1、物理选修31沪科版11静电现象与电荷守恒教案静电现象与电荷守恒一、自然界中的两种电荷1、正电荷 ：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷。2、负电荷 ：把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷。3、带电体的基本性质：吸引轻小物体。 4、电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 5、原子的核式结构及物体带电的微观解释：（）构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。 原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子. 1、正电荷数等于负电荷数时物体对外表现为电中性；2、当正电荷数多于负电荷数时物体对外表现为带正电；3、当正电荷数少于负电荷数时物体对外表现为带负电。（）不同物质的微观结
2、构不同：金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核束 缚而在金属中自由活动，这种电子叫自由电子失去这种电子的原子便成为带正电的离子二、三种起电方式（1）摩擦起电：相互摩擦的物体带等量异种电荷摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同实质：相互作用的物体间电子的转移结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷（2）接触起电：不带电的物体跟带电的物体接触时, 不带电的物体与带电的物体带同种电荷。例如:将一个带电的金属小球跟另一个完全相同的不带电的金属小球接触后分开,它们平分了原来的带量而带上等量的同种电荷接触带电的实质：电子在不同物体间的转移可见：上述两种起电方式都是电子在物体间的转移。（3）
3、感应起电：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导体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷。实质：微观带电粒子在物体内部转移； 结果：使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷 三、电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，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或一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。四、元电荷、电荷的多少叫做电荷量 符号：Q或q 单位：库仑（C） 正电荷的电量为正值，负电荷的电量为负值。、元电荷（最小
4、电荷量e叫做元电荷电子电荷量的绝对值，即e=1.610-19C） 元电荷：电子所带的电荷量，用e表示.元电荷量e的值：e=1.6010-19C 所有带电体的电荷 量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电 荷量是不能连续变化的物理量。、比荷：电子的电荷量e和电子的质量m的比值为 、密立根油滴实验 目的1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ BCD ）A物体所带的电荷量可以为任意实数B物体所带的电荷量只能是某些特定值C物体带电1.6010-9C，这是因为该物体失去了1.01010个电子D物体带电荷量的最小值为1.610-19C2如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互
5、相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是 ( AC ) A先把两球分开，再移走棒B先移走棒，再把两球分开C先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 3用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 （ AD ）A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体4一个带正电的验电器如图所示，当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则（ AC ）A金属球A可能不带电B金属球A一定带正电C金属球A
6、可能带负电D金属球A一定带负电 5用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（ C ）A验电器所带电荷量部分被中和B验电器所带电荷量部分跑掉了C验电器一定带正电D验电器一定带负电6以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（D ）A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移7带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（ A ）A. 2.410-19C B.-6.410-19C C.-1.610
7、-18C D.4.010-17C三计算1.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.010-5C的正电荷，小球B、C不带电现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？.qa=510-6C qb= 7.510-6C qc=7.510-6C一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒带的电量，大约只有107库，一片带电的云上所带的电量，大约有几十库仑1有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为3q/8，应该怎么办？2把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相
8、互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（）A带有等量异种电荷B带有等量同种电荷C带有不等量异种电荷D一个带电，另一个不带电3如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是（） A BA导体B带负电B导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等 C若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关D只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零4下列说法中正确的是（）A正、负电荷最早由美国科学学家富兰克林命名 B元电荷电荷量的大小最早由美国物理学家密立根测得 C元电荷就是电子D元电荷是表示跟电子或质子所带电量大
9、小相等的电荷量E在上题图中若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化五知识拓展：5将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数（ ） A增加 B减少 C不变 D先增加后减少6用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆b后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是（） Aa带正电，b带负电 Ba带负电，b带正电 Ca、b均带正电 Da、b均不带电7如图所示，将带电棒移近两个相同且不带电的导体球，开始时互相接触且对地绝缘，哪些方法能使两球带等量的电荷？例1绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝
10、膜。在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1-1-1所示，现使b带正电，则( )A.b将吸引a，吸住后不放开B.b先吸引a，接触后又把a排斥开C.a、b之间不发生相互作用D.b立即把a排斥开拓展 本题中如果a的表面不是镀有铝膜，则a的近b端和远b端不会分别出现等量的负电荷和正电荷，但是由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以正确的选项仍然是B。例2 两个完全相同的金属球，一个带6108C的电量，另一个带2108C的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？ 拓展 两个完全相同的金属球接触后再分开，再平均分配电量时，异种电荷先中和，再将剩余电荷除以2即为每个金属球所带的电量。例
11、3如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的是（ ）A沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QAQBB只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QAQBC沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QAQBD沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而QA、QB的值与所切的位置有关三维达标：基础练习1.关于元电荷的理解，下列说法正确的是( BD )A元电荷就是电子B元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C元电荷就是质子D物体所带电量只能是元电荷
12、的整数倍2.关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是( BC ) A.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B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分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3.下列关于电现象的叙述中正确的是（ BCD ）A玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B摩擦可以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的异种电荷C带电现象的本质是电子的转移，物体得到电子一定显负电性，失去电子显正电性D当一种电荷出现时，必然有等量的
13、异种电荷出现；当一种电荷消失时，必然有等量的异种电荷消失4将带电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，如图所示，下列几种方法能使两球都带电的是（ AC ）A先把两球分开，再移走棒B先移走棒，再把两球分开C先将棒接触一下其中一球，再把两球分开D棒带的电荷量如果不变，不能使两导体球带电综合跃升B如图1-1-4，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则（ AB ）A金属球A可能不带电B金属球A可能带负电C金属球A可能带正电D金属球A一定带正电 6. 将两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一小段距离，发现两小球之间相互排斥，
14、则A、B两球原来带电情况可能是( BCD )AA和B原来带有等量异种电荷BA和B原来带有同种电荷CA和B原来带有不等量异种电荷DA和B原来只有一个带电7. 如图1-1-6所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是( B )A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动8导体上的净电荷和导体中的“自由电荷”有何区别？答案：导体上的净电荷是指导体中正负电荷的代数和不为零时，正负电荷抵消后的电荷，导体的净
15、电荷只能分布在导体的外表面；导体中的“自由电荷”是指导体中可以自由移动的电荷，在导体的表面和内部都可以分布“自由电荷”。互动实践9. 图1-1-1所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电。试问：（1）如何使A、B都带等量正电？（2）如何使A带负电B带等量的正电？答案：（1）把AB紧密靠拢，让C接触A或B，然后移去C。再把A与B分开，则A、B都带等量正电。（2）把AB紧密靠拢，让C靠近A，则在A端感应出负电荷，B端感应出等量正电荷，马上把A与B分开后，则A带负电B带等量的正电。10. 当带电塑料尺子吸引一小纸片，当尺子接触到纸片时，有时纸
16、片会很快地飞开，这是为什么？答案：当带电塑料尺子吸引一小纸片，如果尺子接触到纸片，则纸片也带了与尺上电荷性质相同的电荷，同种电荷相排斥，所以纸片会很快地飞开。一般物体所带电荷的电荷量并不是任意的，而是某个最小电荷量e的整数倍，这个最小电荷量就是电子电荷量的绝对值，即e=1.610-19C，这个值是由美国物理学家密粒根用著名的油滴实验测定出的。我们也把电荷量e叫做元电荷。产生静电的设备：1、感应起电机2、超高压电源3、范德格拉夫起电机电压非常高，一般从几千伏到几十万伏，但所带电量不一定很大。检测静电的设备：验电器、电荷量表、静电电压表等【例一】挂在绝缘细线下的两轻质通草球，由于电 荷的相互作用靠
17、近或远离，如图所示，则：（ ） A 甲图中两球一定带异种电荷； B甲图中至少有一个带电； C乙图中两球一定带同种电荷； D乙图中两球可能只有一个带电。1两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥则A、B两球原来的带电情况可能是（ ） A带有等量异种电荷 B带有不等量异种电荷 C带有等量同种电荷D一个带电，另一个不带电【例六】有A、B、C三个用绝缘柱支持的 相同导体球, A带正电, B和C不带电,讨论用 什么办法能使:（1）B、C都带正电；（2）B、C带等量的异种电荷。 例五】有三个完全一样的绝缘金属球,A球带的电量为q，B、C均不带电,现要使B球带的电量为3q/8
18、, 应该怎么办?例四】有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、B，分别带有电量QA= -6.410-9CQB=-3.210-9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？例三】如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（）A 只有M端验电箔张开 B 只有N端验电箔张开C 两端的验电箔都张开 D 两端的验电箔都不张开17通常一次闪电过程历时约0.2O.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅4080s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0
19、v，云地间距离约为l km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是 A.闪电电流的瞬时值可达到1A B整个闪电过程的平均功率约为lW C闪电前云地间的电场强度约为l106V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为620.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）如图，在区域I（0xd）和区域II（dx2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q（q0）的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I，其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时，速度方向与x轴正方向的夹角为30；因此，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I，其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求（1）粒子a射入区域I时速度的大小；（2）当a离开区域II时，a、b两粒子的y坐标之差。
