物理同步新導(dǎo)學(xué)案人教靜電場(chǎng)

第一章靜電場(chǎng)1電荷及其守恒定律1.知道自然界中的兩種電荷及三種起電方式.2.掌握電荷守恒定律.3.知道電荷量及元電荷的概念.學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：科學(xué)探究：了解驗(yàn)電器的構(gòu)造、原理，并借助驗(yàn)電器感受摩擦起電、感應(yīng)起電的過程.科學(xué)思維：通過對(duì)原子結(jié)構(gòu)模型的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確物體帶電的本質(zhì)，知道三種帶電方式的實(shí)質(zhì)是相同的.NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ)重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)1.兩種電荷(1)電荷的分類：

電荷和

電荷.用絲綢摩擦過的玻璃棒帶

電，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶

電.(2)電荷間的相互作用：同種電荷相互

，異種電荷相互

.2.摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體

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.一、電荷及起電方式正負(fù)正負(fù)排斥吸引轉(zhuǎn)移負(fù)正3.感應(yīng)起電：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或

帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶

電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶

電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng).利用

使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電.遠(yuǎn)離異號(hào)同號(hào)靜電感應(yīng)二、電荷守恒定律和元電荷1.電荷守恒定律：電荷既不會(huì)

，也不會(huì)

，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到

，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到

；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的

保持不變.2.電荷守恒定律另一表述是：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，_____________保持不變.3.元電荷：

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

.元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家

測(cè)得的，在我們的計(jì)算中，可取e＝

C.創(chuàng)生消滅另一個(gè)物體另一部分總量電荷的代數(shù)和最小的電荷量e的整數(shù)倍密立根1.60×10－191.判斷下列說法的正誤.(1)用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是因?yàn)檎姾蓮慕z綢轉(zhuǎn)移到玻璃棒上.(

)(2)摩擦起電的過程是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過程.(

)(3)原來不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷，說明通過摩擦可以創(chuàng)造電荷.(

)(4)某一帶電體的電荷量可能等于5×10－19C.(

)即學(xué)即用×××√2.帶正電的物體C靠近不帶電的枕形導(dǎo)體AB，如圖1所示，A端將帶___電，B端將帶___電.負(fù)正圖1重點(diǎn)探究(1)如圖所示，取一對(duì)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，貼在下部的金屬箔片是閉合的.

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？一、對(duì)三種起電方式的理解答案C移近導(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開；導(dǎo)學(xué)探究②這時(shí)把A和B分開，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？答案金屬箔片仍張開，但張角變?。虎墼僮孉和B接觸，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？答案A、B接觸，金屬箔片都閉合.(2)帶正電的物體A與不帶電的物體B接觸，使物體B帶上了什么電荷？在這個(gè)過程中電荷是如何轉(zhuǎn)移的？答案正電荷，在這個(gè)過程中，有電子從物體B轉(zhuǎn)移到物體A，物體B中電子數(shù)量減少，因此帶正電.三種起電方式的比較知識(shí)深化

摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷導(dǎo)體帶上與帶電體同性的電荷原因不同物質(zhì)對(duì)電子的束縛能力不同.束縛能力強(qiáng)的得電子，帶負(fù)電；束縛能力弱的失電子，帶正電電子在電荷間相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，近端帶異種電荷，遠(yuǎn)端帶同種電荷在電荷間相互作用下，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上實(shí)質(zhì)電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移說明無論哪種起電方式，發(fā)生轉(zhuǎn)移的都是電子，正電荷不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移.例1

(多選)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)生電子和質(zhì)子B.兩種不同材料的不帶電的絕緣體互相摩擦后，同時(shí)帶上等量異種電荷C.摩擦起電，可能是因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致質(zhì)子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體而形成的D.絲綢摩擦玻璃棒時(shí)，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實(shí)質(zhì)是由于兩個(gè)物體的原子核對(duì)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(gè)物體失去電子，其質(zhì)子數(shù)就會(huì)比電子數(shù)多，我們說它帶正電；若一個(gè)物體得到電子，其質(zhì)子數(shù)就會(huì)比電子數(shù)少，我們說它帶負(fù)電.使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷.√√例2

(多選)如圖2所示，A、B為相互接觸并用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初都不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，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移走，最后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔

片張開，而B上的金屬箔片閉合√√圖2解析A、B開始都不帶電，把C移近導(dǎo)體A時(shí)，由于靜電感應(yīng)使A、B中的自由電子向左移動(dòng)，使得A端帶負(fù)電荷，B端帶正電荷，所以兩邊的金屬箔片都張開，A正確.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，B正確，D錯(cuò)誤.但如果先移走C，A、B上的感應(yīng)電荷會(huì)馬上中和，不再帶電，所以金屬箔片都不會(huì)張開，C錯(cuò)誤.感應(yīng)起電的判斷方法1.當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷，如圖3甲所示.2.導(dǎo)體接地時(shí)，該導(dǎo)體與地球可視為一個(gè)導(dǎo)體，而且該導(dǎo)體可視為近端導(dǎo)體，帶異種電荷，地球就成為遠(yuǎn)端導(dǎo)體，帶同種電荷，如圖乙、丙所示.總結(jié)提升圖3說明：用手摸一下導(dǎo)體，再移開手指，相當(dāng)于先把導(dǎo)體接地，然后再與大地?cái)嚅_.二、電荷守恒定律元電荷導(dǎo)學(xué)探究(1)在摩擦起電過程中，一個(gè)物體帶上了正電荷，另一個(gè)物體帶上了負(fù)電荷，該過程是否創(chuàng)造了電荷？在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量會(huì)增多或減少嗎？答案摩擦起電的過程并沒有創(chuàng)造電荷.一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，電荷的總量保持不變.(2)物體所帶的電荷量可以是任意的嗎？物體所帶的電荷量可以是4×10－19C嗎？答案物體所帶的電荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19C的整數(shù)倍.由于4×10－19C是1.60×10－19C的2.5倍，所以物體所帶的電荷量不能是4×10－19C.(3)電子和質(zhì)子就是元電荷嗎？答案元電荷是最小的電荷量，不是物質(zhì)；電子和質(zhì)子是實(shí)實(shí)在在的粒子，不是元電荷.1.使物體帶電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造了電荷，而是物體所帶的電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，起電的過程就是物體間或物體內(nèi)部電荷的重新分布.2.電荷的中和是指帶等量異號(hào)電荷的兩物體接觸時(shí)，經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移，物體達(dá)到電中性的過程.3.導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的材料、形狀、大小有關(guān)，當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后，電荷量將平均分配，即最后兩個(gè)球帶等量的同種電荷或均不帶電.4.元電荷(1)元電荷是最小的電荷量，而不是實(shí)物粒子，元電荷無正、負(fù)之分.(2)雖然質(zhì)子、電子的電荷量等于元電荷，但不能說質(zhì)子、電子是元電荷.(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.知識(shí)深化例3完全相同的兩金屬小球A、B帶有相同大小的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)完全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大小之比為多大？答案2∶3(2)若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？答案2∶1解析設(shè)A帶正電，B帶負(fù)電，且所帶電荷量大小均為Q.例4放在絕緣支架上的兩個(gè)完全相同的金屬小球A、B分別帶有電荷量QA＝6.4×10－9C、QB＝－3.2×10－9C，讓兩個(gè)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(gè)？答案電子由B球轉(zhuǎn)移到A球3.0×1010個(gè)解析兩小球接觸時(shí)，電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配，由于兩小球完全相同，剩余正電荷一定平分，即接觸后兩小球帶電荷量在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，自身的凈電荷全部中和后，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′－QB＝1.6×10－9C－(－3.2×10－9C)＝4.8×10－9C[學(xué)科素養(yǎng)]通過例3、例4的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握電荷守恒定律及其相關(guān)應(yīng)用，知道兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后將平分電荷，較好地體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).三、驗(yàn)電器的原理和使用驗(yàn)電器的兩種應(yīng)用方式及原理(1)帶電體接觸驗(yàn)電器：當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時(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)金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開.如圖4甲.(2)帶電體靠近驗(yàn)電器：當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，帶電體會(huì)使驗(yàn)電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會(huì)感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，兩箔片在斥力作用下張開，如圖乙.圖4解析機(jī)械波由振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生，機(jī)械波是能量波，傳播需要介質(zhì)，速度由介質(zhì)決定，電磁波是物質(zhì)波，波速由介質(zhì)和自身的頻率共同決定；機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象，故選項(xiàng)B、C、D正確.例5如圖5所示，用起電機(jī)使金屬球A帶負(fù)電，靠近驗(yàn)電器B的金屬球，則A.驗(yàn)電器的金屬箔片不張開，因?yàn)榍駻沒有和B接觸B.驗(yàn)電器的金屬箔片張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了正電C.驗(yàn)電器的金屬箔片張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了負(fù)電D.驗(yàn)電器的金屬箔片張開，因?yàn)轵?yàn)電器下部的兩金屬箔片

都帶上了負(fù)電√解析帶負(fù)電的球A靠近驗(yàn)電器B的金屬球，根據(jù)電荷“同性斥，異性吸”的特點(diǎn)知，驗(yàn)電器金屬球上的電子會(huì)被球A上的負(fù)電荷排斥到驗(yàn)電器下端箔片上，則金屬桿下端的兩箔片就會(huì)因帶負(fù)電荷而相斥，箔片張開，故選D.圖5達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(對(duì)三種起電方式的理解)(多選)下列說法中正確的是A.靜電感應(yīng)不是創(chuàng)造電荷，只是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分B.摩擦起電時(shí)，一個(gè)物體失去一些電子而帶正電，另一個(gè)物體得到這些電子

而帶負(fù)電C.摩擦起電和感應(yīng)起電都能使電子轉(zhuǎn)移，只不過前者使電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移

到另一個(gè)物體上，而后者則使電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分D.一個(gè)帶電體接觸一個(gè)不帶電的物體，兩個(gè)物體可能帶上異種電荷1234√√√2.(感應(yīng)起電)(多選)(2018·濟(jì)寧市高二月考)如圖6所示，把置于絕緣支架上的不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶負(fù)電的導(dǎo)體C附近，導(dǎo)體的A端感應(yīng)出正電荷，B端感應(yīng)出負(fù)電荷.關(guān)于使導(dǎo)體帶電的以下說法中正確的是A.如果用手摸一下導(dǎo)體的B端，B端自由電子將經(jīng)人體流入大地，手

指離開，移去帶電體C，導(dǎo)體帶正電B.如果用手摸一下導(dǎo)體的A端，大地的自由電子將經(jīng)人體流入導(dǎo)體與A端的正電荷中

和，手指離開，移去帶電體C，導(dǎo)體帶負(fù)電C.如果用手摸一下導(dǎo)體的中間，由于中間無電荷，手指離開，移去帶電體C，導(dǎo)體不

帶電D.無論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置，導(dǎo)體上的自由電子都經(jīng)人體流入大地，手指離

開，移去帶電體C，導(dǎo)體帶正電1234√√圖6解析無論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置，都會(huì)使枕形