小结: 1.三种起电方法 摩擦起电、接触起电、感应起电 2.起电的本质 无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电 荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.
二、电荷守恒定律:
表述一: 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一 个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分 转移到另一部分,在转移的过程中,系统的电 荷总数保持不变.
摩擦起电的实质是什么? 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。
一、电荷
电荷是一种物质属性
1、自然界中有两种电荷
(1)正电荷:
+ _
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
(2)负电荷:
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
物质的微观结构是怎样的?摩擦起电的原因 是什么? (正电) 原子的构成 质子 (正电) 原子核 原子 中子 (不带电) (中性) 核外电子 (负电) 核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用 而脱离原子
2
3
初中学过自然界有几种电荷,它们间的相互作 用如何?电荷的多少用什么表示? 自然界只存在两种电荷,同种电荷互相排斥, 异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。 一般情况下物体不带电,不带电的物体内是否 存在电荷?如何使物体带电? 不带电的物体内存在电荷,且存在等量正、负 电荷,在物体内中和,对外不显电性。用摩擦的方 法可以使物体带电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电, 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
A
B
C
A接触B
实验与探究
A
B
C
实验与探究
A
B
C
实验与探究
A
B
C
实验与探究
A
B
2019_2020学年高中物理第1章电场第1节认识静电学案粤教版选修3_1
第一节认识静电[学习目标] 1.知道物体起电的三种方式.理解其微观解释.(重点) 2.熟记电荷守恒定律. 3.记住元电荷的概念. 4.能用原子结构和电荷守恒定律分析问题.(难点)一、起电方法的实验探究1.两种电荷的性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.2.物体带电的三种方法:摩擦起电、感应起电、接触起电.二、电荷守恒定律1.电荷量(1)电荷量:物体所带电荷的多少叫做电荷量.(2)电荷量的单位:库仑,简称库,符号C.(3)中和:等量的异种电荷完全抵消的现象.(4)元电荷:任何带电体的电荷量都是e=1.60×10-19C的整数倍.因此,电荷量e被称为元电荷.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转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一部分.在转移的过程中,电荷的代数和不变.(2)适用范围:电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立,而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律.1.正误判断(1)不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移.(√)(2)两个互相摩擦的物体一定是同时带上种类不同的电荷,且电荷量相等.(√)(3)带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭.(×)(4)任何带电体的电荷量都是e的整数倍.(√)2.公元1世纪,东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”.顿牟即琥珀(也有玳瑁的甲壳之说),芥指芥菜子,统喻干草、纸等的微小屑末.这个词的意思就是经过摩擦的琥珀能吸引干草、纸等轻小的物体.下列关于这个现象的解释正确的是( ) A.经过摩擦的琥珀有了磁性B.经过摩擦的琥珀带了电C.琥珀与干草带异种电荷D .琥珀与干草带同种电荷B [摩擦可以使物体带电,经过摩擦的琥珀带了电,能吸引干草、纸等轻小的物体,故B 正确,A 错误.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.带电体都有吸引轻小物体的性质,干草不一定带电.故C 、D 错误.]3.(多选)下列关于电荷量和元电荷的说法正确的是( )A .物体所带的电荷量可以是任意实数B .物体带正电荷1.6×10-9C ,是因为失去了1.0×1010个电子C .物体带电量的最小值是1.6×10-19 C D .以上说法都不正确BC [元电荷的数值为e =1.6×10-19 C ,任何带电体的电荷量都是e 的整数倍,所以物体带的电荷量不能是连续的数值,更不能是任意的,所以B 、C 正确.](1)摩擦起电时电荷转移的规律.①摩擦起电时,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,转移的只是负电荷,即电子.②电中性的两个绝缘体相互摩擦,带正电的物体一定是失去了电子,带负电的物体一定是获得了电子.(2)感应起电的分布规律.①近异远同:用带电体靠近不带电的导体时,会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷,远离带电体的一端感应出与带电体电性相同的电荷.②等量异性:用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时,会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷.(3)接触起电时电子转移的规律.①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.②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.③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.【例1】(多选)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体,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( )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,然后移走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AB [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,金属箔片都不会张开,D错.故选A、B.]感应起电成功的关键是导体先分开为两物体,然后移去带电体,具备以下两个特点:(1)近异远同;(2)等量异性.训练角度1.起电的实质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BD [摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同,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.]训练角度2.感应起电2.如图,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a 、b 两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是( )A .闭合开关S 1,有电子从枕形导体流向大地B .闭合开关S 2,有电子从枕形导体流向大地C .闭合开关S 1,有电子从大地流向枕形导体D .闭合开关S 2,没有电子通过开关S 2C [在S 1、S 2都闭合前,对枕形导体,它的电荷是守恒的,a 、b 出现负、正电荷等量,当闭合开关S 1、S 2中的任何一个以后,便把大地与导体连通,使大地也参与了电荷转移,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒,由于静电感应,a 端仍为负电荷,大地远处应感应出正电荷,因此无论闭合开关S 1还是开关S 2,都应有电子从大地流向导体,故C 选项正确.](1)电中性的物体是有电荷存在的,只是正、负电荷的代数和为零,对外不显电性.(2)电荷的中和是指等量正、负电荷完全抵消的过程,但正、负电荷本身依然存在,并没有消失.2.物体带电的实质不论哪一种带电方式都没有创造电荷,也没有消灭电荷.本质都是电子发生了转移.3.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,两小球均带Q2的电荷量,电性与原带电金属球电性相同.(2)若两金属球带同种电荷Q 1、Q 2,接触后每个金属球所带的电荷量均为总电荷量的一半,即Q 1′=Q 2′=Q 1+Q 22,电性与两金属球原来所带电荷的电性相同.(3)若两金属球带异种电荷Q 1、-Q 2,接触后先中和等量的异种电荷,剩余的电荷量平均分配即Q 1″=Q 2″=|Q 1-Q 2|2,电性与接触前带电荷量大的金属球的电性相同. 【例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Q A =6.4×10-9C ,Q B =-3.2×10-9C ,让两绝缘金属小球接触.在接触后,A 、B 带电荷量各是多少?此过程中电子发生了怎样的转移,转移了多少电荷量?[解析] 接触后两小球带电量Q A ′=Q B ′=Q A +Q B 2=6.4×10-9-3.2×10-92C =1.6×10-9C ,在接触过程中,电子由B 球转移到A 球,不仅将自身净电荷中和,且继续转移,使B 球带Q B ′的正电荷.这样,共转移的电子电荷量为:ΔQ =Q B -Q B ′=(-3.2×10-9-1.6×10-9)C =-4.8×10-9C[答案] 均为1.6×10-9C 电子由B 球转移到了A 球,转移了4.8×10-9 C[一题多变] 例2中,若小球B 也带正电,即Q B =3.2×10-9 C ,其他条件不变,则两球接触后,各带多少电荷?此过程中电子发生了怎样的转移?转移了多少电荷量?[解析] 两球接触后,带电量Q A ′=Q B ′=Q A +Q B 2=6.4×10-9 C +3.2×10-9 C 2=4.8×10-9 C.在接触过程中,电子由B 球转移到A 球,转移的电子电荷量为ΔQ =Q B -Q B ′=-1.6×10-9C .[答案] 均为4.8×10-9 C 电子由B 球转移到了A 球,转移了1.6×10-9 C电荷量分配原则的两点注意(1)电荷均分的前提条件是两导体完全相同.(2)不同的导体接触后再分开,每个导体上所带电荷量不满足平均分配规律.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,物体所带电荷量越多,电荷转移的越多,斥力越大,张开的角度也越大.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),两箔片在斥力作用下张开.3.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,如图所示表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )B [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被排斥到最远端,这样验电器的上部将带正电荷,箔片带负电荷.故选项B正确.]1.(多选)关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A.元电荷就是电子B.元电荷是表示1 C电量C.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍CD [元电荷是最小带电量,大小为e=1.6×10-19C,跟电子或质子所带电荷量相等,不是电荷种类,任何带电体的电荷量都为元电荷的整数倍,故C、D正确.] 2.(多选)一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在了,这说明( )A.小球上原有的负电荷逐渐消失了B.在此现象中,电荷不守恒C .小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D .该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律CD [绝缘小球上的电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界,只是小球上的电荷量减小,但这些电子并没有消失,就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷总量保持不变,因此C 、D 选项均正确.]3.如图所示,小球A 带正电,当带负电的小球B 靠近A 时,A 带的( )A .正电荷增加B .负电荷增加C .正、负电荷均增加D .电荷量不变D [当带负电的小球B 靠近小球A 时,两小球之间无接触,由电荷守恒定律可知,A 带的电荷量不变,只是电荷重新在小球表面上发生了分布(电荷重新分布是由电荷之间相互作用力产生的).]4.如图所示,将带正电的金属小球接触原来不带电的验电器A 端之后拿走.下列关于验电器的带电情况正确的是( )A .A 端带正电,B 端带正电B .A 端带负电,B 端带负电C .A 端带负电,B 端带正电D .A 端带正电,B 端带负电A [用带正电的小球去接触验电器的金属球,验电器中的电子将被吸附到带电小球上去,故带上正电,AB 两端电性相同,故选A .]5.有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ,其中小球A 带有3×10-3C 的正电荷,小球B 带有-2×10-3 C 的负电荷,小球C 不带电.先将小球C 与小球A 接触后分开,再将小球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?[解析] 小球C 与小球A 接触后分开带电量为 Q ′A =Q C =Q A 2=1.5×10-3 C. 小球B 与小球C 接触后分开带电量为Q ′B =Q ′C =Q B +Q C 2=(-2+1.5)×10-32C =-2.5×10-4 C [答案] 1.5×10-3 C -2.5×10-4 C -2.5×10-4 C。
粤教版(2019)高二物理上静电现象教学案
粤教版(2019)高二物理上1.静电现象【考点知识】1.三种起电方式1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电的过程,相互摩擦的两个物体一般选择不同的材料.2.接触起电:带电物体与不带电物体,通过电荷传导,原来不带电物体带上电荷.3.感应起电:由于电荷间相互吸引或排斥,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.静电感应:由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷重新分布的现象.【典型例题】1.在我国北方天气干燥的季节里,脱掉外衣后再去拉金属门把手时,常会被电击,这是因为()A.干燥空气使人身体上聚集了大量电荷,手接触金属门把手时产生放电B.干燥空气使金属门把手上有大量的电荷,手接触金属门把手时产生放电C.天气干燥使门把手的电势较高,人的电势较低,手接触金属门把手时被电击D.人脱衣时由于摩擦使人体带了大量电荷,手接触金属门把手时产生放电【归纳小结】三种起电方式的比较感应起电的操作步骤【针对性练习】1.丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电,这个现象表明( ) A .摩擦后丝绸依然不带电 B .摩擦后丝绸也带正电C .摩擦过程创生了电荷D .摩擦时玻璃棒将部分电子转移给了丝绸 2.下列关于起电的说法错误..的是( ) A .不管是何种起电方式,都要遵循电荷守恒定律B .摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电C .物体带电量有可能是19310C -⨯D .摩擦和感应都能使电子转移,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【考点知识】2.元电荷1.电荷量:物体所带电荷数量的多少.单位:库仑,符号是C.2.电子带有最少的负电荷,质子带有最少的正电荷,它们的电荷量的绝对值相等.电子的电荷量最早由密立根通过油滴实验测得.3.元电荷:电子或质子所带电荷量的绝对值叫元电荷,其数值e =1.60×10-19C.4.比荷:带电粒子的电荷量与其质量的比值.【典型例题】2.关于点电荷、元电荷,下列说法正确的是( )A .质子和电子都是元电荷B .任何带电体的电量都是元电荷的整数倍C .电荷不能够创造,但可以消灭D .只有很小的球形带电体才叫做点电荷【归纳小结】元电荷(1)元电荷是最小的电荷量,而不是实物粒子,元电荷无正、负之分.(2)虽然质子、电子所带的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷.【针对性练习】3.关于元电荷说法正确的是( ) A .很小的电荷量就是元电荷 B .质子就是元电荷C .点电荷也叫元电荷D .带电体的电荷量都是元电荷的整数倍4.关于元电荷e ,下列说法正确的是( )A .电荷量很小的电荷就是元电荷B .粒子所带电荷量可以为2e C .物体所带的电荷量可以取任意值 D .带电体的电荷量一定是e 的整数倍【考点知识】3.电荷守恒定律电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到其他物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在任何转移过程中,电荷的总量保持不变.【典型例题】3.如图,将带正电荷Q 的导体球C 靠近不带电的导体。
1.1认识静电 学案(2020年粤教版高中物理选修3-1)
1.1认识静电学案(2020年粤教版高中物理选修3-1)第一节第一节认识静电认识静电学科素养与目标要求物理观念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科学探究了解验电器的构造.原理,并借助验电器感受摩擦起电.感应起电的过程科学思维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一.起电方法的实验探究1判断物体是否带电的依据物体具有了吸引轻小物体的性质,我们就说它带了电,或有了电荷2电荷的电性及相互作用1电性用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷2电荷间的作用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引3三种起电方法1如图1,两物体带上等量的异选填“同”或“异”种电荷图12如图2,物体带上与带电体电性相同选填“相同”或“相反”的电荷图23如图3,一个带电体靠近导体时,导体近端感应出异种电荷,远端感应出同种电荷图3二.电荷守恒定律1电荷量1电荷量物体所带电荷的多少叫做电荷量2国际单位库仑,简称库,用符号C表示正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值3中和等量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e1.61019_C.5电荷量的不连续性任何带电体的电荷量都是e的整数倍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转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一个部分在转移过程中,电荷的代数和不变2适用范围电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立,而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律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51019C2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4答案负正一.三种起电方式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这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化再让A和B接触,又会看到什么现象答案1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2C移近导体A,两侧金属箔片都张开;金属箔片仍张开,但张角变小;金属箔片都闭合三种起电方式的比较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答案BD解析摩擦起电实质是由于两个物体的原子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,下列说法正确的是图5A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上的金属箔片闭合答案AB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,然后再与大地断开二.电荷守恒定律元电荷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41019C吗2电子和质子就是元电荷吗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1物体所带的电荷量不是任意的,它只能是1.601019C的整数倍由于41019C是1.601019C的2.5倍,所以物体所带的电荷量不能是41019C.2元电荷是最小的电荷量,不是物质;电子和质子是实实在在的粒子,不是元电荷3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123221解析1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qAqC12q.C与B接触后,B.C所带电荷量为qBqCq12q234q.故A.B带电荷量大小之比为|qA||qB|12q34q23.2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qAqC12Q.C与B接触后,B.C带电荷量为qBqC12QQ214Q,故A.B带电荷量大小之比为|qA||qB|12Q14Q21.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QA6.4109C.QB3.2109C,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QAQBQAQB26.41093.21092C1.6109C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QQBQB1.6109C3.2109C4.8109C则转移的电子数nQe4.81091.61019个3.01010个学科素养通过例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”的核心素养三.验电器的原理和使用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,两箔片在斥力作用下张开,如图乙图7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,则图8A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答案D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.1对三种起电方式的理解多选下列说法中正确的是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答案ABC2.感应起电多选xx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图9A如果用手摸一下导体的B端,B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,导体带正电答案AD 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.3验电器的原理如图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,下列说法正确的是图10A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答案C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2.0105C的正电荷,小球B.C不带电,现在让小球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.答案51067.51067.5106解析小球C先与球A接触后平分A的电荷,则qAqCq21.0105C,再让小球B与球A接触后分开,则qAqBqA25106C;最后让小球B与小球C接触后分开,则qBqCqBqC27.5106C.。
高中物理 第一章 电场 第一节 认识静电学案 粤教版选修31
第一节 认识静电的电荷量.1.两种电荷自然界中的电荷有____种,即________和________.如:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是________;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是________.同种电荷相斥,异种电荷相吸.2.电荷量物体所带电荷一般是不同的,电荷的多少叫________,正电荷的电荷量用______来表示,负电荷的电荷量用______来表示.等量的异种电荷完全抵消的现象叫做______.3.元电荷电子和质子带有__________电荷,其电荷量为e =________.因所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍,所以将电荷量e 称为________.预习交流1一个带电小球所带电荷量为q ,则q 可能是( ).A .3×10-19 CB .1.6×10-17 CC .0.8×10-19 CD .9×10-19 C4.起电使物体起电的方式有________、__________、__________等.物体起电的实质是______电子或______电子.5.电荷守恒定律电荷既不能______,也不能______,它们只能从一个物体______到另一个物体,或从物体的一部分______到另一部分.预习交流2有同学认为用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,因此玻璃棒没有负电荷,他的观点正确吗?你是怎样认识这个问题的?答案:1.两 正电荷 负电荷 正电荷 负电荷2.电荷量 正数 负数 中和3.等量异种 1.6×10-19 C 元电荷预习交流1:B 解析:由于所有带电体的电荷量等于e 或者是e 的整数倍,而e =1.6×10-19 C ,可知B 正确.4.摩擦起电 感应起电 接触起电 得到 失去5.创造消失 转移转移预习交流2:答案:不正确.在丝绸和玻璃棒摩擦过程中,玻璃棒中的一部分负电荷转移到了丝绸上,从而使得玻璃棒上的正电荷多于负电荷.从而使玻璃棒显示正电,所以该同学的认识是错误的.一、三种起电方式怎样使物体带上静电?起电的方法有哪些?如图所示,不带电的枕形导体的A 、B 两端各贴有一对金箔,当枕形导体的A 端靠近一带正电导体C 时( ).A .A 端金箔张开,B 端金箔闭合B .用手触摸枕形导体后,A 端金箔仍张开,B 端金箔闭合C .用手触摸枕形导体后,将手和C 都移走,两对金箔均闭合D .选项A 中两对金箔分别带异种电荷,选项C 中两对金箔带同种电荷二、电荷守恒定律前面学习了三种不同的起电方式,其本质都是电子的得失.那么,在一个封闭的系统中,电荷能随便增多或减少吗?1.目前普遍认为,质子和中子都是由称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成.u 夸克带电荷量为23e ,d 夸克带电荷量为-13e ,e 为元电荷,下列判断正确的是( ). A .质子是由一个u 夸克和一个d 夸克组成,中子是由一个u 夸克和两个d 夸克组成B .质子是由两个u 夸克和一个d 夸克组成,中子是由一个u 夸克和两个d 夸克组成C .质子是由一个u 夸克和一个d 夸克组成,中子是由两个u 夸克和两个d 夸克组成D .质子是由两个u 夸克和一个d 夸克组成,中子是由两个u 夸克和两个d 夸克组成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Q A =6.4×10-9 C ,Q B=-3.2×10-9 C ,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移?1.在一定条件下,电荷是可以产生和湮没的,但电荷的代数和不变.2.导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关.形状、大小完全相同的导体接触时,电荷量平均分配;形状、大小不相同的导体接触时电荷量不能平均分配.3.用完全相同的导体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,两小球均带Q 2的电荷量,电性与原带电金属球电性相同.(2)用带电荷量Q 1与带电荷量Q 2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Q 1+Q 22,电性与两球原来所带电荷的电性相同.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球的电性相同.1.下列叙述正确的是( ).A .摩擦起电是创造电荷的过程B .接触起电是电荷转移的过程C .玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D .带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮没2.有关物体带电的下列说法,其中正确的是( ).A .若物体带正电,则说明该带电体内只存在质子B .若物体带负电,则说明该带电体内只存在电子C .若物体不带电,则说明该带电体内不存在质子和电子D .若物体带负电,则带电体内既存在质子又存在电子,且电子数比质子数多3.关于电荷量,下列说法错误的是( ).A .物体的带电荷量可以是任意值B .物体的带电荷量只能是某些值C .物体的带电荷量最小值为1.6×10-19 CD .一个物体带1.6×10-9 C 的正电荷,这是它失去了1.0×1010个电子的缘故4.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN 在其下面都悬挂着金属验电箔.若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端,可能看到的现象是( ).A.只有M端验电箔张开B.只有N端验电箔张开C.两端的验电箔都张开D.两端的验电箔都不张开5.10-7 C的负电荷含有多少个电子?答案:活动与探究1:答案:摩擦起电,接触起电,还有感应起电.迁移与应用1:BD 解析:根据静电感应现象,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现了负电,在B端出现了正电,这样的带电并不是导体中有新的电荷,只是电荷的重新分布,金箔上带同种电荷相斥而张开.选项A错误.用手触摸枕形导体后,B端不是最远端了,人是导体,人的脚部甚至地球是最远端,这样B端不再有电荷,金箔闭合,选项B 正确.用手触摸导体时,只有A端带负电,将手和C移走后,不再有静电感应,A端所带负电便分布在枕形导体上,A、B端均带有负电,两对金箔均张开.选项C错误.由以上分析看出选项D也正确.活动与探究2:答案:不能.迁移与应用2:1.B 解析:根据质子的带电荷量为e,所以质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,212=33e e e⨯-;中子不显电性,所以中子是由一个u夸克和两个d夸克组成,212=033e e-⨯.故选项B正确.2.答案:见解析解析:当两小球接触时,带电荷量少的负电荷先与正电荷中和,剩余的正电荷再重新分配,由于两小球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量:Q A′=Q B′=(Q A+Q B)/2=996.410 3.2102--⨯-⨯C=1.6×10-9 C.在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B球带Q B′的正电.当堂检测1.B 解析:电荷是不能创造的,摩擦起电实质是电子转移的过程,但摩擦起电时电子应从对电子束缚力弱的物体转移到束缚力强的物体上,所以玻璃棒并不是和什么物体摩擦都带正电.带等量异种电荷的两个物体接触后,电荷会消失,这种现象叫中和.一对正、负电子转化为光子,才是湮灭.故只有B 正确.2.D 解析:物体内总是同时存在质子和电子,物体对外显示带电,实质是其内部电子数与质子数不相等.即使物体对外不显示带电,其内部也存在电子和质子,只是电子数和质子数相等.3.A 解析:电荷量的最小值为元电荷,即1.6×10-19 C ,物体实际带电荷量只能是元电荷的整数倍.一个物体失去1.0×1010个电子,则其带正电荷量为1.0×1010×1.6×10-19 C=1.6×10-9 C ,故B 、C 、D 的说法都对,所以错误的说法为A .4.C 解析:当带负电A 球靠近M 端时,由于静电感应,在M 端有正电荷,负电荷移动到N 端,而且M 、N 两端电荷量相等,所以两端验电器箔片都张开.5.答案:6.25×1011解析:因为1e =1.6×10-19 C所以n =Q e =10-71.6×10-19=6.25×1011.。
2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件:第1章 第1节 认识静电
一二三
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解
触类旁通
迁移应用
(多选)一带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时 间后,发现该小球上净电荷几乎不存在,这说明( )
A.小球上原有的负电荷逐渐消失了 B.在此现象中,电荷不守恒 C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了 D.该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律 答案:CD 解析:绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过空气转移到外界, 使小球上电荷量减少,但是这些电子并没消失,故A、B错,C对.就小 球和整个外界组成的系统而言,其电荷的总量仍保持不变,故D正确.
不同物质的原子核 导体中的自由电
对核外电子的束缚 子受带正(负)电物 电荷之间的相
能力不同而发生电 体吸引(排斥)而靠 互排斥
子得失
近(远离)
均为电荷在物体之间或物体内部的转移
一二三
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解
触类旁通
迁移应用
怎样使物体带上静电? 答案:摩擦起电,接触起电,还有感应起电.
一二三
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解
触类旁通
迁移应用
一二三
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解
触类旁通
迁移应用
把两个相同的金属小球接触一下再分开一个很小的距离,发现两 球之间相互排斥,则这两个小球原来的带电情况可能是( )
①两球带等量异种电荷 ②两球带等量同种电荷 ③两球原来带不等量同种电荷 ④两球原来带不等量异种电荷
知识链接 案例探究 类题试解
自主预习 合作探究 触类旁通
目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸 克组成.u夸克所带电荷量为+23e,d 夸克所带电荷量为-13e,e为元电 荷.下列论断可能正确的是( )
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2019-2020年高中物理第一节认识静电教案1 广东版
教学三维目标
(一)知识与技能
1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.
2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.
5.知道什么是元电荷.
(二)过程与方法
1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷
2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
(三)情感态度与价值观
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质
重点:电荷守恒定律
难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教学过程:
(一)引入新课:新的知识内容,新的学习起点.本章将学习电场.将从物质的微观的角度认识物体带电的本质,电荷相互作用的基本规律,以及与静止电荷相联系的电场的基本性质。
【板书】第一章电场
复习初中知识:
【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质,这种现象叫摩擦起电,这样的物体就带了电.
【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥,而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引,所以自然界存在两种电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
【板书】自然界中的两种电荷
正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示.
电荷及其相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
(二)进行新课:第1节、认识静电
【板书】
一、起电方法的实验探究
(1)原子的核式结构及摩擦起电的微观解释
原子:包括原子核(质子和中子)和核外电子。
(2)摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.
实质:电子的转移.
结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.
(3)金属导体模型也是一个物理模型
用静电感应的方法也可以使物体带电.
【演示】:把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B.可以看到A,B上的金属箔都张开了,表示A,B都带上了电荷.如果先把C移走,A和B上的金属箔就会闭合.如
果先把A和B分开,然后移开C,可以看到A和B仍带有电荷;如果再让A和B接触,他们就不再带电.这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷,重新接触后等量异种电荷发生中和.
【板书】(4)、静电感应:把电荷移近不带电的异体,可以使导体带电的现象。
利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
提出问题:静电感应的原因?
带领学生分析物质的微观分子结构,分析起电的本质原因:把带电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体上的自由电子被吸引过来,因此导体A和B带上了等量的异种电荷.感应起电也不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物体的一部分转移到另一部分。
得出电荷守恒定律.
【板书】二、电荷守恒定律:
(1)内容:电荷既不能创造,也不能消灭,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.
另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。
○引导学生分析问题与练习3
(2)元电荷
电荷的多少叫做电荷量.符号:Q或q 单位:库仑符号:C
元电荷:电子所带的电荷量,用e表示.
注意:所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。
就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。
电荷量e的值:e=1.60×10-19C
比荷:电子的电荷量e和电子的质量m e的比值,为C/㎏
【小结】对本节内容做简要的小结
●巩固练习
1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是:[ ]
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C.元电荷就是质子
D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍
2.5个元电荷的电量是________,16 C电量等于________元电荷.
3.关于点电荷的说法,正确的是:[ ]
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体可看成点电荷
D.一切带电体都可以看成点电荷
●作业
1.复习本节课文.
2.思考与讨论:引导学生完成课本P5练习1-2
说明:
1、两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识,这些在初中都已经讲过,本节重点是讲述静电感应现象.要做好演示实验,使学生清楚地知道什么是静电感应现象.在此基础上,使学生知道,感应起电也不是创造了电荷,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.本节只说明静电感应现象。
2.在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上,说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程,进而说明电荷守恒定律.
3.要求学生知道元电荷的概念,而密立根实验作为专题,有条件的学校可以组织学生选学.
教后记:
1、学生对三种起电方式展开了激烈的讨论,还例举了生活中的静电现象。
2、对点电荷、元电荷、质子电量、电子电量之间关系下节课还要复习。
3、
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5、
2019-2020年高中物理第一节认识静电教案2 广东版
教学步骤
2、静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,利用感应使物体带电,叫感应起电。
感应起电:利用静电感应的方式,使物体带电的方法。
提出问题:感应起电与摩擦起电有什么区别与联系?
步骤一。