物理選修31學(xué)案

1、第一章 靜電場(chǎng)第一節(jié) 電荷及其守恒定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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(fù)電荷分開(kāi)。3知道靜電感應(yīng)現(xiàn)象，知道靜電感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開(kāi)。4知道電荷守恒定律。 5知道什么是元電荷?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】 利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問(wèn)題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問(wèn)題。預(yù)習(xí)案【自主學(xué)習(xí)】一、電荷1摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的 往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去 的物體則帶正電。2感應(yīng)起電 ：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于 ，導(dǎo)體中的自由電荷便

2、會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶 電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)，利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫 。二、電荷守恒定律1內(nèi)容：電荷既不會(huì) ,也不會(huì) ,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量 這個(gè)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(gè)與外界沒(méi)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(guó)際單位是 ，簡(jiǎn)稱庫(kù)，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(guó)物理學(xué)家 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的?！緦W(xué)始于疑】探究案【合作探究一】電荷

3、及三種起電方式問(wèn)題1：在干燥的實(shí)驗(yàn)室里，用絲綢摩擦過(guò)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(fù)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(fù)電。問(wèn)題2：如圖1所示，取一對(duì)用絕緣柱支持的導(dǎo)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(dǎo)體A，金屬箔片有什么變化？(2)這時(shí)把A和B分開(kāi)，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(huì)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(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開(kāi)；(2)金屬箔片仍張開(kāi)，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(kāi)。歸納總結(jié)1摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，一些束縛不緊的電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來(lái)呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電2感應(yīng)起電：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷之間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)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(shí)質(zhì)都是自由電子的轉(zhuǎn)移。【合作探究二】電荷守恒定律問(wèn)題1：前面學(xué)習(xí)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(gè)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(gè)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(guān)鍵詞是“轉(zhuǎn)移”和“總量保持不變”。2導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)若兩個(gè)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(kāi)，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(fù)號(hào))?！竞献魈骄咳吭姾蓡?wèn)題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(wèn)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(shí)實(shí)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(shuō)電子和質(zhì)子是元電荷?！菊n堂小結(jié)/本節(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】【思考】“電荷的中和”，是電荷消失了嗎？“中和”過(guò)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(gè)帶等量異種電荷的物體，其帶電數(shù)量達(dá)到等量、異號(hào)，這時(shí)正、負(fù)電荷的代數(shù)和為零，這樣兩物體相互接觸時(shí)，由于正、負(fù)電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，最后都達(dá)到電中性狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程，在此過(guò)程中電荷仍然守恒【當(dāng)堂檢測(cè)】1. (對(duì)三種起電方式的理解)用金屬箔做

7、成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上小明同學(xué)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(dāng)距離約為0.5 cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖3所示對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說(shuō)法正確的是()圖3A摩擦使筆套帶電B筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷C圓環(huán)被吸引到筆套的過(guò)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(duì)元電荷的理解)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，抑制盜版是我們每個(gè)公民的責(zé)任與義務(wù)，盜版書(shū)籍不但影響我們的學(xué)習(xí)效率，甚至?xí)o我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)隱患某同學(xué)有一次購(gòu)買(mǎi)了盜版的物理參考書(shū)，做練習(xí)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量數(shù)據(jù)看不清，只能看清是

8、9._×1018C，拿去問(wèn)老師如果你是老師，你認(rèn)為該帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量可能是下列數(shù)據(jù)中的哪一個(gè)()A9.2×1018 CB9.4×1018 CC9.6×1018 C D9.8×1018 C3(對(duì)電荷守恒定律的理解)有兩個(gè)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(gè)絕緣金屬小球接觸，在接觸過(guò)程中，電子如何轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移了多少個(gè)電子？【課后鞏固】1下列關(guān)于電現(xiàn)象的敘述中正確的是()A玻璃棒無(wú)論與什么物體摩擦都帶正電，橡膠棒無(wú)論與什么物體摩擦都帶負(fù)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(gè)物體總同時(shí)帶等量的異號(hào)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(fù)電性，失去電子的物體就一定顯正電性D摩擦起電的過(guò)程，是通過(guò)摩擦創(chuàng)造等量異號(hào)電荷的過(guò)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(dǎo)體時(shí)，枕形導(dǎo)體上電荷的移動(dòng)情況是()圖1A枕形導(dǎo)體中的正電荷向B端移動(dòng)，負(fù)電荷不移動(dòng)B枕形導(dǎo)體中電子向A端移動(dòng)，正電荷不移動(dòng)C枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)D枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)3如果天氣干燥，晚上脫毛衣時(shí)，會(huì)聽(tīng)到”噼啪”的響聲，還會(huì)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(yīng)起電造成的4導(dǎo)體A帶5q的正電荷，另一完全相同的導(dǎo)體B帶q的負(fù)電荷，將兩導(dǎo)體接觸一會(huì)后再分開(kāi)，則導(dǎo)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(méi)有任何電荷B摩擦的過(guò)程中電子從N轉(zhuǎn)移到了MCN在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.6×1010 CDM在摩擦過(guò)程中失去了1.6×1010個(gè)電子6.如圖2所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來(lái)靠近的帶正電的導(dǎo)體球若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開(kāi)，分導(dǎo)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(kāi)，A帶負(fù)電，B帶正電，且QA>QBB只有沿虛線b切開(kāi)，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QAQBC沿虛線a切開(kāi)，A帶正電，B帶負(fù)電，且QAQBD沿任意一條虛線切開(kāi)，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)7有三個(gè)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(kāi)，最后讓小球B與小球C接觸后分開(kāi)，最終三球的帶電荷量分別為qA_ C，qB_ C，qC_ C.8下列說(shuō)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(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)下列四個(gè)圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，其中正確的是()11.絕緣細(xì)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(kāi)始時(shí)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(kāi)Cb立即把

13、a排斥開(kāi)Db先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)12掛在絕緣細(xì)線下的兩個(gè)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(yuǎn)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(gè)帶電D乙圖中兩球只有一個(gè)帶電【答案】 自主學(xué)習(xí)：一、電荷1摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。2感應(yīng)起電 ：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)電荷

14、，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)，利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫感應(yīng)起電。二、電荷守恒定律1內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變這個(gè)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(gè)與外界沒(méi)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(guó)際單位是庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱庫(kù)，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(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。當(dāng)堂檢測(cè):1. 答案ABC解析筆套與頭發(fā)摩擦后，能夠吸引圓環(huán)，

15、說(shuō)明筆套上帶了電荷，即摩擦使筆套帶電，選項(xiàng)A正確；筆套靠近圓環(huán)時(shí)，由于靜電感應(yīng)，會(huì)使圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷，選項(xiàng)B正確；圓環(huán)被吸引到筆套的過(guò)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(xiàng)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(xiàng)D錯(cuò)誤2答案C3答案電子由球B轉(zhuǎn)移到球A3.0×1010個(gè)解析在接觸過(guò)程中，由于B球帶負(fù)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?yàn)橹行圆粠щ?，同時(shí)，由于A球上有凈正電荷，B球上的電子會(huì)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(guò)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(gè)課后鞏固：1答案BC解析物體間通過(guò)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(gè)物體會(huì)失去電子決定于其原子核對(duì)電子束縛能力的大小因此，對(duì)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(fù)電，故A錯(cuò)誤；但兩物體間摩擦?xí)r，一個(gè)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(fù)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(cuò)誤

17、2.答案B解析導(dǎo)體中自由電子可以自由移動(dòng)，帶正電荷的是原子核，不能移動(dòng)3.答案C4答案C5答案C6.答案D解析靜電感應(yīng)使得A帶正電，B帶負(fù)電導(dǎo)體原來(lái)不帶電，只是在帶正電的導(dǎo)體球C靜電感應(yīng)的作用下，導(dǎo)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(fù)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(wú)論從哪一條虛線切開(kāi)，兩部分的電荷量總是相等的，電子在導(dǎo)體上的分布不均勻，越靠近右端負(fù)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(kāi)時(shí)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(xiàng)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(xiàng)中的電荷量數(shù)值均是元電荷的整數(shù)倍，所以只有選項(xiàng)A是不可能的10 答案B解析由于驗(yàn)電器原來(lái)不