高中物理 第1章 靜電場 第1節(jié) 靜電現象及其微觀解釋學案 3-1

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學必求其心得，業(yè)必貴于專精第1節(jié)靜電現象及其微觀解釋學習目標知識脈絡1。知道物體帶電的三種方式及帶電本質．（重點）2．掌握感應起電的原理和步驟．(難點)3．知道正、負電荷的規(guī)定及電荷間相互作用的規(guī)律．(重點）4．知道電荷守恒定律,會分析靜電現象．(重點）5．了解靜電的應用與防護.靜電的產生eq\o([先填空］)1．三種起電方式：摩擦起電、接觸帶電和感應起電．2．靜電感應：導體因受附近帶電體的影響而帶電的現象叫做靜電感應．利用靜電感應使導體帶電,叫做感應起電．eq\o([再判斷］）1．電荷間的相互作用規(guī)律是同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．（√）2．一導體靠近帶正電的物體,其靠近端帶負電．（√）3．帶電體靠近導體，導體感應起電，拿走帶電體，導體仍然帶電．(×）eq\o（[后思考］）用絲綢摩擦過的玻璃棒為什么帶正電？用毛皮摩擦過的橡膠棒為什么帶負電？【提示】用絲綢摩擦過的玻璃棒失去電子，則帶正電，用毛皮摩擦過的橡膠棒得到電子而帶負電．eq\o([合作探討]）如圖1。1-1所示,取一對用絕緣柱支撐的導體A和B，使它們彼此接觸．起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔片是閉合的．圖1.1.1探討：(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，又會看到什么現象？（4）再把帶正電物體C和A接觸，金屬箔片又有什么變化?【提示】（1）C移近導體A,兩側金屬箔片都張開；（2）金屬箔片仍張開，但張角變?。?3）A、B接觸,金屬箔片都閉合；（4）兩側金屬箔片都張開．eq\o([核心點擊]）三種起電方式的比較摩擦起電接觸起電感應起電產生條件兩種不同物質構成的絕緣體摩擦導體與帶電體接觸帶電體靠近導體實驗毛皮摩擦橡膠棒帶電體接觸驗電器帶電體靠近驗電器現象兩物體帶上等量異種電荷導體帶上與帶電體相同電性的電荷導體兩端出現等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠同”起電原因不同物質的原子核對核外電子的束縛能力不同而發(fā)生電子的得失電荷之間的相互作用導體中的自由電子受帶正（負)電物體吸引（排斥）而靠近(遠離)帶電體起電實質均為電荷在物體之間或物體內部的轉移1．(多選)關于摩擦起電現象，下列說法正確的是（）A．摩擦起電現象使本來沒有電子和質子的物體中產生電子和質子B．兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量異種電荷C．摩擦起電可能是因為摩擦導致質子從一個物體轉移到了另一個物體而形成的D．絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒上轉移到絲綢上,玻璃棒因質子數多于電子數而帶正電荷【解析】摩擦起電實質是由于兩個物體的原子核對核外電子的約束能力不相同，因而電子可以在物體間轉移．若一個物體失去電子，其質子數比電子數多，我們說它帶正電荷．若一個物體得到電子，其質子數比電子數少,我們說它帶負電荷．分析四個選項可知B、D正確．【答案】BD2．把一個帶正電的金屬球A跟不帶電的同樣的金屬球B相碰，兩球都帶等量的正電荷，這是因為(）【導學號：34022000】A．A球的正電荷移到B球上B．B球的負電荷移到A球上C．A球的負電荷移到B球上D．B球的正電荷移到A球上【解析】金屬球中能夠自由移動的電荷是自由電子，則B球上的自由電子受A球上所帶正電荷的吸引而轉移到A球上，B球因缺少電子就帶上了正電荷．【答案】B3．（多選)如圖1。1。2所示，A、B為相互接觸的用絕緣支架支持的金屬導體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法正確的是（）圖1。1-2A．把C移近導體A時，A、B上的金屬箔片都張開B．把C移近導體A,先把A、B分開，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍張開C．先把C移走，再把A、B分開,A、B上的金屬箔片仍張開D．先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合【解析】C移近A時，帶正電的小球C對A、B內的電荷有力的作用，使A、B中的自由電子向左移動，使得A端積累了負電荷，B端積累了正電荷，其下部貼有的金屬箔片也分別帶上了與A、B同種性質的電荷．由于同種電荷間的斥力，所以金屬箔片都張開，A正確；C靠近后保持不動，把A、B分開，A、B上的電荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍帶等量的異種感應電荷,此時即使再移走C,因A、B已經分開且絕緣，所帶電荷量也不會變,金屬箔片仍張開,B正確;先移走C，A、B上的感應電荷會馬上在其相互之間的引力作用下中和，再把A、B分開,A、B也不再帶電，所以箔片都不會張開,C錯;先把A、B分開，再移走C，A、B仍然帶電，但重新讓A、B接觸后，A、B上的感應電荷完全中和,箔片都不會張開，D錯．【答案】AB感應起電的判斷方法（1)只有導體中的電子才能自由移動，絕緣體中的電子不能自由移動，所以導體能夠發(fā)生感應起電，而絕緣體不能．（2）凡是遇到接地問題時，該導體與地球可視為一個導體，而且該導體可視為近端，帶異種電荷，地球就成為遠端，帶同種電荷．原子結構與電荷守恒eq\o（［先填空])1．原子結構如圖1。1。3所示圖1.1。3原子eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(中子:呈電中性,質子：帶正電））,電子：繞核旋轉)）2．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移到另一部分，或者從一個物體轉移到另一個物體,在任何轉移的過程中，電荷的總量不變．3．物體帶電的實質：電子發(fā)生轉移，電子數與質子數不變．eq\o（［再判斷]）1．摩擦起電就是通過摩擦創(chuàng)造了電荷．(×）2．近代物理實驗發(fā)現，在一定條件下，帶電粒子可以產生和湮滅，故在一定條件下,電荷守恒定律不成立．(×）3．帶負電的絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經過一段時間，該小球的負電幾乎為零，可見小球上的負電荷逐漸消失了．（×)eq\o（[后思考］)eq\x（教師用書獨具)如圖1.1-4所示的現象為感應起電過程，為什么一定要先使導體球瞬時接地再移走施感電荷，而不是先移走施感電荷再接地？甲乙丙丁圖1.1。4【提示】導體球瞬時接地時，導走負電荷，小球最終帶正電；若先移走施感電荷，球上感應出來的正、負電荷相互吸引而中和，小球最終不帶電．eq\o(［合作探討])甲、乙兩同學各拿一帶電小球做實驗時不小心兩小球接觸了一下,結果兩小球都沒電了！探討1:電荷到哪里去了呢?是否違背了電荷守恒定律？【提示】兩球上的異種電荷中和了，即正、負電荷代數和為0，對外不顯電性；沒有違背電荷守恒定律．探討2：兩帶電導體接觸后，電荷量一定相同嗎？【提示】不一定．eq\o（[核心點擊]）1．“中性”與“中和”的理解（1)中性：物體內有電荷存在，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．2．元電荷(1)最小的電荷量叫做“元電荷"，用e表示,則e＝1.60×10－19C（2）對元電荷的理解：①元電荷是最小的帶電單位．②元電荷沒有正負之分．③所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數倍．這就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量．④質子及電子所帶電荷量的絕對值與元電荷相等，但不能說它們是元電荷．4．M和N是兩個都不帶電的物體．它們互相摩擦后，M帶正電荷1。60×10－16C【導學號：34022001】A．在摩擦前M和N的內部沒有任何電荷B．摩擦過程中電子從N轉移到MC．N在摩擦后一定帶負電荷1。60×10－16D．N在摩擦過程中失去1.60×10－16C【解析】M和N相互摩擦，M帶正電是因為M對核外電子的束縛能力小而失去核外電子的結果；由于電荷守恒，故N一定帶等量負電荷，選項C正確．【答案】C5．兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3。2×10－9【解析】兩小球接觸時，電荷量少的負電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配．即接觸后兩小球的電荷量為QA′＝QB′＝eq\f(QA＋QB,2)＝eq\f(6。4×10－9＋－3.2×10－9,2)C＝1.6×10－9C在接觸過程中，電子由B球轉移到A球，自身的凈電荷全部中和后,繼續(xù)轉移，直至其帶QB′的正電，這樣，共轉移的電子電荷量為ΔQ＝｜QB｜＋QB′＝3.2×10－9C＋1.6×10－9C＝4.8×10－則轉移的電子數n＝eq\f(ΔQ，e)＝eq\f(4。8×10－9，1.6×10－19）＝3。0×1010（個）．【答案】電子由B轉移到A共轉移3.0×1010個完全相同的導體球接觸帶電時電荷量分配原則形狀、大小都相同的導體接觸時會將電荷量平分．（1）用帶電量為Q的金屬球與不帶電的金屬球接觸，每個小球帶電量均為Q/2，且所帶電荷的性質相同；(2）用帶電量為Q1的金屬球與帶電量為Q2的金屬球接觸，若兩球帶同種電荷，則每個小球所帶電量為總電荷量的一半．若兩球帶異種電荷,則先中和相同量的異號電荷，然后平分剩余電荷．靜電的應用與防護eq\o([先填空]）1．靜電的應用：靜電復印、靜電噴霧和靜電除塵等．2．靜電的防護：盡快把靜電導走，如：印刷廠里空氣保持適當的濕度，油罐車車尾裝有一條拖在地上的鐵鏈，傳動帶上鍍銀等．eq\o（［再判斷］）1．飛機輪子上有搭地線是靜電的應用．(×）2．靜電植絨是靜電的應用．（√）eq\o（［后思考］）靜電應用的原理是什么？【提示】同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，利用靜電力控制帶電粒子的運動或分布．6．下列選項中屬于靜電的應用的是（)【導學號：34022002】A．印刷廠里空氣保持適當的濕度B．室內栽花種草C．靜電噴霧用于汽車外殼的噴漆D．地毯里夾雜著很細的金屬絲【解析】選項A、B、D中是將產生的靜電及時導走，防止靜電的危害,選項C是利用靜電完成了噴漆作業(yè)．【答案】C7．在醫(yī)療手術中,為防止麻醉劑乙醚爆炸，地磚要用導電材料制成,醫(yī)生護士要穿由導電材料制成的鞋子和棉布外套，一切設備要良好接地，甚至病人身體也要良好接地，這樣做是為了（)A．消除靜電 B．除菌消毒C．應用靜電 D．防止漏電【解析】一切設