高中物理课件第1章 第1节《认识静电》（粤教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 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 eme 1 76 1011C 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 19C 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 19C或者是1 6 10 19C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 16C 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 16CD 丙物体一定带有负电荷8 10 16C 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 9C 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 Q QB QB 1 6 10 9C 3 2 10 9C 4 8 10 9 C 转移的电子数n 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全