人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件

1、人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件情景切入自古以來(lái)，人們就對(duì)自然充滿敬畏與好奇電閃雷鳴，是一種常出現(xiàn)在暴風(fēng)雨中的自然現(xiàn)象，它是那樣的神秘，來(lái)去匆匆，稍縱即逝(如圖1)它給人們帶來(lái)甘霖，同時(shí)也給人們帶來(lái)恐懼幾千年以來(lái)人們一直想探究其中的奧秘，更想將它駕馭于手中美國(guó)科學(xué)家富蘭克林就曾冒著生命危險(xiǎn)，嘗試用風(fēng)箏去捕捉雷電(如圖2)人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件 圖1電閃雷鳴與靜電有關(guān) 人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件 圖2富蘭克林做風(fēng)箏實(shí)驗(yàn) 電是那樣的實(shí)在，給我們的生活帶來(lái)極大的方便電又是那樣的神奇，讓人看不見(jiàn)，摸不著電是什么？我們又該如何認(rèn)識(shí)它呢？人教版選修【3-1】電荷及其

2、守恒定律課件知識(shí)導(dǎo)航本章從電荷在電場(chǎng)中受力和電場(chǎng)力做功兩個(gè)角度研究電場(chǎng)的基本性質(zhì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中要掌握七個(gè)概念、二個(gè)定律、一個(gè)規(guī)律、兩種關(guān)系、一種研究方法七個(gè)概念：電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差、電容、電容器二個(gè)定律：電荷及其守恒定律、庫(kù)侖定律一個(gè)規(guī)律：帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律兩種關(guān)系：電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系一種研究方法：比值定義法知識(shí)導(dǎo)航其中，庫(kù)侖定律的應(yīng)用、電場(chǎng)力做功、電荷電勢(shì)能的變化規(guī)律(即能的轉(zhuǎn)化與守恒定律)、電容器構(gòu)成的電路動(dòng)態(tài)分析，帶電粒子(微粒)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是本章的難點(diǎn)本章的內(nèi)容是電學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，也是學(xué)習(xí)以后各章的準(zhǔn)備知識(shí)其中，庫(kù)

3、侖定律的應(yīng)用、電場(chǎng)力做功、電荷電勢(shì)能的變化規(guī)律(即能學(xué)法指導(dǎo)1本章的特點(diǎn)是：基本概念多且抽象，許多知識(shí)要在力學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)和運(yùn)用因此學(xué)習(xí)中應(yīng)注意復(fù)習(xí)必要的力學(xué)知識(shí)，以便能夠自然地把力學(xué)和電學(xué)知識(shí)密切聯(lián)系起來(lái)2電場(chǎng)強(qiáng)度的定義是一種新型的定義方法比值定義法，也是物理學(xué)中的一個(gè)常用方法要能正確理解電場(chǎng)強(qiáng)度和試探電荷所受的電場(chǎng)力無(wú)關(guān)、和試探電荷q無(wú)關(guān)的結(jié)論 學(xué)法指導(dǎo)3電勢(shì)的概念也是電場(chǎng)的一個(gè)非常重要的概念能理解它的具體含義，知道它是反應(yīng)電場(chǎng)中能的性質(zhì)的物理量它和電場(chǎng)強(qiáng)度一樣也是用比值定義法來(lái)定義的，要進(jìn)一步理解比值定義法的實(shí)用價(jià)值4電場(chǎng)線和等勢(shì)面是為了形象化理解電場(chǎng)而引入的假想的線，實(shí)際不存在，但在

4、解決電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度大小的比較、電勢(shì)的高低、電荷電勢(shì)能高低的比較、電場(chǎng)力對(duì)電荷做功正負(fù)等方面有非常重要的實(shí)用價(jià)值，要切實(shí)掌握3電勢(shì)的概念也是電場(chǎng)的一個(gè)非常重要的概念能理解它的具體含5本章知識(shí)在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用現(xiàn)行教材中特別注意理論與實(shí)際的結(jié)合，從內(nèi)容到習(xí)題和閱讀材料，有許多現(xiàn)代化設(shè)備的介紹，如靜電復(fù)印、范德格拉夫靜電加速器的利用等通過(guò)這些介紹，可以使理論更好地與生活實(shí)際相聯(lián)系，對(duì)學(xué)好這些物理知識(shí)有很大的幫助作用，而且也可以拓展思路，學(xué)會(huì)用理論知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題5本章知識(shí)在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用現(xiàn)行教材中特別注意理論與實(shí)人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件人教版選修【3-1】電荷及其守恒定

5、律課件在干燥的冬天，你也許有過(guò)這樣的經(jīng)歷：當(dāng)你經(jīng)過(guò)鋪有地毯的走道來(lái)到房間門口，在伸手接觸金屬門把的一剎那，突然聽(tīng)到“啪”的一聲，手被麻了一下，弄得你虛驚一場(chǎng)(下圖)是誰(shuí)在惡作?。?人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件1自然界只存在兩種電荷：用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷是一種，用毛皮摩擦過(guò)的 所帶的電荷是另一種美國(guó)科學(xué)家富蘭克林(如圖)把前者命名為 ，把后者命名為 2金屬中離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的 而在金屬中自由活動(dòng)，這種電子叫 失去電子的原子便成為帶 電的 硬橡膠棒正電荷負(fù)電荷自由電子正離子束縛硬橡膠棒正電荷負(fù)電荷自由電子正離子束縛3使物體帶電的方法有三種(如圖)：它們分別是

6、三種帶電方式的實(shí)質(zhì)都是一樣的，都是使電荷從 轉(zhuǎn)移到 ，或從物體的 轉(zhuǎn)移到 一個(gè)物體另一個(gè)物體一部分另一部分3使物體帶電的方法有三種(如圖)：它們分別是一個(gè)物體另一個(gè)4到目前為止，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量是 所帶的電荷量 、 帶有跟電子等量的異種電荷這個(gè)最小的電荷用e表示e電子質(zhì)子正電子1.601019C4到目前為止，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量是 1電荷(1)用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒和用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒都可以吸引碎紙屑(下圖)物體有了這種能吸引輕小物體的性質(zhì)，就說(shuō)它帶了電荷，簡(jiǎn)稱帶了電人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件(2)自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸

7、引特別提醒：盡管電荷量有正負(fù)值(正號(hào)一般省略)，要知道這里的“”、“”號(hào)代表電荷的性質(zhì)(種類)，與數(shù)學(xué)中的正負(fù)號(hào)的含義不同(2)自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷同種電荷相互排不顯電性的物體內(nèi)有電荷嗎？答案：物體由原子組成，原子由電子和原子核組成，而原子核又由中子和質(zhì)子組成其中質(zhì)子帶正電，電子帶負(fù)電，原子所含的電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等，因此不顯電性的物體內(nèi)同樣存在電荷.人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件(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，這就是摩擦起電(2)感應(yīng)起電：當(dāng)一

8、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)離的一端帶同號(hào)電荷這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫做感應(yīng)起電注：感應(yīng)起電有嚴(yán)格的操作步驟(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a使帶電體C(如帶正電)靠近相互接觸的兩導(dǎo)體A、B(如圖甲)b保持C不動(dòng)，用絕緣工具分開(kāi)A、B.c移走C，則A帶負(fù)電，B帶正電(如圖乙)如果先移走C，再分開(kāi)A、B，那么原來(lái)A、B上感應(yīng)出的異種電荷立即中和，不會(huì)使A、B帶電特別提醒：感應(yīng)起電時(shí)，保持帶電導(dǎo)體對(duì)外絕緣是成功的關(guān)鍵，在干燥的環(huán)境中操作是必要的條件a

9、使帶電體C(如帶正電)靠近(3)接觸起電：用帶電物體與不帶電物體接觸或兩個(gè)帶相反電荷但所帶電荷量不同的物體相接觸，都可以使物體帶電前一種情況是兩物體帶同種性質(zhì)的電荷，如果兩個(gè)物體相同則平分電荷量，后一種情況是兩個(gè)物體先中和相同量的異種電荷，然后分配剩余電荷特別提醒：接觸起電與感應(yīng)起電的異同點(diǎn)如下：(1)相同點(diǎn)：實(shí)質(zhì)相同，都是電子的轉(zhuǎn)移(2)不同點(diǎn)：前者必須接觸，后者只需靠近(3)接觸起電：用帶電物體與不帶電物體接觸或兩個(gè)帶相反電荷但為什么能發(fā)生感應(yīng)起電的是導(dǎo)體而不是絕緣體答案：感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在帶電體上電荷的作用下，導(dǎo)體上的正負(fù)電荷發(fā)生了分離，使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分，只有導(dǎo)體上的

10、電子才能自由移動(dòng)，絕緣體上的電子不能自由移動(dòng)，所以導(dǎo)體能發(fā)生感應(yīng)起電，而絕緣體不能.人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體在任何轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量不變電荷守恒定律也常表述為：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的 人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件特別提醒：(1)在一定條件下，電荷是可以產(chǎn)生和湮滅的，但電荷的代數(shù)和不變，如一對(duì)正、負(fù)電子可同時(shí)湮滅，轉(zhuǎn)化為光子(2)電荷守恒是自然界重要的基本規(guī)律之一當(dāng)兩個(gè)帶異種電荷的導(dǎo)體接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生電荷的中和現(xiàn)象，中和的電荷

11、是不是消失了？答案：不是所謂“中和”是指兩個(gè)帶等量異種電荷的物體相互接觸時(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)到中性狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程.特別提醒：(1)通常把e1.601019C的電荷叫做元電荷所有帶電體的電荷都是元電荷的整數(shù)倍元電荷并非是一種電荷，而是最小電荷量值它也是電荷量的最小單位(2)電子的電荷量和其質(zhì)量的比值，叫做電子的比荷電子的比荷為 人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件有人說(shuō)質(zhì)子或電子是元電荷，對(duì)嗎？質(zhì)子和電子的比荷相同嗎？答案：不是元電荷是最小的帶電單位，不是帶電粒子，沒(méi)有電性之說(shuō)質(zhì)子、電子的電荷量相同，但質(zhì)子質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子，所以電子的比荷大于質(zhì)子的比荷人教版選修

12、【3-1】電荷及其守恒定律課件誤區(qū)1：相互吸引的一定是帶異種電荷的物體點(diǎn)撥：除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的特性，這里的“輕小物體”可能不帶電誤區(qū)2：兩個(gè)帶電體相互接觸后電荷量平分點(diǎn)撥：并不是所有情況下接觸后電荷量都能夠進(jìn)行平分，電荷量平分只能在一種情況下滿足，那就是兩個(gè)相互接觸的物體必須是兩個(gè)完全相同的球體人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件誤區(qū)3：通過(guò)一定的方法可以使物體帶上任意大小的電量點(diǎn)撥：電荷量不能連續(xù)變化，因?yàn)樽钚〉碾姾闪繛?.601019C.質(zhì)子及電子所帶電荷量的絕對(duì)值與元電荷電荷量相等，但不能說(shuō)它們帶有一個(gè)元電荷誤區(qū)3：通過(guò)一定的方法可以使物體帶上任

13、意大小的電量A導(dǎo)體帶負(fù)電荷，B導(dǎo)體帶同樣多的正電荷，將A，B兩導(dǎo)體連在一起，以下說(shuō)法正確的是()A兩導(dǎo)體上的正負(fù)電荷完全消失了BA導(dǎo)體上的負(fù)電荷全部跑到B導(dǎo)體上去了，而B(niǎo)導(dǎo)體上的正電荷全部跑到A導(dǎo)體上去了CA導(dǎo)體上的一部分負(fù)電荷跑到B導(dǎo)體上，而B(niǎo)導(dǎo)體上的一部分正電荷跑到A導(dǎo)體上，剛好被中和D以上說(shuō)法均不正確人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件解析：容易錯(cuò)選AB.錯(cuò)選原因?yàn)椋簭碾姾傻闹泻徒Y(jié)果是彼此不帶電的認(rèn)識(shí)上，誤認(rèn)為電荷消失了，從而錯(cuò)選A.這其實(shí)違背了電荷守恒定律沒(méi)有考慮到只有自由電荷才可以定向移動(dòng)，從而錯(cuò)選B.導(dǎo)體中只有自由電子可以自由移動(dòng)正確選項(xiàng)為D.A，B兩個(gè)導(dǎo)體帶有等量的異種電荷，

14、把它們連在一起，發(fā)生了電中和現(xiàn)象其實(shí)質(zhì)是A導(dǎo)體上的多余電子(負(fù)電荷)全部跑到B導(dǎo)體上，與B導(dǎo)體上等量的正電荷中和了答案：D解析：容易錯(cuò)選AB.點(diǎn)評(píng)：(1)等量異種電荷的中和是正、負(fù)電荷完全相互抵消，即凈電荷為零正、負(fù)電荷本身依然存在，并不是正、負(fù)電荷分別消失電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失可見(jiàn)電荷的中和是“凈電荷”的減少或消失(2)在導(dǎo)體中，只有能自由移動(dòng)的電荷才能發(fā)生移動(dòng)(如金屬導(dǎo)體中能移動(dòng)的是帶負(fù)電的電子)點(diǎn)評(píng)：(1)等量異種電荷的中和是正、負(fù)電荷完全相互抵消，即凈關(guān)于電荷量的下列說(shuō)法中哪些是錯(cuò)誤的()A物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)B物體所帶的電荷量只能是某些值C物體帶正電荷1.6109C，這

15、是因?yàn)槭チ?.01010個(gè)電子D物體帶電荷量的最小值是1.61019C答案：A人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件解析：任何帶電體的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍，而不是任意值物體帶電荷量的最小值應(yīng)為元電荷量的1倍，是e1.61019C物體帶正電是因?yàn)槭ル娮?，失電子的個(gè)數(shù)為nQ/e故選項(xiàng)A符合題意.解析：任何帶電體的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍，而不是任意值給你一個(gè)帶正電荷的金屬球A，和兩個(gè)不帶電的金屬球B、C，你有哪些辦法可以讓B帶負(fù)電，有哪些辦法可以讓B帶正電？人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件解析：使B球帶負(fù)電的方法有：方法一：先使B與C靠在一起，讓A靠近B，然后分開(kāi)B、C再移走

16、A，B就帶負(fù)電方法二：讓A靠近B，用手接觸一下B球，把手拿開(kāi)后，B就帶負(fù)電方法三：讓A靠近B，用一根導(dǎo)線把B與大地連接后，撤去導(dǎo)線，移去A，則B帶負(fù)電使B球帶正電的方法有：方法一：讓A與B接觸后再分開(kāi)，則B帶正電荷方法二：先使B與C靠在一起，讓A靠近C，然后分開(kāi)B、C，再移走A，則B帶正電解析：使B球帶負(fù)電的方法有：方法一：先使B與C靠在一起，讓A點(diǎn)評(píng)：使物體帶電的方式有摩擦起電、接觸起電和感應(yīng)起電，摩擦起電一般限于使絕緣體帶電，接觸起電使相互接觸的兩個(gè)導(dǎo)體只能帶同種電荷，而感應(yīng)起電則可根據(jù)需要使導(dǎo)體帶各種電荷，且不改變施感電荷的電荷量點(diǎn)評(píng)：使物體帶電的方式有摩擦起電、接觸起電和感應(yīng)起電，摩擦

17、起(2009惠陽(yáng)高二檢測(cè))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)下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是()答案：B人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件用綢布摩擦有機(jī)玻璃棒后，將玻璃棒靠近懸吊著的用錫紙揉成的小紙團(tuán)時(shí)，原本不帶電的錫紙團(tuán)會(huì)被吸引，然后又被彈開(kāi)，試解釋這個(gè)現(xiàn)象人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件解析：綢布摩擦過(guò)的玻璃棒A帶上了正電，當(dāng)它靠近錫紙團(tuán)B(導(dǎo)體)時(shí)，產(chǎn)生靜電感應(yīng)(右圖)感應(yīng)負(fù)電荷被A上正電荷吸引，感應(yīng)正電荷被A上正電荷排斥因感應(yīng)正電荷比感應(yīng)負(fù)電荷離A遠(yuǎn)，排斥力小于吸引力，故錫紙團(tuán)受吸引力作用而靠攏A.解析：綢布摩擦過(guò)的玻璃棒A帶上了正電，當(dāng)它

18、靠近錫紙團(tuán)B(導(dǎo)體一旦錫紙團(tuán)B與A接觸，原本總體呈中性的B便得到從A轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的正電荷而帶上正電(其實(shí)質(zhì)是中性導(dǎo)體B上的電子轉(zhuǎn)移到A上，B缺少電子后便帶正電)，于是A、B因帶同種電荷互相排斥而分離點(diǎn)評(píng)：本題考查了三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：(1)帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)；(2)接觸帶電；(3)同種電荷相互排斥一旦錫紙團(tuán)B與A接觸，原本總體呈中性的B便得到從A轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一個(gè)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都不帶電，如圖所示，現(xiàn)使a、b分別帶正、負(fù)電，則()Ab將吸引a，吸引后不放開(kāi)Bb先吸引a接觸后又分開(kāi)Ca、b之間不發(fā)生相互作用Db立即把a(bǔ)排斥

19、開(kāi)答案：B人教版選修【3-1】電荷及其守恒定律課件解析：因a帶正電，b帶負(fù)電，異種電荷相互吸引，輕質(zhì)小球?qū)⑾騜靠攏并與b接觸；當(dāng)小球a與b接觸后，將對(duì)兩球所帶的電荷進(jìn)行重新分配，結(jié)果兩球帶同種電荷(正電或負(fù)電)，因此兩球?qū)?huì)排斥開(kāi)若a、b原先帶電荷量相等，則a、b接觸后中和而都不帶電，a、b由此分開(kāi).解析：因a帶正電，b帶負(fù)電，異種電荷相互吸引，輕質(zhì)小球?qū)⑾騜人體吸收空氣中的負(fù)離子后，能增強(qiáng)心肺功能，促進(jìn)血液循環(huán)，加快新陳代謝，提高免疫能力，還能提高大腦中樞神經(jīng)的調(diào)節(jié)作用目前醫(yī)學(xué)上也常用“負(fù)離子發(fā)生器”產(chǎn)生負(fù)離子來(lái)治療氣管炎、哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病(1)請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)分析“負(fù)離子發(fā)生器”是怎樣產(chǎn)生的負(fù)離子你認(rèn)為都市中什么地方、什么時(shí)候負(fù)離子含量多，空氣新