高考物理 第1部分 第一章 第1节 电荷 电荷守恒定律课件 新人教版选修31

第一章理解教材新知把握热点考向应用创新演练第1节知识点一知识点一知识点二知识点二知识点三知识点三考向一考向二随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练1自然界中有两种电荷，同种电荷相互自然界中有两种电荷，同种电荷相互 排斥，异种电荷相互吸引。排斥，异种电荷相互吸引。2使物体带电的方式有三种：摩擦起使物体带电的方式有三种：摩擦起 电、感应起电、接触起电，这三种起电、感应起电、接触起电，这三种起 电方式的实质都是电子在物体之间或电方式的实质都是电子在物体之间或 物体内部的转移。物体内部的转移。3电荷既不会创生，也不会消灭，电荷既不会创生，也不会消灭， 在电荷的转移过程中，总量保持在电荷的转移过程中，总量保持 不变。不变。4元电荷电荷量元电荷电荷量e1.61019 C， 所有带电体的电荷量等于所有带电体的电荷量等于e或者或者e 的整数倍。的整数倍。自学教材自学教材 1摩擦起电摩擦起电 通过通过 使物体带电的方法。使物体带电的方法。 2电荷的电性及作用电荷的电性及作用 (1)电性：用丝绸摩擦过的玻璃棒带电性：用丝绸摩擦过的玻璃棒带 ，用毛皮摩，用毛皮摩擦过的橡胶棒带擦过的橡胶棒带 。 (2)作用：同种电荷相互作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互，异种电荷相互 。摩擦摩擦正电正电负电负电排斥排斥吸引吸引 3电荷量电荷量 (1)定义：电荷的多少，简称电量。定义：电荷的多少，简称电量。 (2)单位：国际单位制中是库仑，符号：单位：国际单位制中是库仑，符号：C。 常用单位及其换算关系：常用单位及其换算关系：1 C106 C109 nC。 4原子的组成原子的组成 原子由原子核和原子由原子核和 组成，原子核由带正电的组成，原子核由带正电的 和不带电的和不带电的 组成。组成。电子电子质子质子中子中子重点诠释重点诠释 1摩擦起电的实质摩擦起电的实质 相互摩擦的物体间由于电子的得失而使物体分别带上相互摩擦的物体间由于电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷。起电的真正原因是物体之间电子的得失。等量异种电荷。起电的真正原因是物体之间电子的得失。 2对摩擦起电的微观解释对摩擦起电的微观解释 不同的物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同，不同的物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同，两种不同的物质相互摩擦时，由于摩擦力做功，使得束缚两种不同的物质相互摩擦时，由于摩擦力做功，使得束缚能力弱的物体失去电子而带正电，吸引能力强的物质得到能力弱的物体失去电子而带正电，吸引能力强的物质得到电子而带负电。电子而带负电。1关于摩擦起电现象，下列说法正确的是关于摩擦起电现象，下列说法正确的是 ()A摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子电子和质子B两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷异种电荷C摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转摩擦起电，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形成的移到了另一个物体而形成的D丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，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示带正电玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电解析：解析：摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移。若一个的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移。若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电。物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电。若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带负电。使物体带电并不是创造电荷。负电。使物体带电并不是创造电荷。答案：答案： BD 自学教材自学教材 1元电荷元电荷 一个电子所带电量的绝对值，是电荷的最小单位，记作：一个电子所带电量的绝对值，是电荷的最小单位，记作：e 。 2电荷守恒定律电荷守恒定律 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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。也转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。也就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是 的。的。1.61019 C守恒守恒 重点诠释重点诠释 1对元电荷的理解对元电荷的理解 (1)元电荷没有正负之分，但电子和质子的电量有正、负元电荷没有正负之分，但电子和质子的电量有正、负之分，电子或质子的电量大小等于元电荷，但不是元电荷。之分，电子或质子的电量大小等于元电荷，但不是元电荷。 (2)任何带电体所带电量均为元电荷的整数倍。任何带电体所带电量均为元电荷的整数倍。 2对电荷守恒定律的理解对电荷守恒定律的理解 (1)起电过程本质：微观带电粒子起电过程本质：微观带电粒子(如电子如电子)在物体之间在物体之间或物体内部转移，而不是创造电荷。或物体内部转移，而不是创造电荷。 (2)守恒的广泛性：守恒的广泛性： 电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了包本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。 3.完全相同的导体球接触带电时电量分配原则完全相同的导体球接触带电时电量分配原则 形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分。形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分。 (1)用带电量为用带电量为Q的金属球与不带电的完全相同的金属球的金属球与不带电的完全相同的金属球接触，每个小球带电量均为接触，每个小球带电量均为Q/2，且所带电荷的性质相同；，且所带电荷的性质相同； (2)用带电量为用带电量为Q1的金属球与带电量为的金属球与带电量为Q2的完全相同的金的完全相同的金属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷，量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷，然后平分剩余电荷。然后平分剩余电荷。2一个带电小球所带电荷量为一个带电小球所带电荷量为q，则，则q可能是可能是 ()A31019 CB1.61017 CC0.81019 C D91019 C解析：解析：任何带电体所带的电荷量只能是元电荷任何带电体所带的电荷量只能是元电荷e1.61019 C的整数倍，由此可知，的整数倍，由此可知，A、C、D均错误，均错误，B正确。正确。答案：答案：B 1静电感应静电感应 当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作用，使不带电的导体两端出现用，使不带电的导体两端出现 电荷的现象。电荷的现象。 2感应起电感应起电 利用利用 使导体带电的方法。使导体带电的方法。 3感应起电的适用条件感应起电的适用条件 感应起电只适用于感应起电只适用于 。绝缘体的电子因不能。绝缘体的电子因不能 而不能感应起电。而不能感应起电。异种异种静电感应静电感应导体导体自由移动自由移动自学教材自学教材重点诠释重点诠释 1感应起电的实质感应起电的实质 导体内部的电子在带电体电荷的作用下发生移动，导体内部的电子在带电体电荷的作用下发生移动，从而使导体两端出现等量的异种电荷。从而使导体两端出现等量的异种电荷。 方法方法内容内容 摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电产生产生及条件及条件两不同绝缘体两不同绝缘体摩擦时摩擦时导体靠近带电导体靠近带电体时体时导体与带电导体导体与带电导体接触时接触时 方法方法内容内容 摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电现象现象两物体带上等两物体带上等量异种电荷量异种电荷导体两端出现等导体两端出现等量异种电荷，且量异种电荷，且电性与原带电体电性与原带电体“近异远同近异远同”导体上带上与带导体上带上与带电体相同电性的电体相同电性的电荷电荷原因原因不同物质的原不同物质的原子核对核外电子核对核外电子的束缚力不子的束缚力不同而发生电子同而发生电子得失得失导体中的自由电导体中的自由电子受带正子受带正(负负)电电物体吸引物体吸引(排斥排斥)而靠近而靠近(远离远离)电荷之间的相互电荷之间的相互排斥排斥实质实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移均为电荷在物体之间或物体内部的转移 3带电体为何能够吸引轻小物体带电体为何能够吸引轻小物体 带电物体因带电对靠近它的轻带电物体因带电对靠近它的轻小物体中的电子有吸引力或排小物体中的电子有吸引力或排斥力。即使轻小物体是绝缘体也会斥力。即使轻小物体是绝缘体也会由于电介质极化，使小物体靠近由于电介质极化，使小物体靠近带电体一端显示出与带电体相异的电荷，远离一端为同带电体一端显示出与带电体相异的电荷，远离一端为同种电荷，如图种电荷，如图111所示，这样，对异种电荷的吸引力所示，这样，对异种电荷的吸引力大于对同种电荷的排斥力，从而能吸引轻小物体。大于对同种电荷的排斥力，从而能吸引轻小物体。图图1113下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ()A摩擦起电是创造电荷的过程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，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所以一定是产生了电荷D一对正负电子接触后，电荷会消失一对正负电子接触后，电荷会消失解析：解析：摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移，摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移，A、C错，错，B对，电子对，电子“湮灭湮灭”不是电子的消失，而是一个不是电子的消失，而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显示电性，正电子结合一个负电子后整体不再显示电性，D错。错。答案：答案：B 例例1如图如图112所示，所示，A、B为相为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起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初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是是带正电的小球，下列说法正确的是 () A把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属箔片都张开上的金属箔片都张开 B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，然后移去分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开图图112 C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属上的金属箔片仍张开箔片仍张开 D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然后重新让移走，然后重新让A、B接触，接触，A上的金属箔片张开，而上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 审题指导审题指导解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)A、B两点的电性和电量特点。两点的电性和电量特点。 (2)先把先把C移走和先把移走和先把A、B分开的区别。分开的区别。 解析解析虽然虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体起初都不带电，但带正电的导体C对对A、B内的电荷有力的作用，使内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向中的自由电子向左移动，从而使左移动，从而使A端积累了负电荷，端积累了负电荷，B端积累了正电荷，端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B同种的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都同种的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，张开，A正确。正确。答案答案AB C只要一直在只要一直在A、B附近，先把附近，先把A、B分开，分开，A、B将将带等量异种的感应电荷，此时即使再移走带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，因，因A、B已已经绝缘，所带电荷量也不能变，故金属箔片仍张开，经绝缘，所带电荷量也不能变，故金属箔片仍张开，B正确。正确。 但如果先移走但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以箔片都不会张开，不再带电，所以箔片都不会张开，C错。错。先把先把A、B分开，再移走分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让仍然带电，但重新让A、B接触后，接触后，A、B上的感应电荷完全中和，箔片都不会张上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，开，D错。错。 (1)感应起电成功的关键在于先分开导体，而不能先感应起电成功的关键在于先分开导体，而不能先移走带电体。移走带电体。 (2)用感应起电的方法使物体带电，无论两物体的形用感应起电的方法使物体带电，无论两物体的形状和大小是否相同，两物体总是带等量异号电荷。状和大小是否相同，两物体总是带等量异号电荷。如图如图113所示，将带电所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是中能使两球都带电的是 ()A先把两球分开，再移走棒先把两球分开，再移走棒B先移走棒，再把两球分开先移走棒，再把两球分开C先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D棒的带电荷量不变，两导体球不能带电棒的带电荷量不变，两导体球不能带电图图113解析：解析：带电棒移近两个不带电的导体球时，由于静电感带电棒移近两个不带电的导体球时，由于静电感应，甲、乙两球带上异种电荷，此时应先分开两球再移应，甲、乙两球带上异种电荷，此时应先分开两球再移走带电棒，两球才能带电，走带电棒，两球才能带电，A正确，正确，B错误；先将棒接错误；先将棒接触一下其中一球，则两导体球分开后均带电，且电性相触一下其中一球，则两导体球分开后均带电，且电性相同，故同，故C正确，正确，D错误。错误。答案：答案：AC 例例2有两个完全相同的带电金属小球有两个完全相同的带电金属小球A、B，分，分别带电荷量为别带电荷量为QA6.4109 C，QB3.2109 C，让，让这两个小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移这两个小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个？了多少个？ 审题指导审题指导解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)两个完全相同的金属小球，接触后平分总电量。两个完全相同的金属小球，接触后平分总电量。 (2)参与转移的是导体中的自由电子。参与转移的是导体中的自由电子。 答案答案由由B球转移到球转移到A球球31010若用一个不带电的相同小球若用一个不带电的相同小球C先后与先后与A、B接触以后再分接触以后再分开，则开，则A、B带电量各是多少？带电量各是多少？解析：解析：A与与C接触后，平分总电量接触后，平分总电量QA，故，故A球带电球带电3.2109 C，C球带电量为球带电量为QC3.2109 C，C与与B再接触后，再接触后，总电量为总电量为0，故，故C与与B分开后，分开后，C、B均不带电。均不带电。答案：答案：3.2109 C0