高中物理第一章靜電場(chǎng)1.電荷電荷守恒定律學(xué)案教科版必修第三冊(cè)

1．電荷電荷守恒定律課標(biāo)要求思維導(dǎo)圖1.知道自然界中只有兩種電荷，知道電荷間的相互作用規(guī)律．2．知道元電荷的概念，認(rèn)識(shí)各種起電方法及實(shí)質(zhì)．3．理解電荷守恒定律的內(nèi)容．必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、兩種電荷摩擦起電的解釋1．電荷(1)定義：電荷的多少叫作________，常簡(jiǎn)稱為電荷．(2)單位：國(guó)際單位制中為____，簡(jiǎn)稱____，符號(hào)為____．常用單位還有____(μC)和納庫(kù)(nC)，1μC＝10－6C，1nC＝10－9C.(3)分類①正電荷：和用絲綢摩擦過(guò)的________所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷．②負(fù)電荷：和用毛皮摩擦過(guò)的________所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷．(4)電荷的性質(zhì)：同種電荷相互________，異種電荷相互________．(5)元電荷①一個(gè)電子所帶電荷量的絕對(duì)值為1.6×10－19C，它是電荷的________，稱為元電荷，記作e＝1.6×10－19C.②任何帶電體所帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍．2．摩擦起電的解釋(1)原子模型①原子結(jié)構(gòu)②原子電性：原子核所帶電荷總量與________所帶電荷總量相等，因此物體通常對(duì)外不顯電性．(2)摩擦起電的實(shí)質(zhì)不同種類的兩個(gè)不帶電物體相互摩擦?xí)r，________從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，原來(lái)呈電中性的物體由于得到電子而帶________，失去電子的物體則帶________．二、電荷守恒定律電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被________，它們只能從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分________到另一部分；也就是說(shuō)，在任何自然過(guò)程中，電荷的________是守恒的，這就是通常所說(shuō)的電荷守恒定律．三、靜電感應(yīng)1．靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互________或________，導(dǎo)體中的自由電荷便會(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)離帶電體的一端帶________電荷的現(xiàn)象．2．感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程．[提醒]元電荷不是指電子，也不是指質(zhì)子，它是最小的帶電單元，帶電體所帶的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍．[導(dǎo)學(xué)](1)導(dǎo)體和絕緣體：容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體，很不容易導(dǎo)電的物體稱為絕緣體．(2)自由電子：金屬導(dǎo)體內(nèi)部能夠自由移動(dòng)的電子稱為自由電子．[導(dǎo)學(xué)2]感應(yīng)起電的適用條件：感應(yīng)起電只適用于導(dǎo)體．絕緣體的電子因不能自由移動(dòng)而不能感應(yīng)起電．[導(dǎo)學(xué)3](1)驗(yàn)電器可用來(lái)檢驗(yàn)物體是否帶電．(2)驗(yàn)電器的兩金屬箔片是因?yàn)橥N電荷間的斥力作用張開的．關(guān)鍵能力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點(diǎn)一對(duì)三種起電方式的理解導(dǎo)學(xué)探究(1)在干燥的實(shí)驗(yàn)室里，用絲綢摩擦玻璃棒，發(fā)現(xiàn)玻璃棒能夠吸引輕小的物體，這說(shuō)明了什么？(2)有時(shí)近距離接近正在播放節(jié)目的電視機(jī)(沒(méi)有接觸)時(shí)，會(huì)感覺(jué)身上的汗毛根根豎起，我們知道這是靜電作用的結(jié)果．我們并沒(méi)有接觸到電視機(jī)，靜電是怎么產(chǎn)生的呢？歸納總結(jié)三種起電方式的比較摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電現(xiàn)象兩絕緣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)體帶上與帶電體相同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．導(dǎo)體中的電子在電荷間相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，使靠近帶電體一端所帶的電荷電性與帶電體相反；遠(yuǎn)離帶電體一端與帶電體所帶電荷電性相同．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)均為電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移典例示范例1下列關(guān)于幾種起電方式的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．靜電感應(yīng)不是創(chuàng)造電荷，只是電荷從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)部分B．摩擦起電時(shí)，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電C．摩擦和感應(yīng)都能使電子轉(zhuǎn)移，只不過(guò)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例2如圖所示，原來(lái)不帶電的金屬導(dǎo)體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔；若使帶負(fù)電的金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是()A．只有M端驗(yàn)電箔張開，且M端帶正電B．只有N端驗(yàn)電箔張開，且N端帶正電C．兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶負(fù)電，右端帶正電D.兩端的驗(yàn)電箔都張開，且兩端都帶正電或負(fù)電素養(yǎng)訓(xùn)練1(多選)關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．摩擦起電現(xiàn)象使本來(lái)沒(méi)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(shí)帶上等量異號(hào)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)物體而造成的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)而顯正電素養(yǎng)訓(xùn)練2(多選)如圖所示，將帶有絕緣柄的帶電導(dǎo)體棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，甲、乙兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣．下述幾種方法中能使兩球都帶電的是()A．先把兩球分開，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(dǎo)體球不分開探究點(diǎn)二電荷守恒定律的理解及應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究(1)摩擦起電是創(chuàng)造了電荷嗎？(2)兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的導(dǎo)體接觸時(shí)，是電荷消失了嗎？歸納總結(jié)1.“中性”“中和”的本質(zhì)電中性的物體是有電荷存在的，只是代數(shù)和為0，對(duì)外不顯電性，是一個(gè)狀態(tài)；電荷的中和是指電荷的種類、數(shù)量達(dá)到異號(hào)、等量時(shí)，正負(fù)電荷代數(shù)和為0，是一個(gè)過(guò)程．2．起電過(guò)程中電荷變化不論哪一種起電過(guò)程都沒(méi)有創(chuàng)造電荷，也沒(méi)有消滅電荷，本質(zhì)都是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，也就是說(shuō)物體所帶電荷的重新分配．3．兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球相互接觸后的電荷分配規(guī)律(1)若只有一個(gè)導(dǎo)體球帶電，則接觸后電荷平分；(2)若兩個(gè)導(dǎo)體球帶同種電荷，則總電荷平分；(3)若兩個(gè)導(dǎo)體球帶異種電荷，則先中和，剩余電荷再平分．典例示范例3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，C是帶正電的小球，當(dāng)其移近導(dǎo)體A后，分開A和B，之后移去C，最終A帶上了－1×10－8C的電荷，下列關(guān)于電荷轉(zhuǎn)移情況正確的是()A．從A到B轉(zhuǎn)移了6.25×1010個(gè)正電荷B．從A到B轉(zhuǎn)移了1.25×1011個(gè)正電荷C．從B到A轉(zhuǎn)移了6.25×1010個(gè)電子D．從B到A轉(zhuǎn)移了1.25×1011個(gè)電子素養(yǎng)訓(xùn)練3(多選)原來(lái)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1.6×10－15C，丙物體帶電荷量的大小為8×10－16C.則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說(shuō)法中正確的是()A．乙物體一定帶有負(fù)電荷8×10－16CB．乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×10－15CC．丙物體一定帶有正電荷8×10－16CD．丙物體一定帶有負(fù)電荷8×10－16C素養(yǎng)訓(xùn)練4(多選)將一帶負(fù)電的通過(guò)絕緣支架支撐的金屬小球置于潮濕的空氣中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該小球上帶的負(fù)電荷幾乎不存在了．這說(shuō)明()A．小球上原有的負(fù)電荷徹底消失了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)象是由電子轉(zhuǎn)移引起的，仍然遵循電荷守恒定律隨堂演練·自主檢測(cè)——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1．毛皮與橡膠棒摩擦后，橡膠棒帶負(fù)電，這是因?yàn)?)A．橡膠棒上的正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上去了B．毛皮上的電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上去了C．橡膠棒失去了電子D．毛皮得到了質(zhì)子2．某個(gè)物體帶電量不可能的是()A．2×10－19CB．3.2×10－19CC．4.8×10－19CD．1.6×10－9C3．如圖所示，當(dāng)將帶正電的球C移近不帶電的枕形絕緣金屬導(dǎo)體AB時(shí)，枕形導(dǎo)體上的電荷移動(dòng)情況是()A．枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向B端移動(dòng)，負(fù)電荷不移動(dòng)B．枕形金屬導(dǎo)體中的帶負(fù)電的電子向A端移動(dòng)，正電荷不移動(dòng)C．枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)D．枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)4．用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒，靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿后拿開橡膠棒，這時(shí)驗(yàn)電器小球a和金箔b的帶電情況是()A．a(chǎn)帶正電，b帶負(fù)電B．a(chǎn)帶負(fù)電，b帶正電C．a(chǎn)、b均帶正電D．a(chǎn)、b均不帶電5．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．下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是()1．電荷電荷守恒定律必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、1．(1)電荷量(2)庫(kù)侖庫(kù)C微庫(kù)(3)玻璃棒橡膠棒(4)排斥吸引(5)最小單元2．(1)正電負(fù)電電子(2)電子負(fù)電正電二、消滅轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移代數(shù)和三、1．吸引排斥異種同種關(guān)鍵能力·合作探究探究點(diǎn)一【導(dǎo)學(xué)探究】提示：(1)說(shuō)明玻璃棒帶上了電荷．(2)是靜電感應(yīng)造成的．【典例示范】例1解析：靜電感應(yīng)不是創(chuàng)造電荷，只是電荷在電場(chǎng)力作用下從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)部分，A正確；摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，物體原來(lái)呈現(xiàn)電中性，所以失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電，B正確；摩擦和感應(yīng)都能使電子轉(zhuǎn)移，只不過(guò)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，C正確；一個(gè)帶電體接觸一個(gè)不帶電的物體，接觸起電的兩個(gè)物體只能帶上同種電荷，故D錯(cuò)誤．答案：D例2解析：由于電荷間的相互作用，所以M端帶正電，N端帶負(fù)電，MN兩端的金箔都會(huì)張開，是感應(yīng)起電現(xiàn)象，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C素養(yǎng)訓(xùn)練1解析：摩擦起電的實(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(shuō)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(shuō)它帶負(fù)電．綜上所述，B、D正確答案：BD素養(yǎng)訓(xùn)練2解析：感應(yīng)起電應(yīng)遵從以下幾個(gè)步驟：(1)兩導(dǎo)體彼此接觸；(2)帶電體移近兩導(dǎo)體；(3)先分開兩導(dǎo)體，再移走帶電體．由此可知，A項(xiàng)可以使兩球都帶電；帶電體與非帶電體接觸，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，使物體帶電，C項(xiàng)可以使兩球都帶電，故A、C正確．答案：AC探究點(diǎn)二【導(dǎo)學(xué)探究】提示：(1)任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移．(2)兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的導(dǎo)體接觸時(shí)，是兩物體異種電量的中和，原子核外的電子與原子核的質(zhì)子數(shù)相同，對(duì)外不顯電性．【典例示范】例3解析：由于A、B都是金屬導(dǎo)體，可移動(dòng)的電荷是自由電子，A帶上負(fù)電荷的原因是電子由B移動(dòng)到A，其中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為n＝1×10-81.6×10-19＝6.25×1010(個(gè))．這樣B失去n個(gè)電子，帶上1×10－8C正電．A得到n個(gè)電子，帶上答案：C素養(yǎng)訓(xùn)練3解析：由于甲、乙、丙原來(lái)都不帶電，甲、乙相互摩擦導(dǎo)致甲失去電子而帶1.6×10－15C的正電荷，乙物體得到電子而帶1.6×10－15C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帶負(fù)電荷1.6×10－15C－8×10－16C＝8×10－16C，故A、D正確．答案：AD素養(yǎng)訓(xùn)練4解析：金屬小球上的負(fù)電荷減少是由于電子通過(guò)潮濕的空氣轉(zhuǎn)移到外界，但是這些電子并沒(méi)有徹底消失，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，仍遵循電荷守恒定律，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確．答案：CD隨堂演練·自主檢測(cè)1．解析：毛皮與橡膠棒摩擦后，橡膠棒帶負(fù)電，這是因?yàn)槊ど系碾娮愚D(zhuǎn)移到橡膠棒上去了，橡膠棒得到電子帶負(fù)電，毛皮失去電子帶正電，B正確．答案：B2．解析：元電荷是最小的電荷量，其值取e＝1.6×10－19C，任何帶電體帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍或者等于元電荷.2×10－19C不是元電荷的整數(shù)倍，故A不可能；3.2×10－19C恰好是元電荷的2倍；4.8×10－19C恰好是元電荷的3倍；1.6×10－9C是元電荷的1010倍．答案：A3．解析：金屬導(dǎo)體中能夠自由移動(dòng)的是自由電子，正電荷幾乎不能移動(dòng)，當(dāng)帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時(shí)，發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，所