《物理11《电荷及其守恒定律》基础知识讲解课件（新人教版选修31）_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理11《电荷及其守恒定律》基础知识讲解课件（新人教版选修31）_1（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 静电场,“静电场”是电学的基础知识，承前启后，也是历年高考的重点之一.需要我们在理解基本概念的基础上，掌握电荷守恒定律、库仑定律、场强叠加、匀强电场中电场强度与电势差的关系、带电粒子在电场中的运动等有关规律.学会运用电场线、等势面等几何方法形象地描述电场的分布；熟练将运动学和力学的规律应用到电场中，分析、解决带电粒子在电场中的运动问题.,本章特点之一是概念多且抽象.静电场的概念及电场强度、电势、电势差、电势能等物理量的理解都是比较抽象的，但是我们可以把它们与重力场及重力加速度、高度、高度差、重力势能等进行类比，在类比中加深对本章知识的掌握.,本章特点之二是综合性较强.许多知识是在力学知
2、识的基础上学习的，所以在学习电学知识前要复习好必要的力学规律.在分析问题的过程中要经常把力、电规律密切联系，综合运用.本章对能力的具体要求是概念准确，不乱套公式，懂得规律的成立条件及适用范围，从规律出发进行逻辑推理，把相关知识融会贯通，灵活处理物理问题.,第一节 电荷及其守恒定律,学习目标：1.经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质. 2理解电荷守恒定律. 3知道什么是元电荷，知道电荷量的概念及其单位，知道比荷的概念.,重点难点：起电的实质与电荷守恒定律的理解和应用. 易错问题：把质子、电子误认为元电荷.,一、电荷及起电方式 1物质的电
3、结构：原子由带 的原子核和带 的电子组成，电子绕原子核高速旋转.原子核的正电荷的数量跟核外电子的负电荷的数量 ，所以整个原子对外界较远位置表现为 . 金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做 ，失去电子的原子便成了带正电的离子.,正电,负电,相等,电中性,自由电子,2三种起电方式 (1)摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带 ，则丝绸带有 ，这是因为玻璃棒上的部分 转移到了丝绸上；用毛皮摩擦过的橡胶棒带 ，毛皮带 ，这是因为毛皮上的部分 转移到了橡胶棒上.,正电,负电,电子,负电,正电,电子,(2)感应起电：把带电体移近不带电的导体，可以使靠近带
4、电体的一端带 电荷，远离的一端带 电荷，这种现象叫做 ，利用静电感应使物体带电的过程叫做 . (3)接触起电：不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷，这种使物体带电的方式叫做 ，两个完全相同的物体接触后，会使电荷量 .,异号,同号,静电感应,感应起电,接触起电,平分,感应起电的方式能使绝缘体带电吗？,【思考提示】 不能.绝缘体中几乎没有自由电荷.,二、电荷守恒定律表述一：电荷既不会 ，也不会 ，只能从一个物体转移到 ，或者从物体的一部分转移到 .在转移过程中，电荷的总量保持不变. 表述二：一个与外界没有 交换的系统，电荷的 保持不变.,消灭,创生,另一个物体,另一部分,电荷,代数和,三、电荷
5、量 1电荷量：电荷的多少.其国际单位是 ，简称库，用C表示. 2元电荷：最小的电荷量，即 所带的电荷量，用e表示，e C，最早由美国物理学家 测得. 3电子的比荷：电子的 与电子的 之比.,库仑,1.61019,密立根,电荷量,质量,电子,一、三种起电方式的比较,1.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. 2两个完全相同的带电金属球，接触后再分开时各自的带电量可用公式 计算.,二、电荷守恒定律的理解 1“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. 2“总量
6、”含义：指电荷的代数和.,3起电过程中电荷变化 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，也就是说物体所带电荷的重新分配.,4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.如：由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮没、转化为光子.在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮没，电荷的代数和不变.,如图111所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以 ( ),图111,A甲图中两球一定带异种电荷 B乙
7、图中两球一定带同种电荷 C甲图中两球至少有一个带电 D乙图中两球只有一个带电,【解析】 若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也可能一个带电荷，另一个不带电荷.当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋向于远离带电物体，这一过程类似于静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力.综上知，B、C选项正确.,【答案】 BC,1绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b不带电，如图112所示，现使b球带电，则 ( ),图112
8、,Aa、b之间不发生相互作用 Bb将吸引a，吸在一起不分开 Cb立即把a排斥开 Db先吸引a，接触后又把a排斥开,解析：选D.b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥.因此本题突出“近旁”，以表达吸引并能接触.,如图113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，下列方法中能使两球都带电的是 ( ),图113,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先使乙球瞬时接地，再移走棒,【解析】 由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上
9、了等量异种电荷，所以A正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B错误；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；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D正确.,【答案】 ACD 【思维总结】 对每一种起电方法要理解起电过程，如感应起电是由于外来电荷(电场)的作用使某导体内电荷重新分布，接触起电是由于电荷间作用使两导体间电荷发生转移.,2例题中，能使甲、乙两球带同种电荷的是 ( ) 解析：选CD.接触起电使甲、乙两球都带负电，所以C
10、对，乙球瞬时接地，甲球带正电，乙球不带电，再移走棒，甲、乙两球均带正电，故D对.,如图114所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则 ( ),图114,A金属球可能不带电 B金属球可能带负电 C金属球可能带正电 D金属球一定带负电 【思路点拨】 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，后者是因为带电体所带的电荷可以转移到验电器上.,【解析】 验电器的金箔之所以张开，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箔带电荷量的多少.如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上
11、的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使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，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D. 【答案】 AB,【思维总结】 验电器可以判断物体是否带电、带电荷的种类及电荷量的多少.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，但要注意区分带电体靠近验电器金属球和接触金属球时，验电器所带电荷的不同.,3(2010年武汉市调研测试)如图11
12、5所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近验电器B，则 ( ),图115,A验电器金箔不张开，因为球A没有和B接触 B验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电 C验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电 D验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电,解析：选D.A球带正电，靠近验电器B时，发生静电感应，验电器的金属球带负电，金属箔片带正电而张开.,有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2104C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据 ( ) A6.0105C,4.0105C,4.0105C B6.0105C,4.0105C,
13、2.0105C C4.5105C,4.5105C,3.0105C D5.0105C,5.0105C,2.0105C,【解析】 三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量，由电荷守恒定律排除A项；无论什么时候，若三个球同时接触，则每球各分总电荷量的1/3，且之后无论怎样接触，各球的电荷量都不会再发生变化.若三球电荷量不相等，最后一次必为两球接触，则必有两个球的电荷量相等.从而可排除B；选项C、D，均满足电荷守恒定律，设从第一次两球接触开始，如A、B接触，A、B各带电荷量6.0105C，,第二次B、C接触后各带电荷量3.0105C，三球所带电荷量分别为6.0105C、3.0105C、3.0105C；第
14、三次用A、B接触，各分电荷量4.5105C，即选项C的分配结果，由此又可推知，此后无论怎样接触，电荷量也不会多于4.5105C，从而选C而否定D. 【答案】 C,【思维总结】 本题用电荷守恒定律排除和递推找出获得所给电荷量分配的途径，即可最终得到结果.,4(2010年北京市东城区高三综合练习)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.61015 C，丙物体带电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
15、荷81016 C D丙物体一定带有负电荷81016 C,解析：选AD.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1.61015 C而带正电，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的多少为1.61015 C81016 C81016 C，故A、D正确.,1以下判断小球是否带电的说法中正确的是 ( ) A用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电 B用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电,C用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电 D如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电 解析：选BD.用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷.用验电器的金属球接触它时，还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断.带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质.,2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,
