高中物理 第1章 靜電場 1 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修31.ppt

第一章 靜電場 1電荷及其守恒定律 在干燥的冬天 當你伸手接觸掛在衣架上衣服的一剎那 突然聽到 啪 的一聲 手麻了一下 弄得你虛驚一場 是誰在惡作劇 哦 原來是電荷在作怪 這些電荷是哪里來的 知識自主梳理 1 兩種電荷自然界中只存在兩種電荷 即 電荷和 電荷 1 正電荷 用絲綢摩擦過的 所帶的電荷叫做正電荷 2 負電荷 用毛皮摩擦過的 所帶的電荷叫做負電荷 2 相互作用同種電荷相互 異種電荷相互 電荷及相互作用 知識點1 正 負 玻璃棒 橡膠棒 排斥 吸引 2 原子電性 原子核的正電荷的數(shù)量與核外電子負電荷的數(shù)量 整個原子對外界較遠的位置表現(xiàn)為 正電 負電 相等 電中性 1 接觸起電指一個帶電的金屬導體跟另一個 的金屬導體 后分開 而使不帶電的導體帶上電荷的方式 如圖 知識點2 三種起電方式 不帶電 接觸 2 摩擦起電兩個物體相互摩擦時 一些束縛不緊的 從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上 使得原來呈電中性的物體由于得到 而帶負電 失去 的物體帶正電 如圖 電子 電子 電子 3 感應起電 1 自由電子 金屬中離原子核 的能脫離原子核的束縛而在金屬中 的電子 2 靜電感應 當一個帶電體靠近導體時 由于電荷間相互 或 導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體 使導體靠近帶電體的一端帶 電荷 遠離帶電體的一端帶 電荷的現(xiàn)象 3 感應起電 利用 使金屬導體帶電的過程 如圖 較遠 自由活動 吸引 排斥 異種 同種 靜電感應 表述一 電荷既不會 也不會 它只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到 在轉(zhuǎn)移的過程中 電荷的總量 表述二 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng) 電荷的代數(shù)和 知識點3 電荷守恒定律 創(chuàng)生 消滅 另一部分 另一個物體 保持不變 保持不變 1 電荷量電荷的多少 其國際制單位是 簡稱庫 用 表示 2 元電荷最小的電荷量 即 所帶的電荷量 用e表示 e c 最早由美國物理學家 測得 知識點4 元電荷 庫侖 c 電子 1 6 10 19 密立根 質(zhì)量 1 76 1011 重點難點突破 一 三種起電方式的比較 特別提醒 1 感應起電成功的關(guān)鍵在于先分開兩物體 或先斷開接地線 然后再移去帶電體 2 摩擦起電中對原子核外電子束縛能力差的物體失去電子而帶正電 對原子核外電子束縛能力強的物體得到電子而帶負電 答案 梳頭發(fā)時由于摩擦起電 梳子和頭發(fā)上產(chǎn)生異種電荷 又由于異種電荷相互吸引 使得頭發(fā)順著梳子飛了起來 梳子浸入水中后再梳 潮濕的梳子能將頭發(fā)上的靜電導走 也就不再出現(xiàn)上面的現(xiàn)象 1 守恒的廣泛性電荷守恒定律同能量守恒定律一樣 是自然界中最基本的規(guī)律 任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律 物體的起電過程 其本質(zhì)都是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移 也就是說物體所帶電荷的重新分配 不論哪一種起電過程都沒有創(chuàng)造電荷 也沒有消滅電荷 2 中性 與 中和 的理解 1 中性 物體內(nèi)有電荷存在 但正 負電荷的絕對值相等 對外不顯電性 2 中和 兩個帶有等量異種電荷的帶電體相遇達到電中性的過程 二 電荷守恒定律 cd 解析 帶負電的驗電器在潮濕的空氣中 經(jīng)過一段時間后 小球上的負電荷 電子 被潮濕的空氣導走了 但電荷在轉(zhuǎn)移的過程中仍然守恒 故c d正確 三 驗電器與靜電計的區(qū)別與聯(lián)系 考點題型設(shè)計 題型1三種起電方式的理解與應用 ac 解析 當帶電棒移近甲 乙兩球時 甲 乙兩球由于靜電感應分別感應出與帶電棒相反和相同的電荷 若在移走棒前先把兩球分開 則甲 乙兩球所帶電荷無法中和而帶上等量異號電荷 若把兩球分開前 已經(jīng)移走棒 甲 乙兩球感應出的電荷立即中和而不會帶電 可判定選項a正確 選項b錯誤 若棒與其中一個球接觸 則由于接觸帶電 甲 乙兩球都會帶上與帶電棒相同性質(zhì)的電荷 分開后仍帶電 選項c正確 棒的帶電荷量即使不變 仍可在滿足一定條件下 甲 乙兩球感應出等量異號電荷而帶電 選項d錯誤 點評 三種起電方式都可以使物體帶上電 其中接觸起電帶電體與物體必須接觸 感應起電雖不需接觸 但需滿足一定的操作條件 解析 摩擦起電是因為電子由一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上 失去電子的物體因缺少電子而帶正電 得到電子的物體帶負電 毛皮與橡膠棒摩擦 毛皮上的電子轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上 毛皮帶正電 橡膠棒帶負電 故選項c正確 c 題型2電荷守恒定律及元電荷的理解及應用 答案 均為1 6 10 9c 電子由b球轉(zhuǎn)移到a球 轉(zhuǎn)移了3 0 1010個點評 1 金屬球中發(fā)生定向轉(zhuǎn)移的是自由電子 兩球接觸時 自由電子由b向a轉(zhuǎn)移 2 兩球接觸后帶電量相等 電性相同 電荷再分配時符合電荷均分原理 解析 元電荷是指電子或質(zhì)子所帶的電荷量 不是電子或質(zhì)子本身 故a錯誤 所有帶電體的電荷量都等于元電荷的整數(shù)倍 故b正確 元電荷e的值最早是由美國物理學家密立根通過實驗測定的 故c正確 元電荷的數(shù)值通常取e 1 60 10 19c 故d正確 b 題型3開放 探究 根據(jù)以上實驗過程和觀察到的現(xiàn)象 回答下列問題 1 步驟二的實驗現(xiàn)象 說明 2 步驟三的實驗現(xiàn)象 說明 3 該研究性實驗 選填 能 或 不能 驗證電荷守恒定律 起電板使驗電器感應起電 兩塊板帶有等量異種電荷 能 解析 解答本題時應明確起電板經(jīng)摩擦后的帶電情況 還要理解驗電器金屬箔片張開和閉合的原因 用力將兩塊起電板快速摩擦后分開 兩板分別帶上了等量異種電荷 步驟二中金屬球與箔片組成的整體發(fā)生靜電感應現(xiàn)象故箔片張開 步驟三中兩塊板同時插入空心金屬球 總電荷量為零 不發(fā)生靜電感應現(xiàn)象 故箔片不張開 該實驗能驗證電荷守恒定律 點評 在電荷轉(zhuǎn)移和重新分配的過程中 整個系統(tǒng)電荷是守恒的 實驗中箔片張開后又閉合 驗證了電荷守恒定律的正確性 bd a 若用左手也去摸金屬球 會被電擊b 若用左手與旁邊的觀眾握手 會被電擊c 若右手離開金屬球 則頭發(fā)會立刻恢復常態(tài)d 若右手離開金屬球而且走下絕緣凳 頭發(fā)會立刻恢復常態(tài)解析 若用左手也去摸金屬球 不會被電擊 選項a錯誤 若用左手與旁邊的觀眾握手 會發(fā)生放電現(xiàn)象而被電擊 選項b正確 若右手離開金屬球 電荷不會轉(zhuǎn)移 則頭發(fā)仍然四處散開 選項c錯誤 若右手離開金屬球而且走下絕緣凳 則電荷將進入大地 人體將不再帶電 頭發(fā)會立刻恢復常態(tài) 選項d正確 故選bd 易錯案例剖析 c 正確解答 在感應起電的過程中 遠