第1節(jié)靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋

1、課標(biāo)要求1通過實驗，了解靜電現(xiàn)象。能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識分析靜電現(xiàn)象。 了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護。2知道點電荷模型。知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律。體會探究庫侖定律過程中的科學(xué)思想和方法。3.知道電場是一種物質(zhì)。了解電場強度，體會用物理量之比定義新物理量的方法。 會用電場線描述電場。第1節(jié)靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究1知道使物體帶電的幾種方 式。2.理解電荷守恒定律的內(nèi)容。運用原子結(jié)構(gòu)模型和 電荷守恒的知識分析 靜電現(xiàn)象。通過實驗，觀察并分析靜電現(xiàn)象。知識點靜電的產(chǎn)生觀圖助學(xué) 俯視逆時針轉(zhuǎn)動俯視順時針轉(zhuǎn)動觀察上圖現(xiàn)象你可以得出什么結(jié)論？觀察上圖現(xiàn)象

2、，思考電荷是如何移動的？1電荷電荷量：電荷的多少。在國際單位制中，電荷量的單位為庫侖，簡稱庫，符號 為C。電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥異種電荷相互吸弓2摩擦起電：當(dāng)兩個由不同物質(zhì)組成的物體互相摩擦?xí)r，一個物體中某些原子的 電子掙脫了原子核的束縛，轉(zhuǎn)移到另一個物體上，于是原來呈電中性的物體由于 得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶等量的正3接觸起電：當(dāng)一個帶電體接觸導(dǎo)體時，電荷會發(fā)生轉(zhuǎn)移導(dǎo)體也帶電。4感應(yīng)起電：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的 自由電子便會靠近或遠離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號蟲荷,遠離帶 電體的一端帶同號電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。利用靜

3、電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電 的過程叫做感應(yīng)起電。思考判斷摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程。（X）（2）接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程。（V）（3）玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電。（X）知識點二 產(chǎn)生靜電的微觀解釋觀圖助學(xué)絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒失去了電子，帶正電；絲綢得到了電子，帶負電；從整體上看，兩物體摩擦過程中電荷守恒嗎？1電荷守恒定律表述：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅,只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分， 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量不變。2摩擦起電的實質(zhì)：兩個不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦，由于摩擦力做功，一個 物體中的電子獲得能量，掙脫原子核的束縛轉(zhuǎn)移到另一個物體上。根據(jù)電荷守

4、恒 定律，一個物體失去電子帶正電，另一個物體得到電子帶負電。3感應(yīng)起電的實質(zhì)是在附近帶電體所帶電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分。思考判斷（1）原來不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷，說明通過摩擦可以創(chuàng)造電荷。（X）不帶電的物體一定沒有電荷。（X）帶等量異種電荷的兩個導(dǎo)體接觸后，電荷會消失，這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒。（X ）（4）感應(yīng)起電過程仍符合電荷守恒定律。（V）驗電器的構(gòu)造、原理及用途1構(gòu)造2. 原理金屬箔片帶同種電荷后，由于同種電荷相互排斥而張開3. 應(yīng)用(1)檢驗物體是否帶電。(2)物體帶電的種類。摩擦起電適用于絕緣體，接觸起電和感應(yīng)起電適用于導(dǎo)體

5、。物體帶電的實質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，或物體間電荷的重新分配一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變金屬結(jié)構(gòu)中性是指物體內(nèi)有電荷存在，但正負電荷的絕對值相等，對外不顯電性。核心要點 三種起電方式的理解觀察探究 (1)用與絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗電器的小球，會觀察到什么現(xiàn)象？為什么。答案 金屬箔片張開。當(dāng)帶電的物體與驗電器上面的金屬球接觸時，有一部分電 荷轉(zhuǎn)移到驗電器上，與金屬球相連的兩個金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而 張開。(2)觀察下述操作過程，會觀察到什么現(xiàn)象？為什么 答案 C在遠處，金屬箔片不張開，C移近后金屬箔片張開，枕形導(dǎo)體分開，金 屬箔片仍張開，移走C,金屬箔片張開。因為

6、同種電荷相互排斥，異種電荷相互 吸引。探究歸納三種起電方式的比較方式內(nèi)容、一摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電產(chǎn)生條件兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近帶電體時導(dǎo)體與帶電體接觸時現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷導(dǎo)體帶上與帶電體電性相同的電荷試題案例例1（多選）關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實質(zhì)，下列說法中正確的是（）A. 摩擦起電現(xiàn)象說明機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造出電荷B. 摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體C. 感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分D. 感應(yīng)起電說明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體解析 摩擦起電的實質(zhì)是電子在相互摩擦的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)

7、移，失去電子的帶正電,得到電子的帶負電，此過程并非創(chuàng)造了電荷，而是總電荷量守恒，A錯誤，B正確；感應(yīng)起電的實質(zhì)是電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，是電荷在同一導(dǎo)體 內(nèi)部發(fā)生了轉(zhuǎn)移，C正確，D錯誤。答案 BC例2（多選）如圖所示，將帶有負電的絕緣棒移近兩個不帶電的導(dǎo)體球，兩個導(dǎo)體球開始時互相接觸且對地絕緣，下列方法中能使兩球都帶電的是（）A. 先把兩球分開，再移走棒B. 先移走棒，再把兩球分開C. 使棒與甲球瞬時接觸，再移走棒D. 先使乙球瞬時接地，再移走棒導(dǎo)體與大地組成一個大的導(dǎo)體，則該導(dǎo)體為近端，帶異種電荷，地球為遠端，帶同種電荷解析 由于靜電感應(yīng)，甲球感應(yīng)出正電荷，乙球感應(yīng)出負電荷，把兩球

8、分開后， 它們帶上了等量異種電荷，所以 A正確；若先將棒移走，則兩球不會有靜電感應(yīng) 現(xiàn)象產(chǎn)生，所以不會帶上電荷，B錯誤；使棒與甲球接觸，則兩球會因接觸而帶 上負電荷，所以C正確；若使乙球瞬時接地，則乙球上感應(yīng)出的負電荷因受斥力 而被導(dǎo)走，再將棒移走，由于甲、乙是接觸的，所以甲球上的電荷會重新分布在 甲、乙兩球上，結(jié)果是兩球都帶上了正電荷，所以 D 正確。答案 ACD針對訓(xùn)練 1 (多選)如圖所示，有一帶正電的驗電器， 當(dāng)一個金屬球 A 靠近驗電器 上的金屬小球 B 時，驗電器中金屬箔片的張角減小，則 ( )A. 金屬球A可能不帶電B. 金屬球A 一定帶正電C. 金屬球A可能帶負電D. 金屬球A

9、 一定帶負電解析 驗電器的金屬箔片之所以張開，是因為它們都帶有正電荷，而同種電荷相 互排斥，張開角度的大小決定于兩金屬箔片帶電荷量的多少。如果A球帶負電，靠近驗電器的 B 球時，異種電荷相互吸引，使金屬箔片上的正電荷 “上移”，從 而使兩金屬箔片張角減小，選項 C正確，B錯誤；如果A球不帶電，在靠近B球 時，發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象使 A 球靠近 B 球的一面出現(xiàn)負的感應(yīng)電荷， 而遠離 B 球的 一面出現(xiàn)正的感應(yīng)電荷。 A 球上的感應(yīng)電荷與驗電器上的正電荷發(fā)生相互作用， 由于負電荷離驗電器較近而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金屬箔片張角減小，選項 A 正確， D 錯誤。答案 AC核心要點產(chǎn)生靜電的微觀解釋觀察

10、探究甲、乙兩同學(xué)各拿一帶電小球做實驗時不小心兩小球接觸了一下，結(jié)果兩小球都沒電了！電荷到哪里去了呢？是否違背了電荷守恒定律？答案 兩球都沒電了，說明原來的兩球帶等量異種電荷，兩球接觸時，正、負電 荷中和了，不違背電荷守恒定律。探究歸納1對電荷守恒定律的理解電荷守恒定律是自然界最基本的規(guī)律之一，任何電現(xiàn)象都遵守電荷守恒定律。實例：一個高能光子可以產(chǎn)生一對正、負電子，一對正、負電子可同時湮沒，轉(zhuǎn) 化為光子。帶電粒子總是成對產(chǎn)生或湮沒，電荷的代數(shù)和不變。2. 三種帶電的微觀解釋方式內(nèi)容摩擦起電感應(yīng)起電接觸帶電微觀解釋不同物質(zhì)的原子核對 核外電子的約束力不 同，摩擦?xí)r電子從一 物體轉(zhuǎn)移到另一物體導(dǎo)體中

11、的自由電子受 到帶電體對它的排斥 （或者吸引），而移向 導(dǎo)體的遠端（或者近 端）電荷間的相互作 用，使得自由電子 在帶電體和導(dǎo)體上 轉(zhuǎn)移，且重新分布3接觸起電現(xiàn)象中電荷量的分配（兩個完全相同的金屬球）帶同種電荷（Qi和Q2）接觸后平分原來的所帶電荷的總和，即Qi= Q2=Qi + Q2帶異種電荷（Qi和Q2）接觸后先中和后平分，即Qi = Q2 丄帶等量異種電荷的兩個物體接觸時，經(jīng)過電荷的轉(zhuǎn)移，物體達到電中性。試題案例例3有兩個完全相同的帶電絕緣金屬球 A、B,分別帶有電荷量Qa= 6.4X 10 9 C，Qb= 3.2 X 10 9 C，讓兩絕緣金屬球接觸。在接觸后，A、B帶電荷量各是多少？

12、 此過程中電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少個電子？解析 由于Qa= 6.4X 10 9 C，Qb= 3.2X10-9 C，根據(jù)電荷均分規(guī)律，兩球接觸時帶電荷量相同，則Qa+ QbQa = Qb，=21.6X 10 9 C。兩球接觸時，自由電子由B向A轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移電子的個數(shù)n =Qa Qae(6.4 1.6) X 10-9191.6X 10193.0X 1010(個)答案 均為1.6X 10 9 C自由電子由B向A轉(zhuǎn)移 3.0X 1010個針對訓(xùn)練2完全相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離， 今讓第三個完全相同的不帶電金屬小球 C,先后與A、B接觸后移開。（1）若A、B兩球帶同種電荷，接

13、觸后兩球的電荷量大小之比為多少？（2）若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多少？解析 設(shè)A、B帶同種電荷，帶電荷量均為q，則A、C接觸后，A、C帶電荷、 1量為 qA= qc=qq。C與B球接觸后，B、C所帶電荷量為1 q+q 3 qB= qC =2= 4q。123。qA 2q故A、B帶電荷量大小之比為qB = 3-=4q(2)設(shè) qA= + q, qB= q。1則C與A接觸后，A、C帶電荷量為qA= qc = + qq1一 一 _， 2q qiC與B接觸后，B、C帶電何量為qB = qC = 2 = 4q，1故a、b帶電荷量大小之比為牛=彳。1q答案(1)2 : 3 (2)2

14、 : 1針對訓(xùn)練3目前普遍認為，質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸2 1克組成的。u夸克帶的電荷量為e, d夸克帶的電荷量為一e, e為元電荷，下列論斷中可能正確的是()A. 質(zhì)子由1個u夸克和2個d夸克組成,B. 質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成,C. 質(zhì)子由1個u夸克和2個d夸克組成,D. 質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成,中子由1個u夸克和2個d夸克組成 中子由1個u夸克和2個d夸克組成 中子由2個u夸克和1個d夸克組成 中子由2個u夸克和1個d夸克組成13e2 1 2解析質(zhì)子1h帶電荷量為2X尹+ e = e,中子on帶電荷量為e+ 2X0,可見B正確。答案 B1. (對三種

15、起電方式的理解 )人站在絕緣板上， 手扶著起電機， 頭發(fā)豎起來， 則頭發(fā) 帶電的方式屬于 ( )A. 摩擦起電B. 接觸起電C. 感應(yīng)起電D. 以上方式都不屬于 解析 通過接觸的方式使人與起電機帶同種電荷，同種電荷相互排斥，所以人的 頭發(fā)才會豎起來， B 正確答案 B2. （感應(yīng)起電的理解）如圖所示，不帶電的導(dǎo)體B在靠近帶正電的導(dǎo)體A后，P端和Q端分別感應(yīng)出負電荷和正電荷，則以下說法正確的是 （）A. 若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走 A，則導(dǎo)體B將帶負電B. 若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走 A,則導(dǎo)體B將帶正電C. 若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走 A，則導(dǎo)體B將不帶電D. 若

16、用導(dǎo)線將P端接地，然后斷開，再取走 A,則導(dǎo)體B將帶正電解析 導(dǎo)體B靠近帶正電的導(dǎo)體A后，由于靜電感應(yīng)，靠近A的P端感應(yīng)出負電 荷，而遠離A的Q端感應(yīng)出等量的正電荷。接地后，導(dǎo)體B與大地成為一個新的 導(dǎo)體，無論哪一端接地，大地都是這個新導(dǎo)體的遠端，而P端仍然是近端，故負電荷仍然在P端，而Q端原來感應(yīng)出的正電荷被從大地流來的負電荷中和了，斷開導(dǎo)線，取走A后，P端的負電荷就留在導(dǎo)體B 上,所以導(dǎo)體B帶負電，故選Ao 答案 A3. （電荷守恒定律）兩個相同的金屬小球 M、N，帶電荷量分別為4q和+ 2qo兩球接觸后分開，M、N所帶的電荷量分別為（）A. + 3q， 3q B. 2q， + 4qC.+

17、 2q， 4q D. q， qQm + Qn解析 兩個相同的金屬小球接觸，電荷先中和后均分，則有Qm丄Qn丄=4q + 2q2= q,選項D正確。答案 D4. （電荷守恒定律）（多選）一帶負電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時間后，發(fā)現(xiàn)該小球上電荷幾乎不存在了，這說明（）A. 小球上原有的負電荷逐漸消失了B. 在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C. 小球上負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D. 該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的，仍然遵循電荷守恒定律解析 絕緣小球上電荷量減少是由于電子通過空氣導(dǎo)電轉(zhuǎn)移到外界，只是小球上 的電荷量減少，但是這些電子并沒有消失，故A、B錯誤，C正確；就小球和整個外界

18、組成的系統(tǒng)而言，其電荷的總量仍保持不變，故D正確。答案 CD三種起電方式摩擦起電絕緣體接觸起電感應(yīng)起電起電的實質(zhì)電荷的轉(zhuǎn)移一個規(guī)律一一電荷守恒定律基礎(chǔ)過關(guān)1. 一個帶電導(dǎo)體與另一個不帶電導(dǎo)體接觸，下列說法正確的是( )A. 兩物體一定帶異種電荷B. 兩物體一定帶同種電荷C. 兩物體一定帶不等量的同種電荷D. 兩物體一定帶等量的同種電荷解析 一個帶電導(dǎo)體與另一個不帶電導(dǎo)體接觸，電荷會發(fā)生轉(zhuǎn)移，所以一定帶同種電荷，選項A錯誤，B正確；若兩個導(dǎo)體完全相同，則兩個導(dǎo)體帶等量的同種 電荷，否則兩個導(dǎo)體帶不等量的同種電荷，選項C、D錯誤。答案 B2. 某次實驗中，老師用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近錫箔屑，發(fā)現(xiàn)

19、錫箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速地向空中散開，如圖所示，下列說法正確的是 ()A. 錫箔屑被吸引過程會因為獲得電子而帶負電B. 錫箔屑被吸引過程是減速過程C. 最后錫箔屑散開是因為碰撞導(dǎo)致D. 散開時錫箔屑帶正電解析 用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，錫箔屑 被吸引，錫箔屑在被吸引到玻璃棒上之前不帶電，錫箔屑被吸引到玻璃棒上后帶 正電，故 A 錯誤；錫箔屑被吸引過程是加速過程，故 B 錯誤；最后錫箔屑散開主 要是因為錫箔屑帶正電，而同種電荷相互排斥，故C錯誤，D正確。答案 D3. 如圖所示，放在絕緣支架上帶正電的導(dǎo)體球A，靠近放在絕緣支架上不帶電的導(dǎo)體B,導(dǎo)體B用導(dǎo)線經(jīng)開

20、關(guān)接地，現(xiàn)把S先閉合再斷開，再移走A,則導(dǎo)體B( )A. 不帶電B.帶正電C.帶負電D.不能確定解析 根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象和電荷間的相互作用， 可知S閉合之前B的a端帶負電 荷，b端帶等量正電荷，S先閉合再斷開，再移走 A,導(dǎo)體B帶負電，故選項C 正確。答案 C4. (多選)用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，實驗結(jié)果如圖所示， 由此對摩擦起電的說法正確的是 ()A. 兩個物體摩擦?xí)r，表面粗糙的易失去電子B. 兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類及數(shù)量不同的電荷C. 兩個物體摩擦起電時，帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等D. 同一物體與不同種類的物體摩擦，該物體所帶電荷種類可能不同解析 兩物體摩擦?xí)r

21、是否得失電子取決于原子核對電子的束縛力大小， A 錯誤；由于摩擦起電的實質(zhì)是電子的得失，所以兩物體帶電種類一定不同，數(shù)量相等，B 錯誤， C 正確；由題中實驗不難看出，同一物體與不同種類的物體摩擦，帶電 種類可能不同， D 正確。答案 CD5. 使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的金屬箔片張開。如圖表示驗電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是 ()解析 把帶電金屬球移近不帶電的驗電器，會改變驗電器上的電荷分布；由于電 荷間同性相斥、異性相吸，使得驗電器上靠近帶電金屬球的一端和其電性相反， 而遠離帶電金屬球的另一端和其電性相同，故選項 B 正確。答案 B6. (多選)關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說法

22、正確的是 ()A. 摩擦起電是用摩擦的方法將其他物質(zhì)變成了電荷B. 摩擦起電是通過摩擦將一個物體中的電子轉(zhuǎn)移到另一個物體上C. 通過摩擦起電的兩個原來不帶電的物體，一定帶有等量異種電荷D. 通過摩擦起電的兩個原來不帶電的物體，可能帶有同種電荷答案 BC能力提升7. (多選)如圖所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的 A、B 兩端各貼有一對金屬箔片。當(dāng)枕形 導(dǎo)體的 A 端靠近一帶電導(dǎo)體 C 時()A. A端金屬箔片張開，B端金屬箔片閉合B. 用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，A端金屬箔片仍張開，B端金屬箔片閉合C. 用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，將手和C都移走，兩對金屬箔片均張開D. 選項A中兩對金屬箔片分別帶異種電荷，選項

23、 C中兩對金屬箔片帶同種電荷解析 根據(jù)靜電感應(yīng)的原理知，帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn) 了負電荷，在 B 端出現(xiàn)了正電荷，相應(yīng)的金屬箔片上帶同種電荷，則 A 端和 B 端 金屬箔片均張開，選項 A 錯誤；用手觸摸枕形導(dǎo)體 B 端后， B 端不再帶正電，金 屬箔片閉合，選項B正確；用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，只有A端帶負電，將手和 C都移走，不再產(chǎn)生靜電感應(yīng)，A端所帶負電荷便會分布在整個枕形導(dǎo)體上，A、B 端均帶負電，兩對金屬箔片均張開，選項 C、D 正確。答案 BCD8. 如圖所示，左邊是一個原先不帶電的導(dǎo)體，右邊 C 是后來靠近導(dǎo)體的帶正電金 屬球，若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切

24、開，分導(dǎo)體為 A、 B 兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為Qa、Qb,貝U下列結(jié)論正確的是（）A. 沿虛線d切開，A帶負電，B帶正電，且QbQaB. 只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負電，且Qb = QaC. 沿虛線a切開，A帶正電，B帶負電，且QbQaD. 沿任意一條虛線切開，都有 A帶正電，B帶負電，而Qa、Qb的值與所切的位 置有關(guān)解析 靜電感應(yīng)使得A端帶正電，B端帶負電。導(dǎo)體原來不帶電，只是在 C中正 電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向 B端移動，使B端有多余的電子而帶負電， A端少了電子，而帶正電。A端移去的電子數(shù)目和B端多余的電子數(shù)目是相同的， 因此無論從哪一條虛線切開，兩部分的電荷總量是相等的，但由于電荷之間的作 用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受 C的作用力的強弱是不同的，這樣導(dǎo) 致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻，越靠近 B端，負電荷密度越大；越靠近 A端，正 電荷密度越大，因此從不同位置切開時，Qa、Qb的值是不同的，