高中物理教科版选修3-1：第一章 静电场 学案1

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1、学案1　电荷　电荷守恒定律[学习目标定位]1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律.4.掌握电荷量的概念及其单位；掌握元电荷的概念．一、摩擦起电　两种电荷1．电荷：(1)自然界只存在两种电荷，分别是正电荷和负电荷．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷．(2)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．2．电荷量：电荷的多少．其国际单位是库仑，用字母C表示．常用的电荷量单位还有微库(μC)和纳库(nC).1μC＝10－6C,1n

2、C＝10－9C.3．元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用e表示．所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．二、摩擦起电的解释材料不同的两个物体互相摩擦之后会带电，是因为两个物体互相摩擦时，一个物体失去电子，另一个物体得到电子．失去电子的物体内部正电荷量的总和将大于负电荷量的总和，因而显示出带正电．同样的道理，得到电子的物体就显示出负电，而且两者的电荷量必然等值异号．三、电荷守恒定律电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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

3、．四、静电感应与感应起电把电荷靠近不带电的导体，可以使导体带电的现象叫静电感应．我们称这种起电为感应起电.一、摩擦起电　两种电荷[问题设计]在干燥的实验室里，用丝绸摩擦玻璃棒，发现玻璃棒能够吸引轻小的物体，这说明了什么？答案　说明玻璃棒带上了电荷．[要点提炼]1．摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会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．电荷转移的实质是电子的转移，起电的过程是物体中正、负电荷的分离和电子的转移的过程，电荷的中和是正、负电荷结

4、合的过程，此过程电荷并没有消失．二、元电荷[问题设计]物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×10－19C吗？答案　物体的带电荷量不是任意的，它只能是1.6×10－19C的整数倍．由于4×10－19C是1.6×10－19C的2.5倍，所以带电荷量不能是4×10－19C.[要点提炼]1．所有带电体的带电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．2．质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷．三、电荷守恒定律[问题设计]前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子的得失．那么，在一个封闭的系统中电荷的总

5、量能增多或减少吗？答案　在一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变．[要点提炼]1．电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量保持不变”．2．导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q1和Q2，两小球接触后再分开，将平分电荷，两小球带电量都为Q＝(式中电量Q1和Q2均包含它们的正负号)．[延伸思考]“电荷的中和”，是电荷消失了吗？“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗？答案　不是．“电荷的中和”是指两个带等量异种电荷的物体，其带电量等量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体

6、相互接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程，在此过程中电荷仍然守恒．四、探究感应起电　接触起电[问题设计]如图1所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的．图1(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？(4)再把带正电物体C和A接触，金属箔片又有什么变化？答案　(1)C移近导体A，两侧金属箔片都张开；(2)金属箔

7、片仍张开，但张角变小；(3)A、B接触，金属箔片都闭合；(4)两侧金属箔片都张开．[要点提炼]1．感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，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种电荷，远离带电体的一端带同种电荷．2．接触起电：带电体与原来不带电的物体接触时，电荷从带电体转移到不带电的物体上．3．感应起电和接触起电的实质都是自由电子的转移．一、对三种带电方式的理解例1　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

8、．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