2013鲁科版选修(3-1)第一节《静电现象及其微观解释》word学案.doc

1、第一章 静电场 一、电荷及其守恒定律 要点导学 1自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相 ，异种电荷互相 。 2电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量 e C。实验指出，所 有带电体的电荷量都是电荷量 e 的 。所以，电荷量 e 称为 。电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家 测得的。 3使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫 。常见的 起电方式有 、 和 等。例如： 一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定 带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带 电荷，用丝绸摩擦过的玻 璃棒带 电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带 电体的作用而重新分布

2、，使导体的两端出现 电荷。 4电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不会 ，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；在转移的过程 中，电荷量的总量保持不变。电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在 发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常 常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 5原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对 表现为电中性。 6不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。在金属中离 原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫 做自由电子。失去这种电

3、子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡 位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。所以金属导电时只有 在移 动。 范例精析 例 1 图 1-1-1 所示，A、 B、C 是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中 C 球 带正电，A、B 两个完全相同的枕形导体不带电。试问：（ 1）如何使 A、B 都 带等量正电？（2）如何使 A、B 都带等量负电？（ 3）如何使 A 带负电 B 带等 量的正电？ 解析 利用静电感应的原理可以轻松解决本题。（1）把 AB 紧密靠拢，让 C 靠 近 B，则在 B 端感应出负电荷，A 端感应出等量正电荷，把 A 与 B 分开后再用 手摸一下 B，则 B 所带的负电荷

4、就被中和，再把 A 与 B 接触一下，A 和 B 就 带等量正电荷。（2）把 AB 紧密靠拢，让 C 靠近 B，则在 B 端感应出负电荷， A 端感应出等量正电荷，再用手摸一下 A 或 B，则 A 所带的正电荷就被中和， 而 B 端的负电荷不变，移去 C 以后再把 A 与 B 分开，则 A 和 B 就带等量负电 荷。（3）把 AB 紧密靠拢，让 C 靠近 A，则在 A 端感应出负电荷，B 端感应 出等量正电荷，马上把 A 与 B 分开后，则 A 带负电 B 带等量的正电。 拓展 把 AB 紧密靠拢，让 C 接触 A 或 B，然后移去 C。再把 A 与 B 分开，则 A、B 都带等量正电。其它的

5、方法读者可以进一步思考。 例 2 绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球 a，a 的表面镀有铝膜。在 a 的近旁 有一绝缘金属球 b，开始时，a、b 都不带电，如图 1-1-2 所示，现使 b 带正电，则( ) A.b 将吸引 a，吸住后不放开 B.b 先吸引 a，接触后又把 a 排斥开 C.a、b 之间不发生相互作用 D.b 立即把 a 排斥开 解析 b 带电后，由于静电感应，a 的近 b 端和远 b 端分别出现等量的负电荷和 正电荷，b 对 a 的吸引作用大于排斥作用。 a、b 接触后带同种电荷，又相互排 斥。故选项 B 正确。 拓展 本题中如果 a 的表面不是镀有铝膜，则 a 的近 b 端和

6、远 b 端不会分别出现 等量的负电荷和正电荷，但是由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以正确 的选项仍然是 B。 例 3 请你归纳一下，我们学习了哪些起电的方法？这些起电方法的共同特点 是什么？ 解析 我们学习了摩擦起电、感应起电和接触起电三种起电方法。这些起电方法 的共同特点是（1）起电过程中都是负电荷在转移；（2）起电过程中电荷量是守 恒的。 拓展 为什么起电过程中都是负电荷在转移呢？因为正电荷被束缚在原子核内， 不能随便移动。 例 4 两个完全相同的金属球，一个带+610 -8C 的电量，另一个带210 -8C 的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？ 解析 两个完全相同的金属球接

7、触后再分开，要平均分配电量，故两球均带 q=(q1+q2)/2=(+610-8)+( 210 -8)/2C=210-8C，带正电。 拓展 两个完全相同的金属球接触后再分开，再平均分配电量时，异种电荷先 中和，再将剩余电荷除以 2 即为每个金属球所带的电量。 能力训练 1.关于元电荷的理解，下列说法正确的是( BD ) A元电荷就是电子 B元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量 C元电荷就是质子 D物体所带电量只能是元电荷的整数倍 2.关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是( BC ) A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷 B.摩擦起电说明电

8、荷可以从一个物体转移到另一个物体 C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分 D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体 3.如图 1-1-3 所示，原来不带电的绝缘金属导体 MN，在其两端下面都悬挂着金 属验电箔若使带负电的绝缘金属球 A 靠近导体的 M 端，可能看到的现象是 （ C ） A只有 M 端验电箔张开，且 M 端带正电 B只有 N 端验电箔张开，且 N 端带负电 C两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电 D两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电 M 和 N 是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后 M 带正电荷 1.610-10C， 下列判断中

9、正确的是（ C ） A 在摩擦前 M 和 N 的内部没有任何电荷 B摩擦的过程中电子从 N 转移到了 M CN 在摩擦后一定带负电荷 1.610-10C DM 在摩擦过程中失去了 1.610-10 个电子 如图 1-1-4，有一带正电的验电器，当一金属球 A 靠近验电器的小球 B(不 接触)时，验电器的金箔张角减小，则（ AB ） 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 一定带正电 6. 如图 1-1-5，小球质量分别为 m1、m 2，带同种电荷，电量分别为 q1、q 2，将 它们用等长的绝缘细线悬于同一点 O，此 时两细线与竖直方向的夹角相

10、等，则必有（ A ） A.m1=m2 B.q 1=q2 C.m1=m2 q1=q2 D.不能确定 7.如图 1-1-6 所示，当将带正电荷的球 C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导 体上电荷的移动情况是( B ) A.枕形金属导体上的正电荷向 B 端移动，负电荷不移动 B.枕形金属导体中的负电荷向 A 端移动，正电荷不移动 B C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 B 端和 A 端移动 D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 A 端和 B 端移动 8当一个验电器带电时，为什么两片金箔会张开一个角度？为什么金箔不能张 开更大的角？ 当验电器带电时，两片金箔上带同种电荷，同种电荷相排斥，所

11、以两金箔 会张开一定的角度。金箔的张角越大，则重力对金箔的力矩也越大，当重力的 力矩与排斥力的力矩相平衡时，金箔就能够保持静止状态，其张角就不会再增 大。 9多少个电子的电荷量等于 -32.0 C？（电子电荷量 e=1.610-19C） 2.01014 个 10当带电塑料尺子吸引一小纸片，当尺子接触到纸片时，有时纸片会很快地 飞开，这是为什么？ 当带电塑料尺子吸引一小纸片，如果尺子接触到纸片，则纸片也带了与尺 上电荷性质相同的电荷，同种电荷相排斥，所以纸片会很快地飞开。 11.干燥的天气一个人拖了鞋在地毯上走，聚集了 - 48 C 的净电荷。此人身上 有多少个净剩余电子？他的质量增加了多少？（

12、电子质量 m=9.110-31kg） 3.010 14 个；2.7310 -16kg 12. 两个完全相同的金属球，一个带 的电量，另一个带 的电量。把两 球接触后再分开，两球分别带电多少？ q 1=q2=-3q 13导体上的净电荷和导体中的“自由电荷” 有何区别？ 导体上的净电荷是指导体中正负电荷的代数和不为零时，正负电荷抵消后 的电荷，导体的净电荷只能分布在导体的外表面；导体中的“自由电荷” 是指导 体中可以自由移动的电荷，在导体的表面和内部都可以分布“自由电荷” 。 14为什么和衣服摩擦过的塑料尺子会将小纸头吸起？但在潮湿的天却不能成 功？ 和衣服摩擦过的塑料尺子因带电会吸引小纸片，但在潮湿的天气却不能成 功，因为净电荷能够通过潮湿的空气逃脱。