人教版高中物理必修第三册第九章静电场及其应用9-1电荷课件

第九章静电场及其应用学习目标1.通过观察摩擦起电、感应起电、电荷之间的相互作用等实验,知道自然界存在两种电荷，知道电荷间的相互作用.知道电荷量的概念及其国际单位,能从物质微观结构的角度认识使物体带电的本质,进一步提高应用物理模型解释现象的能力.2.基于静电现象的实验事实,认识电荷守恒定律,能用电荷守恒的知识分析静电现象.知道什么是元电荷和比荷,体会电荷量是不连续的.会用原子的结构模型和电荷守恒知识建构物理模型解释现象,体会守恒观念对认识物理规律的重要性.1

电荷知识点一

电荷答案:摩擦过的梳子带了“电”,或者说带了“电荷”.1.用塑料梳子在干燥的头发上摩擦一会儿,然后把它靠近纸屑等轻小物体,可以发现摩擦过的梳子能够吸引轻小物体,这说明什么?3.两种电荷.(1)自然界的电荷只有两种:

电荷和

电荷.用丝绸摩擦过的玻璃棒带

电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带

电荷.(2)电荷间的相互作用:同种电荷相互

,异种电荷相互

.4.电荷量:

叫作电荷量,用Q或q表示.在国际单位制中,它的单位是

,符号是

.正负正负排斥吸引电荷的多少库仑C2.摩擦起电的原因:当两种物质组成的物体互相摩擦时,一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上.于是,原来电中性的物体由于得到电子而带

电,失去电子的物体则带

电.负正5.为什么整个原子对外界表现为电中性?答案:原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的.每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外界表现为电中性.6.金属的微观结构模型:金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动,这种电子叫作

.失去自由电子的原子便成为带正电的

,它们在金属内部排列起来,每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动,只有

穿梭其中,这就使金属成为导体.自由电子离子自由电子知识点二静电感应1.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

或

带电体,使导体靠近带电体的一端带

,远离带电体的一端带

.这种现象叫作静电感应.2.感应起电:利用

使金属导体带电的过程.趋向远离异种电荷同种电荷静电感应3.验电器是一种用来检测

的简单装置,也可以检测不同带电体所带电荷的种类和相对数量.如果把验电器的金属箔换成指针,并用金属制作外壳,这样的验电器又叫作

.物体是否带电静电计4.请尝试总结出使物体带电的三种常用方式.答案:接触起电、摩擦起电、感应起电.知识点三电荷守恒定律1.摩擦起电和感应起电都能使原来不带电的物体带上电荷.摩擦起电和感应起电是不是创造了电荷?电中性物体中有无电荷存在?答案:摩擦起电和感应起电都没有创造电荷,只是电荷的分布发生了变化.电中性物体中有电荷存在,只是电荷的代数和为0.2.电荷守恒定律:电荷既不会

,也不会

,它只能从一个物体

到另一个物体,或者从物体的一部分

到另一部分;在转移过程中,电荷的总量

.3.电荷守恒定律更普遍的表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,

保持不变.创生消灭转移转移保持不变电荷的代数和知识点四元电荷1.元电荷:

叫作元电荷,元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的,在计算中,可取e=

C.最小的电荷量1.60×10-192.电子和质子是元电荷吗?答案:不是.质子所带的电荷量及电子所带的电荷量的绝对值与元电荷相等,但不能说电子和质子是元电荷.

连续整数倍电荷量e质量me探究一三种起电方式问题情境如图甲所示,玻璃棒与丝绸相互摩擦,它们都带了电.如图乙所示,取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触,起初它们不带电,贴在下部的两片金属箔是闭合的.甲乙1.图甲是通过什么方式使物体带电的?两个绝缘体相互摩擦后为什么会带上电荷?这种起电方式的实质是什么?答案:摩擦起电.两个物体相互摩擦时,其中一个物体失去电子,另一个物体得到电子,失去电子的物体带正电荷,得到电子的物体带等量负电荷.电荷从一个物体转移到另一个物体.2.图乙中,如果手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C移近导体A,导体A和B下部的金属箔有什么变化?这时手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移开C,导体A、B分别带什么电?再让导体A和B接触,又会看到什么现象?为什么?这是哪种起电方式?答案:手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C移近导体A,导体A和B下部的金属箔张开.这时手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移开C,导体A带负电荷,导体B带正电荷,且二者的电荷量相等.再让导体A和B接触,导体A和B下部的金属箔闭合;这是因为导体中的正负电荷中和.感应起电.3.图乙中,如果手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C与导体A接触,导体A和B下部的金属箔有什么变化?为什么有这种变化?这是哪种起电方式?答案:导体A、B下部的金属箔张开.带电体C与导体A接触,由于受到带电体C上正电荷的吸引,电子从导体A、B转移到带电体C,导体A、B失去电子而带正电荷,所以导体A和B下部的金属箔张开.接触起电.4.如图所示,导体A左端接地,把带正电荷的带电体C移近导体A,导体B带什么电?为什么?答案:导体B带负电荷.导体A左端接地,导体A、B与地球构成一个大导体,地球相当于这个大导体的远端,把带正电荷的带电体C移近导体A,导体B带负电荷.5.感应起电时判断导体带电的方法.(1)当带电体靠近导体时,导体靠近带电体的一端带

种电荷,远离带电体的一端带

种电荷,如图甲所示.(两空均选填“同”或“异”)(2)当带电体靠近接地的导体时,该导体与地球可视为一个大导体,而且该导体可视为近端,与带电体带

种电荷,地球可视为远端,与带电体带

种电荷,如图乙、丙所示.(两空均选填“同”或“异”)异同异同甲乙丙过程建构三种起电方式的比较.比较项摩擦起电感应起电接触起电产生条件两种不同物质组成的物体摩擦导体靠近带电体导体与带电体接触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相同电性的电荷原因不同物质的原子核对电子的束缚能力不同而发生电子的转移导体中的自由电子受带电体吸引(或排斥)作用而靠近(或远离)带电体在电荷间的相互作用下,电子从一个物体转移到另一个物体实质电荷在物体之间或物体内部的转移【典例1】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,如图所示,下列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.先将两球分开,棒再接触一下其中一球D.如果棒带的电荷量不变,不能使两导体球带电解析:先把两球分开,再移走棒,两球会带上等量异种电荷,选项A正确;先移走棒,两球上的感应电荷会消失,再把两球分开,两球都不带电,选项B错误;先把两球分开,若棒接触一下右边的球,则两球都带电,若棒接触一下左边的球,则左边的球不带电,选项C错误;综上所述,选项D错误.

【变式】据某电视节目介绍,蜜蜂飞行时与空气摩擦产生静电,因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉.下列说法正确的是(

)A.空气不带电B.蜜蜂带负电C.空气带负电

D.蜜蜂带正电解析:蜜蜂吸引带正电的花粉,根据异种电荷相吸可知,蜜蜂带负电,与蜜蜂摩擦的空气带正电,故选项B正确.答案:B探究二电荷守恒定律的理解及应用问题情境1.在摩擦起电过程中,一个物体带上了正电,另一个物体带上了负电,该过程是否创造了电荷?一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的总量会增多或减少吗?答案:摩擦起电的过程只是电荷的分布发生了变化,并没有创造电荷.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的总量保持不变.2.一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在了,这个现象是否违背了电荷守恒定律?答案:金属小球上的电荷量减少是由于电子通过空气转移到外界,但这些电子并没有消失,就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷总量保持不变,这个现象并不违背电荷守恒定律.3.对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷的总量”怎么理解?答案:“电荷的总量”指电荷量的代数和.过程建构1.对电荷守恒定律的理解.(1)电荷守恒定律具有广泛性,它是自然界重要的基本规律之一,任何电现象都遵从电荷守恒定律.(2)使物体带电的实质不是创造了电荷,而是电荷发生了转移,起电的过程就是物体间或物体内部的电荷重新分布的过程.(3)导体接触带电体时电荷量的分配与导体的材料、形状等有关,两个除带电情况不同,其他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同种电荷或均不带电.2.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.(2)迄今为止,实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,其数值最早由美国物理学家密立根通过“油滴实验”测得的.(3)物体的电荷量不是任意的,它只能是元电荷的整数倍.【典例2】完全相同的两金属小球A、B带有绝对值相同的电荷量,相隔一定的距离,现让另一个完全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绝对值之比为多大?(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量绝对值之比为多大?

答案:(1)2∶3

(2)2∶1

两金属导体接触后电荷量的分配规律(1)当两个导体的材料、形状不同时,两导体接触后再分开,两导体都不带电,或两导体带同种电荷,但无法确定电荷量的多少.(2)若两个完全相同的金属导体的电荷量(绝对值)分别为q1、q2,则有以下规律.【变式】两个完全相同的金属球A、B的电荷量分别为+3q

和-q,将两球接触再分开,则B球的电荷量为(

)A.-q

B.q

C.2q

D.4q答案:B课堂评价答案:B1.关于点电荷的描述,正确的是(

)A.点电荷是球形的带电体B.点电荷是一种理想模型C.点电荷是质量小的带电体D.点电荷是带电荷量少的带电体答案:D2.如图所示,在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中(

)A.通过摩擦创造了电荷B.丝绸上的部分正电荷转移到了玻璃棒上C.玻璃棒上的部分正电荷转移到了丝绸上D.玻璃棒上的部分电子转移到了丝绸上3.下列关于元电荷的理解中正确的是 ()A.元电荷就是电子B.元电荷就是质子C.元电荷就是点电荷D.带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍答案:D4.一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B,使它们彼此接触,起初它们不带电.