第一章 學(xué)案1

1、學(xué)案1電荷及其守恒定律目標(biāo)定位 1.知道自然界中的兩種電荷及其相互作用.2.知道使物體帶電的三種方式.3.掌握電荷守恒定律及元電荷的概念一、電荷及三種起電方式問題設(shè)計(jì)1在干燥的實(shí)驗(yàn)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(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2如圖1所示，取一對用絕緣柱支撐的導(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

2、)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；(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(cè)金屬箔片都張開要點(diǎn)提煉1摩擦起電：當(dāng)兩個物體相互摩擦?xí)r，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(fù)電，失去電子的物體則帶正電2感應(yīng)起電：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷，這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)，利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫感應(yīng)起電3接觸起電：電荷從帶電體轉(zhuǎn)移到不帶

3、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)移延伸思考帶正電的金屬球A與不帶電的金屬球B接觸，電荷是如何轉(zhuǎn)移的？答案電子從B轉(zhuǎn)移到A上，使B帶上了正電荷二、電荷守恒定律問題設(shè)計(jì)1電荷會不會像煤和石油一樣總有一天會被用完呢？ 答案不會2前面學(xué)習(xí)了三種不同的起電方式，其本質(zhì)都是電子在物體之間或物體內(nèi)部轉(zhuǎn)移那么，在一個封閉的系統(tǒng)中電荷的總量能增多或減少嗎？答案在一個封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量保持不變要點(diǎn)提煉1電荷守恒定律：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

4、個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變說明：(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)體接觸帶電時電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)若兩個完全相同的金屬小球接觸后再分開，將平分電荷，兩小球帶電荷量都為Q(式中電荷量Q1和Q2均包含它們的正負(fù)號)延伸思考1怎樣理解電荷守恒定律中“電荷的總量”？答案“電荷的總量”可理解為正、負(fù)電荷的代數(shù)和2“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，其帶電電荷量達(dá)到等量、異號，這時正、負(fù)電荷的代數(shù)和為零，這樣兩物體相互接觸時，由于正、負(fù)電荷間的吸引作用，電荷發(fā)

5、生轉(zhuǎn)移，最后都達(dá)到電中性狀態(tài)的一個過程，在此過程中電荷仍然守恒三、元電荷問題設(shè)計(jì)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4×1019C是1.60×1019C的2.5倍，所以帶電荷量不能是4×1019C.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)在在的粒子要點(diǎn)提煉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

6、數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實(shí)驗(yàn)測得的3電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比，叫做電子的比荷說明：(1)所有帶電體的電荷量或者等于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)子是元電荷一、對三種起電方式的理解例1關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說法正確的是()A摩擦起電現(xiàn)象使本來沒有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生了電子和質(zhì)子B兩種不同材料的絕緣體相互摩擦后，同時帶上等量異號電荷C摩擦起電，可能是因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致質(zhì)子從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體而造成的D絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上，玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電解析摩擦起電的實(shí)質(zhì)是由于兩個物體的原子核

7、對核外電子的束縛能力不相同，因而電子可以在物體間轉(zhuǎn)移若一個物體失去電子，其質(zhì)子數(shù)就會比電子數(shù)多，我們說它帶正電；若一個物體得到電子，其質(zhì)子數(shù)就會比電子數(shù)少，我們說它帶負(fù)電答案BD例2如圖2所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金箔當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶正電導(dǎo)體C時()圖2AA端金箔張開，B端金箔閉合B用手觸摸枕形導(dǎo)體后，A端金箔仍張開，B端金箔閉合C用手觸摸枕形導(dǎo)體后，將手和C都移走，兩對金箔均張開D選項(xiàng)A中兩對金箔分別帶異號電荷，選項(xiàng)C中兩對金箔帶同號電荷解析根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn)了負(fù)電荷，在B端出現(xiàn)了正電荷，這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷，只

8、是電荷的重新分布金箔上帶電相斥而張開選項(xiàng)A錯誤用手觸摸枕形導(dǎo)體后，B端不再是最遠(yuǎn)端，人是導(dǎo)體，人腳下的地球是最遠(yuǎn)端，這樣B端不再有電荷，金箔閉合選項(xiàng)B正確用手觸摸枕形導(dǎo)體后，只有A端帶負(fù)電，將手和C都移走，不再有靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電便會分布在整個枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶有負(fù)電，兩對金箔張開選項(xiàng)C正確從以上分析看出，選項(xiàng)D正確答案BCD二、對電荷守恒定律的理解例3原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電荷1.6×1015 C，丙物體帶電荷量的大小為8×1016 C則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法中正確的

9、是()A乙物體一定帶有負(fù)電荷8×1016 CB乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×1015 CC丙物體一定帶有正電荷8×1016 CD丙物體一定帶有負(fù)電荷8×1016 C解析由于甲、乙、丙原來都不帶電，甲、乙相互摩擦導(dǎo)致甲失去電子而帶1.6×1015 C的正電荷，乙物體得到電子而帶1.6×1015 C的負(fù)電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上，故可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷，由電荷守恒可知乙最終所帶負(fù)電荷1.6×1015 C8×1016 C8×1016 C，故A、D正確答案AD三、對元

10、電荷的理解例4下列關(guān)于元電荷的說法中正確的是()A元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B一個帶電體的帶電荷量可以為205.5倍的元電荷C元電荷沒有正負(fù)之分D元電荷e的值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實(shí)驗(yàn)測定的解析元電荷是指電子或質(zhì)子所帶電荷量的大小，但元電荷不是帶電粒子，也沒有電性之說，A項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確；元電荷是最小的帶電單位，所有帶電體的帶電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍，B項(xiàng)錯誤；元電荷的電荷量e的值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實(shí)驗(yàn)測定的，D項(xiàng)正確答案CD1(對摩擦起電的理解)毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，橡膠棒帶負(fù)電這是因?yàn)?)A空氣中的正電荷轉(zhuǎn)移到了毛皮上B空氣中的負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上C

11、毛皮上的電子轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上D橡膠棒上的電子轉(zhuǎn)移到了毛皮上答案C解析摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，電中性的物體若失去了電子就帶正電，得到了電子就帶負(fù)電由于毛皮的原子核束縛電子的能力比橡膠棒弱，在摩擦的過程中毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上，失去了電子的毛皮帶正電，所以C正確2(對元電荷的理解)保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，抑制盜版是我們每個公民的責(zé)任與義務(wù)，盜版書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)帶來隱患某同學(xué)有一次購買了盜版的物理參考書，做練習(xí)時，發(fā)現(xiàn)有一個帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量數(shù)據(jù)看不清，只能看清是9._×1018 C，拿去問老師如果你是老師，你認(rèn)為該帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量可能是下

12、列數(shù)據(jù)中的哪一個()A9.2×1018 C B9.4×1018 CC9.6×1018 C D9.8×1018 C答案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？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(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，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

13、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個題組一對三種起電方式的理解1下列關(guān)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(fù)電B摩擦可以起電是普遍存在的現(xiàn)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(fù)電性，失去電子的物體就一定顯正電性D摩擦起電的過程，

14、是通過摩擦創(chuàng)造等量異號電荷的過程答案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(fù)電，故A錯誤；但兩物體間摩擦?xí)r，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(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錯誤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，枕形導(dǎo)體上電荷的移動情況是()圖1A枕形導(dǎo)體中的正電荷向B端移動，負(fù)電荷不移動B枕形導(dǎo)體中電子向A端移動，正電荷不移動C枕形導(dǎo)

15、體中的正、負(fù)電荷同時分別向B端和A端移動D枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時分別向A端和B端移動答案B解析導(dǎo)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關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說法中正確的是()A摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體B摩擦起電說明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造出電荷C感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分D感應(yīng)起電說明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體答案AC解析摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，即說明了電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體故A正確摩擦起電現(xiàn)象說明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，但并沒有創(chuàng)造電荷，電荷只是

16、發(fā)生轉(zhuǎn)移故B錯誤感應(yīng)起電過程電荷在電場力作用下，從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分故C正確感應(yīng)起電是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體是接觸起電故D錯誤4使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開下列四個圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，其中正確的是()答案B解析由于驗(yàn)電器原來不帶電，因此，驗(yàn)電器的金屬球和箔片帶等量異號電荷，A、C兩項(xiàng)錯誤驗(yàn)電器靠近帶電金屬球的一端感應(yīng)出與帶電金屬球異號的電荷，D項(xiàng)錯誤5.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，開始時a、b不帶電，如圖2所示，現(xiàn)使b球帶電，則()圖2Aa、

17、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a(bǔ)排斥開Db先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開答案D解析b球帶電就能吸引輕質(zhì)小球a，接觸后電荷量重新分配，那么a、b球帶同種電荷，然后就要相互排斥題中“近旁”表示能吸引并能接觸D對6掛在絕緣細(xì)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(yuǎn)離，分別如圖3甲、乙所示，則()圖3A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BC解析題目中的小球都是鍍有金屬薄膜的輕質(zhì)小球，帶電物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，所以可以判斷出題圖甲的現(xiàn)象可以是

18、兩個帶異種電荷的小球，也可以是一個小球帶電而另一個小球不帶電；兩個小球由于相互排斥而出現(xiàn)題圖乙中的現(xiàn)象，則必須都帶電且是同種電荷題組二對元電荷的理解7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 C答案BD解析所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍，這就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量由以上分析可知正確選項(xiàng)為B、D.8帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的()A2.4×1019 C B6.4×1019 CC1.6×1018 C D4.

19、0×1017 C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.選項(xiàng)B、C、D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是不可能的題組三對電荷守恒定律的理解9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)體接觸一會后再分開，則導(dǎo)體B的帶電荷量是()Aq Bq C2q D4q答案C10M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

20、子從N轉(zhuǎn)移到了MCN在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.6×1010 CDM在摩擦過程中失去了1.6×1010個電子答案C11.如圖4所示，左邊是一個原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近的帶正電的導(dǎo)體球若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，分導(dǎo)體為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的有()圖4A沿虛線c切開，A帶負(fù)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(fù)電，且QAQBC沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且QAQBD沿任意一條虛線切開，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)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