物理選修31學案

1、第一章 靜電場第一節(jié) 電荷及其守恒定律【學習目標】1知道兩種電荷及其相互作用，知道電量的概念。2知道摩擦起電，知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開。3知道靜電感應現(xiàn)象，知道靜電感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開。4知道電荷守恒定律。 5知道什么是元電荷。【重點、難點】 利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。預習案【自主學習】一、電荷1摩擦起電：當兩個物體互相摩擦時，一些束縛得不緊的 往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去 的物體則帶正電。2感應起電 ：當一個帶電體靠近導體時，由于 ，導體中的自由電荷便

2、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同號電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應，利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫 。二、電荷守恒定律1內(nèi)容：電荷既不會 ,也不會 ,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量 這個結(jié)論叫做電荷守恒定律。2電荷守恒定律另一表述是：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和 。三、元電荷1電荷量： 叫電荷量國際單位是 ，簡稱庫，用C表示2元電荷： 叫做元電荷，用e表示。所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是 。電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學家 通過實驗測得的?！緦W始于疑】探究案【合作探究一】電荷

3、及三種起電方式問題1：在干燥的實驗室里，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，絲綢帶何種電荷呢？玻璃棒和絲綢帶電的原因是什么？答案負電玻璃棒上的電子向絲綢上轉(zhuǎn)移，玻璃棒失去電子帶正電，絲綢得到電子帶負電。問題2：如圖1所示，取一對用絕緣柱支持的導體A和B，使它們彼此接觸起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。圖1(1)把帶正電荷的物體C移近導體A，金屬箔片有什么變化？(2)這時把A和B分開，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？(3)再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象？(4)再把帶正電物體C和A接觸，金屬箔片又有什么變化？答案(1)C移近導體A，兩側(cè)金屬箔片都張開；(2)金屬箔片仍張開，但張角變小；(3)A

4、、B接觸，金屬箔片都閉合；(4)兩側(cè)金屬箔片都張開。歸納總結(jié)1摩擦起電：當兩個物體相互摩擦時，一些束縛不緊的電子會從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，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正電2感應起電：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷之間相互吸引或排斥，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異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷。3接觸起電：電荷從帶電體轉(zhuǎn)移到不帶電的物體上。4三種起電方式的實質(zhì)都是自由電子的轉(zhuǎn)移?！竞献魈骄慷侩姾墒睾愣蓡栴}1：前面學習了三種不同的起電方式，其本質(zhì)都是電子的得失那么，在一個封閉的系統(tǒng)中電荷的總量能增多或減少嗎？答案在一

5、個封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量保持不變。歸納總結(jié)： 1電荷守恒定律的關鍵詞是“轉(zhuǎn)移”和“總量保持不變”。2導體接觸帶電時電荷量的分配與導體的形狀、大小有關若兩個完全相同的金屬小球的帶電量分別為Q1和Q2，兩小球接觸后再分開，將平分電荷，兩小球帶電量都為QQ1Q22(式中電量Q1和Q2均包含它們的正負號)?！竞献魈骄咳吭姾蓡栴}1：1物體的帶電荷量可以是任意的嗎？帶電荷量可以是4×1019C嗎？ 答案物體的帶電荷量不是任意的，它只能是1.60×1019C的整數(shù)倍由于4×10 19C是1.60×1019C的2.5倍，所以帶電荷量不能是4×1019C。

6、問題2電子和質(zhì)子就是元電荷嗎？ 答案元電荷是電荷量的單位，不是物質(zhì)；電子和質(zhì)子是實實在在的粒子。歸納總結(jié)1所有帶電體的帶電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。2質(zhì)子和電子所帶電荷量與元電荷相等，但不能說電子和質(zhì)子是元電荷?！菊n堂小結(jié)/本節(jié)知識網(wǎng)絡】【思考】“電荷的中和”，是電荷消失了嗎？“中和”過程中電荷守恒定律還成立嗎？ 答案不是“電荷的中和”是指兩個帶等量異種電荷的物體，其帶電數(shù)量達到等量、異號，這時正、負電荷的代數(shù)和為零，這樣兩物體相互接觸時，由于正、負電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，最后都達到電中性狀態(tài)的一個過程，在此過程中電荷仍然守恒【當堂檢測】1. (對三種起電方式的理解)用金屬箔做

7、成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上而下慢慢靠近圓環(huán)，當距離約為0.5 cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖3所示對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是()圖3A摩擦使筆套帶電B筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應出異號電荷C圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和2(對元電荷的理解)保護知識產(chǎn)權(quán)，抑制盜版是我們每個公民的責任與義務，盜版書籍不但影響我們的學習效率，甚至會給我們的學習帶來隱患某同學有一次購買了盜版的物理參考書，做練習時，發(fā)現(xiàn)有一個帶電質(zhì)點的電荷量數(shù)據(jù)看不清，只能看清是

8、9._×1018C，拿去問老師如果你是老師，你認為該帶電質(zhì)點的電荷量可能是下列數(shù)據(jù)中的哪一個()A9.2×1018 CB9.4×1018 CC9.6×1018 C D9.8×1018 C3(對電荷守恒定律的理解)有兩個完全相同的帶電金屬小球A、B，分別帶有電荷量為QA 6.4×109 C、QB 3.2×109 C，讓兩個絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移了多少個電子？【課后鞏固】1下列關于電現(xiàn)象的敘述中正確的是()A玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電，橡膠棒無論與什么物體摩擦都帶負電B摩擦可以起電是普遍存在的現(xiàn)

9、象，相互摩擦的兩個物體總同時帶等量的異號電荷C摩擦起電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，呈電中性的物體得到電子就一定顯負電性，失去電子的物體就一定顯正電性D摩擦起電的過程，是通過摩擦創(chuàng)造等量異號電荷的過程2.如圖1所示，將帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導體時，枕形導體上電荷的移動情況是()圖1A枕形導體中的正電荷向B端移動，負電荷不移動B枕形導體中電子向A端移動，正電荷不移動C枕形導體中的正、負電荷同時分別向B端和A端移動D枕形導體中的正、負電荷同時分別向A端和B端移動3如果天氣干燥，晚上脫毛衣時，會聽到”噼啪”的響聲，還會看到電火花，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是()A人身體上產(chǎn)生電流B接觸起電造成的C摩擦起

10、電造成的 D感應起電造成的4導體A帶5q的正電荷，另一完全相同的導體B帶q的負電荷，將兩導體接觸一會后再分開，則導體B的帶電荷量是()Aq Bq C2q D4q5M和N都是不帶電的物體，它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×1010 C，下列判斷中正確的是()A在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B摩擦的過程中電子從N轉(zhuǎn)移到了MCN在摩擦后一定帶負電荷1.6×1010 CDM在摩擦過程中失去了1.6×1010個電子6.如圖2所示，左邊是一個原先不帶電的導體，右邊C是后來靠近的帶正電的導體球若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導體切開，分導體為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分

11、別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的有()圖2A沿虛線d切開，A帶負電，B帶正電，且QA>QBB只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負電，且QAQBC沿虛線a切開，A帶正電，B帶負電，且QAQBD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7有三個相同的金屬小球A、B、C，其中小球A帶有2.0×105 C的正電荷，小球B、C不帶電，現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走，再讓小球B與球A接觸后分開，最后讓小球B與小球C接觸后分開，最終三球的帶電荷量分別為qA_ C，qB_ C，qC_ C.8下列說法中正確的是()A元電荷是電子所帶的電荷量B所有帶電體的電荷量

12、一定等于元電荷的整數(shù)倍C物體所帶電荷量可以是任意值D元電荷的值通常取e1.60×1019 C9帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的()A2.4×1019 CB6.4×1019 CC1.6×1018 C D4.0×1017 C10使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開下列四個圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，其中正確的是()11.絕緣細線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時a、b不帶電，如圖3所示，現(xiàn)使b球帶電，則()圖3Aa、b之間不發(fā)生相互作用Bb將吸引a，吸在一起不分開Cb立即把

13、a排斥開Db先吸引a，接觸后又把a排斥開12掛在絕緣細線下的兩個輕質(zhì)小球，表面鍍有金屬薄膜，由于電荷的相互作用而靠近或遠離，分別如圖4甲、乙所示，則()圖4A甲圖中兩球一定帶異種電荷B乙圖中兩球一定帶同種電荷C甲圖中兩球至少有一個帶電D乙圖中兩球只有一個帶電【答案】 自主學習：一、電荷1摩擦起電：當兩個物體互相摩擦時，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來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正電。2感應起電 ：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，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異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷

14、，這種現(xiàn)象叫靜電感應，利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫感應起電。二、電荷守恒定律1內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變這個結(jié)論叫做電荷守恒定律。2電荷守恒定律另一表述是：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。三、元電荷1電荷量：電荷的多少叫電荷量國際單位是庫侖，簡稱庫，用C表示。2元電荷：最小的電荷量叫做元電荷，用e表示所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學家密立根通過實驗測得的。當堂檢測:1. 答案ABC解析筆套與頭發(fā)摩擦后，能夠吸引圓環(huán)，

15、說明筆套上帶了電荷，即摩擦使筆套帶電，選項A正確；筆套靠近圓環(huán)時，由于靜電感應，會使圓環(huán)上、下部感應出異號電荷，選項B正確；圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，是由于圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)所受的重力，故選項C正確；筆套接觸到圓環(huán)后，筆套上的部分電荷轉(zhuǎn)移到圓環(huán)上，使圓環(huán)帶上相同性質(zhì)的電荷，選項D錯誤2答案C3答案電子由球B轉(zhuǎn)移到球A3.0×1010個解析在接觸過程中，由于B球帶負電，其上多余的電子轉(zhuǎn)移到A球，中和A球上的一部分正電荷直至B球為中性不帶電，同時，由于A球上有凈正電荷，B球上的電子會繼續(xù)轉(zhuǎn)移到A球，直至兩球帶上等量的正電荷在接觸過程中，電子由球B轉(zhuǎn)移到球A.接觸后兩小球各自的帶

16、電荷量QAQB C1.6×109 C共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為QQBQB3.2×109 C1.6×109 C4.8×109 C轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為n3.0×1010個課后鞏固：1答案BC解析物體間通過摩擦做功，使電子獲得能量擺脫原子核的束縛而發(fā)生轉(zhuǎn)移，哪個物體會失去電子決定于其原子核對電子束縛能力的大小因此，對同一物體用不同的物體摩擦，該物體可能帶正電，也可能帶負電，故A錯誤；但兩物體間摩擦時，一個物體得到多少電子，另一物體必定失去多少電子，故B正確；呈電中性的物體得到電子必定帶負電，反之帶正電，故C正確；摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是電荷的轉(zhuǎn)移，故D錯誤

17、2.答案B解析導體中自由電子可以自由移動，帶正電荷的是原子核，不能移動3.答案C4答案C5答案C6.答案D解析靜電感應使得A帶正電，B帶負電導體原來不帶電，只是在帶正電的導體球C靜電感應的作用下，導體中的自由電子向B部分轉(zhuǎn)移，使B部分帶了多余的電子而帶負電，A部分少了電子而帶正電根據(jù)電荷守恒定律，A部分移走的電子數(shù)目和B部分多余的電子數(shù)目是相同的，因此無論從哪一條虛線切開，兩部分的電荷量總是相等的，電子在導體上的分布不均勻，越靠近右端負電荷密度越大，越靠近左端正電荷密度越大，所以從不同位置切開時左右兩部分所帶電荷量的值QA、QB是不同的，故只有D正確7答案5×1067.5×1067.5×1068答案BD9答案A解析任何帶電體所帶的電荷量都只能是元電荷的整數(shù)倍，元電荷為e1.60×1019 C，選項A中電荷量為e，B中電荷量為4e，C中電荷量為10e，D中電荷量為250e.B、C、D選項中的電荷量數(shù)值均是元電荷的整數(shù)倍，所以只有選項A是不可能的10 答案B解析由于驗電器原來不