名师一号-课时1市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

第一章静电场第一节电荷及其守恒定律1/65课标解读1.知道惯用起电方法和各种起电方法实质.2.知道电荷守恒定律内容,并能利用其进行简单观察分析.3.知道元电荷概念及其数值.4.知道电荷量概念.2/65课前自主学习一､电荷1.物质微观结构:原子核由带正电质子和不带电中子组成,核外电子靠质子吸引力维系在原子核附近,原子核正电荷数量与电子负电荷数量相等,所以整个原子对外界较远位置表现为电中性.3/652.三种起电方式.(1)摩擦起电:用丝绸摩擦过玻璃棒带正电,丝绸则带有等量负电荷.这是因为玻璃棒上部分电子转移到了丝绸上;用毛皮摩擦过橡胶棒带负电,毛皮带等量正电荷这是因为毛皮上部分电子转移到橡胶棒上.金属中离原子核最远电子往往会脱离原子核束缚而在金属中自由活动,这种电子叫自由电子,失去电子原子便成了带正电离子.4/65(2)感应起电:把电荷移近不带电导体,能够使靠近带电体一端带异号电荷,远离一端带同号电荷这种现象叫做静电感应,利用静电感应使金属导体带电过程叫做感应起电.(3)接触起电:不带电物体与带电体接触.能使不带电物体带上电荷,这种带电方式称为接触起电.两完全相同物体接触,会将电荷量平分.5/65二､电荷守恒定律.1.电荷守恒定律:电荷既不会创生也不会毁灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体一部分转移到另一部分,在转移过程中,电荷总量保持不变.2.电荷守恒定律另一个表述:一个与外界没有电荷交换系统,电荷代数和保持不变.3.起电过程实质:微观带电粒子(如电子)在物体之间或物体内部转移而不是创造出了电荷.6/65三､电荷量1.电荷量:电荷多少,其国际单位是库仑,简称库,用C表示.2.元电荷:最小电荷量,即电子或质子所带电荷量,用e表示,e=1.60×10-19C,最早由美国物理学家密立根测得.3.比荷:带电体电荷量与质量比值叫做带电体比荷,电子比荷为=1.76×1011C/kg.7/65知识梳理图8/65课堂互动探究一､使物体带电方式1.两种电荷自然界中只有两种电荷,即正电荷和负电荷.要求用丝绸摩擦过玻璃棒所带电荷为正电荷,用毛皮摩擦过橡胶棒所带电荷为负电荷.9/652.静电产生(1)摩擦起电:当两种不一样材料物体相互摩擦时,一些束缚得不紧电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性物体因为得到电子而带负电,失去电子物体则带正电.如毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电;丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电.10/65(2)接触起电:一个带电物体去接触另一个导体时,电荷会转移到那个导体上,使物体带电.完全相同两个带电体接触,净电荷平均分配.如甲､乙两个完全相同金属球分别带+10C和-6C电量,接触后均带+2C电量.11/65(3)感应起电:当一个带电体靠近导体时,因为电荷之间相互吸引或排斥,导体中自由电子会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体一端带异种电荷,远离一端带同种电荷,这种现象叫静电感应.利用静电感应使金属导体带电过程称为感应起电,以下列图.带正电球C移近导体A时,A､B两端分别出现“-”“+”电荷,保持C球不动,用绝缘工具将A､B分开后,再将C移走,则A带负电,B带正电.

12/65假如先将C移开,再把A､B分开,A､B不会带电.13/653.静电产生微观解释:(1)组成物质原子是由原子中心带正电原子核和核外电子组成,普通情况下原子核正电荷数量与电子负电荷数量一样多,整个原子显中性.(2)在各种起电方式中,都会使原来中性物体带电,但不论带正电还是带负电,起电实质都是电荷发生了转移.14/65二､电荷守恒定律､元电荷1.电荷守恒定律大量事实证实,电荷既不能创生也不会毁灭,只能从物体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,在转移过程中,电荷总量保持不变,这个规律叫做电荷守恒定律.15/65注意:(1)在一定条件下,电荷是能够产生和湮灭,但电荷代数和不变,如一对正､负电子相遇湮灭,转化为一对光子;一个中子衰变成一个质子和一个电子,这两种情况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,而光子和中子都是中性,本身不带电,所以电荷代数和不变,所以电荷守恒定律也可叙述为:一个与外界没有电荷交换系统,电荷代数和总是保持不变.(2)电荷守恒定律是自然界主要基本规律之一.16/652.元电荷(1)电荷量:电荷多少叫电荷量,惯用符号Q或q表示.在国际单位制中,电荷量单位是库仑,简称库,用符号C表示.(2)元电荷:电子所带电量是最小电荷量,人们把这个最小电荷量叫做元电荷,用e表示,e=1.60217733×10-19C,全部带电体电荷量或者等于e,或者是e整数倍.(3)比荷:带电粒子电荷量与其质量比值叫做该粒子比荷,如电子比荷=1.76×1011C/kg.17/65三､验电器工作原理及作用1.原理:验电器是依据同种电荷相互排斥､异种电荷相互吸引规律设计.利用时,要区分并掌握其起电方式是接触还是感应.且要了解起电本质:在验电器金属小球和金属箔间能转移电荷只能是电子.2.作用:验电器能够用来判断物体是否带电,又能够演示静电感应现象.18/65典例分析一､对静电现象了解例1:以下说法中正确是()A.不带电物体上,即没有正电荷也没有负电荷B.物体所带电荷量能够是任意实数C.摩擦起电过程,是经过摩擦创造了等量异种电荷过程D.带电现象本质是电子转移,呈电中性物体得电子就一定显负电性,失去电子就一定显正电性D19/65解析:物体不带电,是因为其内部正､负电荷量值相等,对外不显电性,故A选项错误;自然界中电荷量不是任意无限可分,其最小单位为元电荷所带电荷量,即e=1.6×10-19C,故B选项错误;摩擦起电过程是电子转移过程,呈电中性物体得到电子显示负电性,失去电子物体显示正电性,此过程中并不会创造电荷,电荷总量是保持不变,故C选项错误;D选项正确.答案:D20/65名师点拨:本题主要考查物体带电实质,得到电子带负电,失去电子带正电,带电荷量只能是元电荷电荷量整数倍,各种带电方式并没有创造电荷.21/65[巩固练习]1.以下关于带电现象说法中正确是()A.玻璃棒不论与什么物质摩擦都带正电,橡胶棒不论与什么物质摩擦都带负电B.相互摩擦两个物体一定能起电C.带电现象本质是电子转移,物体得到电子,就一定显负电性,失去电子就显正电性D.物体通常展现电中性,是因为物体正､负电荷一样多D22/65解析:玻璃棒与丝绸摩擦后会失去电子因而带正电,但玻璃棒与其它物体摩擦后不一定总是失去电子,因而不能确定其电性,同理也无法确定橡胶棒电性,故A选项错误;并不是任意两个物体间摩擦时都能起电,故B选项错误;物体假如原带电,得到电子后可能带正电,也可能带负电,也可能不带电.故C选项错误;不带电物体内正､负电荷相等,所以显电中性,故D选项正确.答案:D23/65二､对感应起电了解例2:如图所表示,A､B为相互接触用绝缘支柱支持金属导体,起初它们不带电,在它们下部贴有金属箔片,C是带正电小球,以下说法正确是()24/65A.把C移近导体A时,A､B上金属箔片都张开B.把C移近导体A,先把A､B分开,然后移去C,A､B上金属箔片仍张开C.先把C移走,再把A､B分开,A､B上金属箔片仍张开D.先把A､B分开,再把C移去,然后重新让A､B接触,A上金属箔片张开,而B上金属箔片闭合AB25/65解析:即使A､B起初都不带电,但带正电导体C对A､B内电荷有力作用,使A､B中自由电子向左移动,使得A端积累了负电荷,B端积累了正电荷,其下部贴有金属箔片因为接触带电,也分别带上了与A､B同种电荷.因为同种电荷间斥力,所以金属箔片都张开,A选项正确.C只有一直在A､B附近,先把A､B分开,A､B上电荷因受C作用力不可能中和,因为A､B已经绝缘,所带电荷量也不能变,金属箔片仍张开,B选项正确.26/65但假如先移走C,A､B上感应电荷会马上在其相互之间库仑力作用下吸引中和,不再带电,所以箔片都不会张开,C选项错误.先把A､B分开,再移走C,A､B依然带电,但重新让A､B接触后,A､B上感应电荷完全中和,箔片都不会张开,D选项错误.答案:AB27/65名师点拨:本题考查静电感应知识,解答时明确静电感应不是产生了电荷,而是电荷转移,电荷重新分布后在静电感应存在情况下,把原来中性导体分开,分开后会使导体带等量异种电荷.28/65[巩固练习]2.使带电金属球靠近不带电验电器,验电器箔片张开,下列图中表示验电器上感应电荷分布情况正确是()B29/65解析:带负电金属球靠近不带电验电器时,在验电器顶部带上正电,金属箔片带负电,B选项正确.答案:B30/65三､对电荷守恒定律了解和应用例3:有两个完全相同带电绝缘金属小球A､B分别带有电荷量QA=6.4×10-9C,QB=-3.2×10-9C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子怎样转移并转移了多少?31/65解析:首先搞清电荷接触后先中和后平分.

当两个小球接触时,带电荷量少负电荷先被中和,剩下正电荷再重新分配.因为两小球相同,剩下正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量.

Q′A=Q′B=(QA+QB)/2==1.6×10-9C.32/65在接触过程中,电子由B球转移到A球,不但将本身电荷中和且继续转移,使B球带Q′B正电,这么,共转移电子电荷量为

ΔQ=-QB+Q′B=3.2×10-9C+1.6×10-9C=4.8×10-9C

转移电子数=3.0×1010(个)答案:3.0×1010个33/65名师点拨:在接触带电中,当两个导体带不等量异种电荷时,先中和,然后剩下电荷重新分配,假如两导体是相同材料,相同形状和大小相同导体,剩下电荷平均分配,而形状和大小不一样导体电荷不平均分配,此种情况我们中学阶段不进行研究.34/65[巩固练习]3.原来完全相同甲､乙､丙三物体都不带电,今使甲､乙两物体经过感应带电后,乙物体再与丙物体接触,最终,得知甲物体带正电1.6×10-15C,丙物体带电8×10-16C,则对于最终乙､丙两物体带电情况,以下说法中正确是()A.乙物体一定带有负电荷8×10-16CB.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15CC.丙物体一定带有正电荷8×10-16CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16C

35/65解析:由电荷守恒定律可知甲､乙两物体带电后,甲带正电为1.6×10-15C,则乙物体应带负电1.6×10-15C,乙与丙接触后,乙､丙电量重新分布,因为是完全相同物体,故乙所带电荷平均分配到乙､丙两物体上,故乙､丙最终均带负电8×10-16C.答案:AD36/65四､验电器使用例4:如右图所表示,有一带正电验电器,当一金属球A靠近验电器小球B(不接触)时,验电器金箔张角减小,则()37/65A.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38/65解析:验电器金箔之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相排斥,张开角度大小决定于两金箔带电荷量多少.假如A球带负电,靠近验电器B球时,异种电荷相互吸引,使金箔上正电荷逐步“上移”,从而使两金箔张角减小,选项B正确,同时否定选项C.假如A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球靠近B球端面出现负感应电荷,而背向B球端面出现正感应电荷.A球上感应电荷与验电器上正电荷发生相互作用,因为负电荷离验电器较近而表现为吸引作用,从而使金箔张角减小,选项A正确,同时否定选项D.答案:AB39/65名师点拨:验电器能够判断物体是否带电,带电荷种类和电荷量多少.当带电体靠近验电器导体棒上端或接触导体棒上端时,验电器金属箔都会张开.但要注意区分带电体靠近验电器金属球和接触金属球,验电器所带电荷不一样.利用验电器除了能检验电荷,还能演示静电感应现象.40/65[巩固练习]4.以下列图所表示,用起电机使金属球A带上正电,靠近验电器B,则()41/65A.验电器金箔不张开,因为球A没有和B接触B.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了正电C.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了负电D.验电器金箔张开,因为验电器下部箔片都带上了正电解析:当带正电球A靠近验电器B时,因为A球对B感应使验电器金属球电荷重新分布,箔片带上了正电,从而金箔张开,故D选项正确.答案:D42/65课后巩固提升巩固基础1.关于摩擦起电和感应起电,以下说法正确是()A.摩擦起电是因为电荷转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷转移C.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电荷转移D.以上说法均不正确43/65解析:摩擦起电和感应起电,以及接触起电,三种带电方式实质都是电荷转移,故C选项正确.答案: C44/652.有一个质量很小小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过硬橡胶棒B靠近它时,看到它们相互吸引,接触后又相互排斥,则以下说法正确是()A.接触前,A､B一定带异种电荷B.接触前,A､B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何净电荷D.接触后,A球一定带负电荷45/65解析:因为电介质极化,任何带电体都可吸引轻小物体,而不能认为只有异种电荷才存在吸引力,所以A能够不带电,也能够带正电,接触后,因为A､B所带电量多少关系不定,所以可能带负电,也可能带正电.答案:B46/653.以下说法正确是()A.当一个电荷出现时,必定有等量异种电荷出现;当一个电荷消失时,必定有等量异种电荷消失B.全部带电体电荷量一定等于元电荷整数倍C.元电荷值通常取作e=1.60×10-19CD.电荷量e数值最早是由美国科学家密立根用试验测得47/65解析:试验得出,全部带电体电荷量或者等于e,或者是e整数倍,这就是说,电荷量是不能连续改变物理量.电荷量e数值最早是由美国物理学家密立根测得.由电荷守恒定律可知:电荷总量保持不变,故A选项正确.答案:ABCD48/654.关于摩擦起电现象,以下说法中正确是()A.摩擦起电现象使本没有电子和质子物体中产生了电子和质子B.两种不一样材料绝缘体相互摩擦后,同时带上等量异种电荷C.摩擦起电,可能是摩擦中造成质子从一个物体转移到了另一个物体而形成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49/65解析:摩擦起电实质是因为两个物体原子查对核外电子约束能力不相同,因而电子能够在物体间转移.若一个物体失去电子,其质子数比电子数多,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.答案:BD50/655.毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为()A.毛皮上一些电子转移到橡胶棒上B.毛皮上一些正电荷转移到橡胶棒上C.橡胶棒上一些电子转移到毛皮上D.橡胶棒上一些正电荷转移到毛皮上解析:摩擦起电实质是电子从一个物体转移到另一个物体,毛皮和橡胶棒摩擦后毛皮带正电,是毛皮上一些电子转移到橡胶棒上,从而毛皮带正电,故A选项正确.答案:A51/656.关于元电荷以下说法中正确是()A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.一个带电体电荷量为105.6倍元电荷C.元电荷是最小带电单位D.元电荷没有正负之分解析:元电荷是指最小电荷量,数值为e=1.6×10-19C,元电荷不是带电体,没有电性之分,故C､D选项正确.答案:CD52/65提升能力7.将带电棒移近两个不带电导体球,两个导体球开始时相互接触且对地绝缘,如右图所表示,以下几个方法中能使两球都带电是()53/65A.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.棒带电荷量假如不变,不能使两导体球带电解析:带电棒移近两导体时,使两个导体电荷重新分布,甲､乙左右两端出现等量异种电荷,在棒作用下,将两球分开,再移走棒,甲､乙两球就带上等量异种电荷,故A选项正确,将棒与其中一球接触后,三物体均带电,再把两球分开,两球带有同种电荷,故C选项正确.答案:AC54/658.A和B是两个大小相同带电介质小球,用等长绝缘细线将它们悬挂在水平杆上,在两球连线延长线上A球左侧放一个带正电荷固定小球C时,以下列图所表示,A､B两球悬线都保持竖直方向,则以下说法中正确是()A.A､B两球均带正电B.A､B两球均带负电C.A带正电,B带负电D.A带负电,B带正电55/65解析:若两球均带正电,则A球能在竖直方向平衡,而B球受到C与A排斥力,将偏离竖直方向,不可能在竖直方向平衡;若两球均带负电,A球受到C球引力和B球斥力,将偏离竖直方向,即A球不可能在竖直方向平衡.若二者均在竖直位置平衡,则A､B应带异种电荷,且A带负电,B带正电,所以D选项正确.答案:D56/659.a､b､c､d为四个带电小球,两球之间作用分别为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小球带同种电荷D.c､d小球带异种电荷解析:应用两种电荷相互作用规律,可知b､c､a带同种电荷,a､d带异种电荷,故B､D选项正确.答案:BD57/6510.绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a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,以下列图所表示,现使b球带电,则()58/65A.b将吸引a,吸住后不放开B.b先吸引a,接触后