版选修3_1.doc
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1、1第 1 节 电荷及其守恒定律1知道两种电荷及其相互作用 2了解使物体起电的方式 3理解电荷守恒定律的内容 4知道什么是元电荷一、电荷1两种电荷:自然界中的电荷只有正负两种电荷用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引2三种起电方式(1)摩擦起电:两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电(2)感应起电静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同
2、号电荷的现象感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程(3)接触起电:不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷,这种使物体带电的方式叫做接触起电二、电荷守恒定律1内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变,这个结论叫做电荷守恒定律2另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变三、元电荷1电荷量:电荷的多少叫做电荷量,在国际单位制中它的单位是库仑,简称库,用符号 C 表示2元电荷:电子、质子所带的电荷量是科学实验发现的最小电荷量,这个最小的电荷量叫做元电荷3元电荷的值: e1610 19
3、 _C4比荷:电子的电荷量与其质量之比,叫做电子的比荷判一判 (1)两个正电荷之间的作用力为斥力,两个负电荷之间的作用力为引力( )2(2)摩擦起电是创造电荷的过程( )(3)玻璃棒和其他物体摩擦后不一定带正电( )(4)感应起电过程仍符合电荷守恒定律( )(5)元电荷是最小的带电体( )提示:(1)两个正电荷或负电荷之间的作用力都为斥力(2)摩擦起电是电子转移的过程,不会创造电荷(3)玻璃棒与丝绸摩擦后带正电,与其他物体摩擦后不一定带正电(4)三种起电方式的实质都是电荷在不同物体间或同一物体内部发生了转移,电荷的总量不变(5)元电荷是最小的电荷量,不是带电的物体想一想 在我国北方的冬天,天气
4、干燥,当脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电击,这是为什么?提示:脱外衣时,由于摩擦起电,因空气干燥,电荷不会短时间中和,触摸金属门把手时会有放电现象,所以被电击做一做 (多选)一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该金属小球上的净电荷几乎不存在了,这说明( )A金属小球上原来的负电荷消失了B此过程中电荷不守恒C金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了D该现象是由电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律提示:选 CD根据电荷守恒定律,电荷不能消灭,也不能创生,只会发生转移,故选项 A 错误此过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,只是被潮湿的空气导走而已,仍然遵守电荷守恒定
5、律,故选项 B 错误金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了,故选项 C 正确该现象是潮湿的空气将电子导走了,是由电子的转移引起的,仍遵守电荷守恒定律,故选项 D 正确对三种起电方式的理解1三种起电方式的对比摩擦起电 感应起电 接触起电产生条件两不同绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电体接触时现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷导体带上与带电体电性相同的电荷3微观解释不同物质的原子核对核外电子的约束力不同,摩擦时电子从一物体转移到另一物体导体中的自由电子受到带电体对它的排斥(或者吸引),而移向导体的远端(或者近端)电荷间的相互作用,使得自由电子在带电体和导体上转移
6、,且重新分布实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移2感应起电的判断方法(1)当一个带电体靠近导体时,产生静电感应现象,导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷(2)凡是遇到接地问题时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端物体,带异种电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷命题视角 1 对摩擦起电的理解(多选)关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )A摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B两种不同材料的绝缘体相互摩擦后,同时带上等量异号电荷C摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而造成的D丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到
7、丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电解析 摩擦起电的实质是由于两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同,因而电子可以在物体间转移若一个物体失去电子,其质子数就会比电子数多,我们说它带正电;若一个物体得到电子,其质子数就会比电子数少,我们说它带负电答案 BD命题视角 2 对感应起电的理解和判断使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片会张开下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )解析 带电的金属球靠近不带电的验电器时,在验电器上感应出电荷,验电器的顶端带上了与金属球相异的电荷,金属箔片带上了与金属球相同的电荷,选项 B 正确答案 B静电感应中导体接地问题的分析方法静电感应
8、现象遵循基本电学规律,如同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引以及电荷4守恒定律其中关于静电感应中的导体接地问题,具体有以下几种情况:(1)如图甲所示,当带正电的带电体 C 靠近不带电的导体 A、 B 时,如果导体不接地,由于静电感应,靠近 C 的 A 带负电,远离 C 的 B 带等量的正电(2)如图乙所示,当 B 接地时,在导线的连接下,导体 A、 B 和大地组成了一个大导体,这时近端为 A,而远端为大地由于静电感应, A 带负电,而 B 原来感应出的正电荷被从大地流来的负电荷(即电子,这里要注意,并非正电荷流入了大地)中和了,所以 B 不带电(3)如图丙所示,如果是 A 接地,导体 A、 B
9、和大地还是组成一个大导体新的导体仍然是 A 离带电体 C 最近,大地离 C 最远(这里很容易错误地认为近端为 B)由于静电感应,A 仍然带负电, B 不带电丙(4)如果(2)(3)两种情况不是接地,而是改为用手触摸 A 或 B,则结果相同 【题组突破】1(多选)(2018山东东营三校联考)关于电现象,下列说法中正确的是( )A感应起电是利用静电感应,使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程B带电现象的本质是电子的转移,中性物体得到多余电子就一定带负电,失去电子就一定带正电C摩擦起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷D当一种电荷出现时,必然有等量异种电荷出现,当一种
10、电荷被中和时,必然有等量异种电荷同时被中和解析:选 ABD感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分,而摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体,但相互摩擦的两个物体并不一定带等量异种电荷,故 A 正确,C 错误;由电荷守恒定律可知 D 正确;中性物体得到多余电子带负电,失去电子带正电,B 正确2如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在 a、 b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是( )5A闭合开关 S1,有电子从枕形导体流向大地B闭合开关 S2,有电子从枕形导体流向大地C闭合开关 S1,有电子从大地流向枕形导体D闭合开关 S2,没有电子通过开关 S2解析:选
11、C在 S1、S 2都闭合前,对枕形导体,它的电荷是守恒的, a、 b 出现等量负、正电荷当闭合开关 S1、S 2中的任何一个以后,便把大地与导体连通,使大地也参与了电荷转移,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒,由于静电感应, a 端仍为负电荷,大地远处应感应出正电荷,因此无论闭合开关 S1还是开关S2,都应有电子从大地流向导体,故 C 选项正确对电荷守恒定律的理解与应用1物体带电的实质:使物体带电不是创造了电荷,使物体不带电也不是消灭了电荷物体带电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间电荷的重新分配摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律2应用电荷守恒定律分
12、析接触起电现象中电荷量的分配(1)导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关完全相同的金属球接触时,电荷量平均分配;形状、大小不同的导体接触时电荷量不能平均分配无论哪种情况,接触前后电荷总量不变(2)完全相同的金属球接触起电时电荷量的分配情况用电荷量为 Q 的金属球与不带电的金属球接触后,两小球所带的电荷量相等,电性与原带电金属球相同用电荷量为 Q1的金属球与电荷量为 Q2的金属球接触,若两球带同种电荷,则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半,即 Q1 Q2 ,电性与两球原来所带电荷Q1 Q22的电性相同;若两球带异种电荷,接触后先中和等量的异种电荷,剩余电荷量平均分配,电性与接触前带
13、的电荷量大的金属球的电性相同命题视角 1 对元电荷的理解关于元电荷,下列说法中不正确的是( )A元电荷实质上是指电子和质子本身B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C元电荷的值通常取 e16010 19 CD电荷量 e 的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的解析 元电荷是最小的电荷量,不是某种电荷,其值通常取 e16010 19 C,A错误,C 正确;带电体的电荷量不连续,所以带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,B正确;最早测出电荷量 e 数值的科学家是美国的科学家密立根,D 正确6答案 A命题视角 2 接触带电的电量分配问题有两个完全相同的带电绝缘金属球 A、 B,分别带有电荷量
14、QA6410 9 C, QB3210 9 C,让两绝缘金属球接触在接触后, A、 B 带电荷量各是多少?此过程中电子如何转移?转移了多少个电子?思路点拨解析 由于 QA6410 9 C, QB3210 9 C,根据电荷均分规律,两球接触时带电量相同: Q A Q B 1610 9 C两球接触时,自由电子由 B 向 AQA QB2转移,转移的个数: n (个)3010 10(个)QA Q Ae ( 6 4 1 6) 10 91 610 19答案 均为 1610 9 C 自由电子由 B 向 A 转移 3010 10个【题组突破】1保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务,盗版书籍影响我们的
15、学习效率甚至给我们的学习带来隐患小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的( )A6210 19 C B6410 19 CC6610 19 C D6810 19 C解析:选 B电荷量必须是元电荷 e16010 19 C 的整数倍,6410 19 C 是 e 的4 倍,故看不清的关键数字可能是 B 项2半径相同的两个金属小球 A、 B 带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电金属小球 C,先后与 A、 B 接触后移开(1)若 A、 B 两球带同种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?(
16、2)若 A、 B 两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?解析:(1)设 A、 B 带同种电荷为 q,则 A、 C 接触后, A、 C 带电量为 qA qC q12C 与 B 球接触后, B、 C 带电量为qB qC qq 12q2 347故 A、 B 带电荷量大小之比为 qAqB12q34q 23(2)设 qA q, qB q,则C 与 A 接触后, A、 C 带电量为 qA qC q12C 与 B 接触后, B、 C 带电量为 qB qC q,12q q2 14故 A、 B 带电荷量大小之比为 qAqB12q14q 21答案:(1)23 (2)21随堂检测 1(2016高考浙江卷
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