高中物理 第1章 电荷的相互作用 静电现象与电荷守恒学案 沪科版选修3-1

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1、学案1　静电现象与电荷守恒[学习目标定位]1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．一、物体起电的原因1．摩擦起电：原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成的．在两个不同物体相互摩擦的过程中，两个物体中都有一些电子脱离原子核的束缚而转移到对方，在通常情况下，两个不同材料的物体彼此向对方转移的电子数不相等．失去电子的物体就显示出带正电，得到电子的物体就显示出带负电．2．物体所带电荷的多少叫做电荷量，简称电荷或电量．在国际单位制中，它的单位是库仑，简称库，用C表示．正电荷的电荷量

2、用正值表示，负电荷的电荷量用负值表示．3．感应起电：一个带电的物体靠近一个导体时，导体的电荷分布会发生变化，显示出带电现象，物理学中把这种现象叫做静电感应．利用静电感应使物体带电叫做感应起电．二、电荷守恒1．电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分，在转移过程中，电荷的总量不变．这个结论叫做电荷守恒定律．2．元电荷：“元电荷”就是电子所带的电荷，一般用e表示，元电荷值通常取e＝1.6×10－19_C.一、物体起电的原因[问题设计]1．在干燥的实验室里，用丝绸摩擦过的

3、玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电．玻璃棒和橡胶棒带电原因是什么呢？是否产生了电荷呢？答案　原因是玻璃棒上的负电荷向丝绸上转移，橡胶棒上的正电荷向毛皮上转移．不是．2．取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触，如图1所示．起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的．图1(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔有什么变化？(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？(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)箔片仍张开

4、，但张角变小；(3)再让A、B接触，箔片都闭合．(4)两侧金属箔片都张开．[要点提炼]1．摩擦起电的原因：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．感应起电的原因：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，导体中的自由电子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．3．三种起电方式的实质都是电子的转移．二、电荷守恒定律[问题设计]1．电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？答案　不会．2

5、．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]1．怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”？答案　“电荷的总量”可理解为正、负电荷的代数和．2．“电荷的中和”，是电荷消失

6、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，其带电数量达到等量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体相互接触时，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．三、元电荷[问题设计]1．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.2．电子和质子就是元电

7、荷吗？答案　元电荷是电荷量的单位，不是物质；电子和质子是实实在在的粒子．[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．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．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

8、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