高中物理第1章电荷的相互作用1.1静电现象与电荷守恒学案沪科版选修3_1

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1、1.1静电现象与电荷守恒学习目标重点难点1.知道两种电荷及电荷间的相互作用规律。2．能记住使物体带电的方式及带电本质。3．掌握元电荷的含义。4．会应用电荷守恒定律解决有关问题。重点：三种带电方式、元电荷、电荷守恒定律。难点：带电方式本质的理解，利用电荷守恒定律分析解决相关问题。1．物体起电的原因(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小物体，我们就说它们带了电或带了电荷。(2)物理学规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。更多试验结果表明：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。(3)物体是否带电，我们可以用验电器进行检验。验

2、电器如下图所示，金属球通过金属杆跟可转动的金属指针相连，当带电的玻璃棒接触金属球时，指针就会转过一定角度。(4)使物体带电的方式有摩擦起电、接触起电和感应起电。(5)一个带电物体靠近另一个绝缘导体时，导体的电荷分布发生明显的变化，物理学中把这种现象叫做静电感应。预习交流1在我国北方天气干燥的季节，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？答案：在天气干燥的时候，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体都带了电，用手去摸金属门把手，身体放电，于是产生电击的感觉。2．电荷守恒(1)物体内部存在带负电的电子和带正电的原子核是物体带电的内在原因，如下图所示。使物

3、体带电的过程实际上是物体得失电子的过程，原来不带电的物体得到电子带负电，失去电子带正电。(2)电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量不变。(3)元电荷：自然界中最小的电荷单元。元电荷值e＝1.6×10－19C；C是量度电荷的单位——库仑，简称库。预习交流2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，应该怎么办？答案：A球与B球接触，此时各带电荷量为q。然后B球与C球接触，于是各带电荷量为q。再使A球与B球接触，各自

4、带电荷量为(q＋q)/2＝q。一、产生静电的原因1．一绝缘球A带正电，用绝缘丝线悬挂的一个轻小物体B被A吸引，如图所示。试分析B的带电情况。答案：A、B相互吸引，有两种情况：一种情况是A、B带异种电荷，另一种情况是A带电而B不带电，因为带电体有吸引轻小物体的性质，所以B可能带负电，也可能不带电。2.如图所示，金属导体A不带电，与外界绝缘，将另一带正电且与外界绝缘的物体B靠近A，用手轻轻触摸一下A，然后，移走B，试分析导体A带什么电荷。答案：当带正电的物体B靠近金属导体A时，由于电荷之间的作用力，A左端感应出负电荷，右端感应出正电荷。手触摸A时，A右端的正电荷因

5、为受到B球正电荷的排斥力而通过人体转移，A左端的负电荷因受B球的正电荷吸引而保留，最终A带负电。如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B时，验电器金属箔张角减小，则(　　)。A．金属球可能不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电答案：AB解析：验电器的金属箔张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥，张开角度的大小决定于两金属箔带电荷量的多少。若A球带负电，则它靠近B球时，异种电荷相互吸引，使金属箔上的正电荷逐渐“上移”(实质是金属导体内的自由电子下移与金属箔上的正电荷中和，使金属箔带的正电减少)，从而使两金属

6、箔夹角减少，B正确，同时否定C。若A不带电，在靠近B时，发生静电感应使A球电荷发生极性分布，靠近B的一端出现负的感应电荷，而背向B的一端出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，从而使张角减小，选项A正确，同时否定D。(1)无论摩擦起电还是感应起电，本质上都是电子在物体之间或物体内部转移。(2)所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍。(3)感应起电必须注意操作步骤，即保持带电体在附近时，把原来接触的带电体分开，才能使两个导体带电。二、电荷守恒定律两个完全相同的金属球接触后，电荷量是怎样分配的？答案：(1)若初始状态两个小球中仅有

7、一个带电(假设q1≠0，q2＝0)，则两球接触后平分电荷量的总量，即q1′＝q2′＝，电性不变。(2)若初始状态两个小球均带电，则：①若两球带同种电荷(q1，q2)，则两球接触后平分电荷量的总量，即q1′＝q2′＝，电性不变。②若两球带异种电荷(q1，－q2)，则两球接触后异种电荷先中和，再平分剩余的净电荷量，即q1′＝q2′＝。目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电荷量为＋e，d夸克带电荷量为－e，e为元电荷。下列论断可能正确的是(　　)。A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B．质子由2

8、个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u