1 1感应起电ppt课件

1、本章的核心内容是电场的概念及描述电场特性的物理量教材从电荷在电场中受力入手，引入电场强度的概念，明确它是表示电场强弱的物理量，然后，通过将电场力做功与路径无关，和重力做功与路径无关类比，得出电荷在电场中具有由位置决定的能量电势能在此基础上，同引入电场强度的方法相同(比值定义法)，引入电场的另一种描述，即电势的概念 本章知识内容共有9节，大致可以分为三个单元,第一单元包括第1、2节，即“电荷及其守恒定律”和“库仑定律”，为本章的后续学习打下基础； 第二单元包括第3、4、5、6节，分别是“电场强度”“电势能和电势”“电势差”“电势差与电场强度的关系”，是关于电场强度和电势概念的具体讨论，是本章的核

2、心内容； 第三单元包括第7、8、9节，即“静电现象的应用”“电容器的电容”“带电粒子在电场中的运动”，是前面各节内容之间以及与力学知识的综合,这三个单元是按照物理学自身发展的过程以及教学中循序渐进的原则来安排的先认识电荷、电荷之间相互作用的规律，再认识描述场的性质的相关物理量在此基础上，通过核心内容的拓展和应用，如静电现象的应用、电容器的电容、带电粒子在电场中的运动等，提高学生综合运用物理知识的能力,基本概念多而且抽象是这一章的突出特点注意通过实验，激发学习的热情，了解探究的过程和方法，弄清各个概念的物理意义如电场强度的概念，应该明确地知道电场强度是表示电场强弱的物理量，首先应该知道什么是电场

3、的强弱相同的检验电荷放在电场中的不同点，受到电场力大的点，电场强；受到电场力小的点，电场弱理解抽象的概念，不能停留在字面上，一定要把事实、背景弄清楚，把分析过程弄清楚本章的另一特点是综合性比较强，许多知识要在力学知识基础上学习,人们在研究静电场时经常是通过类比的方法进行的，如电荷守恒定律类比质量守恒定律，库仑定律类比万有引力定律，点电荷类比质点，电场力类比重力，电势能类比重力势能，等势面类比等高线，电势差类比高度差，电容器类比装水容器学习中要通过类比，把新旧知识联系起来，由旧知识过渡到新知识，这样更容易接受和理解,许多人都有过类似的经历：握手时，指尖接触时或者手接触到金属物体时，有“触电”的刺

4、痛感；在晴朗干燥天气，用塑料梳子梳头时，头发是越梳越乱，甚至“怒发冲冠”；晚上脱衣服时，会伴有蓝色的闪光和“啪啪”响声(如图所示)，等等，这些现象是如何产生的？产生过程中又遵循怎样的规律呢？,1两种电荷：自然界中只存在两种电荷 (1)正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷 (2)负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷,2自由电子和离子：金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子失去这种电子的原子便成为带正电的离子，简称正离子；得到电子的原子便成为带负电的离子，称为负离子 3电荷的性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；且带电体有

5、吸引轻小物体的性质.,1摩擦起电 (1)原因：不同的物质对电子的束缚、吸引能力不同例如：用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮对电子的束缚能力差，失去电子带正电，电子转移到了橡胶棒，从而使橡胶棒带负电；同理，用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒带正电，丝绸带负电 (2)实质：在摩擦起电的过程中，电荷并不是凭空产生的，而是电子从一个物体转移到了另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电,2感应起电 (1)定义：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫静电效应利用静电感应使导体带电，叫做感应起电 (2)步骤：如图所示： 将枕形导体A和B彼此接触 将带电体C移近导体A. 先把A和B分开，然后移去C，

6、则A带上和C异号的电荷，B带上和C同号的电荷,(3)实质：在导体C上的电荷的作用下，导体A和B上的正、负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分 在感应起电的过程中，靠近带电体的导体一端与带电体带异种电荷，远离带电体的导体一端与带电体带同种电荷 思考讨论：绝缘体能否发生静电感应现象？为什么？ 提示：不能绝缘体中几乎没有可自由移动的电荷，电荷不能从物体的一端转移到另一端，故绝缘体不能发生静电感应现象,3接触起电 (1)定义：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体，电荷会转移到这个导体上，使导体带电，这种方式称为接触起电 (2)验电器工作原理：验电器和带电体接触时，因为

7、接触起电，带电体的一部分电荷转移到验电器上，使验电器的箔片张开 两个完全相同的带电小球相互接触后，它们把总电荷进行平均分配设两个小球的电荷量分别为q1和q2，则接触后每个小球的电荷量为 ，q1、q2包含了电荷的电性,总结提高：三种起电方法的异同比较,(1)感应起电成功的关键在于先分开两物体(或先断开接地线)然后再移去带电体 (2)感应起电只适用于导体，绝缘体因其无自由移动的电子而不会感应起电 (3)摩擦起电中对原子核外电子束缚能力差的物体失去电子而带正电，对原子核外电子束缚能力强的物体得到电子而带负电,4对验电器的认识 (1)用途：判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少 (2)原理：同种电荷

8、相排斥，异种电荷相吸引 (3)构造(如下图所示)：验电器顶部是一金属板(或者用金属球)，它和金属杆相连接，金属杆穿过橡皮塞，其下端挂两片极薄的金属箔片，封装在玻璃瓶内,(4)使用：检验是否带电：检验时，把物体与金属板接触，如果物体带电，就有一部分电荷传到两片金属箔片上，金属箔片由于带了同种电荷，彼此排斥而张开，所带的电荷越多，张开的角度越大；如果物体不带电，则金属箔片不张开另外，把物体靠近金属板时，若物体带电，由于静电感应，使金属箔片带上了与物体同种的电荷，则金属箔片张开，若物体不带电，则金属箔片不张开,检验电荷的种类：当已知物体带电时，若要识别它所带电荷的种类，只要先把这个带电体与验电器的金

9、属板接触一下，使金属箔片张开然后，再用已知的带足够多正电的物体接触验电器的金属板，如果金属箔片张开的角度更大，则表示该带电体的电荷为正；反之，如果金属箔片张开的角度减小，或先闭合而后张开，则表示带电体的电荷为负 (5)静电计：把验电器的金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样改装后的验电器就变成了静电计静电计可测出带电体的电势和电势差.,1两种表述 2起电过程本质：微观带电粒子(如电子)在物体之间或物体内部转移，而不是创造电荷,3“中性”、“中和”的本质 电中性的物体是有电荷存在的，只是代数和为0，对外不显电性；电荷的中和是指电荷的种类、数量达到异号、等量时，正负电荷代数和为0. 4“总量”含义：

10、指电荷的代数和 5起电过程中电荷变化 不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷本质都是电荷发生了转移，也就是说物体所带电荷的重新分配,6守恒的广泛性 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，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律如：由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮没，转化为光子在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮没，电荷的代数和不变,(1)起电过程或“中和”过程在本质上都是电子的得失、转移的过程，电荷总数未变 (2)电荷均分的规律只适用于大小完全相同的金属球之间，金属球可以是两个或多个

11、 (3)电荷均分规律公式Q1Q2 ，其中的Q1、Q2为小球原来所带电荷量，均带有正、负号,1电荷量：电荷的多少其国际制单位是库仑，简称库，用C表示 2元电荷：最小的电荷量，即电子或质子所带的电荷量，用e表示e1.601019C，最早由美国物理学家密立根测得 3电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比,思考讨论：有人说质子或电子是元电荷，对吗？质子和电子的比荷相同吗？ 提示：质子和电子所带电荷的多少叫元电荷质子、电子的电荷量相同，但质子质量远大于电子，所以电子的比荷大于质子的比荷.,例1 有A、B、C三个完全相同的轻质小球，它们可能有的带电有的不带电，一位同学进行了以下实验：A与B靠近时相

12、互吸引，B与C靠近时也相互吸引，当A与C靠近时，它们一定互相排斥吗？为什么？ 答案：不一定，理由见解析 分析：静电现象一要考虑电荷间的相互作用，二要考虑静电感应现象即带电体能够吸引较小物体,解析：根据A与B吸引和B与C吸引说明A与B，B与C带有异种电荷或其中之一不带电，因此会出现多种可能性：如A、B、C中只有B带电，A、C不带电，当A、C靠近时，不会排斥或吸引也可能B不带电，而A、C带电，A、C可能带同种电荷也可能带异种电荷，所以A与C可能互相吸引也可能互相排斥若A、B、C都带电，则A与C一定带同种电荷，它们会互相排斥 反思提升：解答本题的常见错误如下：A、B相互吸引，说明A、B带异种电荷，B

13、、C相互吸引，说明B、C带异种电荷，所以A、C必带同种电荷，相互排斥，出现错解的原因在于忽略了带电体可以吸引不带电的轻小物体,变式训练11 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d，b斥c，c斥a，d吸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 Cc、d小球带同种电荷 Dc、d小球带异种电荷 答案：BD,解析：本题考查电荷间的相互作用由d吸a，d吸b知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c斥a，c斥b可知c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，故选项A、C错，选项B、D对.,例2 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下图表示验电

14、器上感应电荷的分布情况，其中正确的是 ( ) 答案：B,分析：该题考查静电感应现象当带电体靠近金属导体时，导体离带电体较近的一端带异种电荷 解析：由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球和箔片带异号电荷，A、C两项错误 验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷，D项错误正确选项为B. 反思提升：验电器可以判断物体是否带电、带电荷的种类和电荷量的多少当带电体靠近验电器金属球或接触金属球时，验电器的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的不同利用验电器除了能检验电荷，还能演示静电感应现象,变式训练21 如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的

15、金属导体，起初它们不带电，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先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 答案：AB,解析：虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体C使A、B分别感应出负、正电荷，其下部所贴的金属箔片也因为与A、B接触而分别带上负、正电荷，所以金属箔片都张开，A选项正确；在静电感应的条件下，把A、B分开，A、B便分别带上了异种

16、电荷，再移走C，不会影响A、B的带电荷量，所以金属箔片仍然是张开的，B选项正确；但如果先移走C，A、B就没有了静电感应现象，所以A、B都不带电，金属箔片也就不会张开，C选项错误；若先分开A、B，再移走C，A、B带上等量异种电荷，但若再将A、B接触，两者所带电荷量将完全中和，所以金属箔片都不会张开，D选项错误.,例3 有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量QA6.4109C，QB3.2109C，让两金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？ 答案：电子由B转移到A，转移了3.01010个 解析：当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配即接触后两小球带电荷量 QAQB(QAQB)/2,A质子是由一个u夸克和一个d夸克组成，中子是由一个u夸克和两个d夸克组成 B质子是由