高中物理第1章电与磁第1节有趣的静电现象教师用书粤教版选修1-1

第一章静电场第一节有趣的静电现象课标解读重点难点1.能识别静电现象，通过实验认识摩擦起电现象，知道带电体具有吸引轻小物体的性质，知道带电体的相互作用规律.2.知道使物体带电有三种方法：摩擦起电、感应起电和传导起电．能用物质的微观结构解释摩擦起电现象.3.知道电荷守恒定律，能用电荷守恒定律解释摩擦起电现象.1.物体摩擦起电、感应起电和传导起电的方法．(重难点)2.电荷守恒定律．(重点)3.用物质的微观结构解释摩擦起电现象．(难点) 静电的产生1.基本知识(1)物体带电的三种方式摩擦起电、传导起电、感应起电．(2)静电产生的过程①如图1-1-1所示，把一个空铝罐平放在光滑平面上．拿一个气球在头发上来回摩擦几下，然后移到距离铝罐3～4 cm 处．缓慢地将气球移近铝罐，可以发现摩擦过的气球能够吸引铝罐，说明气球带了电．图1-1-1②如图1-1-2所示，让带有绝缘柄的金属小球A 先与带电体接触，然后与验电器接带了电．A 金属小球，说明张开触．可以发现金属箔片图1-1-2③如图1-1-3所示，让绝缘支柱支持的不带电的金属导体A 和B 彼此接触，靠近带正都带了电．B 、A ，说明张开下面的两片金属箔都B 和A ，可以发现挂在C 球电的小图1-1-32．思考判断(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电．(×）(2)感应起电的实质是带电体的电荷飞到了导体上．(×）3．探究交流如图1-1-4所示的现象为感应现象，为什么发生感应起电的是导体而不是绝缘体？图1-1-4【提示】感应起电的实质是在带电体电荷的作用下，物体上的正、负电荷发生分离，只有导体上的电子(或正、负离子)才能自由移动，而绝缘体上的电子不能自由地移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能.静电现象的解释1.基本知识(1)物质的结构物质是由原子组成的，原子则由带有电荷的原子核和电子组成，原子核带正电荷，电子带负电荷．原子所带的正电荷与负电荷相等，因此物质不显电性．(2)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．2．思考判断(1)物体带电的实质是电荷的转移．(√）(2)三种起电方式中，感应起电违背了电荷守恒定律．(×）3．探究交流如果天气干燥，晚上脱毛衣时会听到“噼啪”声，这是什么原因呢？【提示】这是因为衣服和衣服之间、衣服和皮肤之间的摩擦产生了电.使物体带电的三种方式【问题导思】1.摩擦起电的实质是什么？2.传导起电的实质是什么？3.感应起电的实质是什么？1．摩擦起电(1)用摩擦的方法使物体带电：两个不同的物体相互摩擦，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．即摩擦起电是由物体间电荷的转移引起的．2．传导起电(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)传导带电的本质：两个物体之间发生电荷的转移．3．感应起电(1)用带电的物体靠近没有带电的导体，也能使没有带电的导体带电．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，金属导体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，而是使导体中的正、负电荷分开，使电荷从导体的一部分转移到另一部分，即导体中发生电荷的转移．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．关于电现象，下列叙述正确的是( ) A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B．摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的任意两个物体总是同时带等量异种电荷C．带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性D．摩擦起电是通过摩擦创造了等量的异种电荷的过程【审题指导】摩擦起电的过程是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的过程．玻璃棒并不是跟任何物体摩擦都带正电．两种物质比较，看哪一种更容易失去电子，才能决定摩擦起电的结果．【解析】使物体带电的实质就是电荷重新分布，使原来不带电的物体带了电．电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在任何转移的过程中，电荷的总量不变．【答案】C 使物体带电的三种方式都是使电荷重新分布，但电荷的总量是保持不变的.1．(2013·广东省学业水平考试)将一束塑料包扎带一端打结，另一端撕成细条后，用手迅速捋细条，观察到细条散开了．如图1-1-5所示，下列关于细条散开现象的分析中，正确的是( )图1-1-5A．撕成细条后，由于空气浮力作用使细条散开B．撕成细条后，所受重力减小，细条自然松散C．由于摩擦起电，细条带同种电荷，相互排斥散开D．细条之间相互感应起电，相互排斥散开【答案】C对电荷守恒定律的理解【问题导思】1.“起电”是不是创造了电荷？2.电荷守恒定律的实质是什么？“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他物体失去的电荷，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．任何孤立系统的电荷总数保持不变．这里所谓“孤立”系统，就是指与外界没有进行电荷交换的系统，但在系统内可能存在多个物体，在这些物体间电荷是可以转移的．(多选)如图1-1-6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1-1-6A．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【审题指导】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 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1-1-7所示，将不带电的导体A、B接触后去靠近带正电的带电体C，由于静电感应，导体A、B两端出现等量异种电荷，这时先把A、B分开，然后移去C.则A、B两导体分别带上了________、________电荷．图1-1-7【解析】在带电体C的正电荷作用下，导体A、B上的电子做定向移动，使得A端得到电子带负电，B端失去电子而带正电，若先把A、B分开，再移去C，A端的电子无法再转移回B端，使A导体带上负电，B导体带上正电．【答案】负正【备课资源】“雷鸣一声，氮肥万吨”大家知道，氮肥是农作物必需的肥料，在空气中虽然有近80%的氮气，但却无法直接被农作物利用．然而，在雷电发生时，可以电离空气中的氮气和氧气，并化合为一氧化氮和二氧化氮，经高空水滴溶解，成为亚硝酸和硝酸落到地面，这就等于给土壤施了一次氮肥．据测算，每年因雷雨落到地面的氮肥约有4亿吨，真可谓“雷鸣一声，氮肥万吨”啊！1．用轻小物体甲、乙靠近带负电的轻小物体丙，结果甲被吸引，乙被推开，由此可确定()A ．甲带正电B ．甲带负电C ．乙带正电D ．乙带负电【解析】同性电荷之间相互排斥，异性电荷之间相互吸引，但不要忽略了带电体可以吸引不带电的轻小物体这一性质．可知，乙一定带负电，而甲可能带正电也可能不带电．只有D 正确．【答案】D2．(2015·广东学业水平测试)两个相同的金属小球M 、N ，带电量分别为－4q 和＋2q ，两球接触后分开，M、N 的带电量分别为( )A ．＋3q ，－3qB ．－2q ，＋4qC ．＋2q ，－4qD ．－q ，－q，故12两个相同的金属小球接触后再分开，每个小球所带电量均为总电量的【解析】选项D 正确．【答案】D 3．(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，电荷不能被创造，故选项B 、C 正确．【答案】BC4．如图1-1-8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()图1-1-8A．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．故选项C正确．【答案】C。