《静电现象元电荷》 -完整版课件

静电现象元电荷1.摩擦起电是使物体带电的方式之一，试举出摩擦起电的几个实例.提示：(1)用塑料梳子梳头时，头发会飘起来.(2)在春冬季节的晚间脱衣服时，会见到火星.(3)在干燥的冬天，手抓金属把手瞬间会有被电击的感觉.2.摩擦起电的实质是什么？提示：互相摩擦的物体因束缚电子的本领不同而发生了电子的转移,得到电子的物体带负电，失去电子的物体则带正电.因此摩擦起电的实质是电子的转移.3.带电体接触验电器的金属球，验电器指针会张开，此现象说明了什么？分析指针张开的原因.提示：(1)此现象说明接触能使物体带电.(2)当带电体接触金属球时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个指针带上了同种电荷，因带上同种电荷互相排斥而张开.4.带电体接触验电器金属球，两指针张开一定角度，而带电体靠近验电器金属球，两指针也张开一定角度，试分析张开的原因.提示：带电体接触验电器的金属球时，电荷转移到验电器上，是接触带电.当带电体靠近金属球时，金属球一端就会聚集与带电体电性相反的电荷，而指针端就会相对聚集与带电体电性相同的电荷，从而张开，此现象实质上属于静电感应现象.【典例1】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，在它们的下部贴有金属验电箔，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，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移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片已闭合【思路点拨】解答本题时应注意以下三点:(1)金属导体A、B相互接触时可以认为是一个整体.(2)带电小球C移近导体A、B之后，A、B中的电荷的分布特点.(3)移走C球与分开A、B，不同的顺序产生的效果是不同的.

【自主解答】选A、B.虽然A、B起初都不带电，但带正电的小球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端剩余了金属正离子，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B同种的电荷.由于同种电荷间的斥力作用，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，因A、B已经绝缘，所带电荷量不变，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在其相互之间引力作用下吸引中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，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上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，D错.1.在近代物理学中，一对正、负电子的湮灭，转化为一对光子；一个中子衰变成一个质子和一个电子.这些事实与电荷守恒定律矛盾吗？提示：不矛盾.这种情况下带电粒子总是成对湮灭和产生，两种电荷数目相等、正负相反，而光子或中子都是中性的，本身不带电，所以电荷的代数和不变.因此电荷守恒定律也可以叙述为：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.2.什么是元电荷？元电荷的值是多少？电子的比荷是多少？提示：元电荷是电荷量的最小单位，即一个电子或质子所带的电荷量.元电荷的值为e=1.60×10-19C.电子的电荷量e和电子质量me的比叫做电子的比荷，即=1.76×1011C/kg，科学家常用测定比荷的方法来研究微观粒子.3.试用电荷守恒定律解释物体带电的实质.提示：无论是摩擦起电、接触起电、还是感应起电，其起电的原因都是电荷的转移，在起电过程中总电荷量保持不变，即起电过程并没有创造电荷.【典例2】有两个完全相同的带绝缘柄的带电金属小球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9C,QB=-3.2×10-9C，让两金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少？【思路点拨】解答本题时应明确以下两点：(1)把握电荷分配规律：两个完全相同的带电金属球接触，电荷重新分配：①若带同种电荷，总电量平分；②若带异种电荷，先中和后平分.本题属于后一种情况.(2)每个带电体所带电荷量均为电子电荷量的整数倍.

【自主解答】当两金属小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配.由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量相等.QA′=QB′=(QA+QB)=×(6.4×10-9-3.2×10-9)C=1.6×10-9C在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带QB′的正电，这样，共转移的电荷量为ΔQ=QB-Q′B=-3.2×10-9C-1.6×10-9C=-4.8×10-9C,转移的电子个数：n==3.0×1010个.答案:电子由B球向A球转移，转移了3.0×1010个.【典例3】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近旁有一绝缘金属球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,吸住后不放开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【思路点拨】明确b球带电后如何影响a球上电荷的分布及b对a的作用力特点.【标准解答】选B.b球带电后，静电感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现与b同种的感应电荷.虽然a上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a的力为引力.当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，a、b又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以B正确.1.(2010·聊城高二检测)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【解析】选B.不论是哪一种起电方式，都没有创造电荷，其实质是电荷的转移，故A错B正确.摩擦起电过程中，玻璃棒失去电子带正电，得到电子带负电，C错.等量异种电荷发生中和，但电荷并没消失，D错.2.A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A之间都是相互吸引的,如果A带正电,则()A.B、C都带负电B.B球带负电,C球带正电C.B、C两球中必有一个带负电,另一个不带电D.B、C两球均不带电【解析】选C.A和B吸引,说明B带负电或不带电,A与C吸引,说明C带负电或不带电.而B与C又吸引,说明B和C不可能同时带负电或不带电,这两个小球中也不可能有带正电的，只能一个带负电,另一个不带电.综上所述,A、B、D错误,C正确.3.关于元电荷的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.元电荷的数值通常取e=1.6×10-19CD.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的【解析】选B、C、D.元电荷实质上是指电荷量，数值是1.6×10-19C，不要误以为元电荷是指具体的带电体，如电子.元电荷是电荷量值，没有正负电性的区别.所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍.元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高.4.如图所示，在真空中，把一个中性的绝缘导体M向带负电的球P慢慢靠近，下列说法中正确的是()A.M两端的感应电荷越来越多B.M两端的感应电荷是同种电荷C.M两端的感应电荷是异种电荷D.M两端的感应电荷的电荷量相等【解析】选A、C、D.绝缘导体向球P靠得越近，绝缘导体中的自由电子受到P的排斥力越大，两端的感应电荷越来越多，根据电荷守恒定律，导体两端将出现等量的异种电荷.所以选项A、C、D正确.5.M和N是两个都不带电的物体.它们互相摩擦后,M带正电荷1.60×10-10C,下列判断正确的有()A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦过程中正电荷从N转移到MC.N在摩擦后一定带负电荷1.60×10-10CD.M在摩擦过程中失去1.60×10-10个电子【解析】选C.摩擦前M、N都不带电是因为它们均为电中性,而并非它们内部没有电荷,A错.摩擦后M带有1.60×10-10C的正电荷,说明M失去、N得到109个电子,故B、D错.根据电荷守恒定律,N带有1.60×10-10C的负电荷,C正确.选择题(本题包括6个小题，每小题5分，共30分)1.(2010·临沂高二检测)用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器的金属球后,验电器的金属箔片张开,则下列说法正确的是()A.金属箔片带正电荷B.金属箔片带负电荷C.部分电子由金属球转移到玻璃棒上D.部分电子由玻璃棒转移到金属球上【解析】选A、C.玻璃棒与金属球接触,金属球上的部分电子转移到玻璃棒上,从而使金属球及金属箔片都带正电荷.正确选项为A、C.2.(2010·苏州高二检测)把一个带电棒慢慢移近一个带正电的验电器，金属箔片先闭合而后又张开，说明棒上带的是()A.负电荷B.可以是正电荷，也可以是负电荷C.正电荷D.带电棒先带正电荷，后带负电荷【解析】选A.金属箔片开始时带正电，带电棒靠近验电器时，金属箔片先闭合后张开，说明金属箔片所带正电荷被吸引而转移，而使金属箔片带上负电荷，所以又会张开，由此判断，带电棒带负电.3.如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的箔片张角减小，则()A.金属球可能不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电【解析】选A、B.箔片张角减小说明箔片上带的电荷量减少，而验电器的电荷总量不变，则小球B上的电荷量增多.A球可能带负电，异种电荷相互吸引改变了验电器上的电荷分布情况；A球也可能不带电，B球与A球发生静电感应现象，也可以使验电器上的电荷分布发生改变，A、B对.4.下列说法正确的是()A.电子和质子都是元电荷B.一个带电体的电荷量为25.5倍的元电荷C.元电荷是最小的带电单位D.元电荷没有正、负之分【解析】选C、D.元电荷是最小的带电单位,数值为e=1.6×10-19C,带电体所带电荷量均为元电荷的整数倍,B错,C对.元电荷不是带电体,没有电性之说,A错,D对.5.一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【解析】选C、D.绝缘金属小球上电荷减少是由于电子通过潮湿空气导电转移到外界，但是这些电子并没消失.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，遵循电荷守恒定律.6.如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d,b排斥c,c排斥a,d吸引b,则()A.仅有两个小球带同种电荷B.仅有三个小球带同种电荷C.c、d两小球带同种电荷D.c、d两小球带异种电荷【解析】选B、D.由d吸引a,d吸引b可以知道a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c排斥a，c排斥b可知c与a和b带同种电荷，c与d带异种电荷.故A、C错，B、D对.1.(10分)半径相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径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之比为多大？【解析】(1)A、B带同种电荷，设电荷量为Q，C与A接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A、C所带的电荷量均为Q.C与B接触后二者平分电荷量，则B、C的电荷量均为(Q+Q)=Q,A、B最终的电荷量之比为Q∶Q=2∶3.(