版选修3_1.ppt

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1、第一章 静 电 场 1 电荷及其守恒定律,一、电荷及起电方式 1.两种电荷： (1)电荷的分类： 正电荷：和用丝绸摩擦过的_所带的电荷性质 一样的电荷。,玻璃棒,负电荷：和用毛皮摩擦过的_所带的电荷性质 一样的电荷。 (2)电荷的性质：同号电荷相互_，异号电荷相互 _；且带电体有_的性质。 2.摩擦起电：两个物体相互摩擦时，_从一个物体 转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于_电 子而带负电，_电子的物体则带正电。,橡胶棒,排斥,吸引,吸引轻小物体,电子,得到,失去,3.感应起电： (1)自由电子：金属中离原子核_的能脱离原子核的 束缚而在金属中_的电子。 (2)静电感应：当一个带电体靠近导

2、体时，由于_ _，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_电荷，远离 带电体的一端带_电荷的现象。,较远,自由活动,电荷间,相互吸引或排斥,异号,同号,(3)感应起电：利用_使金属导体带电的过程。,静电感应,二、电荷守恒定律及元电荷 1.电荷守恒定律： (1)内容：电荷既不会_，也不会_，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_。 (2)电荷守恒定律的表述：一个与外界没有_ 的系统，电荷的代数和_。,创生,消灭,保持不变,电荷交换,保持不变,2.元电荷： (1)电荷量：电荷的_。在国际单位制中，单位是 _，符号

3、_。 (2)元电荷：最小的电荷量，即_或_所带的电 荷量，用e表示，e=_。最早由美国物理 学家_测得。 (3)电子的比荷：电子的电荷量e与_之比。,多少,库仑,C,电子,质子,1.6010-19 C,密立根,电子的质量me,【思考辨析】 (1)感应起电过程仍符合电荷守恒定律。 ( ) (2)元电荷是最小的带电体。 ( ) (3)玻璃棒和其他物体摩擦后不一定带正电。 ( ) (4)摩擦起电是通过摩擦创造了等量的异种电荷的过 程 。 ( ) (5)带电微粒所带的电荷量可能为2.410-19 C。( ),提示：(1)。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。

4、 (2)。元电荷是最小的电荷量，不是带电的物体。 (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)。摩擦起电并不是创造了电荷，而是使电荷分开、转移。 (5)。物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍。,【生活链接】 是否只有当带电体与导体棒的上端接触时，金属箔片才会张开？解释看到的现象。 提示：当带电体靠近导体棒上端时发生静电感应使导体棒带电，金属箔片张开。当带电体接触导体棒时同样可使导体棒带电，金属箔片张开，属于接触起电，这是两种不同的起电方式。,知识点一 三种起电方式的理解 探究导入： 同学们到超市购物，是如何打开新塑料袋的呢？请做 下面的实验并解释： 将新塑料袋铺于平滑

5、的木质桌面上，沿垂直于塑料袋 底线方向剪下一条长15 cm、宽3 cm的双层塑膜条，捏,住塑膜条的底线部位，平放在桌子上，另一只手用毛刷单方向在塑膜条上摩擦34次，再翻过塑膜条使另一面朝上，重复刚才的动作。 然后将塑膜条提起，会看到两片塑膜条自然分开成 90120。之后，将刚才用过的毛刷从下方伸入两片塑膜条的中间，这时会看到两片展开的塑膜条突然合拢且紧贴于毛刷上。,提示：(1)毛刷与塑膜条摩擦后产生了静电，两层塑膜 条上带有同种电荷，同种电荷相互排斥使塑膜条分开。 (2)摩擦后的毛刷上带有等量异种电荷，将毛刷伸入两 片塑膜条中间，塑膜条合拢且紧贴着毛刷，说明异种电 荷相互吸引。 (3)售货员为

6、打开塑料袋，用两手揉擦其表面，原因与 上面的分析相同。,【归纳总结】 三种起电方式的比较：,三种起电方式各自遵循的规律 (1)摩擦起电时电荷转移的规律。 摩擦起电时，原子核中的质子不能脱离原子核而移动，即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷，转移的只是负电荷，即电子。 电中性的两个绝缘体相互摩擦，带正电的物体一定是失去了电子，带负电的物体一定是获得了电子。,(2)感应起电的分布规律。 近异远同：用带电体靠近不带电的导体时，会在靠 近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷，远 离端感应出与带电体电性相同的电荷。 等量异性：用带电体靠近不带电的导体(或两不带电 的相互接触的导体)时，会在原不

7、带电的导体两端(或 两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷。,(3)接触起电时电子转移的规律。 带负电的物体与不带电的中性物体接触，电子由带负电的物体转移到中性物体上。 带正电的物体与不带电的中性物体接触，电子由中性物体转移到带正电的物体上。 带正电的物体与带负电的物体接触，电子由带负电的物体转移到带正电的物体上。,【易错提醒】 (1)摩擦起电适用于绝缘体，感应起电、接触起电适用于导体。 (2)无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移。,【典题通关】 考查角度1 起电实质 【典例1】(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下 列说法中正确的是 ( ) A.摩擦起电说明电

8、荷可以从一个物体转移到另一个物体 B.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明 通过做功可以创造出电荷,C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一 部分 D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不 带电的物体 【正确解答】选A、C。摩擦起电的实质是电子从一个 物体转移到另一个物体，并没有创造电荷，即说明电 荷可以从一个物体转移到另一个物体，故A选项正确。,摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但没有创造电荷。电荷只是发生转移，故B选项错误。感应起电的实质是电荷在电场力的作用下从物体的一部分转移到另一部分，故C选项正确。感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分。电荷可以从带电的

9、物体转移到原来不带电的物体是接触带电，故D选项错误。,考查角度2 感应起电 【典例2】(多选)如图所示，不带 电的枕形导体的A、B两端各贴有 一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( ),A.A端金箔张开，B端金箔闭合 B.用手触枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合 C.用手触枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张 开 D.选项C中两对金箔带同种电荷 【正确解答】选B、C、D。根据静电感应，带正电的导 体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，B端出现了,正电，两端金箔上各带同种电荷而张开，选项A错误。用手触枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不

10、再有电荷，金箔闭合，选项B正确。用手触枕形导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应现象，A端所带负电荷分布在枕形导体上，A、B端均带有负电荷，两对金箔均张开，选项C、D正确。,【规律方法】感应起电的两个重要特点 (1)近异远同：用带电体靠近不带电的导体时，会在靠 近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷，远 离带电体的一端感应出与带电体电性相同的电荷。 (2)等量异性：用带电体靠近不带电的导体(或两不带 电的相互接触的导体)时，会在原来不带电的导体两端 (或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性电荷。,【过关训练】 1.如图所示，绝缘细线上端固定，下端悬 挂一轻质小球a，a

11、的表面镀有铝膜，在a 的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b都 不带电。现使b带电，则 ( ),A.a、b间不发生相互作用 B.b将吸引a，吸住后不放开 C.b立即把a排斥开 D.b先吸引a，接触后又把a排斥开,【解析】选D。当球b带电时，由于静电感应，球a上靠近球b一端将带有异种电荷，远离球b一端带有同种电荷，球b对球a的引力大于斥力，所以表现为球b要吸引球a。当球a与球b接触后，由于接触起电，球a与球b带上同种电荷，球b要排斥球a，故只有选项D正确。,2.如图所示，用起电机使金属球A带上正电荷，并靠近验电器B，则 ( )A.验电器金箔不张开，因为球A没有和球B接触 B.验电器金箔张开，因为整

12、个验电器都感应出了正电荷,C.验电器金箔张开，因为整个验电器都感应出了负电荷 D.验电器金箔张开，因为验电器的下部箔片感应出了正 电荷 【解析】选D。相对于金属球来讲，金属箔片是距离带 电体A较远的一端，根据静电感应规律可知，验电器的 两金属箔片都带上了正电荷，而同种电荷相斥，所以金 属箔片张开，即D正确。,【补偿训练】 1.如图，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 ( ) A.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S

13、2，没有电子通过开关S2 【解析】选C。在S1、S2都闭合前，对枕形导体，它的 电荷是守恒的，a、b出现负、正电荷等量，当闭合开 关S1、S2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。,2.(多选)如图所示，将带有负电的绝缘金 属棒移近两个不带电的导体球，两个导体 球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中能使两球都带电的是 ( ) A.先把两球分开，再移走棒 B.先移走棒，再把两

14、球分开 C.使棒与甲球瞬时接触，再移走棒 D.先使乙球瞬时接地，再移走棒,【解析】选A、C、D。由于静电感应，甲球感应出正电 荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了 等量异种电荷，所以A正确；若先将棒移走，则两球不 会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B错误； 使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所 以C正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电 荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接,触的，所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D正确。,知识点二 电荷守恒定律的理解 探究导入： 甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触

15、了一下，结果两小球都没电了！电荷到哪里去了呢？是否违背了电荷守恒定律？,提示：(1)两球上的异种电荷中和了，即正、负电荷代数和为0，对外不显电性。 (2)没有违背电荷守恒定律。,【归纳总结】 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。 2.应用电荷守恒定律分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

16、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 接触前带的电荷量大的金属球的电性相同。,3.守恒的广泛性：电荷守恒定律和能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律。电荷守恒定律也涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。,【特别提醒】,【典题通关】 【典

17、例】(多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.610-15 C，丙物体带电810-16 C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是( ),A.乙物体一定带有负电荷810-16 C B.乙物体可能带有负电荷2.410-15 C C.丙物体一定带有正电荷810-16 C D.丙物体一定带有负电荷810-16 C,【正确解答】选A、D。物体经过摩擦后，会产生电。得到电子的带负电，失去电子的带正电。甲、乙两物体相互摩擦后，甲物体带正电1.610-15 C，则乙带负电1.610-15 C，若乙物体再与丙物体接触，由于丙

18、物体带电810-16 C，且一定带负电，则乙也一定带负电，大小为810-16 C，故A、D正确，B、C错误。,【过关训练】 1.(多选)把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况可能是 ( ) A.其中一个带电，一个不带电 B.两个小球原来带等量异种电荷 C.两个小球原来带同种电荷 D.两个小球原来带不等量异种电荷,【解析】选A、C、D。原来的其中一个带电，一个不带 电，接触后电荷平分，带上等量同种电荷，存在排斥 力，故A正确；两个小球原来分别带等量异种电荷，接 触后电荷完全中和，两球不存在排斥力，故B错误；两 个小球原来分别带同种电荷，把两个完全相同的小球 接触后电荷重

19、新平分，带上等量同种电荷，存在排斥 力，故C正确；两个小球原来分别带不等量异种电荷，,小球接触后电荷先中和再平分，带上等量同种电荷，存在排斥力，故D正确。,2.半径相同的两金属小球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之比为多大？ (2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？,【解析】(1)A、B带同种电荷，设电荷量为Q，C与A接 触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A、C所带的 电荷量均为 Q。 C与B接触后平分二者电荷量， 则B、C的电荷量均为 ( Q+Q)= Q

20、， A、B最终的电荷量之比为 Q Q=23。,(2)A、B带异种电荷，设电荷量分别为Q、-Q，A、C接 触后，平分电荷量，A、C的电荷量均变为 Q，C与B接 触后，平分二者的电荷量，C、B的电荷量均为( Q-Q)=- Q， 则A、B最终的电荷量之比为 Q|- Q|=21。 答案：(1)23 (2)21,【补偿训练】 1.如图所示，导体A带正电，当带负电的导体B靠近A时，A带的 ( )A.正电荷增加 B.负电荷增加 C.正、负电荷均增加 D.电荷量不变,【解析】选D。当带负电的导体B靠近导体A时，两导体之间无接触，由电荷守恒定律可知，A带的电荷量不变，只是电荷重新在导体表面上发生了分布(电荷重新

21、分布是由电荷之间相互作用力产生的)。,2.有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带 有电荷量QA=6.410-9 C，QB=-3.210-9 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？,【解析】由于QA=6.410-9 C，QB=-3.210-9 C，根据 电荷均分规律，两球接触时带电量相同： QA=QB= =1.610-9 C。两球接触时，自由 电子由B向A转移，转移的个数： n= =3.01010(个) 答案：均为1.610-9 C 自由电子由B向A转移 3.01010个,【拓展例题】考查内容：多电荷相互作用问题 【典例】(多选)如图所示，a、b、c、d 为四个带电小球，两球之间的作用分别 为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则 ( ) A.仅有两个小球带同种电荷 B.仅有三个小球带同种电荷,C.c、d小球带同种电荷 D.c、d小球带异种电荷 【正确解答】选B、D。由d吸a， d吸b可知a与b带同种电荷， 且与d带异种电荷； 由c斥a， c斥b可知c、a、b带同种电荷， c与d带异种电荷， 所以A、C错， B、D对。,