人教版選修31 第一章 第1節(jié) 電荷及其守恒定律 課件（47張）.ppt

第一章 靜電場 情景切入 電閃雷鳴 是一種常出現在暴風雨中的自然現象 它是那樣的神秘 來去匆匆 稍縱即逝 它給人們帶來甘霖 同時也給人們帶來恐懼 幾千年以來 人們一直想探究其中的奧秘 更想將它駕馭于手中 美國科學家富蘭克林就曾冒著生命危險 嘗試用風箏去捕捉雷電 雷電是怎樣形成的 物體帶電是怎么回事 電荷有哪些特性 電荷間的相互作用遵從什么規(guī)律 人類應該怎樣利用這些規(guī)律 這些問題正是本章要探究并做出解答的知識 知識導航 本章是高中階段電學內容的開始 在整個高中物理知識體系中具有承上 力學 啟下 電磁學 的重要位置 本章知識在結構上可以分為三個單元 1 3節(jié)為第一單元 主要學習電學中兩個最基本的定律 電荷守恒定律和庫侖定律 學習描述電場力的性質的物理量 電場強度 4 6節(jié)為第二單元 學習描述電場能的性質的物理量 電勢 電勢差 電勢差與電場強度的關系 7 8節(jié)為第三單元 主要學習電場知識的應用 電容器 電容 帶電粒子在電場中的加速和偏轉 還簡單介紹了靜電現象在生產和生活中的應用 學法指導 1 要重視對基本概念 基本規(guī)律的理解 基本概念多且抽象是這一章的突出特點 在學習中要重視對物理現象的深入觀察和對物理規(guī)律的親身體驗 例如課本的 說一說 做一做 靜電感應 電容器的電容 等 經過深入觀察和親身體驗后 物理知識不僅容易領悟而且印象深刻 2 要重視科學研究方法的學習 本章中涉及許多重要的研究方法 例如理想化物理模型 點電荷 電場線 等勢面等 比值法定義物理量 電場強度 電勢及電容器的電容等概念 類比方法的運用 電場與重力場有許多相似之處 電場力做功與電勢能的變化關系和重力做功與重力勢能的變化關系也有相似之處 這些方法需要認真地體會和理解 以提高認知的境界 3 理清本章分析問題的兩個角度 一是電場力的性質 從電荷在電場中受力的角度研究 側重于利用牛頓運動定律分析處理問題 二是電場能的性質 從電場力做功使能量變化的角度研究 側重于利用功能關系 能量守恒分析處理問題 1電荷及其守恒定律 課前預習 1 兩種電荷自然界中只存在兩種電荷 即 電荷和 電荷 1 正電荷 用絲綢摩擦過的 所帶的電荷叫做正電荷 2 負電荷 用毛皮摩擦過的 所帶的電荷叫做負電荷 2 相互作用同種電荷相互 異種電荷相互 電荷及相互作用 正 負 玻璃棒 橡膠棒 排斥 吸引 正電 負電 相等 電中性 1 接觸起電指一個帶電的金屬導體跟另一個 的金屬導體 后分開 而使不帶電的導體帶上電荷的方式 如圖 三種起電方式 不帶電 接觸 2 摩擦起電兩個物體相互摩擦時 一些束縛不緊的 從一個物體轉移到另一個物體上 使得原來呈電中性的物體由于得到 而帶負電 失去 的物體帶正電 如圖 電子 電子 電子 3 感應起電 1 自由電子 金屬中離原子核 的能脫離原子核的束縛而在金屬中 的電子 2 靜電感應 當一個帶電體靠近導體時 由于電荷間相互 或 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 電荷 遠離帶電體的一端帶 電荷的現象 3 感應起電 利用 使金屬導體帶電的過程 如圖 較遠 自由活動 吸引 排斥 異種 同種 靜電感應 表述一 電荷既不會 也不會 它只能從物體的一部分轉移到 或者從一個物體轉移到 在轉移的過程中 電荷的總量 表述二 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng) 電荷的代數和 電荷守恒定律 創(chuàng)生 消滅 另一部分 另一個物體 保持不變 保持不變 元電荷 庫侖 c 電子 1 6 10 19 密立根 質量 1 76 1011 判一判 1 兩個正電荷之間的作用力為斥力 兩個負電荷之間的作用力為引力 2 摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程 3 玻璃棒和其他物體摩擦后不一定帶正電 4 當一個帶電體靠近導體時 產生靜電感應現象 導體靠近帶電體的一端帶異種電荷 遠離帶電體的一端帶同種電荷 5 電荷守恒定律和能量守恒定律一樣 也是自然界中最基本的守恒定律 6 元電荷就是最小的電荷 b 解析 把帶電金屬球移近不帶電的驗電器 根據靜電感應現象的規(guī)律 若金屬球帶正電荷 則將導體上的自由電子吸引上來 這樣驗電器的上部將帶負電荷 箔片帶正電荷 若金屬球帶負電荷 則將導體上的自由電子排斥到最遠端 這樣驗電器的上部將帶正電荷 箔片帶負電荷 b項正確 答案 梳頭發(fā)時由于摩擦起電 梳子和頭發(fā)上產生異種電荷 又由于異種電荷相互吸引 使得頭發(fā)順著梳子飛了起來 梳子浸入水中后再梳 潮濕的梳子能將頭發(fā)上的靜電導走 也就不再出現上面的現象 課內探究 探究一電荷及起電方式 提示 1 兩個絕緣體摩擦時 其中一個物體失去電子 另一個物體得到電子 分別帶上了正 負電荷 2 感應起電不會發(fā)生在絕緣體上 因為絕緣體中的電子不能自由移動 1 物體帶電物體有了吸引輕小物體的性質 我們就說它帶了電 或有了電荷 2 兩種電荷自然界中只存在兩種電荷 正電荷和負電荷 由美國科學家富蘭克林命名 1 正電荷用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷 2 負電荷用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫做負電荷 3 電荷間的相互作用規(guī)律 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 3 三種起電方式的比較 特別提醒 1 感應起電成功的關鍵在于先分開兩物體 或先斷開接地線 然后再移去帶電體 2 摩擦起電中對原子核外電子束縛能力差的物體失去電子而帶正電 對原子核外電子束縛能力強的物體得到電子而帶負電 c 解題指導 解答本題時 可按以下思路分析 解析 摩擦起電是因為電子由一個物體轉移到另一個物體上 失去電子的物體因缺少電子而帶正電 得到電子的物體帶負電 毛皮與橡膠棒摩擦 毛皮上的電子轉移到了橡膠棒上 毛皮帶正電 橡膠棒帶負電 故選項c正確 解析 導電平板靠近帶電絕緣板并接地時 發(fā)生靜電感應 使導電平板帶上負電荷 故選項b正確 b 提示 電荷 中和 了 不違背電荷守恒定律 探究二電荷守恒定律 1 物體帶電的實質 使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷 使物體不帶電也不是消滅了電荷 物體帶電的實質是電荷發(fā)生了轉移 也就是物體間電荷的重新分配 2 守恒的廣泛性電荷守恒定律同能量守恒定律一樣 是自然界中最基本的規(guī)律 任何電現象都不違背電荷守恒定律 物體的起電過程 其本質都是電子發(fā)生了轉移 也就是說物體所帶電荷的重新分配 不論哪一種起電過程都沒有創(chuàng)造電荷 也沒有消滅電荷 3 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 解題指導 1 金屬球中發(fā)生定向轉移的是自由電子 兩球接觸時 自由電子由b向a轉移 2 兩球接觸后帶電量相等 電性相同 電荷再分配時符合電荷均分原理 答案 均為1 6 10 9c 電子由b球轉移到a球 轉移了3 0 1010個 cd 解析 帶負電的驗電器在潮濕的空氣中 經過一段時間后 小球上的負電荷 電子 被潮濕的空氣導走了 但電荷在轉移的過程中仍然守恒 故c d正確 素養(yǎng)提升 誤區(qū)1 相互吸引的一定是帶異種電荷的物體 點撥 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 兩個帶電體相互接觸后電荷量平分 點撥 并不是所有情況下接觸后電荷量都能夠進行平分 電荷量平分只能在一種情況下滿足 那就是兩個相互接觸的物體必須是兩個完全相同的球體 誤區(qū)3 通過一定的方法可以使物體帶上任意大小的電量 點撥