《靜電現(xiàn)象元電荷》 -完整版課件

靜電現(xiàn)象元電荷1.摩擦起電是使物體帶電的方式之一，試舉出摩擦起電的幾個(gè)實(shí)例.提示：(1)用塑料梳子梳頭時(shí)，頭發(fā)會(huì)飄起來.(2)在春冬季節(jié)的晚間脫衣服時(shí)，會(huì)見到火星.(3)在干燥的冬天，手抓金屬把手瞬間會(huì)有被電擊的感覺.2.摩擦起電的實(shí)質(zhì)是什么？提示：互相摩擦的物體因束縛電子的本領(lǐng)不同而發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移,得到電子的物體帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電.因此摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移.3.帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球，驗(yàn)電器指針會(huì)張開，此現(xiàn)象說明了什么？分析指針張開的原因.提示：(1)此現(xiàn)象說明接觸能使物體帶電.(2)當(dāng)帶電體接觸金屬球時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個(gè)指針帶上了同種電荷，因帶上同種電荷互相排斥而張開.4.帶電體接觸驗(yàn)電器金屬球，兩指針張開一定角度，而帶電體靠近驗(yàn)電器金屬球，兩指針也張開一定角度，試分析張開的原因.提示：帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，是接觸帶電.當(dāng)帶電體靠近金屬球時(shí)，金屬球一端就會(huì)聚集與帶電體電性相反的電荷，而指針端就會(huì)相對聚集與帶電體電性相同的電荷，從而張開，此現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上屬于靜電感應(yīng)現(xiàn)象.【典例1】如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬驗(yàn)電箔，C是帶正電的小球，下列說法正確的是

()A.把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B上的金屬箔片都張開B.把C移近導(dǎo)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.把C移近導(dǎo)體A，先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D.把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，再把C移去，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片已閉合【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)金屬導(dǎo)體A、B相互接觸時(shí)可以認(rèn)為是一個(gè)整體.(2)帶電小球C移近導(dǎo)體A、B之后，A、B中的電荷的分布特點(diǎn).(3)移走C球與分開A、B，不同的順序產(chǎn)生的效果是不同的.

【自主解答】選A、B.雖然A、B起初都不帶電，但帶正電的小球C對A、B內(nèi)的電荷有力的作用，使A、B中的自由電子向左移動(dòng)，使得A端積累了負(fù)電荷，B端剩余了金屬正離子，其下部貼有的金屬箔片因?yàn)榻佑|帶電，也分別帶上了與A、B同種的電荷.由于同種電荷間的斥力作用，所以金屬箔片都張開，A正確.C只要一直在A、B附近，先把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仍帶等量異種的感應(yīng)電荷，此時(shí)即使再移走C，因A、B已經(jīng)絕緣，所帶電荷量不變，金屬箔片仍張開，B正確.但如果先移走C，A、B上的感應(yīng)電荷會(huì)馬上在其相互之間引力作用下吸引中和，不再帶電，所以金屬箔片都不會(huì)張開，C錯(cuò).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(yīng)電荷完全中和，金屬箔片都不會(huì)張開，D錯(cuò).1.在近代物理學(xué)中，一對正、負(fù)電子的湮滅，轉(zhuǎn)化為一對光子；一個(gè)中子衰變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子.這些事實(shí)與電荷守恒定律矛盾嗎？提示：不矛盾.這種情況下帶電粒子總是成對湮滅和產(chǎn)生，兩種電荷數(shù)目相等、正負(fù)相反，而光子或中子都是中性的，本身不帶電，所以電荷的代數(shù)和不變.因此電荷守恒定律也可以敘述為：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變.2.什么是元電荷？元電荷的值是多少？電子的比荷是多少？提示：元電荷是電荷量的最小單位，即一個(gè)電子或質(zhì)子所帶的電荷量.元電荷的值為e=1.60×10-19C.電子的電荷量e和電子質(zhì)量me的比叫做電子的比荷，即=1.76×1011C/kg，科學(xué)家常用測定比荷的方法來研究微觀粒子.3.試用電荷守恒定律解釋物體帶電的實(shí)質(zhì).提示：無論是摩擦起電、接觸起電、還是感應(yīng)起電，其起電的原因都是電荷的轉(zhuǎn)移，在起電過程中總電荷量保持不變，即起電過程并沒有創(chuàng)造電荷.【典例2】有兩個(gè)完全相同的帶絕緣柄的帶電金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA=6.4×10-9C,QB=-3.2×10-9C，讓兩金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少？【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1)把握電荷分配規(guī)律：兩個(gè)完全相同的帶電金屬球接觸，電荷重新分配：①若帶同種電荷，總電量平分；②若帶異種電荷，先中和后平分.本題屬于后一種情況.(2)每個(gè)帶電體所帶電荷量均為電子電荷量的整數(shù)倍.

【自主解答】當(dāng)兩金屬小球接觸時(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相等.QA′=QB′=(QA+QB)=×(6.4×10-9-3.2×10-9)C=1.6×10-9C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)移的電荷量為ΔQ=QB-Q′B=-3.2×10-9C-1.6×10-9C=-4.8×10-9C,轉(zhuǎn)移的電子個(gè)數(shù)：n==3.0×1010個(gè).答案:電子由B球向A球轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移了3.0×1010個(gè).【典例3】絕緣細(xì)線上端固定，下端掛一輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜；在a近旁有一絕緣金屬球b,開始時(shí)a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)使b帶電，則A.b將吸引a,吸住后不放開B.b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開C.a、b之間不發(fā)生相互作用D.b立即把a(bǔ)排斥開【思路點(diǎn)撥】明確b球帶電后如何影響a球上電荷的分布及b對a的作用力特點(diǎn).【標(biāo)準(zhǔn)解答】選B.b球帶電后，靜電感應(yīng)的結(jié)果是a靠近b的一側(cè)出現(xiàn)與b異種的感應(yīng)電荷，遠(yuǎn)離b的一側(cè)出現(xiàn)與b同種的感應(yīng)電荷.雖然a上的感應(yīng)電荷等量異號，但因?yàn)楫惙N電荷離b更近，所以b對a的力為引力.當(dāng)b吸引a使兩者接觸后，由于接觸帶電，a、b又帶上同種電荷，有斥力作用，因而又把a(bǔ)排斥開，所以B正確.1.(2010·聊城高二檢測)下列敘述正確的是()A.摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程B.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程C.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會(huì)帶正電D.帶等量異種電荷的兩個(gè)導(dǎo)體接觸后，電荷會(huì)消失，這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒【解析】選B.不論是哪一種起電方式，都沒有創(chuàng)造電荷，其實(shí)質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，故A錯(cuò)B正確.摩擦起電過程中，玻璃棒失去電子帶正電，得到電子帶負(fù)電，C錯(cuò).等量異種電荷發(fā)生中和，但電荷并沒消失，D錯(cuò).2.A、B、C三個(gè)塑料小球,A和B,B和C,C和A之間都是相互吸引的,如果A帶正電,則()A.B、C都帶負(fù)電B.B球帶負(fù)電,C球帶正電C.B、C兩球中必有一個(gè)帶負(fù)電,另一個(gè)不帶電D.B、C兩球均不帶電【解析】選C.A和B吸引,說明B帶負(fù)電或不帶電,A與C吸引,說明C帶負(fù)電或不帶電.而B與C又吸引,說明B和C不可能同時(shí)帶負(fù)電或不帶電,這兩個(gè)小球中也不可能有帶正電的，只能一個(gè)帶負(fù)電,另一個(gè)不帶電.綜上所述,A、B、D錯(cuò)誤,C正確.3.關(guān)于元電荷的下列說法中正確的是()A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍C.元電荷的數(shù)值通常取e=1.6×10-19CD.電荷量e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測得的【解析】選B、C、D.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電荷量，數(shù)值是1.6×10-19C，不要誤以為元電荷是指具體的帶電體，如電子.元電荷是電荷量值，沒有正負(fù)電性的區(qū)別.所有帶電體的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍.元電荷的具體數(shù)值最早是由密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測得的，測量精度相當(dāng)高.4.如圖所示，在真空中，把一個(gè)中性的絕緣導(dǎo)體M向帶負(fù)電的球P慢慢靠近，下列說法中正確的是()A.M兩端的感應(yīng)電荷越來越多B.M兩端的感應(yīng)電荷是同種電荷C.M兩端的感應(yīng)電荷是異種電荷D.M兩端的感應(yīng)電荷的電荷量相等【解析】選A、C、D.絕緣導(dǎo)體向球P靠得越近，絕緣導(dǎo)體中的自由電子受到P的排斥力越大，兩端的感應(yīng)電荷越來越多，根據(jù)電荷守恒定律，導(dǎo)體兩端將出現(xiàn)等量的異種電荷.所以選項(xiàng)A、C、D正確.5.M和N是兩個(gè)都不帶電的物體.它們互相摩擦后,M帶正電荷1.60×10-10C,下列判斷正確的有()A.在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B.摩擦過程中正電荷從N轉(zhuǎn)移到MC.N在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.60×10-10CD.M在摩擦過程中失去1.60×10-10個(gè)電子【解析】選C.摩擦前M、N都不帶電是因?yàn)樗鼈兙鶠殡娭行?而并非它們內(nèi)部沒有電荷,A錯(cuò).摩擦后M帶有1.60×10-10C的正電荷,說明M失去、N得到109個(gè)電子,故B、D錯(cuò).根據(jù)電荷守恒定律,N帶有1.60×10-10C的負(fù)電荷,C正確.選擇題(本題包括6個(gè)小題，每小題5分，共30分)1.(2010·臨沂高二檢測)用與絲綢摩擦過的玻璃棒接觸不帶電的驗(yàn)電器的金屬球后,驗(yàn)電器的金屬箔片張開,則下列說法正確的是()A.金屬箔片帶正電荷B.金屬箔片帶負(fù)電荷C.部分電子由金屬球轉(zhuǎn)移到玻璃棒上D.部分電子由玻璃棒轉(zhuǎn)移到金屬球上【解析】選A、C.玻璃棒與金屬球接觸,金屬球上的部分電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上,從而使金屬球及金屬箔片都帶正電荷.正確選項(xiàng)為A、C.2.(2010·蘇州高二檢測)把一個(gè)帶電棒慢慢移近一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器，金屬箔片先閉合而后又張開，說明棒上帶的是()A.負(fù)電荷B.可以是正電荷，也可以是負(fù)電荷C.正電荷D.帶電棒先帶正電荷，后帶負(fù)電荷【解析】選A.金屬箔片開始時(shí)帶正電，帶電棒靠近驗(yàn)電器時(shí)，金屬箔片先閉合后張開，說明金屬箔片所帶正電荷被吸引而轉(zhuǎn)移，而使金屬箔片帶上負(fù)電荷，所以又會(huì)張開，由此判斷，帶電棒帶負(fù)電.3.如圖所示，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B(不接觸)時(shí)，驗(yàn)電器的箔片張角減小，則()A.金屬球可能不帶電B.金屬球可能帶負(fù)電C.金屬球可能帶正電D.金屬球一定帶負(fù)電【解析】選A、B.箔片張角減小說明箔片上帶的電荷量減少，而驗(yàn)電器的電荷總量不變，則小球B上的電荷量增多.A球可能帶負(fù)電，異種電荷相互吸引改變了驗(yàn)電器上的電荷分布情況；A球也可能不帶電，B球與A球發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，也可以使驗(yàn)電器上的電荷分布發(fā)生改變，A、B對.4.下列說法正確的是()A.電子和質(zhì)子都是元電荷B.一個(gè)帶電體的電荷量為25.5倍的元電荷C.元電荷是最小的帶電單位D.元電荷沒有正、負(fù)之分【解析】選C、D.元電荷是最小的帶電單位,數(shù)值為e=1.6×10-19C,帶電體所帶電荷量均為元電荷的整數(shù)倍,B錯(cuò),C對.元電荷不是帶電體,沒有電性之說,A錯(cuò),D對.5.一帶負(fù)電的絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該小球上凈電荷幾乎不存在了.這說明()A.小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了B.在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C.小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的，仍然遵循電荷守恒定律【解析】選C、D.絕緣金屬小球上電荷減少是由于電子通過潮濕空氣導(dǎo)電轉(zhuǎn)移到外界，但是這些電子并沒消失.就小球和整個(gè)外界組成的系統(tǒng)而言，其電荷的總量仍保持不變，遵循電荷守恒定律.6.如圖所示，a、b、c、d為四個(gè)帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸引d,b排斥c,c排斥a,d吸引b,則()A.僅有兩個(gè)小球帶同種電荷B.僅有三個(gè)小球帶同種電荷C.c、d兩小球帶同種電荷D.c、d兩小球帶異種電荷【解析】選B、D.由d吸引a,d吸引b可以知道a與b帶同種電荷，且與d帶異種電荷；由c排斥a，c排斥b可知c與a和b帶同種電荷，c與d帶異種電荷.故A、C錯(cuò)，B、D對.1.(10分)半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開.(1)若A、B兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量之比為多大？(2)若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量之比為多大？【解析】(1)A、B帶同種電荷，設(shè)電荷量為Q，C與A接觸后，由于形狀相同，二者平分電荷量，A、C所帶的電荷量均為Q.C與B接觸后二者平分電荷量，則B、C的電荷量均為(Q+Q)=Q,A、B最終的電荷量之比為Q∶Q=2∶3.(