《高中物理 第1章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释学案 鲁科版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第1章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释学案 鲁科版选修3-1（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节静电现象及其微观解释1使物体带电的三种方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。2用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。3任何方式起电的实质都是电荷的转移，在转移的过程中，电荷总量不变。静电的产生1电荷的电性及作用(1)电性：用丝绸摩擦过的琉璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。(2)作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。2起电方法(如图111)图1111三种起电方式的比较方式内容 摩擦起电感应起电接触起电产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电导体接触时现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同
2、电性的电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移2验证物体是否带电的两种方法(1)将质量很轻的物体(例如纸片、头发)放在它周围，如果被吸引则带电，不被吸引则不带电。(2)将待检验物体靠近或接触验电器的金属球，根据金箔是否张开可判断该物体是否带电。1如图112所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近不带 电的验电器B，则() A验电器金属箔不张开，因为球A没有和B接触 图112B验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电C验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负
3、电D验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电解析：A球带正电，靠近验电器B时发生静电感应，使验电器金属杆上端带负电，下端金属箔片带上正电而张开，故选D。答案：D原子结构与电荷守恒1原子结构物质由分子、原子、离子等微粒组成，原子由原子核和绕核旋转的电子组成，原子核由中子和质子组成。中子呈电中性，质子带正电，电子带负电。原子的电子数与质子数相等，呈电中性。因此，物体不显电性。2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。在任何转移的过程中，电荷的总量不变。3物体带电的实质物体带电的实质是电子的转移。1对原子结构的理解(1)原子由
4、原子核和核外电子组成，原子核内部的质子带正电，核外电子带负电。原子核相对稳定，核内质子不能脱离原子核，在起电时，转移的都是核外电子。(2)电子带的电荷量是最小值，其数值为e1.61019 C，物体所带的电量一定是电子电荷量的整数倍。2完全相同的导体球接触带电时电量分配原则形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分。(1)用带电量为Q的金属球与不带电的金属球接触，每个小球带电量均为Q/2，且所带电荷的性质相同。(2)用带电量为Q1的金属球与带电量为Q2的金属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷，然后平分剩余电荷。2M和N是两个都不
5、带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷1.601019 C，下列判断正确的有()A在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B摩擦过程中电子从N转移到MCN在摩擦后一定带负电荷1.601019 CDN在摩擦过程中失去1.601019 C个电子解析：M和N相互摩擦，M带正电是因为M对核外电子的束缚能力小而失去核外电子的结果；由于电荷守恒，故N一定带等量负电荷，选项C正确。答案：C静电的应用与防护1静电的应用(1)原理：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用静电力控制带电粒子的运动或分布。(2)应用：静电应用有激光打印、静电喷雾、静电除尘、静电喷涂。2静电的防护(1)静电危害产生原因：静电力和静电火花。(
6、2)防护方法：尽快把静电导走，如印刷车间内保持适当的湿度，油罐车尾装有铁链，传送带上镀银等。对静电的理解与防止途径在生产和生活中，静电的应用十分广泛，如：静电复印、静电喷涂、静电除尘、静电灭菌等。但静电也可能是隐形杀手，它的危害是会产生电火花。如油罐车运油时，因为油与金属油罐的振荡摩擦会产生静电的积累，所以达到一定程度会产生火花放电，容易引爆燃油，引起事故。防止静电的途径主要有：(1)避免产生静电。如在可能情况下选用不容易产生静电的材料。 (2)避免静电的积累。产生的静电要设法导走，如增加空气湿度、接地等。3在下列措施中，利用静电的是_，防止静电的是_。A飞机轮子上搭地线B印染车间保持湿度C复
7、印图片D电工钳柄装有绝缘套解析：飞机在飞行中与空气摩擦时，飞机外表面聚集了大量静电荷，降落时会对地面人员带来危害及火灾隐患。因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电给车间带来火灾隐患，为防止火灾发生，其中安全措施之一就是车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，刚好需要应用静电，在电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保护电工的安全。答案：CA、B感应起电的应用 例1如图113所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体，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
8、正确的是() 图113A把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都不张开B把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去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，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合审题指导解答本题时应把握以下三点：(1)明确导体A、B接触与C球靠近时感应电荷的分布。(2)明确先分开导体A、B再移走C球时A、B的带电情况。(3)明确先移走C球再分开导体A、B时A、B的带电情况。解析(1)C移近A时，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
9、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同种性质的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A错误。(2)C靠近后保持不动，把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量的异种感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不会变，金属箔片仍张开，B正确。(3)先移走C，再把A、B分开，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错。(4)先把A、B分开，再移走C，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，箔片都不会张开，D错。答案B借题发挥 感应起电是利用静电感应
10、使金属导体带电的过程，其实质是电荷间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使电荷在导体中转移。1使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。如图114中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图114解析：把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电，箔片带正电；若金属球带负电，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电，箔片带负电，选项B正确。答案：B电荷守恒定律的应用例2有三个完全相同的绝缘金属球，A球带电荷量为q，B、C球均不带电，现要使B球带电荷量为q，应该怎么办？思路点拨解题依据为接触起电
11、的原理和实质。首先应考虑将金属球两两接触，再分析其电荷分配情况。解析三个完全相同的金属球，则每两个接触都会平分电荷量，故可以先让A球和B球接触，则此时A、B球各带电荷量q，然后B、C球接触，于是B、C球各带电荷量q，再使A球与B球接触，则A、B球各带电荷量q。答案见解析借题发挥 两个完全相同的导体相互接触后平分电荷量。若为异种电荷，则先中和一部分电荷，然后把剩余电荷平分；若为同种电荷，则电荷量先相加再平分。2有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电量QA6.4109 C，QB3.2109 C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，共转移的电量为多少？解析：当两小球接触时，带电量少的负
12、电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配，由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电量QAQB C1.6109 C在接触过程中，电子由B球转移到A球，将自身电荷中和后，继续转移，使B球带QB的正电，这样，共转移的电量为Q|QB|QB3.2109 C1.6109 C4.8109 C答案：4.8109 C随堂基础巩固1下面关于电现象的说法正确的是()A玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B相互摩擦的两个物体一定能起电C带电现象的本质是电子的转移，物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性D自然界中电荷总量不变解析：玻璃棒与丝绸摩擦后会失去电子，因而带正电
13、，但玻璃棒与其他物体摩擦后不一定是得到或失去电子，因而不能确定其电性，橡胶棒与玻璃棒的情形相似，故A错；并不是任意两个物体间摩擦时都能带电，故B错；物体如果原来带正电，则得到电子后，可能带正电，也可能带负电，故C错；根据电荷守恒定律可知D对。答案：D2如图115所示，将带电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，下述几种方法中能使两球都带电的是() 图115先把两球分开，再移走棒先移走棒，再把两球分开先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开以上都不对ABC D解析：感应起电是带电体移近导体但不与导体接触，从而使导体上的电荷重新分布，此时分开甲、乙，则甲、乙上分别带等量的异种
14、电荷，故正确；如果先将棒接触一下其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故正确。答案：B3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116所示，则() 图116Aa带负电荷，b带正电荷，c不带电荷Ba带正电荷，b不带电荷，c带负电荷Ca带负电荷，b不带电荷，c带负电荷Da带正电荷，b带负电荷，c不带电荷解析：在电场中b不发生偏转，所以不带电；a向左偏转，说明a所受电场力偏向左方；c向右偏转，说明c所受电场力偏向右方。故知a带正电荷，c带负电荷，正确选项为B。答案：B4半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔
