高二物理静电场2讲解

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1、新课标人教版课件系列 高中物理 选修3-1 第一章 静电场 1.电荷及其 守恒定律 教学目标 （一）知识与技能 1知道两种电荷及其相互作用知道电量的 概念 2知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了 电荷，而是使物体中的正负电荷分开 3知道静电感应现象，知道静电感应起电不 是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开 4知道电荷守恒定律 5知道什么是元电荷 （二）过程与方法 1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识 自然界中的两种电荷 2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩 擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物 体中的电荷分开但对一个与外界没有电荷交 换的系统，电荷的代数和不变。 （三）情感态度与价

2、值观 通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识 物体带电的本质 重点：电荷守恒定律 难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩 擦起电和感应起电的相关问题。 教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘 金属球，静电感应导体，通草球。 一、电荷 电荷是一种物质属性 1、自然界中有两种电荷（富兰克林命名） （1）正电荷： 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷： 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 + _ 原子的构成原子的构成 原子（ 中性） 原子核 核外电子 质子 中子 （正电） （不带电） 原子核为什么稳定？原子核为什么稳定？ 质子和中子之间有强相互作用核力 核

3、外电子核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的 作用而脱离原子 使物体带电的方法： 1、摩擦起电 演示 微观解释： 电子从一个物体转移到另一个物体上 。 得到电子：带负电 失去电子：带正电 金属导电机理： 金属内有自由 移动的电子 自由电子 每个正离子 都在自己的平 衡位置附近振 动而不移动。 2、感应起电 使物体带电的方法： 演示 （1）静电感应：把电荷移近不带电的导 体，可以使导体带电的现象，叫做静电 感应 （2）感应起电：利用静电感应使物 体带电，叫做感应起电 规律：近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷 （3）静电感应微观解释：把带正电的球移近金属导体A和B时， 导体上的自由电子被吸引

4、过来，因此导体A和B带上了等量的异 种电荷感应起电没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开 ，将电荷从物体的一部分转移到另一部分 使物体带电的方法： 3、接触带电 接触后 再分开 +Q +Q 接触后 再分开 Q3Q QQ 微观解释： 电荷从一个物体转移到另一个物体 接触带电电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷 会重新分配，若不受外界影响，两个完 全相同的带电导体,接触后再分开,二者将 原来所带电量的总和平均分配 两个带有异种电荷的导体，接触后先 发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷 量再进行电荷的重新分配；如果两带电 体完全相同，则剩下的电荷平均分配 验电器1.swf 是否只有当带电体

5、与导体棒的上端 直接接触时，金属箔片才开始张开？解 释下面将要看到的现象。 验电器2.swf 当带电导体棒靠近验电器上端的金属 球时，由于静电感应，金属球带与导体 棒相反的电荷，金属箔带与导体棒相同 的电荷 1、起电的本质 无论是哪种起电方式,其本质都 是将正、负电荷分开,使电荷发生 转移，并不是创造电荷. 二、电荷守恒定律： 2、电荷守恒定律 （物理学的基本定律之一 ） 表述一： 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能 从一个物体转移到另一个物体,或从物 体的一部分转移到另一部分,在转移的 过程中，系统的电荷总数保持不变. 表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统， 电荷的代数和总是保持不变。 三

6、、元电荷 1 1、电荷量：、电荷量：电荷的多少，简称电量。单位:库仑 C 元电荷的数值最早是由美国科学家密 立根用实验测得到的 比较电荷带电的多少，要比较的是其 电荷量的绝对值，绝对值大的带电多尽 管电荷量有正负值（正号一般省略），要 知道这里的“”、“”号不表示电荷 量的大小，只代表电荷的性质（种类） 一般，正电荷的电量用正值表示，负电荷 的电量用负值表示 1、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、1.6010-19C的电量叫元电荷 C、电子带有最小的负电荷，其电量 的绝对值叫元电荷 D、

7、质子带有最小的正电荷，其电量 的绝对值叫元电荷 B、C、D 课堂训练 2、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和 C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正 电，则 ： AB、C球均带负电 BB球带负电，C球带正电 CB、C球中必有一个带负电，而另 一个不带电 DB、C球都不带电 C 课堂训练 3、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属球, 并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说 法中正确的是: A.导体B带负电; B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且 电荷量大小相等; C.若A不动,将B沿图中aa分开,则两边的电荷量 大小可能不等,与如何分有关; D.若A向B逐渐靠近,在

8、B左端和右端的电荷量大 小始终相等并且连续变化; E.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量 保持不变. B A a a BE 课堂训练 4、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导 体Q放置用手接触B端，移去手指再移 去Q，AB带何种电荷 _ 若手 的接触点改在A端，情况又如何 _ 。 负电荷 负电荷 小 结 1、自然界存在两者电荷 （1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体 (2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体 (3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分

9、 规律：近异远同 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统 ，电荷的代数和总是保持不变。 1、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭， 只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分 移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之 为 定律。 2、将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A 中的质子数 （ ） A增加 B减少 C不变 D先增加后减少 3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的 电量为_ ；一个电子的电量为_ _ ，一个质子的电量为_ ；任何带电粒子，所带 电量或者等于电子或质子的电量，或者是

10、它们电量的 _最早测出元电荷的数值的是美国物理学家 ，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子 的 。 4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距 离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况 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 课堂练习 C BCD 摩擦起电感应起电接触带电电荷守恒定律 1.61019 C 1.61019 C 1.61019 C 整数倍 密立根 比荷 5、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相 互吸引的，如果A带正电，则 （ ） A B、C球均带负电 B B球带负

11、电，C球带正电 C B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电 D B、C球都不带电 6、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金 属小球a（图1），然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开 橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 （ ） Aa带正电，b带负电 Ba带负电，b带正电 Ca、b均带正电 Da、b均带负电 Ea、b均不带电 课堂练习 C C 7、图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠 近带正电荷的金球C在下列情况中，判断A、B两球的带 电情况： （1）A、B接触后分开，再移去C， 则A_，B_； （2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开， 则A_，B_ （3

12、）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C， 则A_， B_； 8、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：把不带电 的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两 球不接触。用手指摸甲球。手指移开。移开乙球。 甲球带正电。甲球不带电。下列操作过程和所得结论 正确的有（ ） A. B. C. D. 课堂练习 正电负电 不带电不带电 负电负电 BC 1.2库仑定律 教学目标 （一）知识与技能 1掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑 定律的含义及其公式表达，知道静电力常量 2会用库仑定律的公式进行有关的计算 3知道库仑扭秤的实验原理 （二）过程与方法 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力

13、的因素， 再得出库仑定律 （三）情感态度与价值观 培养学生的观察和探索能力 重点：掌握库仑定律 难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算 教具：库仑扭秤(模型或挂图) 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间 相互作用力的大小决定于那些因素呢 同种电荷相互排斥、 异种电荷相互吸引。 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相 互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作 用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑 做了大量实验,于1785年得出了库仑定律. 影响两点电荷间作用力的因素： 距离和电荷量 实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量 的增大而增大，随着距离的增大而减小。 库仑定律1.swf库仑定律2.swf

14、库仑定律 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电 荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作 用力的方向在它们的连线上。 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力. 大小： 适用范围：1.真空中； 2.点电荷. 其中K叫静电力常量：k=9.0109Nm2/C2 是由实验测定出来的 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽 象，是为了简化某些问题的讨论而引进的 一个理想化的模型。在研究带电体间的相 互作用时，如果带电体之间的距离远大于 它们本身的大小以致电体的形状、大小 以及电荷分布状况对它们之间相互作用力 的影响甚小，这样的带电体就可以看作带 电的点，并称它为点电荷。但点电荷本身 的线度不

15、一定很小，它所带的电量也可以 很大。点电荷这个概念与力学中的“质点” 类似。 点电荷 典型例题 例1、关于点电荷的下列说法中正确的是： A .真正的点电荷是不存在的 B .点电荷是一种理想模型 C .足够小（如体积小于1）的电荷就是 点电荷 D .一个带电体能否看成点电荷，不是 看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对 所研究的问题的影响是否可以忽略不计 答案：A、B、D 从例题可以看 出：电子和质子的 静电力是它们间万 有引力的2.31039倍 .正因如此,以后在研 究带电微粒间相互 作用时,经常忽略万 有引力. 库仑定律和万 有引力定律都遵从 平方反比规律,人 们至今还不能说明 它们的这种相似性 ,物理学家还在继 续研究. 典型例题 例2、 例3、 图1.2-3 库仑扭秤 库仑的实验 库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。 如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒， 棒的一端是一个带电的金属小球A，另一 端有一个不带电的球与A球的重力平衡。 当把另一个带电的小球C插入容器并使它 靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝