高二物理學(xué)案11電荷及其守恒定律人教版選修31

1、1.1 電荷及其守恒定律 學(xué)案（人教版選修3-1）1自然界中只存在兩種電荷：_電荷和_電荷電荷間的作用規(guī)律是：同種電荷相互_，異種電荷相互_2用毛皮摩擦橡膠棒時(shí)，橡膠棒帶_電荷，毛皮帶_電荷用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶_電荷，絲綢帶_電荷3原子核的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，所以整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為_金屬中距離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)，這種電子叫做_失去這種電子的原子便成為帶_電的離子離子都在自己的平衡位置上振動(dòng)而不移動(dòng)，只有自由電子穿梭其中所以金屬導(dǎo)電時(shí)只有_在移動(dòng)4把帶電體移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶_，遠(yuǎn)離的一端帶_這種現(xiàn)象叫靜電感

2、應(yīng)利用靜電感應(yīng)使物體帶電叫_起電常見的起電方式還有_和_等5電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，只能從一個(gè)物體_到另一物體，或者從物體的一部分_到另一部分6物體所帶電荷的多少叫_在國際單位制中，它的單位是_，用_表示7最小的電荷量叫_，用e表示，e_.所有帶電體的電荷量都等于e的_電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比叫做電子的_答案 1.正 負(fù) 排斥 吸引 2.負(fù) 正 正 負(fù)3電中性 自由電子 正 自由電子 4.異號(hào)電荷 同號(hào)電荷 感應(yīng) 摩擦起電 接觸起電 5.轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移 6.電荷量 庫侖 C 7.元電荷 1.6 ×1019 C 整數(shù)倍 比荷一、電荷問題情境在干燥的冬天，當(dāng)你伸手接觸金屬門把的一剎那

3、，突然聽到“啪”的一聲，手麻了一下，弄得你虛驚一場(chǎng)，是誰在惡作劇？原來是電荷在作怪1這些電荷是哪里來的？物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？摩擦起電的原因是什么？2什么是自由電子，金屬成為導(dǎo)體的原因是什么？ 3除了摩擦起電，還有其它方法可以使物體帶電嗎？答案 1.來自原子內(nèi)部 ; 物質(zhì)由原子組成，而原子則由原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子構(gòu)成； 不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同2金屬中距離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)，這種電子叫自由電子； 自由電子的自由活動(dòng)是金屬成為導(dǎo)體的原因3感應(yīng)起電和接觸起電要點(diǎn)提煉1摩擦起電的原因：在兩個(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

4、到另一個(gè)物體，于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶_電，失去電子的物體則帶_電2感應(yīng)起電的原因：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間的相互吸引和排斥，導(dǎo)體中的自由電子便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶_電荷，遠(yuǎn)離的一端帶_電荷3常見的起電方式有摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電三種起電方式的實(shí)質(zhì)都是_ 的轉(zhuǎn)移答案 1.負(fù) 正 2.異號(hào) 同號(hào) 3.電子問題延伸感應(yīng)起電現(xiàn)象中實(shí)驗(yàn)物體必須是導(dǎo)體嗎？答案 必須是導(dǎo)體，因?yàn)閷?dǎo)體中有自由電子，可以自由移動(dòng)二、電荷守恒定律問題情境現(xiàn)代生活中電無處不在，北京市一天的耗電量可達(dá)千萬度，那么，電荷會(huì)不會(huì)像煤和石油一樣總有一天會(huì)被用完呢？1電荷是摩擦的過程中

5、創(chuàng)造出來的嗎？2在電荷轉(zhuǎn)移的過程中其總量是否守恒？答案 1.電荷不是創(chuàng)造出來的，它是物體組成的一部分 2.守恒要點(diǎn)提煉1電荷守恒定律的內(nèi)容：電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分2“電荷的中和”是指電荷的種類和數(shù)量達(dá)到等量、異號(hào)，這時(shí)正、負(fù)電荷的代數(shù)和為_，而不是正、負(fù)電荷一起消失了答案 2.零問題延伸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)和例1 如圖1所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對(duì)金箔當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)( )圖1AA端金箔張開，B端金箔閉合B用手觸摸枕形導(dǎo)體后，A端

6、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(duì)金箔均張開D選項(xiàng)A中兩對(duì)金箔分別帶異種電荷，選項(xiàng)C中兩對(duì)金箔帶同種電荷解析 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，在B端出現(xiàn)了正電，這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷，只是電荷的重新分布金箔上帶電相斥而張開選項(xiàng)A錯(cuò)誤用手觸摸枕形導(dǎo)體后，B端不是最遠(yuǎn)端了，人是導(dǎo)體，人的腳部甚至地球是最遠(yuǎn)端，這樣B端不再有電荷，金箔閉合選項(xiàng)B正確用手觸摸導(dǎo)體時(shí)，只有A端帶負(fù)電，將手和C移走后，不再有靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電便分布在枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶有負(fù)電，兩對(duì)金箔均張開選項(xiàng)C正確以上分析看出，選項(xiàng)D也正確答案 BCD

7、名師點(diǎn)撥 本節(jié)要求知道三種起電方法的特點(diǎn)，接觸起電帶同種電荷，摩擦起電帶等量的異種電荷，感應(yīng)起電則是近異遠(yuǎn)同，注意用手觸摸最遠(yuǎn)端是腳或地球變式訓(xùn)練1 如圖2所示，A、B、C是三個(gè)安裝在絕緣支架上的金屬體，其中C球帶正電，A、B兩個(gè)完全相同的枕形導(dǎo)體不帶電試問：圖2(1)如何使A、B都帶等量正電？(2)如何使A、B都帶等量負(fù)電？(3)如何使A帶負(fù)電B帶等量的正電？答案 見解析解析 (1)把AB緊密靠攏，讓C靠近B，則在B端感應(yīng)出負(fù)電荷，A端感應(yīng)出等量正電荷，把A與B分開后再用手摸一下B，則B所帶的負(fù)電荷就被中和，再把A與B接觸一下，A和B就帶等量正電荷(2)把AB緊密靠攏，讓C靠近B，則在B端感

8、應(yīng)出負(fù)電荷，A端感應(yīng)出等量正電荷，再用手摸一下A或B，則A所帶的正電荷就被中和，而B端的負(fù)電荷不變，移去C以后再把A與B分開，則A和B就帶等量負(fù)電荷(3)把AB緊密靠攏，讓C靠近A，則在A端感應(yīng)出負(fù)電荷，B端感應(yīng)出等量正電荷，馬上把A與B分開，則A帶負(fù)電B帶等量的正電例2 有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量6.4×109 C和3.2×109 C，讓兩絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少？解析 當(dāng)兩小球接觸時(shí)，帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配由于兩小球相同，剩余正電荷必均分，即接觸后兩小球帶電荷量QAQB1.6

9、5;109 C在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，不僅將自身電荷中和，且繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶QB的正電，這樣，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)N3.0×1010個(gè)答案 見解析名師點(diǎn)撥 對(duì)于兩個(gè)帶電小球電荷量重新分配的問題，如果是兩個(gè)完全相同的小球，同性則總量平均分到一半，如異性則先中和，剩下的平均分配如果未講明相同的小球，不一定平均分配變式訓(xùn)練2 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

10、A接觸后分開，最后讓小球B與小球C接觸后分開，最終三球的帶電荷量分別為qA_ C，qB_ C，qC_ C.答案 0.5×105 0.75×105 0.75×105【即學(xué)即練】1關(guān)于元電荷的理解，下列說法正確的是( )A元電荷就是電子B元電荷就是質(zhì)子C元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量D元電荷就是自由電荷的簡稱答案 C解析 最小的電荷量叫元電荷，表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等2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被創(chuàng)造B摩擦起電是由于電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上C感應(yīng)起電是由于電荷從帶電物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上D感應(yīng)起電是電荷在同一物體上的轉(zhuǎn)移答案 BD解析 摩擦起電是電子在物體之間的轉(zhuǎn)移，而感應(yīng)起電則是物體內(nèi)部電子的轉(zhuǎn)移3如圖3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3A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