教科版物理选修3-1《1.1电荷电荷守恒定律》课件

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1、第一章 静电场,1 电荷 电荷守恒定律,1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的规律. 2.知道使物体带电的三种方式. 3.掌握电荷守恒定律. 4.掌握电荷量的概念及其单位；掌握元电荷的概念.,学习目标,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、摩擦起电 两种电荷,用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带何种电荷？用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带何种电荷？使玻璃棒和橡胶棒带电的原因是什么？,玻璃棒带正电，橡胶棒带负电.丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的电子向丝绸上转移，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电；毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子向橡胶棒转移，橡胶棒得到电子带负电，毛皮失去电子带正电.,答案,

2、1.两种电荷及作用 (1)自然界只存在两种电荷：_电荷和_电荷.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. (2)电荷间的相互作用规律：同种电荷相互_，异种电荷相互_. 2.摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的_会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电.摩擦起电的实质是_的转移.,负,负,正,排斥,吸引,电子,电子,正,判断下列说法的正误. (1)丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，证明正电荷从丝绸转移到玻璃棒上.( ) (2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程.( ) (3)摩擦起电现象使本来没有

3、电子和质子的物体中产生了电子和质子.( ) (4)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造成的.( ),(1)物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是41019 C吗？,二、电荷量 元电荷,物体的带电荷量不是任意的，它只能是1.601019 C的整数倍.由于41019 C是1.601019 C的2.5倍，所以带电荷量不能是41019 C.,答案,(2)电子和质子就是元电荷吗？,元电荷是最小的电荷量，不是物质；电子和质子是实实在在的粒子，不是元电荷.,答案,1.电荷量：_叫电荷量，国际单位是_，简称库.用字母_表示. 常用单位：微库(C)和纳库(nC).1 C106

4、C,1 nC109 C. 2.元电荷：_叫做元电荷，用e表示.所有带电体的电荷量或者等于e ，或者是_.电荷量e的数值最早是由美国物理学家_通过实验测得的，e_.,C,库仑,电荷的多少,最小的电荷量,e的整数倍,密立根,1.601019 C,元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分. 虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷.,判断下列说法的正误. (1)电子的电荷量e的数值最早是由库仑通过实验测出的.( ) (2)元电荷是最小的带电体.( ) (3)元电荷就是质子或电子.( ) (4)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍.( ) (5)元电荷是表示跟电

5、子所带电荷量数值相等的电荷量.( ),在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？在一个封闭的系统中，电荷的总量会增多或减少吗？,三、电荷守恒定律,摩擦起电的过程并没有创造电荷.一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变.,答案,电荷守恒定律 电荷既不能被_，也不能被_，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.也就是说，在任何自然过程中，电荷的_是守恒的.,消灭,创造,代数和,判断下列说法的正误. (1)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷，说明通过摩擦可以创造电荷.( ) (2)在一定条件下正、负电荷可以产生和

6、湮灭，但仍遵循电荷守恒定律.( ) (3)带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间，该小球的负电几乎为零，可见小球上的负电荷逐渐消失了.( ),如图1所示，取一对有绝缘底座的导体A和B，使它们彼此接触.起初它们不带电，贴在下端的金属箔是闭合的.,四、静电感应与感应起电,C移近导体A，两侧金属箔都张开；,答案,图1,(1)把带正电荷的导体C移近导体A，金属箔有什么变化？,(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？,金属箔仍张开，但张角变小；,答案,(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？,A、B接触，金属箔都闭合；,答案,(4)再把带正电导体C和A接触，金属箔又有什么变化

7、？,两侧金属箔都张开.,答案,图1,对感应起电、接触起电的理解 (1)感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或_带电体，使导体靠近带电体的一端带_电荷，远离带电体的一端带_电荷，这种现象叫静电感应现象.利用_使金属导体带电的方法叫做感应起电. (2)接触起电：带电体与原来不带电的物体接触时，电荷从带电体转移到不带电的物体上. (3)感应起电和接触起电的实质都是_.,异号,远离,同号,静电感应,自由电子的转移,判断下列说法的正误. (1)带正电导体C靠近枕形导体AB，在近端感应出同种电荷，在远端感应出异种电荷.( ) (2)带正电导体C靠近枕形导体A

8、B，导体AB内的负电荷向靠近C的一端移动，正电荷不动.( ) (3)感应起电现象中，金属导体AB内的正、负电荷同时分别向两侧移动.( ),2,题型探究,一、对三种起电方式的理解,三种起电方式的比较,例1 如图2所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.不能确定,导体A靠近导体B时，导体B中的自由电子受到A的吸引，在引力作用下向左端运动，导体B左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，当开关S闭合时，大地中的电子在引力作用下向导体B运动，与正电荷中和，因而导体B剩余负电

9、荷，故断开S、移走A后，导体B带负电，故选C.,图2,答案,解析,针对训练1 如图3所示，当将带正电的球C移近不带电的枕形绝缘金属导体AB时，枕形导体上的电荷移动情况是 A.正电荷向B端移动，负电荷不移动 B.带负电的电子向A端移动，正电荷不移动 C.正、负电荷同时分别向B端和A端移动 D.正、负电荷同时分别向A端和B端移动,金属导电的实质是自由电子的移动，即枕形金属导体中的自由电子向A端移动，正电荷不移动.故B正确，A、C、D错误.,图3,答案,解析,感应起电的判断方法 1.当带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，如图4甲所示. 2.导体接地时，该导体

10、与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端导体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示.,图4,二、对电荷守恒定律的理解 1.使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，也就是物体间或物体内部电荷的重新分布. 2.电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到电中性的过程，并不是电荷消失了.,例2 完全相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开. (1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？,答案,解析,23,(2)若A、B两球带异种电荷，接

11、触后两球的电荷量大小之比为多大？,答案,解析,21,设A带正电，B带负电，且所带电荷量大小均为q. 则C与A接触后，A、C带电荷量为 C与B接触后，B、C带电荷量为故A、B带电荷量大小之比为,两金属导体接触后电荷量的分配规律 1.当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能确定两者带电与否，但无法确定电荷量的多少. 2.若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有,(2),(1),针对训练2 有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0105 C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后分开，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三

12、球的带电荷量分别为qA C，qB C，qC C.,答案,解析,5106,7.5106,7.5106,小球C先与球A接触后平分A的电荷，则qAqC 1.0105 C，再让小球B与球A接触后分开，则qAqB 5106 C；最后让小球B与小球C接触后分开，则qBqC 7.5106 C.,验电器的两种应用方式及原理 (1)带电体接触验电器：当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥力越大，张开的角度也越大. (2)带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金

13、属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开.,三、验电器的原理和使用,例3 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如图所示表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是,把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子被排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷.故选项B正确.,答案,解析,达标检测,3,1.(多选)关于摩擦起电和感应起电的理解，下列说法中正确的是 A.摩擦起电说明电荷能够被创造 B.摩擦起电现象说明通

14、过摩擦可以使电荷从一个物体转移到另一个物体上 C.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了 D.感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分,答案,4,5,1,2,3,A.图甲中两玻璃棒互相吸引 B.图乙中橡胶棒与玻璃棒互相排斥 C.图甲、乙中的玻璃棒带异种电荷 D.图乙表明异种电荷互相吸引,2.用丝绸摩擦两根玻璃棒，手持一根玻璃棒，靠近另一根被吊起的玻璃棒时，现象如图5甲箭头所示远离.而手持用毛皮摩擦过的橡胶棒，靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒时，现象如图乙箭头所示靠近.那么,答案,图5,4,5,1,2,3,3.(多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两

15、物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.61015 C，丙物体带电荷量的大小为81016 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81016 C B.乙物体可能带有负电荷2.41015 C C.丙物体一定带有正电荷81016 C D.丙物体一定带有负电荷81016 C,答案,解析,4,5,1,2,3,由于甲、乙、丙原来都不带电，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.61015 C的正电荷；乙物体得到电子而带1.61015 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

16、电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.61015 C81016 C81016 C，故A、D正确.,4,5,1,2,3,A.两片金属箔片上带异种电荷 B.两片金属箔片上均带负电荷 C.金属箔片上有电子转移到玻璃棒上 D.将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起,4.如图6所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是,答案,解析,图6,4,5,1,2,3,自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片均带正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器向玻璃棒转移；移走玻璃棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起.选项C正确.,4,5,1,2,3,5.有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量为QA 6.4109 C、QB 3.2 109 C，让两个金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？,答案,解析,电子由球B转移到球A 3.01010个,4,5,1,2,3,接触过程中，由于B球带负电，其上多余的电子转移到A球，中和A球上的一部分正电荷直至B球为中性不带电，同时，由于A球上有净正电荷，B球上的电子会继续转移到A球，直至两球带上等量的正电荷. 在接触过程中，电子由球B转移到球A. 接触后两小球各自的带电荷量,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,本课结束,