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1、高一物理导学案第 3 页1.1 电荷及其守恒定律【学习目标 细解考纲】1知道两种电荷及其相互作用知道电量的概念2知道三种起电方式，知道起电过程的本质。3知道电荷守恒定律4知道什么是元电荷【任务驱动 感知教材】阅读课本内容填空1自然界中只存在 种电荷，同种电荷互相 ，异种电荷互相 。2原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对外 表现为电中性。3使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫起电过程。常见的起电方式有 、 和 等。 （1）接触起电：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；（2）摩擦起电：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带
2、 电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电；（3）感应起电：不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现 电荷。思考 ： 起电过程是不是产生了电荷？绝缘体能感应起电吗？导体能摩擦起电吗？4不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做 。失去这种电子的原子便成为带正电的 ，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。所以金属导电时只有 在移动。 思考 ：绝缘体为什么不导电？5电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量 e C。实验指出，所有带电体的电荷量都是电
3、荷量 e 的 。所以，电荷量 e 称为 。电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家 测得的。电子的比荷：电子的 与电子的之比。6电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不会 ，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；在转移的过程中，电荷量的总量 。电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为： 。【教师指导 要点精华】1.三种起电方式的比较摩擦起电 接触起电 感应起电第 4 页产生条件 两个不同绝缘体摩擦 导体与带电导体接触 导体靠近带电体现象和结果两物体带上等量异种电荷导体带上与带电体相同电性的电荷导体两
4、端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”原因不同物质的原子核对核外电子束缚能力不同而发生电子得失自由电荷在带电体与导体之间发生转移导体中的自由电子受带正（负）电物体吸引（排斥）而靠近（远离）实质 电荷在物体之间或物体内部的转移2.验电器的工作原理带电体靠近验电器，金属箔为远端，出现与带电体相同性质的电荷，同种电荷相排斥，金属箔张开；当带电体远离验电器时，金属箔合拢。阅读课本思考：静电计工作原理和用途？3.完全相同的金属球接触带电时电荷量的分配情况（两球不同时没有此结论）（1）用带电荷量是 Q 的金属球与不带电的金属球接触后，两球均带 Q/2 的电荷量，电性与原带电金属球电性相同。（2）
5、用带电荷量 Q1 与带电荷量 Q2 的金属球接触再分开，则每个小球所带电荷量 Q1=Q2=（Q 1+Q2）/2,电性与两球原来所带电荷总量的电性相同。4. 所有带电体的电荷量或者等于 e，或者等于 e 的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。 【典型例题 释疑解惑】例1、请你归纳一下，我们学习了哪些起电的方法？这些起电方法的共同特点是什么？解析： 我们学习了摩擦起电、感应起电和接触起电三种起电方法。这些起电方法的共同特点是（1）起电过程中都是负电荷在转移；（2）起电过程中电荷量是守恒的。拓展：为什么起电过程中都是负电荷在转移呢？因为正电荷被束缚在原子核内，不能随便移动。例2、图1-1-
6、1所示，A、B、C 是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中 C 球带正电，A、 B 两个完全相同的枕形导体不带电。试问：（1）如何使 A、B 都带等量正电？（2 ）如何使 A、B 都带等量负电？（3）如何使 A 带负电 B 带等量的正电？解析 利用静电感应的原理可以轻松解决本题。 （1）把 AB 紧密靠拢，让 C 靠近 B，则在 B 端感应出负电荷，A 端感应出等量正电荷，把 A 与 B 分开后再用手摸一下 B，则 B 所带的负电荷就被中和，再把 A 与 B 接触一下，A 和 B 就带等量正电荷。 （2）把AB 紧密靠拢，让 C 靠近 B，则在 B 端感应出负电荷，A 端感应出等量正电荷，再用手
7、摸一下 A 或 B，则 A 所带的正电荷会被来自于大地的自由电子中和，而 B 端的负电荷不变，移去 C 以后再把 A 与 B 分开，则 A 和 B 就带等量负电荷。 （3）把 AB 紧密靠拢，高一物理导学案第 3 页让 C 靠近 A，则在 A 端感应出负电荷， B 端感应出等量正电荷，马上把 A 与 B 分开后，则 A 带负电 B 带等量的正电。拓展： 把 AB 紧密靠拢，让 C 接触 A 或 B，然后移去 C。再把 A 与 B 分开，则 A、B都带等量正电。其它的方法读者可以进一步思考。 例3、如图1-1-2所示，绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球 a，a 的表面镀有铝膜。在 a 的近旁有一
8、绝缘金属球 b，开始时，a 、b 都不带电，现使 b 带正电，则( )A.b 将吸引 a，吸住后不放开 B.b 先吸引 a，接触后又把 a 排斥开C.a、 b 之间不发生相互作用 D.b 立即把 a 排斥开解析： b 带电后，由于静电感应，a 的近 b 端和远 b 端分别出现等量的负电荷和正电荷，b 对 a 的吸引作用大于排斥作用。 a、b 接触后带同种电荷，又相互排斥。故选项 B 正确。 拓展：本题中如果 a 的表面不是镀有铝膜，则 a 的近 b 端和远 b 端不会分别出现等量的负电荷和正电荷，但是由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以正确的选项仍是 B。例4、 两个完全相同的金属球，一个带
9、+610 -8C 的电量，另一个带 210-8C 的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？解析： 两个完全相同的金属球接触后再分开，要平均分配电量，故两球均带q=(q1+q2)/2=(+610-8)+(210 -8)/2C=210-8C，带正电。拓展： 两个完全相同的金属球接触后再分开，再平均分配电量时，异种电荷先中和，再将剩余电荷除以2即为每个金属球所带的电量。【自主探究 分享交流】1.关于元电荷的理解，下列说法正确的是( )A元电荷就是电子B元电荷就是质子C元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量D物体所带电量只能是元电荷的整数倍2.关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正
10、确的是( ) A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分D.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3.如图1-1-3所示，原来不带电的绝缘金属导体 MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔若使带负电的绝缘金属球 A 靠近导体的 M 端，可能看到的现象是（ ）A只有 M 端验电箔张开，且 M 端带正电B只有 N 端验电箔张开，且 N 端带负电C两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电4M 和 N 是原来都
11、不带电的物体，它们互相摩擦后 M 带正电荷1.610 -10C，下列判断中正确的是（ ）A在摩擦前 M 和 N 的内部没有任何电荷B摩擦的过程中电子从 N 转移到了 M第 4 页CN 在摩擦后一定带负电荷1.610 -10CDM 在摩擦过程中失去了1.610 -10个电子5带电微粒所带电量不可能是下列值中的 （e=1.610 -19C） ( )A2.410 -19C B-6.410 -19C C-1.610 -18C D4.010 -17C6.如图1-1-6所示，当将带正电荷的球 C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是( )A.枕形金属导体上的正电荷向 B 端移动，负电荷不
12、移动B.枕形金属导体中的负电荷向 A 端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 B 端和 A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 A 端和 B 端移动7多少个电子的电荷量等于-3.2 10-5C？（电子电荷量 e=1.610-19C）8.两个完全相同的金属球，一个带+3q 的电量，另一个带-9q 的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？9当带电塑料尺子吸引一小纸片，当尺子接触到纸片时，有时纸片会很快地飞开，这是为什么？【互动求知 巩固拔高】10如图1-1-4，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（
13、）A金属球 A 可能不带电B金属球 A 可能带负电C金属球 A 可能带正电D金属球 A 一定带正电 11.如图所示，将用绝缘支柱支持的不带电金属导体 A 和 B 接触，再将带负电的导体 C移近导体 A，然后把导体 A、B 分开，再移去 C，则 ( )A导体 A 带负电，B 带正电B导体 A 带正电，B 带负电C导体 A 失去部分负电荷，导体 C 得到负电荷D导体 A 带正电是由于导体 B 的部分电子转移到 A 上，故 A、B 带等量异种电荷12.静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子 a、b、c 从 P 点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图所示，则 （ ）A. 带负电荷，b 带正电荷，c 不带电荷B. 带正电荷，b 不带电荷，c 带负电荷C. 带负电荷，b 不带电荷，c 带正电荷D. 带正电荷，b 带负电荷，c 不带电荷高一物理导学案第 3 页13.有两个完全相同的绝缘金属球 A、B，A 球所带电荷量为 q，B 球所带电荷量为q，现要使 A、B 所带电荷量都为 q/4，应该怎么办？
