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=,,