课件：选修3-1-第一章-第一节-认识静电.ppt

第一章 电场,第一节 认识静电,1．自然界中只存在________种电荷，习惯上规定用丝绸摩 擦过的玻璃棒带 ____________ 电荷 ， 用毛皮摩擦过的橡胶棒带 _________ 电荷 ． 同种电荷相互 ____________ ， 异种电荷相互 ________．,2．物体所带电荷的多少叫________，在国际单位制中，单 位是______，符号是______．等量的异种电荷完全抵消的现象 叫________．,3．电荷守恒定律：电荷既不能______，也不能______，它 们只能从一个物体______到另一个物体，或者从物体的一部分 ________到另一部分．在转移过程中，电荷的代数和______．,两,正,负,排斥,吸引,电荷量,库仑,C,中和,创造,消灭,转移,转移,不变,4．下列叙述正确的是( ),A．摩擦起电是创造电荷的过程 B．接触起电是电荷转移的过程 C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电 D．自然界只存在三种电荷：正电荷、负电荷和元电荷 图 1－1－1,B,轻小物体 B 被 A 吸引，如图 1－1－1 所示，可能的原因是( ) A．物体 B 带负电，A、B 相互吸引 B．B 不带电 C．因物体 B 太轻 D．以上分析均不对,5．(双选)一绝缘金属球 A 带正电，用绝缘丝线悬挂的一个,AB,知识点 1 起电的三种方式,1．日常生活中，用塑料梳子梳干燥的头发时，头发会随梳 子飘起来；在黑暗的地方脱毛衣时会看见小火花，听见“噼啪” 声．这些都是什么现象？,答案：摩擦起电现象．,图 1－1－2,2．如图 1－1－3 所示，A、B 为相互接触的用绝缘支柱支 持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片， C 是带正电的金属小球. 把球 C 移近导体 A 和将 C 与导体 A 接 触，两种情形下 A、B 上的金属箔片都会张开．原因是什么？,图 1－1－3,答案：C 移近异体 A，通过感应，A、B 上的金属箔片带上 了异种电荷；C 与导体 A 接触，通过接触，A、B 上的金属箔片 带上了同种电荷．,3．讨论：接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么？,这三种起电方式中物体所带电性有何不同？,答案：实质相同，都是电荷的转移．通过摩擦和感应起电 的两带电物体的电性相反，而接触起电时，两带电物体的电性 相同．,三种起电方式的实质,(1)摩擦起电：实质是得失电子；两带电物体的电性相反，,电量相等．,(2)感应起电：实质是导体中自由电荷的转移；两带电物体,的电性近异远同．,(3)接触起电：实质是自由电荷从一个物体转移到另一个物,体；两带电物体的电性一定相同．,【例 1 】关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是,( ),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．不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 D．以上说法均不正确 解析：不论是摩擦起电还是感应起电，其带电的实质都是 电荷的转移，而不是产生电荷，故 C 正确． 答案：C,【触类旁通】,1．下列叙述正确的是( ),A．摩擦起电是创造电荷的过程 B．接触起电是电荷转移的过程 C．感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触所以一 定是产生了电荷 D．一对正、负电子接触后，电子会消失，这种现象叫电 子的湮灭 解析：摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移， A、C 错，B 对，电子“湮灭”不是电子的消失，而是一个正电 子结合一个负电子后整体不再显示电性，D 错．,B,【例 2】把两个完全相同的金属球 A 和 B 接触一下，再分 开一定距离，发现两球之间相互排斥，则 A、B 两球原来的带,电情况不可能是 ( ),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 解析：当两个小球分别带等量异种电荷时，两球接触后， 都不带电，不可能相互排斥，故 A 项是不可能的． 答案：A,相互接触后分开，两球都带等量的正电荷，这是因为( ) A．A 球的正电荷移到 B 球上 B．B 球的负电荷移到 A 球上 C．A 球的负电荷移到 B 球上 D．B 球的正电荷移到 A 球上,【触类旁通】 2．把一个带正电的金属球 A 跟不带电的同样的金属球 B,B,知识点 2 元电荷,1 ．电荷量：它表示物体所带电荷的多少，国际单位是,________，用字母________表示．,2.元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用 e 表示， e＝ ____________C．所有带电体的电荷量或者等于______，或者 是____________．,3．有人说质子和电子都是元电荷，这种说法你认为对吗？,子和电子是元电荷．,答案：质子或电子所带电荷的多少叫元电荷，但不能说质,库仑,C,,,1.60×10－19,e,e的整数倍,,1．带电体的电荷量不能连续变化，因为最小的电荷量为,1.60×10－19,C.,2．质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能 说它们是元电荷． 3．电子的电荷量与质量的比叫做电子的比荷，电子的比荷,为,e me,＝1.76×1011 C/kg.,【例 3】(双选)科学家在研究原子、原子核及基本粒子时， 为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位．关于元电荷，下,列论述正确的是( ),A．把质子或电子叫元电荷,B．1.6×10－19,C 的电荷量叫元电荷,C．电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷 D．一个带电物体的带电量为 1.0×10－19 C,量 1.6×10－19,C 称为元电荷，不能说质子和电子是元电荷，它,们所带电荷量的绝对值是元电荷．所有带电体的电荷量一定等 于 1.6×10 －19 C 或者是 1.6×10－19 C 的整数倍．,解析：元电荷不是电荷，它是指电荷所带的电荷量，电荷,答案：BC,【触类旁通】,3．(双选)关于元电荷，下列说法正确的是( ),CD,A．任何一个带电粒子所带的电荷都是元电荷 B．有一个带电体的带电荷量为 205.5 倍的元电荷 C．元电荷是最小的电量单位 D．元电荷没有正负之分 解析：元电荷是最小的电荷量单位，带电体的电荷量均为 元电荷的整数倍；元电荷只是电荷量的单位，不是带电粒子， 没有电性之说，故 C、D 正确．,,知识点 3 验电器的使用 如图 1－1－4，用起电机使金属球 A 带上正电，靠近不带 电的验电器的金属球 B，则验电器金属箔__________(填“张 开”或“闭合”)，因为验电器下部箔片都带上了______电． 讨论： (1)验电器有什么作用？ (2)当带正电的金属球 A 靠近验电器的金属球 B 时，金属箔张开的原因是什么？当带正电的金 属球 A 与验电器的金属球 B 接触时，金属箔是否,张开？,图 1－1－4,张开,正,关于验电器的使用,(1)验电器可以用来判断物体是否带电、带电荷的种类及电,荷量的多少．,(2)当带电体靠近验电器金属球或接触验电器金属球时，验 电器的金属箔都会张开，但要注意区分两种情形验电器所带电 荷的不同．,(3)靠近和接触验电器金属球都可以判断其是否带电，前者 发生的是静电感应现象，后者是因为带电体和验电器之间发生 了电荷的转移．,,【例 4】(双选)如图 1－1－5 所示，有一带正电的验电器， 当一带绝缘柄的金属球 A 靠近验电器的小球 B(不接触)时，验电,器的金属箔张角减小，则( ),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 一定带负电 图 1－1－5,解析：验电器的金属箔之所以张开，是因为它们都带有正 电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金属箔 所带电荷量的多少．如果 A 球带负电，靠近验电器的 B 球时， 异种电荷相互吸引，金属箔上的正电荷逐渐“上移”，两金属箔 张角将减小，B 正确，C 错误．如果 A 球不带电，在靠近 B 球 时，发生静电感应使 A 球靠近 B 球的端面出现负的感应电荷， 而背向 B 球的端面出现正的感应电荷．A 球上负的感应电荷与 验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而 表现为吸引作用，金属箔张角减小，A 正确，D 错误．,答案：AB,【触类旁通】 4．把一个带电棒移近一个带正电的验电器，金属箔先闭合,而后又张开，说明棒上带的是( ),A,A．负电荷 B．可以是正电荷，也可以是负电荷 C．正电荷 D．带电棒上先带正电荷，后带负电荷 解析：带电棒不与验电器接触，金属所带电荷电性不变， D 错；若带正电，金属箔张角会增大，B、C 错．,知识点 4 电荷守恒定律,1．电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体______ 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，电荷的代数和________．这个结论叫做电荷守恒定律． 2．甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接 触了一下，结果两小球都没电了！电荷哪里去了呢？是否违背 了电荷守恒定律？,答案：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；没有违背电荷守恒定律．,转移,不变,电荷守恒定律的含义,(1)电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一． (2)起电过程实质上是物体中正、负电荷的分离和转移的过 程；不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷． 本质都是电荷发生了转移，即物体所带的电荷重新进行分配． (3)电荷的中和现象实质上是正、负电荷的结合过程．当电 荷的种类、数量达到异号、等量时，正、负电荷代数和为 0． 但在分离、转移、结合等过程中电荷的总量保持不变．,【例 5】(双选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、 乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙接触，最后，甲物体带正,电 1.6×10－15,C，丙物体带电荷量 8×10,－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 8×10－16 C,B．乙物体可能带有负电荷 2.4×10－15,C,C．丙物体一定带有正电荷 8×10－16 C D．丙物体一定带有负电荷 8×10－16 C,解析：由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，,甲、乙摩擦导致甲失去电子 1.6×10－15,C 而带正电，乙物体得,到电子而带 1.6×10－15,C 的负电荷；乙物体与不带电的丙物体,相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙 两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为,1.6×10－15,C－8×10－16,C＝8×10－16,C，故 A、D 正确．,答案：AD,,【触类旁通】 5．如图 1－1－6 所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带 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,法中不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，再把两球分开 C．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒 D．先将两球分开，使棒与甲球瞬时接触,再移走棒，然后将两球接触,图 1－1－6,解析：A 方法中，由于静电感应，甲球带正电荷，乙球带 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；B 方法中，若先将棒移走，则甲、乙两球的异种电荷中和， 所以不会带上电荷，B 错误；C 方法中，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；D 方法中，若两球 分开，使棒与甲球瞬时接触甲球带上负电，移走棒后两球会因 接触而带上负电荷，D 正确．,答案：B,电荷守恒与电量分配,在分析接触起电物体带电量的问题时必须注意：,(1)无论哪种起电方式都是电荷发生转移，并没有创造新的 电荷，接触带电时，电荷的总量不变．两接触物体所带电的电 性相同，电荷的分配与物体的形状和大小有关．,(2)只有当两个完全相同的带电绝缘金属小球相接触时，最 终所带的电量才相同．若两球各带同种电荷，则只需将电荷量 相加，然后均分即可；若两球带不等量异种电荷，则电荷量少 的要先被中和，剩余的电荷再均分．,【例 6】完全相同的两个金属小球 A、B 带有相等的电荷量， 相隔一定的距离，现让第三个完全相同的不带电的金属小球 C 先后与 A、B 接触后再移开．,(1) 若 A、B 两球带同种电荷，接触后 A、B 两球的带电荷,量之比为多少？,(2) 若 A、B 两球带异种电荷，接触后 A、B 两球的带电荷,量之比为多少？,【触类旁通】 6．有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A、B，分别带有,电荷量 QA＝6.4×10－9,C、QB＝－3.2×10－9,C，让两绝缘金属小,球接触，问： (1)两球最后各带多少电？ (2)在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？,解：(1)当两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩 余的正电荷重新分配．由于两球大小相同，剩余正电荷必平分， 即接触后两球带电量为,,4.8×10－9 C,＝3.0×1010(个)．,1.6×10－19,C,(2)在接触过程，电子由 B 球转移到 A 球，不仅将自身电荷,中和，还使 B 球带上 1.6×10－9,C 的正电．这样共转移的电子电,荷量为 ΔQ＝QB′－QB ＝1.6×10－9C－(－3.2×10－9 C),＝4.8×10－9,C,转移的电子数 n＝,,