人教版物理必修第三册第9章《静电场及其应用》第1节《电荷》教学设计

1、第9章课标要求1 .通过实脍，了解汾电现象能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象）2 .知道点电荷模型.知澧两个点电荷间相互作用的规律体会探究库仑定筏过程中的科学也想和方法。3 .知道电场是一种物质.了就电场再度，体会用物理场之比定义新物珅牙的方法、会用电力线通述职场,4 . 了解生活中关于导电的利用与防护第1节电荷核 心素 养物理观念科学思维科学探究知道元电荷、比荷、 电荷量、静电感应的 概念。能用原子结构模 型和电荷守恒的 知识分析带电现 象。1 .通过实验，知道自然界中的两 种电荷及具相互作用。2 .通过多种方式知道使物体带电 的二种方法。课前学习茂习耳他知识1111知识点一电荷及

2、起电方式观图助学即喧珀吸引轻 小掬体的现隼用3帔统弱摩搏过的 成聪怦吸引祇陋图富兰克林用K 筝去就捉缶出以上四个图，均发生了带电现象，物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？怎样使物体带上电呢?1 .两种电荷(1)电荷的分类正电荷：和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷。负电荷：和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷。电荷的性质：同号电荷相互排压一异号电荷相互吸弓匕上带电体有吸引轻小 物体的性质。2 .物质的微观结构(1)原子结构原子原子核质子：带正电中子：不带电核外电子：带负电原子电性：原子核的正电荷的数量与核外电子负电荷的数量一样多，整个原 子对外界表现为电中性。离子的电性：失

3、去电子的原子为带正电的离子;得到电子的原子为带负电的 离子。3 .摩擦起电两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体, 原来呈电中性的物体 由于得到电子而带负电,丢失电子的物体则带正电。4 .感应起电(1)自由电子：金属中离原子核较远的脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。(2)静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷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的现象。感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。思考判断(1)两个正电荷之间的作用力为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力。(X)摩擦起电是创

4、造电荷的过程。(X )(3)玻璃棒和其他物体摩擦后不一定带正电。(，)知识点二电荷守恒定律及元电荷观图助学如上图，甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了。电荷到哪里去了呢？是否违背了电荷守恒定律？1 .电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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，电荷的总量保持不变,这 个结论叫作电荷守恒定律。(2)另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变点拨（1）电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律。（2）三

5、种起电过程都没有创造电荷，其本质都是电子的转移，即起电过程是物体所带电荷的重新分配。2 .元电荷（1）电荷量：用来表示电荷的多少。其单位是“库仑”、简称“库”，用 C表示。（2）元电荷最小的电荷量叫作“元电荷”，用 e表示，则e=1.60x 10 19 Co对元电荷的三点理解：a.元电荷没有正、负之分，也不是实物粒子； b.质子及 电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷；c.电荷量不能连续变化,自然界中带电体的电荷量都是元电荷 e的整数倍。3比荷带电粒子的电荷量与质量的比。电子的比荷为 -e=1.76x 1011 c/kg。 me思考判断摩擦起电就是通过摩擦创造了电荷。（X

6、）元电荷是最小的带电体。（X）所有带电体的电荷量或者等于元电荷，或者是元电荷的整数倍。（，）（4）元电荷也有正负之分，电子带电就是负的元电荷。（X）自然界中有且只有正、负两种电荷，这是由美国科学家富兰克林命名的点拨旅f的结构桢地图通常情况下，原子核中正电荷的数量与核外电子 （负电荷）的数量一样多，整个原 子呈电中性（不带电）。如图所示的现象为感应起电过程， 导体球瞬时接地时，导走负电荷，小球最终带 正电；若先移走施感电荷，球上感应出来的正、负电荷相互吸引而中和，小球最 终不带电。因此，一定要先使导体球瞬时接地再移走施感电荷， 而不是先移走施感电荷再接地。为崎色中也于 北空油北磷一工兀“耳机幽

7、M邺 It*1.电荷不能创生和消灭,只能在两个物体间或同一物体的两部分间转移，在转移过程中电荷的总量不变。点拨带有等量异号电荷的金属球接触后会发生电荷的中和，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。co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。物体所带的电荷量不是任意的，它只能是 1.60X10-19 C的整数倍。核心探究IINI 突破根心要点核心要点D对三种起电方式的理解观察探究如图所示，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

8、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？(2)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？答案(1)C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；A、B接触，金属箔片都闭合。(2)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。探究归纳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原子核对电 子的束缚能力/、同。束 缚能力强的得电子，带 负电；束缚

9、能力弱的失 电子，带正电电子在电荷间相互作 用卜发生转移，近端带 异种电何，远端市RJ种 电荷在电荷间相互作用卜， 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试题案例例1(多选)如图所示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的阡匚声金属导体，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()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.把C移近导体A,先把C移走，再把A、B分开

10、，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上的金属箔片闭合解析 A、B开始都不带电，把C移近导体A时，由于静电感应，A、B中的自 由电子向左移动，使得A端积累负电荷，B端积累正电荷，所以两边的金属箔片 都张开，A正确；若此时先把A、B分开再移走C,因A、B已经绝缘，所带电 荷量不会变，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，所以金属箔片都不会张开，C错误；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上的感应电荷完全中 和，金属箔片都不会张开

11、，D错误。答案 AB方法凝炼(1)只有导体中的电子才能自由移动，绝缘体中的电子不能自由移动，所以导体 能够发生感应起电，而绝缘体不能。(2)凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近 端，带异种电荷，地球就成为远端，带同种电荷。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（）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.移走棒，两导体球不分开解析 感应起电应遵从以下几个步骤：（1）两导体彼此接触；（2）带电体移近两导体；（3）先分开两导体，再移走带电体。由此可知， A项可以使两球都

12、带电；带电体与非带电体接触，电荷发生转移，使物体带电，C项可以使两球都带电，故选项A、C正确。答案 AC核心要点电荷守恒定律元电荷观察探究如图所示的现象为感应起电，为什么发生感应起电的是导体而不是绝缘体?答案 感应起电的实质是在带电体电荷的作用下， 物体上的自由电荷的转移，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。探究归纳1 .物体带电的实质使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质 是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配。 摩擦起电、感应起电和接触 起电，均符合电荷守恒定律。2

13、.“中性”与“中和”的理解（1）中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性。（2）中和：两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。3 .两金属导体接触后电荷量的分配规律(1)当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法 确定电荷量的多少。(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为qi、q2,则有若带同 种电荷金属球相接触总电荷量平分?即均带电qi+ q22右市开种电荷金属球相接触先中和再平分即均带电丐型温馨提示 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

14、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。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，叫作电子的比荷谨防易错几组易混概念的比较概念辨别是最小的电荷量，大小e= 1.60X 10-19 C,不是带电体，没有电性的正 元电荷负之分，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍电子是带电体，带的电荷量是一个元电荷，电性是负电质子是带电体，带的电荷量是一个元电荷，电性是正电比荷带电粒子的电荷量q与其质量m之比，也叫荷质比 试题案例例2有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有

15、电荷量为Qa= +6.4X 10 9 C、Qb= +3.2X109 C,让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中,电子如何转移？转移了多少个电子？解析 在接触过程中，由于 A球带的正电比B球多，B球上的电子会转移到 A球上，直至两球带上等量的正电荷。接触后两小球各自的带电荷量Qa'= Qb'=Qa + Qb0二 + 4.8X109 C共转移的电子电荷量为 AQ=Qb' Qb=4.8X 10-9 C-3.2X 10- 9 C=1.6X10-9 CAQ 1.6X 10-9 C转移的电子数为n=-1 =-=1.0X1010（个）。e 1.6X 109 C答案电子由球B转移到球A

16、1.0X 1010个方法总结 完全相同的导体球接触带电时电荷量的分配原则接触起电过程中，电荷的分配与导体的形状、大小有关，两个完全相同的小球接触后再分开，两球将平分电荷。用带电量为Q的金属球与不带电的金属球接触，每个小球带电量均为 Q,且所带电荷的性质相同；用带电量为Q1的金属球与带电量为 Q2的金属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电荷量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷，然后平分剩余电荷。针对训练2如图所示，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，C是带正电的小球，当其移近导体A后，分开A和B,之后移去C, 最终A带上了 一1X10- 8

17、 C的电荷，下列关于电荷转移情况正确的是（）A.从A到B转移了 6.25X1010个正电荷B.从A到B转移了 1.25X1011个正电荷C.从B到A转移了 6.25X1010个电子D.从B到A转移了 1.25X1011个电子解析 由于A、B都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，A带上负电荷的原因，是电子由B移动到A,其中转移的电子数为n二1X10-819 =1.6X 10196.25X 1010（个）这样B失去n个电子，带上1X10-8 C正电，A得到n个电子，带上1X10-8 C负电。故选项C正确。答案 C核心要点验电器的两种应用方式及原理要点归纳1 .带电体接触验电器当带电的物体与验电器上

18、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）试题案例验电器的箔片张开。卜列各图表小例3使带电的金属球靠近不带电的验电器， 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

19、带正电荷，箔片带负电荷，选项B正确。答案 B针对训练3如图所示，用起电机使金属球A带上正电荷，并靠近验 9 ®A 电器B,则（）；A.验电器金属箔片不张开，因为球 A没有和验电器上的金属球接触B.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了正电荷C.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了负电荷D.验电器金属箔片张开，因为验电器的下部箔片感应出了正电荷解析 当一个带正电的物体A,靠近原来不带电的验电器的金属小球时， 小球由 于静电感应会带上负电荷，金属箔片由于静电感应会带上正电荷， 而整个验电器不带电，所以验电器的金属箔片张开的原因是箔片感应出了正电荷，故选项 D 正确。 答案

20、D学习评价度就课堂效果 nil hh ； E hI1 .（三种起电方式的理解）关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法错误的 是（）A.这是起电的三种不同方式B.这三种方式都产生了电荷C.这三种起电方式的实质是一样的，都是电子在转移D.这三种方式都符合电荷守恒定律答案 B2 .（感应起电）（多选）如图所示，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（）A.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

21、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，故选项 A、D正确。答案 AD3 .（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 版书籍影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患。小华同学有一

22、次不 小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个带电质点的电荷量数字 看不清，他只能看清是6.X 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哪一个（）A.6.2X10 18 CB.6.4X10 18 CC.6.6X 10 18 CD.6.8X10 18 C解析 任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍，即是1.6X 10-19 C的整数倍，由计算可知，只有B选项是1.6X10-19 C的整数倍，故选项B正确。答案 B4 .（对电荷量分配的理解）如图所示，导体A带电荷量为5q的正以甘电荷，另一完全相同的导体B带电荷量为q的负电荷，将两导 © 原体接

23、触一会儿后再分开，则B导体带的电荷量为（）A. qB.qC.2qD.4q解析 相同带电体接触后，电荷量先中和、后平分，故选项 C正确。答案 C5 .（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2.0X105 C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。解析 小球C先与球A接触后平分A的电荷，则qA= qcq-21.0X10-5 C,再B与小球让小球B与球A接触后分开，则qA，=qB = qA=5X

24、10-6 C;最后让小球qB+qCaC 接触后分开，则 qB'= qC'=-2=7.5X 10C。答案 5X 10 6 7.5X 10 6 7.5X 10 66 .（验电器及其原理）如图所示，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（）A.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.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解析 自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电, 即缺少电子，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片带同种电荷，即正电;在此过程中，一部分电子

25、会从验电器的金属球转移到玻璃棒； 移走玻璃棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起，选项 C正确。答案 CII学习小结I出荷度算守轲定律摩擦M电'-三种起电方式J愕触起电实魇相同 蛾应起电一内容电荷守外定律1 一电荷分ft!J中和的直义T5亘同一元电荷分层训练学业后星达标基础过关1 .对物体带电现象的叙述，正确的是（）A.不带电的物体一定没有电荷B.带电物体一定具有多余的电子C.一根带电的导体棒放在潮湿的房间时，过了一段时间后，发现导体棒不带电了, 该过程中电荷不守恒D.摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体解析 物体不带电是因为所带的正电荷和负电荷的电荷量相等，所以不显电性, 故选

26、项A错误；物体带正电，是因为所带正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量,物体带负电是因为所带负电荷的电荷量大于正电荷的电荷量，故选项B错误;带电导体棒放在潮湿房间里，经过一段时间后不带电了是因为电荷转移到其他物 体上了，电荷仍然守恒，故选项 C错误；根据摩擦起电的实质可知选项 D正确。答案 D2 .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.感应起电说明电荷不能从物体的一部分转移到物体另一部分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 摩擦起电现象

27、说明机械能可以转化为电能， 但并没有创造电荷，电荷只是 发生转移，故A错误；摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，故B 正确；感应起电过程电荷在静电力作用下，从物体的一部分转移到另一部分，故C 错误；电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电，故D 错误。答案 B3 .把一个带正电的金属球 A跟不带电的同样的金属球 B相碰，两球都带等量的正电荷，这是因为()A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上C.A 球的负电荷移到B 球上D.B球的正电荷移到A球上解析 金属球中能够自由移动的电荷是自由电子，则B 球上的自由电子受A

28、 球上所带正电荷的吸引而转移到A 球上， B 球因缺少电子就带上了正电荷。答案 B4 .由不同材料构成的物体 A和B,原本都不显电性，现将 A和B互相摩擦之后，结果 A 带上了正电，则()A. 电子由 A 转移到了BB.电子由B转移到了 AC.A 所带的电荷量大于B 所带的电荷量D.A所带的电荷量小于B所带的电荷量解析 A和B互相摩擦后，A带正电，说明A失去了电子，即电子由A转移到了B 上，选项A 正确， B 错误；根据电荷守恒定律，A 和 B 所带电荷量相等，选项C、 D 错误。答案A5.(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

29、电时，一个电中性物体失去一些电子而带正电，另一个电中性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 ABC6 .（多选）关于元电荷的下列说法正确的是（）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=1.60X 10 19 CD.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的解析 实验得出，所有带电体的电荷量或者等于 e、或者是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的，

30、电子和质子所带电荷量等于e, A错误，B正确；电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，e=1.60x 10-19 C, C、D正确。答案 BCD7 .将不带电的导体A和带负电的导体B接触后，导体A中的质子数目（）A.增加B.减少C.不变D.先增加后减少解析 在接触带电的过程中，发生转移的电荷是自由电子，质子并不发生移动， 故C正确。答案 C8 .如图是伏打起电盘示意图，其起电原理是（）平板 带电产板& |+ 4 * + 4甲乙西TA.摩擦起电B.感应起电C.接触起电D.以上三种方式都不是解析 导电平板靠近带电绝缘板并接地，导电平板与大地组成“大导体”，发生静电感应，使导电

31、平板带上负电荷，选项 B正确答案 B9 .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，如图所示，现使b 带电，则（）A.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，带同种电荷而分开，由此可知，故 B正确，A、C、D错误答案 B能力提升10 .目前普遍认为，原子核中的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的，u夸克带电荷量为十 1e, d夸克带电荷量为一；e, e为元电荷。下列33论断中可

32、能正确的是()A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成中子由2个u夸克和1个d夸克组成中子由1个u夸克和1个d夸克组成解析 质子带一个单位正电荷，中子不带电，设质子中 u夸克、d夸克个数分别是x、y, x、y取正整数，则xX|e+ yX(3e) = e,解得x= 2、y= 1；设中子中 u夸克、d夸克个数分别是 m、n, m、n取正整数，则mx (2e) +nx (3e)= 0,解得m=1、n = 2,故选Bo答案 B11 .如图所