《2017-2018学年高中物理 第一章 静电场 第1节 电荷 电荷守恒定律课件 教科版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第一章 静电场 第1节 电荷 电荷守恒定律课件 教科版选修3-1（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章静电场 教师参考 一 课程标准1 内容标准 1 了解静电现象及其在生活和生产中的应用 用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象 2 知道点电荷 体会科学研究中的理想模型方法 知道两个点电荷间相互作用的规律 通过静电力与万有引力的对比 体会自然规律的多样性与统一性 3 了解静电场 初步了解场是物质存在的形式之一 理解电场强度 会用电场线描述电场 4 知道电势能 电势 理解电势差 了解电势差与电场强度的关系 5 观察常见电容器的构造 了解电容器的电容 举例说明电容器在技术中的应用 2 活动建议 1 通过查阅资料 阅读说明书 观察实物等方式 了解避雷针 静电除尘器 静电复印机 激光打印机等设施的
2、基本原理 撰写一篇科学报告 2 收集资料 综述静电的危害和预防方法 二 高考内容及要求1 物质的电结构 电荷守恒 2 静电现象的解释 3 点电荷 4 库仑定律 5 静电场 6 电场强度 点电荷的场强 7 电场线 8 电势能 电势 9 电势差 10 匀强电场中电势差与电场强度的关系 11 带电粒子在匀强电场中的运动 12 示波管 13 常见电容器 电容器的电压 电荷量和电容的关系 说明 带电粒子在匀强电场中运动的计算 只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于电场强度方向的情况 三 教学建议本章是电磁场理论的基础知识 而且带电粒子的运动又和力学知识 能量转化的规律紧密相连 综合性强 因此教学时应注
3、意以下几点 1 注意电场强度 电势 电势能等概念的理解 电场性质及其描述 2 对带电粒子在电场中的运动只要求速度平行和垂直于场强的情况 且注意与实际应用的联系 3 平行板电容器的教学中注重其定义式和决定式的综合应用 第1节电荷电荷守恒定律 课堂探究 自主学习 达标测评 自主学习课前预习 感悟新知 目标导航 教师参考 重点 起电的方法及实质难点 电荷守恒定律 教材梳理 一 摩擦起电两种电荷1 电荷 自然界只存在两种电荷 电荷和电荷 同种电荷相互 异种电荷相互 2 电荷量 电荷的叫电荷量 在国际单位制中 电荷量的单位是 用字母表示 常用的电荷量单位还有微库 C 和纳库 nC 1 C 10 6C 1
4、nC C 二 摩擦起电的解释1 原子电性 一般情况下 原子内的总数等于原子核内的总数 因而通常物体或者物体的任何一部分都不显电性 正 负 排斥 吸引 多少 库仑 C 10 9 电子 质子 2 摩擦起电的实质 材料不同的两个不带电的物体互相摩擦使一个物体的原子中有一些挣脱原子核的束缚并转移到另一个物体上 失去电子的物体显示出带 得到电子的物体显示出带 而且两者的电荷量必然 议一议在我国北方的冬天 天气干燥 当脱掉外衣后再去摸金属门把手时 常常会被电击 这是为什么 答案 脱外衣时 由于摩擦起电 因空气干燥 电荷不会短时间中和 触摸金属门把手会有放电现象 故会被电击 外层电子 正电 负电 等值异号
5、三 元电荷 电荷守恒定律1 元电荷 一个电子所带电荷量的绝对值为 它是电荷的单元 1 6 10 19C 最小 2 电荷量的不连续性 任何带电体所带电荷量都是元电荷的倍 3 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到另一个物体 或者从物体的一部分到另一部分 想一想质子 电子所带的电荷量与电子相同 但符号相反 有人说质子或电子是元电荷 对吗 答案 不对 质子或电子所带电荷量的多少等于元电荷 并不能说质子或电子就是元电荷 四 静电感应与感应起电1 静电感应 当带电导体靠近不带电导体时 由于同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 导体中可的电荷将发生运动 使导体靠近带电体与远离带电
6、体的两端分别带上与带电导体电性和电性的电荷的现象 整数 转移 转移 自由移动 相反 相同 2 感应起电 利用静电感应使导体带电的方法 想一想教材P4图1 1 6中 1 将带电绝缘导体球靠近A 先把A B分开 然后移走绝缘导体球 A B上的金属箔片是否仍张开 为什么 2 若先把绝缘导体球移走 再把A B分开 A B上的金属箔片是否张开 为什么 答案 1 仍张开 因为导体球一直在A B附近 先把A B分开 导体中的自由电荷已发生了移动 因而A B仍带等量异种的感应电荷 此时即使再移走带电导体球 因A B已经绝缘 所带电荷量也不会变 故箔片仍张开 2 不张开 因为如果先移走带电导体球 A B上的感应
7、电荷会马上在其相互之间的作用力下吸引中和 不再带电 所以箔片不会张开 1 通过摩擦带电的两个物体必然带等量异种电荷 2 发生静电感应现象时 导体靠近带正电的物体的一端带负电荷 3 所有带电体的电荷量或者等于元电荷 或者是元电荷的整数倍 4 感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体 5 近代物理实验发现 在一定条件下 带电粒子可以产生和湮灭 故在一定条件下 电荷守恒定律不成立 思考判断 答案 1 2 3 4 5 要点一电荷的三种起电方法 课堂探究核心导学 要点探究 问题导学 接触起电过程中 电子是如何转移的 答案 带正电的物体与带负电的物体接触 电子由带负电的物体转移到带正电的物体
8、上 带正电 或负电 的物体与不带电的中性物体接触 电子由中性 或带负电 物体转移到带正电 或中性 物体上 要点归纳 1 感应起电的步骤感应起电有严格的操作步骤 如图所示 1 使带电体C 假设带正电 移近相互接触的两导体A B 2 保持C不动 再用绝缘工具分开A B 3 移走C 则A带负电 B带正电 若操作步骤颠倒 如 2 3 颠倒 导体最后不带电 2 三种起电方法的比较 特别提示对感应起电的理解 1 感应起电是由于外来电荷或带电体的作用使导体内电荷重新分布 且满足 近异远同 的原则 2 感应起电成功的关键在于先分开两物体 或先断开接地线 然后再移去带电体 例1 多选 如图所示 将带电棒移近两个
9、不带电的导体球 两个导体球开始互相接触且对地绝缘 下述几种方法中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 先将棒接触一下其中的一个球 再把两球分开D 以上方法都不能使两导体球带电 核心点拨 感应起电的顺序是带电体靠近 导体分离 带电体移走 AC 解析 带电棒移近导体球但不与导体球接触 从而使导体球上的电荷重新分布 甲球左侧感应出正电荷 乙球右侧感应出负电荷 此时分开甲 乙两球 则甲 乙两球上分别带上等量的异种电荷 选项A正确 如果先移走带电棒 则甲 乙两球上的电荷又恢复原状 则两球分开后不显电性 选项B错误 如果先将棒接触一下其中的一个球 则甲 乙两球会同时带
10、上和棒相同电性的电荷 选项C正确 D错误 方法技巧感应起电的实质感应起电的实质是导体中的正 负电荷在带电体的作用下 发生了分离 导体中有能够自由移动的电子 而绝缘体中的电子不能自由地移动 所以导体能够发生感应起电 而绝缘体不能 教师备用 例1 1 多选 如图所示 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是带正电的小球 下列说法正确的是 A 把C移近导体A时 A B上的金属箔片都张开B 把C移近导体A 先把A B分开 然后移走C A B上的金属箔片仍张开C 先把C移走 再把A B分开 A B上的金属箔片仍张开D 先把A B分开 再把C移走 然后重新
11、让A B接触 A上的金属箔片张开 而B上的金属箔片闭合 AB 解析 虽然A B起初都不带电 但带正电的小球C对A B内的电荷有力的作用 使A B中的自由电子向左移动 使得A端积累了负电荷 B端积累了正电荷 其下部贴有的金属箔片 也分别带上了与A B同种的电荷 由于同种电荷间存在斥力 所以金属箔片都张开 故选项A正确 保持带电小球C在A B附近 先把A B分开 A B带等量异种电荷 此时再移走C 因A B已经绝缘 所带电荷量也不能变 金属箔片仍张开 故选项B正确 但如果先移走C A B上的感应电荷会马上在其相互吸引作用下中和 不再带电 所以金属箔片都不会张开 故选项C错 先把A B分开 再移走C
12、 A B仍然带电 但重新让A B接触后 A B上的感应电荷完全中和 金属箔片都不会张开 故选项D错 针对训练1 1 多选 如图所示是一带正电的验电器 当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时 验电器中的金属箔片的张角减小 则 A 金属球A可能不带电B 金属球A一定带正电C 金属球A可能带负电D 金属球A一定带负电 AC 解析 金属箔片之所以张开 是由于两箔片上的正电荷相互排斥造成的 当验电器金属箔片的张角变小时 说明金属箔片上的正电荷一定比原来减少了 如果金属球A带正电 则金属箔片上的正电荷量增加 张角变大 所以选项B错误 如果金属球A带负电 造成金属箔片上的正电荷量减少 张角变小 如果金属球A
13、不带电 由于受验电器上的正电荷的影响 在金属球A靠近金属球B的部分会出现负电荷 而这些负电荷反过来会使验电器上的正电荷向B 移动 使金属箔片上的电荷量减少 张角变小 故选项A C正确 D错误 要点二电荷守恒定律 问题导学 当两个带异种电荷的导体接触时 会发生电荷的中和现象 中和的电荷是不是消失了呢 答案 电荷的中和是正负电荷对外表现的电性相互抵消 使得净电荷减少或为零 但正 负电荷本身依然存在 并不是正 负电荷消失 我们通常讲一个物体带多少电 实质上指的是带多少净电荷 只是习惯将 净 字省略掉 要点归纳 1 起电过程本质 微观带电粒子 如电子 在物体之间或物体内部转移 实现物体所带电荷的重新分
14、配 而不是创造电荷 2 中性 中和 的本质 电中性的物体是有电荷存在的 只是代数和为0 对外不显电性 电荷的中和是指电荷的种类 数量达到异号 等量时 正负电荷代数和为0 3 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 特别提示两个物体之间或物体的各部分之间能转移的是电子 例2 半径相同的两金属小球A B带有相同的电荷量 相隔一定的距离 今让第三个半径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之比为多少 2 若A B两球带异种电荷
15、接触后两球的电荷量之比为多少 思维导图 答案 1 2 3 2 2 1 规律方法电荷的分配规律 完全相同的小球A B带同种电荷 电荷量分别为q1 q2 两者接触后再分开 每个小球带电 若两者带有异种电荷 电荷量分别为q1 q2 则接触后再分开 每个小球带电荷量为 当两球外形不同时 没有以上结论 教师备用 例2 1 有三个相同的绝缘金属小球A B C 其中A小球带有2 0 10 5C的正电荷 小球B C不带电 现在让小球C先和小球A接触后取走 再让小球B与小球A接触后分开 最后让小球B与小球C接触后分开 最终三小球的带电荷量分别为qA C qB C qC C 答案 5 10 67 5 10 67
16、5 10 6 针对训练2 1 有A B C三个用绝缘柱支撑的相同导体球 A带正电 电荷量为q B和C不带电 讨论用什么办法能使 1 B C都带等量的正电 2 B C都带负电 3 B C带等量的异种电荷 4 B带q正电 解析 1 B与A接触后 再与C接触 2 使A靠近B C B C用导线接地后 断开导线 3 用导线将B C连接 使A靠近B 断开导线 答案 见解析 达标测评随堂演练 检测效果 1 关于摩擦起电 下列说法中正确的是 A 两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象B 摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷C 在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体D 在摩擦起电现象中正 负电荷同时发生转移 C 解析 在摩擦起电现象过程中电子会从一个物体转移到另一个物体 失去电子的物体带正电 得到电子的物体带负电 选项C正确 解析 金属箔片的带电性质和相接触的玻璃棒带电性质是相同的 带正电 选项A正确 B错误 金属箔片的起电方式为接触起电 选项C正确 D错误 2 多选 当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后 金属箔片张开 此时 金属箔片所带电荷的电性和起电方式是 A 正电荷B 负电荷C
