高中物理 第一章 電場(chǎng) 第1節(jié) 認(rèn)識(shí)靜電課件 粵教版選修31

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1、第一章電場(chǎng)第一節(jié)認(rèn)識(shí)靜電第一節(jié)認(rèn)識(shí)靜電1自然界中只存在_種電荷，習(xí)慣上規(guī)定用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶 _ 電荷 ， 用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶_ 電荷 同種電荷相互 _ ， 異種電荷相互_2物體所帶電荷的多少叫_，在國(guó)際單位制中，單位是_，符號(hào)是_等量的異種電荷完全抵消的現(xiàn)象叫_3電荷守恒定律：電荷既不能_，也不能_，它們只能從一個(gè)物體_到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分_到另一部分在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的代數(shù)和_兩 正 負(fù) 排斥 吸引 電荷量 庫(kù)侖 C中和 創(chuàng)造 消滅 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移 不變 4下列敘述正確的是()A摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過(guò)程B接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程C玻璃棒無(wú)論和什么物體摩擦都會(huì)帶正電D自然界只存

2、在三種電荷：正電荷、負(fù)電荷和元電荷圖 111B輕小物體 B 被 A 吸引，如圖 111 所示，可能的原因是()A物體 B 帶負(fù)電，A、B 相互吸引BB 不帶電C因物體 B 太輕D以上分析均不對(duì)5(雙選)一絕緣金屬球 A 帶正電，用絕緣絲線懸掛的一個(gè)AB知識(shí)點(diǎn) 1 起電的三種方式1日常生活中，用塑料梳子梳干燥的頭發(fā)時(shí)，頭發(fā)會(huì)隨梳子飄起來(lái)；在黑暗的地方脫毛衣時(shí)會(huì)看見(jiàn)小火花，聽(tīng)見(jiàn)“噼啪”聲這些都是什么現(xiàn)象？答案：摩擦起電現(xiàn)象圖 1122如圖 113 所示，A、B 為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C 是帶正電的金屬小球. 把球 C 移近導(dǎo)體 A 和將 C

3、 與導(dǎo)體 A 接觸，兩種情形下 A、B 上的金屬箔片都會(huì)張開(kāi)原因是什么？圖 113答案：C 移近異體 A，通過(guò)感應(yīng)，A、B 上的金屬箔片帶上了異種電荷；C 與導(dǎo)體 A 接觸，通過(guò)接觸，A、B 上的金屬箔片帶上了同種電荷3討論：接觸起電、摩擦起電、感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是什么？這三種起電方式中物體所帶電性有何不同？答案：實(shí)質(zhì)相同，都是電荷的轉(zhuǎn)移通過(guò)摩擦和感應(yīng)起電的兩帶電物體的電性相反，而接觸起電時(shí)，兩帶電物體的電性相同三種起電方式的實(shí)質(zhì)(1)摩擦起電：實(shí)質(zhì)是得失電子；兩帶電物體的電性相反，電量相等(2)感應(yīng)起電：實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中自由電荷的轉(zhuǎn)移；兩帶電物體的電性近異遠(yuǎn)同(3)接觸起電：實(shí)質(zhì)是自由電荷從一個(gè)物體

4、轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體；兩帶電物體的電性一定相同【例 1 】關(guān)于摩擦起電與感應(yīng)起電，以下說(shuō)法正確的是()A摩擦起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移，感應(yīng)起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷B摩擦起電是因?yàn)楫a(chǎn)生電荷，感應(yīng)起電是因?yàn)殡姾傻霓D(zhuǎn)移C不論摩擦起電還是感應(yīng)起電，都是電荷的轉(zhuǎn)移D以上說(shuō)法均不正確解析：不論是摩擦起電還是感應(yīng)起電，其帶電的實(shí)質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移，而不是產(chǎn)生電荷，故 C 正確答案：C【觸類(lèi)旁通】1下列敘述正確的是()A摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過(guò)程B接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程C感應(yīng)起電時(shí)，由于帶電體和被感應(yīng)導(dǎo)體不接觸所以一定是產(chǎn)生了電荷D一對(duì)正、負(fù)電子接觸后，電子會(huì)消失，這種現(xiàn)象叫電子的湮滅解析：摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電都是電

5、荷的轉(zhuǎn)移，A、C 錯(cuò)，B 對(duì)，電子“湮滅”不是電子的消失，而是一個(gè)正電子結(jié)合一個(gè)負(fù)電子后整體不再顯示電性，D 錯(cuò)B【例 2】把兩個(gè)完全相同的金屬球 A 和 B 接觸一下，再分開(kāi)一定距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則 A、B 兩球原來(lái)的帶電情況不可能是 ()A帶有等量異種電荷B帶有等量同種電荷C帶有不等量異種電荷 D一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電解析：當(dāng)兩個(gè)小球分別帶等量異種電荷時(shí)，兩球接觸后，都不帶電，不可能相互排斥，故 A 項(xiàng)是不可能的答案：A相互接觸后分開(kāi)，兩球都帶等量的正電荷，這是因?yàn)?)AA 球的正電荷移到 B 球上BB 球的負(fù)電荷移到 A 球上CA 球的負(fù)電荷移到 B 球上DB 球的正電荷移到

6、A 球上【觸類(lèi)旁通】2把一個(gè)帶正電的金屬球 A 跟不帶電的同樣的金屬球 BB知識(shí)點(diǎn) 2 元電荷1 電荷量：它表示物體所帶電荷的多少，國(guó)際單位是_，用字母_表示2.元電荷：最小的電荷量叫做元電荷，用 e 表示， e_C所有帶電體的電荷量或者等于_，或者是_3有人說(shuō)質(zhì)子和電子都是元電荷，這種說(shuō)法你認(rèn)為對(duì)嗎？子和電子是元電荷答案：質(zhì)子或電子所帶電荷的多少叫元電荷，但不能說(shuō)質(zhì)庫(kù)侖 C 1.601019 ee的整數(shù)倍1帶電體的電荷量不能連續(xù)變化，因?yàn)樽钚〉碾姾闪繛?.601019C.2質(zhì)子及電子所帶電荷量的絕對(duì)值與元電荷相等，但不能說(shuō)它們是元電荷3電子的電荷量與質(zhì)量的比叫做電子的比荷，電子的比荷為eme

7、1.761011 C/kg.【例 3】(雙選)科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時(shí)，為了方便，常常用元電荷作為電荷量的單位關(guān)于元電荷，下列論述正確的是()A把質(zhì)子或電子叫元電荷B1.61019C 的電荷量叫元電荷C電子帶有最小的負(fù)電荷，其電荷量的絕對(duì)值叫元電荷D一個(gè)帶電物體的帶電量為 1.01019 C量 1.61019C 稱為元電荷，不能說(shuō)質(zhì)子和電子是元電荷，它們所帶電荷量的絕對(duì)值是元電荷所有帶電體的電荷量一定等于 1.610 19 C 或者是 1.61019 C 的整數(shù)倍解析：元電荷不是電荷，它是指電荷所帶的電荷量，電荷答案：BC【觸類(lèi)旁通】3(雙選)關(guān)于元電荷，下列說(shuō)法正確的是()CDA

8、任何一個(gè)帶電粒子所帶的電荷都是元電荷B有一個(gè)帶電體的帶電荷量為 205.5 倍的元電荷C元電荷是最小的電量單位D元電荷沒(méi)有正負(fù)之分解析：元電荷是最小的電荷量單位，帶電體的電荷量均為元電荷的整數(shù)倍；元電荷只是電荷量的單位，不是帶電粒子，沒(méi)有電性之說(shuō)，故 C、D 正確知識(shí)點(diǎn) 3 驗(yàn)電器的使用如圖 114，用起電機(jī)使金屬球 A 帶上正電，靠近不帶電的驗(yàn)電器的金屬球 B，則驗(yàn)電器金屬箔_(填“張開(kāi)”或“閉合”)，因?yàn)轵?yàn)電器下部箔片都帶上了_電討論：(1)驗(yàn)電器有什么作用？(2)當(dāng)帶正電的金屬球 A 靠近驗(yàn)電器的金屬球B 時(shí)，金屬箔張開(kāi)的原因是什么？當(dāng)帶正電的金屬球 A 與驗(yàn)電器的金屬球 B 接觸時(shí)，金

9、屬箔是否張開(kāi)？圖 114張開(kāi) 正關(guān)于驗(yàn)電器的使用(1)驗(yàn)電器可以用來(lái)判斷物體是否帶電、帶電荷的種類(lèi)及電荷量的多少(2)當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器金屬球或接觸驗(yàn)電器金屬球時(shí)，驗(yàn)電器的金屬箔都會(huì)張開(kāi)，但要注意區(qū)分兩種情形驗(yàn)電器所帶電荷的不同(3)靠近和接觸驗(yàn)電器金屬球都可以判斷其是否帶電，前者發(fā)生的是靜電感應(yīng)現(xiàn)象，后者是因?yàn)閹щ婓w和驗(yàn)電器之間發(fā)生了電荷的轉(zhuǎn)移【例 4】(雙選)如圖 115 所示，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一帶絕緣柄的金屬球 A 靠近驗(yàn)電器的小球 B(不接觸)時(shí)，驗(yàn)電器的金屬箔張角減小，則()A金屬球 A 可能不帶電B金屬球 A 可能帶負(fù)電C金屬球 A 可能帶正電D金屬球 A 一定帶負(fù)電圖 11

10、5解析：驗(yàn)電器的金屬箔之所以張開(kāi)，是因?yàn)樗鼈兌紟в姓姾?，而同種電荷相互排斥，張開(kāi)角度的大小決定于兩金屬箔所帶電荷量的多少如果 A 球帶負(fù)電，靠近驗(yàn)電器的 B 球時(shí)，異種電荷相互吸引，金屬箔上的正電荷逐漸“上移”，兩金屬箔張角將減小，B 正確，C 錯(cuò)誤如果 A 球不帶電，在靠近 B 球時(shí)，發(fā)生靜電感應(yīng)使 A 球靠近 B 球的端面出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向 B 球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng)電荷A 球上負(fù)的感應(yīng)電荷與驗(yàn)電器上的正電荷發(fā)生相互作用，由于負(fù)電荷離驗(yàn)電器較近而表現(xiàn)為吸引作用，金屬箔張角減小，A 正確，D 錯(cuò)誤答案：AB【觸類(lèi)旁通】4把一個(gè)帶電棒移近一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器，金屬箔先閉合而后又張開(kāi)，說(shuō)明棒

11、上帶的是()AA負(fù)電荷B可以是正電荷，也可以是負(fù)電荷C正電荷D帶電棒上先帶正電荷，后帶負(fù)電荷解析：帶電棒不與驗(yàn)電器接觸，金屬所帶電荷電性不變，D 錯(cuò)；若帶正電，金屬箔張角會(huì)增大，B、C 錯(cuò)知識(shí)點(diǎn) 4 電荷守恒定律1電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體_到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的代數(shù)和_這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律2甲、乙兩同學(xué)各拿一帶電小球做實(shí)驗(yàn)，不小心兩小球接觸了一下，結(jié)果兩小球都沒(méi)電了！電荷哪里去了呢？是否違背了電荷守恒定律？答案：兩球上的異種電荷中和了，即：正負(fù)電荷代數(shù)和為0，對(duì)外不顯電性；沒(méi)有違背電荷守恒定律轉(zhuǎn)移 不變電荷守恒定律的含義(1)電

12、荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一(2)起電過(guò)程實(shí)質(zhì)上是物體中正、負(fù)電荷的分離和轉(zhuǎn)移的過(guò)程；不論哪一種起電過(guò)程都沒(méi)有創(chuàng)造電荷，也沒(méi)有消滅電荷本質(zhì)都是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，即物體所帶的電荷重新進(jìn)行分配(3)電荷的中和現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是正、負(fù)電荷的結(jié)合過(guò)程當(dāng)電荷的種類(lèi)、數(shù)量達(dá)到異號(hào)、等量時(shí)，正、負(fù)電荷代數(shù)和為 0但在分離、轉(zhuǎn)移、結(jié)合等過(guò)程中電荷的總量保持不變【例 5】(雙選)原來(lái)甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙接觸，最后，甲物體帶正電 1.61015C，丙物體帶電荷量 81016C則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情況下列說(shuō)法中正確的是()A乙物體一定帶有負(fù)電荷 81016

13、CB乙物體可能帶有負(fù)電荷 2.41015CC丙物體一定帶有正電荷 81016 CD丙物體一定帶有負(fù)電荷 81016 C解析：由于甲、乙、丙原來(lái)都不帶電，即都沒(méi)有凈電荷，甲、乙摩擦導(dǎo)致甲失去電子 1.61015C 而帶正電，乙物體得到電子而帶 1.61015C 的負(fù)電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上，故可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷，由電荷守恒可知乙最終所帶負(fù)電荷為1.61015C81016C81016C，故 A、D 正確答案：AD【觸類(lèi)旁通】5如圖 116 所示，將帶有負(fù)電的絕緣棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣，下列方法中不能使兩球都帶

14、電的是()A先把兩球分開(kāi)，再移走棒B先移走棒，再把兩球分開(kāi)C使棒與甲球瞬時(shí)接觸，再移走棒D先將兩球分開(kāi)，使棒與甲球瞬時(shí)接觸再移走棒，然后將兩球接觸圖 116解析：A 方法中，由于靜電感應(yīng)，甲球帶正電荷，乙球帶負(fù)電荷，把兩球分開(kāi)后，它們帶上了等量異種電荷，所以 A 正確；B 方法中，若先將棒移走，則甲、乙兩球的異種電荷中和，所以不會(huì)帶上電荷，B 錯(cuò)誤；C 方法中，使棒與甲球接觸，則兩球會(huì)因接觸而帶上負(fù)電荷，所以 C 正確；D 方法中，若兩球分開(kāi)，使棒與甲球瞬時(shí)接觸甲球帶上負(fù)電，移走棒后兩球會(huì)因接觸而帶上負(fù)電荷，D 正確答案：B電荷守恒與電量分配在分析接觸起電物體帶電量的問(wèn)題時(shí)必須注意：(1)無(wú)論

15、哪種起電方式都是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并沒(méi)有創(chuàng)造新的電荷，接觸帶電時(shí)，電荷的總量不變兩接觸物體所帶電的電性相同，電荷的分配與物體的形狀和大小有關(guān)(2)只有當(dāng)兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球相接觸時(shí)，最終所帶的電量才相同若兩球各帶同種電荷，則只需將電荷量相加，然后均分即可；若兩球帶不等量異種電荷，則電荷量少的要先被中和，剩余的電荷再均分【例 6】完全相同的兩個(gè)金屬小球 A、B 帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，現(xiàn)讓第三個(gè)完全相同的不帶電的金屬小球 C先后與 A、B 接觸后再移開(kāi)(1) 若 A、B 兩球帶同種電荷，接觸后 A、B 兩球的帶電荷量之比為多少？(2) 若 A、B 兩球帶異種電荷，接觸后 A、B

16、兩球的帶電荷量之比為多少？解：(1)設(shè) A、B 帶電荷量均為 q，第三個(gè)小球 C 先與 A 接觸，凈電荷平均分配，A、C 兩球帶電荷量均為q2.第三個(gè)小球 C再與 B 接觸，凈電荷平均分配，B、C 兩球帶電荷量均為q2q234q.所以，接觸后 A、B 兩球的電荷量之比為 23.(2)設(shè) A 帶的電荷量為 q，B 帶電荷量為q，則第三個(gè)小球C 先與 A 接觸，凈電荷平均分配，A、C 兩球帶電荷量均為q2.第三個(gè)小球 C 再與 B 接觸，先中和，然后凈電荷再平均分配，B、C 兩球帶電荷量均為q2q214q.所以，接觸后 A、B 兩球的電荷量之比為 21.【觸類(lèi)旁通】6有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小

17、球 A、B，分別帶有電荷量 QA6.4109C、QB3.2109C，讓兩絕緣金屬小球接觸，問(wèn)：(1)兩球最后各帶多少電？(2)在接觸過(guò)程中，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少？解：(1)當(dāng)兩小球接觸時(shí)，電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷重新分配由于兩球大小相同，剩余正電荷必平分，即接觸后兩球帶電量為QAQB12(QAQB)12(6.41093.2109) C1.6109C4.8109 C3.01010(個(gè))1.61019C(2)在接觸過(guò)程，電子由 B 球轉(zhuǎn)移到 A 球，不僅將自身電荷中和，還使 B 球帶上 1.6109C 的正電這樣共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為QQBQB1.6109C(3.2109 C)4.8109C轉(zhuǎn)移的電子數(shù) n