2017-2018學年高中物理第一章靜電場1電荷電荷守恒定律學案教科版選修

1、1.電荷電荷守恒定律學 習 目 標知 識 脈 絡1.知道摩擦起電和兩種電荷2了解摩擦起電的原因(難點)3理解電荷守恒定律，會分析靜電現(xiàn)象(重點)4知道電荷量的概念和單位(重點)摩 擦 起 電、 兩 種 電 荷eq avs4al(先填空)1摩擦起電：通過摩擦使物體帶電的方法稱為摩擦起電2兩種電荷：自然界只存在兩種電荷：正電荷和負電荷(1)用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷(2)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：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引4電荷量：電荷的多少在國際單位制中，它的單位是庫侖，符號C.通常正電荷的電荷量用正數(shù)表示，負電荷的電荷量用負數(shù)表示，常用的

2、電荷量單位還有微庫(C)和納庫(nC)1 C106 C,1 nC109 C.5靜電感應和感應起電(1)靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，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異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷的現(xiàn)象(2)感應起電：利用靜電感應使金屬導體帶電的方法eq avs4al(再判斷)1感應起電只能使物體帶上與帶電體異號的電荷()2用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電()3同種電荷相互吸引，異種電荷相互排斥()eq avs4al(后思考)如圖111所示，不帶電導體A、B相互接觸圖111(1)將帶正電的小球C放于導體A附

3、近，導體A、B上的金屬箔會張開嗎？導體A、B上各帶有什么電荷？(2)將帶正電的小球C拿走，導體A、B上的金屬箔會發(fā)生什么現(xiàn)象？【提示】(1)會張開，A帶負電荷，B帶正電荷(2)將C拿走，金屬箔閉合eq avs4al(合作探討)用梳子梳頭時?？吹绞嶙游^發(fā)的現(xiàn)象，有時梳子還能吸引紙屑等輕小物體干燥的冬季脫外衣時常聽到“叭叭”的聲響且伴有火星，這些都是摩擦起電的結果圖112探討1：摩擦起電的電荷是從哪來的？【提示】不同的物質(zhì)相互摩擦，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電探討2：有哪些起電方式？本質(zhì)相同嗎？【提示】摩擦起電，接觸帶電，感應起電相同eq avs4al(核心點擊)1三種起電方式的

4、比較方式摩擦起電感應起電接觸起電產(chǎn)生條件兩種不同的絕緣體摩擦時導體靠近帶電體時導體與帶電導體接觸時現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠同”導體帶上與帶電體相同電性的電荷原因不同物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛能力不同而發(fā)生電子得失導體中的自由電子受帶正(負)電物體吸引(排斥)而靠近(遠離)同種電荷之間相互排斥實質(zhì)均為電子的轉移2.摩擦起電適用于絕緣體，感應起電和接觸帶電適用于導體(多選)如圖113所示，將帶電棒移近兩個不帶電的導體球，甲、乙兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣下述幾種方法中能使兩球都帶電的是() 【導學號：96322000】圖113A先把兩球分

5、開，再移走棒B先移走棒，再把兩球分開C先將棒接觸一下其中的一球，再把兩球分開D移走棒，兩導體球不分開【解析】感應起電應遵從以下幾個步驟：(1)兩導體彼此接觸；(2)帶電體移近兩導體；(3)先分開兩導體，再移走帶電體由此可知，A項可以使兩球都帶電；帶電體與非帶電體接觸，電荷發(fā)生轉移，使物體帶電，C項可以使兩球都帶電，故選項A、C正確【答案】AC下列現(xiàn)象中不屬于摩擦起電的是() 【導學號：96322001】A將被絲綢摩擦過的玻璃棒靠近紙屑，紙屑被吸起B(yǎng)在干燥的冬季脫毛絨衣時，會聽到輕微的噼啪聲C擦黑板時粉筆灰紛紛飛揚，四處飄落D穿著化纖類織物的褲子走路時，褲腿上常容易吸附灰塵【解析】摩擦起電后物體

6、帶靜電，能吸引輕小物體，也能產(chǎn)生火花放電，故選項C不屬于摩擦起電的現(xiàn)象【答案】C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：96322002】AA球的正電荷移到B球上BB球的負電荷移到A球上CA球的負電荷移到B球上DB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】B感應起電的規(guī)律(1)近異遠同：用帶電體靠近不帶電的導體時，會在靠近帶電體的一端感應出與帶電體電性相反的電荷，遠離端感應出與帶電體電性相同的電荷(2)等量異性：用帶電體

7、靠近不帶電的導體(或兩不帶電的相互接觸的導體)時，會在原不帶電的導體兩端(或兩不帶電的相互接觸的導體上)感應出等量異性的電荷摩 擦 起 電 的 解 釋 和 電 荷 守 恒 定 律eq avs4al(先填空)1物質(zhì)的微觀結構(1)原子結構：原子eq blcrc (avs4alco1(原子核blcrc (avs4alco1(質(zhì)子：帶正電,中子：不帶電),核外電子：帶負電)(2)原子電性：原子核的正電荷的數(shù)量與核外電子負電荷的數(shù)量一樣多，整個原子對外界較遠的位置表現(xiàn)為電中性(3)離子的電性：失去電子的原子為帶正電的離子；得到電子的原子為帶負電的離子2摩擦起電的原因：兩個物體相互摩擦時，一些束縛得不緊

8、的電子從一個物體轉移到另一個物體，使得原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電3電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分(2)理解：在任何自然過程中，電荷的代數(shù)和是守恒的eq avs4al(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(xiàn)，在一定條件下，帶電粒子可以產(chǎn)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(jīng)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 avs4al(后思考)如圖114所示的現(xiàn)象為感應起

9、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114【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 avs4al(合作探討)探討1：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！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(shù)和為0，對外不顯電性，沒有違背電荷守恒定律探討2：如圖115所示的現(xiàn)象為感應起電，為什么發(fā)生感應起電的是導體而不是絕緣體？圖115【提示】感應起電的實質(zhì)是在帶電體電荷的作

10、用下，物體上的自由電荷的轉移，只有導體上的電子(或正、負離子)才能自由移動，而絕緣體上的電子不能自由地移動所以，導體能發(fā)生感應起電，而絕緣體不能eq avs4al(核心點擊)1物體帶電的實質(zhì)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(zhì)是電荷發(fā)生了轉移，也就是物體間電荷的重新分配摩擦起電、感應起電和接觸起電，均符合電荷守恒定律2“中性”與“中和”的理解(1)中性：物體內(nèi)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3接觸起電現(xiàn)象中電荷量的分配無論是帶電的導體與不帶電的導體接觸，還是兩個原來帶同種電荷的導體接觸

11、，還是兩個原來帶異種電荷的導體接觸，最終兩導體都將帶上同種電荷或都不帶電，不可能帶上異種電荷，并且接觸前后電荷總量不變兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA6.4109 C，QB3.2109 C，讓兩絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉移？轉移了多少？【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QAQBeq f(QAQB,2)eq f(6.41093.2109,2) C1.6109 C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Q|QB|QB3.21

12、09 C1.6109 C4.8109 C，則轉移的電子數(shù)neq f(Q,e)eq f(4.8109,1.61019)3.01010(個)【答案】電子由B轉移到A共轉移3.01010個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1.601016 C，下列判斷正確的有() 【導學號：96322003】A在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B摩擦過程中電子從N轉移到MCN在摩擦后一定帶負電荷1.601016 CDN在摩擦過程中失去1.601016 C個電子【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】C完

13、全相同的導體球接觸帶電時電荷量的分配原則形狀、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(zhì)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，然后平分剩余電荷學業(yè)分層測評(一) (建議用時：45分鐘) 1電視機的玻璃光屏表面經(jīng)常有許多灰塵，這主要是因為() 【導學號：96322076】A這是灰塵的自然堆積B玻璃有極強的吸附灰塵的能力C電視機工作時，屏表面溫度較高而吸附灰塵D電視機工作時，屏表面有靜電而吸附灰塵

14、【解析】該現(xiàn)象是一種靜電現(xiàn)象，即電視機在工作的時候，屏幕表面由于有靜電而吸附輕小物體灰塵，即D選項正確【答案】D2由不同材料構成的物體A和B，原本都不顯電性，現(xiàn)將A和B互相摩擦之后，結果A帶上了正電，則() 【導學號：96322077】A電子由A轉移到了BB電子由B轉移到了ACA所帶的電荷量大于B所帶的電荷量DA所帶的電荷量小于B所帶的電荷量【解析】A和B互相摩擦后，A帶正電，說明A失去了電子，即電子由A轉移到了B上，選項A正確，B錯誤；根據(jù)電荷守恒定律，A和B所帶電荷量相等，選項C、D錯誤【答案】A3將不帶電的導體A和帶負電的導體B接觸后，導體A中的質(zhì)子數(shù)目() 【導學號：96322078】

15、A增加B減少C不變 D先增加后減少【解析】在接觸帶電的過程中，發(fā)生轉移的電荷是自由電子，質(zhì)子并不發(fā)生移動，故C正確【答案】C4如圖116所示，原來不帶電的金屬導體MN，在其兩端下面都懸掛有金屬驗電箔片，若使帶負電的金屬球A靠近導體的M端，可能看到的現(xiàn)象()圖116A只有M端驗電箔片張開，且M端帶正電B只有N端驗電箔片張開，且N端帶負電C兩端的驗電箔片都張開，且左端帶負電，右端帶正電D兩端的驗電箔片都張開，且兩端都帶正電或負電【解析】根據(jù)同種電荷相互排斥可知，金屬球A上的負電荷將排斥金屬導體MN上的自由電子，使其向N端移動，N端帶負電，而M端帶正電，故兩端的金屬箔片均張開，C正確，A、B、D均錯

16、誤【答案】C5(多選)掛在絕緣細線下的兩個輕質(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離，分別如圖117甲、乙所示，則() 【導學號：96322079】甲乙圖117A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乙圖中兩球最多有一個帶電【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，所以可以判斷出甲圖的現(xiàn)象可以是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)乙圖中的現(xiàn)象，則必須都帶電且是同種電荷【答案】BC6如圖118是伏打起電盤示意圖，其起

17、電原理是() 【導學號：96322080】圖118A摩擦起電B感應起電C接觸起電D以上三種方式都不是【解析】導電平板靠近帶電絕緣板并接地，導電平板與大地組成“大導體”，發(fā)生靜電感應，使導電平板帶上負電荷，選項B正確【答案】B7使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片會張開下列各圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是() 【導學號：96322081】【解析】把帶電金屬球移近不帶電的驗電器，根據(jù)靜電感應現(xiàn)象的規(guī)律，若金屬球帶正電，則將驗電器箔片上的自由電子吸引上來，這樣驗電器的上部將帶負電，箔片帶正電；若金屬球帶負電，則將驗電器上部的自由電子排斥到遠端的箔片上，這樣驗電器的上部將帶正電，

18、箔片帶負電選項B正確【答案】B8如圖119所示，A、B、C是三個安裝在絕緣支架上的金屬體，其中C球帶正電，A、B兩個完全相同的枕形導體且不帶電試問：圖119(1)如何使A帶負電，B帶等量的正電？(2)如何使A、B都帶等量正電？(3)如何使A、B都帶等量負電？【解析】(1)把A、B緊密靠攏，讓C靠近A，則在A端感應出負電荷，B端感應出等量正電荷，馬上把A與B分開后，則A帶負電，B帶等量的正電(2)把A、B緊密靠攏，讓C靠近B，則在B端感應出負電荷，A端感應出等量正電荷，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(3)把A、B緊密靠攏，讓C靠近

19、B，則在B端感應出負電荷，A端感應出等量正電荷，再用手摸一下A或B，則A所帶的正電荷就被中和，而B端仍帶有負電，移去C以后再把A與B分開，則A和B就帶等量負電荷【答案】見解析9(多選)有A、B、C三個完全相同的金屬球，A帶1.2104 C的正電荷，B、C不帶電，現(xiàn)用相互接觸的方法使它們都帶電，則A、B、C所帶的電荷量可能是下面哪組數(shù)據(jù)() 【導學號：96322082】A4.0105 C,4.0105 C,4.0105 CB6.0105 C,4.0105 C,4.0105 CC6.0105 C,3.0105 C,3.0105 CD5.0105 C,5.0105 C,5.0105 C【解析】三個球

20、同時接觸后各帶有4.0105 C的電量，A對；根據(jù)電荷守恒定律，接觸前、后三球的總電量不變，B、D錯誤；將B球先與A球接觸，再與C球接觸，分開后A、B、C各帶有6.0105 C、3.0105 C和3.0105 C的電量，C對【答案】AC10如圖1110所示，用起電機使金屬球A帶上正電荷，并靠近驗電器B，則() 【導學號：96322083】圖1110A驗電器金箔不張開，因為球A沒有和驗電器B接觸B驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了正電荷C驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了負電荷D驗電器金箔張開，因為驗電器的下部箔片感應出了正電荷【解析】相對于金屬球來講，金屬箔片是距離帶電體A較遠的一端，根據(jù)靜電感應規(guī)律可知，驗電器的兩金屬箔片都帶上了正電荷，而同種電荷相斥，所以金屬箔片張開，即D正確【答案】D11如圖1111所示，把一個不帶電的枕形導體靠近帶正電的小球，由于靜電感應，在a、b兩端分別出現(xiàn)負、正電荷，則以下說法正確的是(