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1、第一节 电荷及守恒定律一、探究目标1. 知道自然界中只有两种电荷2. 知道元电荷的概念，认识各种起电方法及实质3. 理解电荷守恒定律的内容二、自主研习1自然界只存在两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是一种 ，用毛皮摩擦过的 所带的电荷是另一种美国科学家富兰克林(如图)把前者命名为 ，把后者命名为 2金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的 而在金属中自由活动，这种电子叫 失去电子的原子便成为带 电的 3使物体带电的方法有三种(如图) ：它们分别是三种带电方式的实质都是一样的，都是使电荷从 转移到 ，或从物体的 转移到 4到目前为止，科学实验发现的最小电荷量是 所带的电荷量 、 带有跟电
2、子等量的异种电荷这个最小的电荷用 e 表示e1.6010 19 C三、要点探究1电荷(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒都可以吸引碎纸屑( 右图) 物体有了这种能吸引轻小物体的性质，就说它带了电荷，简称带了电(2)自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引即时讨论：不显电性的物体内有电荷吗？2.三种起电方式(1)摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电，这就是摩擦起电(2)感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电
3、荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷这种现象叫做静电感应利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电注：感应起电有严格的操作步骤a使带电体 C(如带正电) 靠近相互接触的两导体 A、B(如图甲)b保持 C 不动，用绝缘工具分开A、B.c移走 C，则 A带负电，B 带正电(如图乙) 如果先移走 C，再分开 A、B，那么原来 A、B 上感应出的异种电荷立即中和，不会使 A、B 带电特别提醒：尽管电荷量有正负值(正号一般省略 )，要知道这里的“” 、 “”号代表电荷的性质(种类) ，与数学中的正负号的含义不同特别提醒：感应起电时，保持带电导体对外绝缘是成功的
4、关键，在干燥的环境中操作是必要的条件答案：物体由原子组成，原子由电子和原子核组成，而原子核又由中子和质子组成其中质子带正电，电子带负电，原子所含的电子数和质子数相等，因此不显电性的物体内同样存在电荷.(3)接触起电：用带电物体与不带电物体接触或两个带相反电荷但所带电荷量不同的物体相接触，都可以使物体带电前一种情况是两物体带同种性质的电荷，如果两个物体相同则平分电荷量，后一种情况是两个物体先中和相同量的异种电荷，然后分配剩余电荷即时讨论为什么能发生感应起电的是导体而不是绝缘体3.电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体在任何转移的
5、过程中，电荷的总量不变电荷守恒定律也常表述为：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的 即时讨论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？4.元电荷(1)通常把 e1.601019C 的电荷叫做元电荷所有带电体的电荷都是元电荷的整数倍元电荷并非是一种电荷，而是最小电荷量值它也是电荷量的最小单位(2)电子的电荷量和其质量的比值，叫做电子的比荷电子的比荷为 1.760/eCkgm即时讨论有人说质子或电子是元电荷，对吗？质子和电子的比荷相同吗？答案：不是元电荷是最小的带电单位，不是带电粒子，没有电性之说质子、电子的电荷量相同，但质子质量远大于电子，所
6、以电子的比荷大于质子的比荷四走出误区误区 1：相互吸引的一定是带异种电荷的物体点拨：除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的特性，这里的“轻小物体”可能不带电误区 2：两个带电体相互接触后电荷量平分点拨：并不是所有情况下接触后电荷量都能够进行平分，电荷量平分只能在一种情况下满足，那就是两个相互接触的物体必须是两个完全相同的球体误区 3：通过一定的方法可以使物体带上任意大小的电量点拨：电荷量不能连续变化，因为最小的电荷量为 1.601019 C.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷电荷量相等，但不能说它们带有一个元电荷五题型设计例 1.A 导体带负电荷，B 导体带同样多的正电荷，
7、将 A，B 两导体连在一起，以下说法正确的是 ()A两导体上的正负电荷完全消失了BA 导体上的负电荷全部跑到 B 导体上去了，而 B 导体上的正电荷全部跑到 A 导体上去了CA 导体上的一部分负电荷跑到 B导体上，而 B 导体上的一部分正电荷跑到 A 导体上，刚好被中和D以上说法均不正确特别提醒：接触起电与感应起电的异同点如下：(1)相同点：实质相同，都是电子的转移(2)不同点：前者必须接触，后者只需靠近特别提醒：(1)在一定条件下，电荷是可以产生和湮灭的，但电荷的代数和不变，如一对正、负电子可同时湮灭，转化为光子(2)电荷守恒是自然界重要的基本规律之一答案：感应起电的实质是在带电体上电荷的作
8、用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分，只有导体上的电子才能自由移动，绝缘体上的电子不能自由移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能.答案：不是所谓“中和”是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程.变式 1。关于电荷量的下列说法中哪些是错误的( )A物体所带的电荷量可以为任意实数B物体所带的电荷量只能是某些值C物体带正电荷 1.6109 C，这是因为失去了 1.01010 个电子D物体带电荷量的最小值是 1.61019 C例 2.给你一个带正电荷的金属球 A，和两个不带电的金属球 B、C，你有
9、哪些办法可以让 B带负电，有哪些办法可以让 B 带正电？解析：使 B 球带负电的方法有：方法一：先使 B 与 C 靠在一起，让 A 靠近 B，然后分开B、C 再移走 A，B 就带负电方法二：让 A靠近 B，用手接触一下 B 球，把手拿开后，B 就带负电方法三：让 A 靠近 B，用一根导线把 B 与大地连接后，撤去导线，移去A，则 B 带负电使 B 球带正电的方法有：方法一：让 A 与 B接触后再分开，则 B 带正电荷方法二：先使 B 与 C 靠在一起，让 A 靠近 C，然后分开B、C，再移走 A，则 B 带正电变式 2.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列各图表示验电器上感应
10、电荷的分布情况，正确的是()例 3.用绸布摩擦有机玻璃棒后，将玻璃棒靠近悬吊着的用锡纸揉成的小纸团时，原本不带电的锡纸团会被吸引，然后又被弹开，试解释这个现象解析：绸布摩擦过的玻璃棒 A 带上了正电，当它靠近锡纸团 B(导体)时，产生静电感应 (右图)感应负电荷被 A 上正电荷吸引，感应正电荷被 A 上正电荷排斥因感应正电荷比感应负电荷离 A 远，排斥力小于吸引力，故锡纸团受吸引力作用而靠拢 A.一旦锡纸团 B 与 A 接触，原本总体呈中性的B 便得到从 A 转移过来的正电荷而带上正电(其实质是中性导体 B 上的电子转移到 A 上，B 缺少电子后便带正电)，于是 A、B 因带同种电荷互相排斥而
11、分离变式 3.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球 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 都不带电，如图所示，现使 a、 b 分别带正、负电，则 ()Ab 将吸引 a，吸引后不放开Bb 先吸引 a 接触后又分开Ca、 b 之间不发生相互作用Db 立即把 a 排斥开例 4.人体吸收空气中的负离子后，能增强心肺功能，促进血液循环，加快新陈代谢，提高免疫能力，还能提高大脑中枢神经的调节作用目前医学上也常用“负离子发生器”产生负离子来治疗气管炎、哮喘等呼吸系统疾病(1)请你利用所学知识分析“负离子发生器”点评：(1)等量异种电荷的中和是正、负电荷完全相互抵消，即净
12、电荷为零正、负电荷本身依然存在，并不是正、负电荷分别消失电荷既不能创造，也不能消失可见电荷的中和是“净电荷”的减少或消失(2)在导体中，只有能自由移动的电荷才能发生移动(如金属导体中能移动的是带负电的电子)点评：使物体带电的方式有摩擦起电、接触起电和感应起电，摩擦起电一般限于使绝缘体带电，接触起电使相互接触的两个导体只能带同种电荷，而感应起电则可根据需要使导体带各种电荷，且不改变施感电荷的电荷量点评：本题考查了三个知识点：(1)带电体有吸引轻小物体的性质；(2)接触带电；(3)同种电荷相互排斥是怎样产生的负离子你认为都市中什么地方、什么时候负离子含量多，空气新鲜(2)空气中的负离子，主要是氧气
13、结合自由电子形成的，写出形成负氧离子的反应式(3)雨林、喷泉、瀑布附近空气特别清新，而室内电器工作时空气负离子少，为什么？变式 4.探究问题带电的报纸材料：1 支铅笔，1 张报纸探究过程1展开报纸，把报纸平铺在墙上2用铅笔的侧面迅速地在报纸上摩擦几下后，报纸就像粘在墙上一样掉不下来了3掀起报纸的一角，然后松手，被掀起的角会被墙壁吸回去4把报纸慢慢地从墙上揭下来，会听到“劈啪”的声音探究小结请你解释探究过程中发生的现象答案：摩擦铅笔，使报纸带电带电的报纸被吸到了墙上当屋子里的空气干燥(尤其是在冬天 )，如果你把报纸从墙上揭下来，就会听到静电放电的劈啪声此时静电的电压已经达到了 8000伏例 5.
14、关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是：（ ）A.摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷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个部分转移到物体另一个部分D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了解析:摩擦起电的实质是：当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带上负电，失去电子的物体带上正电。即电荷在物体之间转移。感应起电的实质是：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导致导体中的自由电荷趋向或远离带电体，使导体上
15、靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷。即电荷在物体的不同部分之间转移。由电荷守恒定律可知：电荷不可能被创造。答案:B、 C变式 5.如图所示，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（ C ）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，右端带负电点评：本题以空气负离子为背景，将物理、化学、生物结合起来，求解本题的关键是要领会各问题的本质，应用相关知识分析这一自然现象温馨提醒：同学们：针对你们所学内容的巩固和掌握，请认真完成课后强化作业（一）解析：(1)“负离子发生器”是利用高压电场使空气分子电离而产生负离子的都市公园内的早晨空气新鲜，负离子含量多(2)空气中负氧离子产生的反应式为O24e 2O 2(3)雨林、喷泉、瀑布附近，空气潮湿，空气流动时微小水滴会因摩擦而带电，从而使周围的空气分子带上电而电器室内，一是空气稳定，二是电器工作时要产生静电与空气负离子中和，负离子要少
