第1章 学案1

学案1静电现象与电荷守恒

[学习目标定位]1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．

一、物体起电的原因

1．摩擦起电：原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成的．在两个不同物体相互摩擦的过程中，两个物体中都有一些电子脱离原子核的束缚而转移到对方，在通常情况下，两个不同材料的物体彼此向对方转移的电子数不相等．失去电子的物体就显示出带正电，得到电子的物体就显示出带负电．

2．物体所带电荷的多少叫做电荷量，简称电荷或电量．在国际单位制中，它的单位是库仑，简称库，用C表示．正电荷的电荷量用正值表示，负电荷的电荷量用负值表示．

3．感应起电：一个带电的物体靠近一个导体时，导体的电荷分布会发生变化，显示出带电现象，物理学中把这种现象叫做静电感应．利用静电感应使物体带电叫做感应起电．

二、电荷守恒

1．电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，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，电荷的总量不变．这个结论叫做电荷守恒定律．

2．元电荷：“元电荷”就是电子所带的电荷，一般用e表示，元电荷值通常取e＝1.6×10－19_C.

一、物体起电的原因

[问题设计]

1．在干燥的实验室里，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电．玻璃棒和橡胶棒带电原因是什么呢？是否产生了电荷呢？

答案

2．取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触，如图1所示．起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的．

图1

(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔有什么变化？

(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？

(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？

(4)再把带正电物体C和A接触，金属箔又有什么变化？

[要点提炼]

1．摩擦起电的原因：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电．2．感应起电的原因：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，导体中的自由电子便会趋向或远离带电体，使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．

3．三种起电方式的实质都是电子的转移．

二、电荷守恒定律

[问题设计]

1．电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？

2．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的总量能增多或减少吗？ [要点提炼]

1．电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量不变”．

2．导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q 1和Q 2，两小球接触后再分开，将平分电荷，两小球带电量都为Q ＝

Q 1＋Q 2

2(式中电量Q 1和Q 2均包含它们的正、负号)． [延伸思考]

1．怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”？

2．“电荷的中和”，是电荷消失了吗？“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗？ 三、元电荷 [问题设计]

1．物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×10－19C 吗？ 2．电子和质子就是元电荷吗？ [要点提炼]

1．所有带电体的带电荷量或者等于e ，或者是e 的整数倍．

2．质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷．

一、对三种带电方式的理解

例1 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了电子和质子

B ．两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异号电荷

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造成的

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

例2 如图2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 端靠近一带电导体C 时( ) 图2 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，两对金箔均张开

D ．选项A 中两对金箔分别带异号电荷，选项C 中两对金箔带同号电荷

二、对电荷守恒定律的理解

例3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，得知甲物体带正电荷1.6×10－15 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

三、对元电荷的理解

例4下列关于元电荷的说法中正确的是()

A．元电荷实质上是指电子和质子本身

B．一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷

C．元电荷没有正负之分

D．元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的

1．(对三种起电方式的理解)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是()

A．正电荷B．负电荷

C．接触起电D．感应起电

2．(对元电荷的理解)保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患．某同学有一次购买了盗版的物理参考书，做练习时，发现有一个带电质点的电荷量数据看不清，只能看清是9.________×10－18 C，拿去问老师．如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个()

A．9.2×10－18 C B．9.4×10－18 C

C．9.6×10－18 C D．9.8×10－18 C