第一章电荷的相互作用解读

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1、第一章：电荷的相互作用1.1 静电现象与电荷守恒一、课标要求1、了解物质的电结构及电荷守恒定律，并能对一些简单的静电 现象做出解释；知道元电荷的概念、数值、单位及不能连续 变化性。2、知道建立“理想模型”是研究物理问题的一种科学研究方法。3、通过摩擦起电、接触起点和感应起电及生活中的一些静电小 实例体会“留心处处皆物理”的乐趣。二、课前复习1、自然界中有两种电荷，一种叫做正电，一种叫做负电。2、电荷与电荷之间有相互作用力：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。三、自主探究1 、物体起电的原因实验探究 1：摩擦起电1) 用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引小物体，我们就说它们带了电或有

2、了电荷。(2)摩擦起电的实质：物质都是由分子、原子组成的，原子由 带正电的原子核和带负电的电子组成。两个不同的物体相互摩擦时， 两个物体中都有一些电子脱离原子核的束缚而转移到对方。在通常情 况下，两个不同材料的物体彼此向对方转移的电子数目不同。失去电子的物体显示出正电性，得到电子的物体显出负电性。这就是说，摩擦起电并是不是创造电荷，而是使物体间的正负电荷重新分配。(3)物理学中规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，叫做正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。实验探究2：接触起电(1) 如图1.1-1所示为能检验物体是否带电的仪器，叫做验 电器。思考与讨论：你能用你知道的知识解释验电器

3、金属指针偏转的原因吗？提示: 当用带电的玻璃棒或橡胶棒接触金属球时，和金属球相 连的指针就会带上和玻璃棒或橡胶棒同性的电荷，因为同种电荷相互 排斥，所以指针发生了偏转。(2) 用带电的玻璃棒或橡胶棒接触验电器的金属球，指针会偏转， 说明指针上也带上了电荷。这种起电方式称为接触起电思考与讨论：接触起电的实质？提示：一个带电的物体接触另一个绝缘导体时，导体的电荷重新分 布，绝缘导体带上和带电物体同种的电荷。(3) 物体所带电荷的多少叫做电荷量，简称电荷或电量。在国际单 位制中，电荷量的单位是库仑，简称库，用字母C来表示。正电荷的 电量用正值表示，负电荷的电量用负值表示。实验探究 3：感应起电图 1

4、.1-2(1)用带电的玻璃棒或橡胶棒靠近验电器的金属球2）而并未跟金属球接触时，指针也会偏转，如图 1.1-2 说明指针 上也带上了电荷。（3）实验表明，一个带电的物体靠近另一个绝缘导体时，导体的电荷分布发生明显的变化。物理学中把这种现象叫做静电感应4）如右上图所示，用一带负电的橡胶棒靠近验电器的金属球时， 验电器的指针发生了偏转。现用手接触一下验电器的金属球， 然后移走玻璃棒。此时验电器的指针还发生偏转么？偏转。如 果仍偏转验电器上带什么电？正电。思考与讨论 1：验电器感应后，指针上的电荷是从哪里来的？提示：当用一带负电的橡胶棒靠近验电器的金属球时，靠近橡胶 棒的金属球带正电，指针带负电。由

5、于同种电荷相互排斥，所以 指针发生了偏转。此时用手接触到金属球时，负电荷顺着人体进 入大地，所以整个验电器（金属球和指针）都带正电，所以指针 还是偏转。思考与讨论 2：以上的这三种起电方式的比较内計r方式摩擦起电接触起电感应起电产生及条件两种不同的绝缘体摩 擦时导体与带电体接触时导体靠近带电体时现象两物体带上等量异种 电荷导体上带上和带电体 相同的同性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”原因不司物质的原子核对 核外电子的束缚力不 同而发生电子的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收 带电体的吸引或排斥 而靠近或远离举例摩擦后的毛皮（丝绸） 与橡胶棒

6、（玻璃棒） 分别带上正电（负电） 或负电（正电）带电体接触验电器时 验电器带上和带电体 同性的电荷带电体靠近验电器时 验电器金属球带上和 带电体异性的电荷.箔片带上和带电体同性的电荷实质电荷在物体之间或物体内部的转移2、电荷守恒（1）实验探究：如课本第 9 页图 1-6，手持起电板柄，用力将两块 起电板快速摩擦后分开，将其中一块板插入箔片验电器上端的 金属球（不要接触金属球），你会发现什么现象？验电器箔片张 开。接着抽出这块板，再将两块板同时插入空心金属球，你会 发现什么现象？验电器箔片闭合。思考与讨论：解释实验中所发生的现象？提示:起电板快速摩擦后，两块起电板带上了异种电荷，将其中 一块放入

7、箔片验电器后，由于静电感应验电器箔片带上了 同种电荷而使箔片张开。当同时将两块板插入验电器，两 块板的静电感应相互抵消，箔片不张开，说明两块起电板 带上了等量异种电荷。电荷只是从一块板转移到另一块 板，并没有消失和被创造。（2）实验结论：大量事实表明，电荷既不能被创造,也不能被消灭, 只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移 到另一个部分，在转移过程中，电荷的总量不变。这个结论叫做 电荷守恒定律。思考与讨论：电荷守恒定律在一切过程中都适用吗？我们以前还学 到类似的定律吗？提示： 近代科学研究表明，电荷守恒定律不仅在一切宏观过程中成立，在微观过程中也成立。因此，电荷守恒定律是物理

8、学中普 遍适用的规律。我们以前还学到过能量守恒定律，这体现了物理学中的对称美。3）元电荷 ： 如图课本第 9 页的图，美国物理学家密立根用喷雾器将雾状带电油滴喷入与电源正负极相连的两块平行放置的金属板。调节两板的电压，使油滴处在平衡状态，油滴的重力和向上的一个力（这个力称为电场力，我们在以后的学习中将会学习到）平衡，由此求出油滴的电荷量。密立根不断改进实验装置，通过大量的实验 发现油滴所带的电量总是一个电量的整数倍。我们把这个电荷量 叫做元电荷 元电荷就是电子所带的电量，用字母e表示。通常取 e = 1.6 x 10-19 C。 任何物体所带电量都为元电荷的整数倍。 电荷的电量和质量的比值称为

9、核质比或比荷。电子的电荷量为1.6x 10-19C，质量为9.1 x 10-31 kg，所以电子的比荷为 1.76x 1011C/kg四、典型例题知识点 1：物体起电的原因例题 1：毛皮和橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ ）A. 毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上B. 毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C. 橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上D. 橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上答案：A解析：本题考查的是摩擦起电的原理。摩擦起电的实质是电子的 转移，不同的物体对电子的束缚能力不同。毛皮和橡胶棒摩擦后， 毛皮的电子有一部分转移到橡胶棒上，所以失去电子的毛皮由于 原子核带正电而显示正电性，橡胶棒由于得到

10、电子而显示负电 性。点拨提升：起电的方式有三种，分别是摩擦起电、接触起电和感应 起电。这三种起电本质是不同物体间电子的转移（摩擦 起电和接触起电）或同一物体电子从一个部分转移到另 一部分（感应起电）。图 1-1-4例题2：如图1-1-4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，右端带负电解析 由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸收，

11、所以 N 端带负电，M 端带正电，验电箔由于带同种电荷而都张开答案 C拓展提升：如果带电体A接触导体的M端呢？接触后导体MN带上和A同性的电荷，所以M端和N端都带上负电而使验电箔片张开知识点 2：电荷守恒例题3：有两个完全相同的绝缘小球A和B,A所带的电量为q, B所 带的电量为-q，现要使AB都带-q，应该怎么办？4解析：可以先让A球接地放电，然后A、B球相碰，平分电荷，此时A、B两球都带有电荷量q，然后在让其中一个接地放电，然后A、2b球相碰，平分电荷，此时a、b两球都带有电荷量就是q了。4点拨提升：完全相同的金属小球接触电量平分。五、检测归纳（建议用时 10分钟） 1、关于摩擦起电和感应

12、起电的实质，下列说法中正确的是（ ）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 解析：电荷既不会创生也不会消灭，所以A选项错误。起电的方式 有三种，分另U是摩擦起电、接触起电和感应起电。这三种起电本质是 不同物体间电子的转移（摩擦起电和接触起电）或同一物体电子从一 个部分转移到另一部分（感应起电）。所以答案B、C正确。感应起 电是电荷在物体内部不同部分的转移，所以D项错误。答案：BC 2、绝缘细线

13、上端固定，下端挂一轻质小球 a， a 的表面镀有铝膜。在 a的近旁有一绝缘金属球b,开始时，a、b都不带电，如图1.1-3所示,图 1-1-3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端分另U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。答案:B3. M 和 N 是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后 M 带正电荷1.6X10-10C，下列判断中正确的是()A . 在摩擦前 M

14、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 MC. N 在摩擦后一定带负电荷 1.6X10-10CD. M在摩擦过程中失去了 1.6x10-10个电子解析：本题考查了摩擦起电的实质和电荷守恒定律。物体内部一 定有电荷，不过内部电荷正负电荷量相等，不显电性，A错误。摩擦 起电的实质是电荷在不同的物体之间发生了转移。M带正电说明，M 失去了电子带正电，而N得到了电子带负电。根据电荷守恒定律，N 一定带带负电荷1.6X10-10C, BC正确。M 在摩擦过程中失去了 1x109个电子。答案：c4. 如图所示的是一个带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器 上的金属小球B时，验电

15、器中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 解析：验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷，金属箔片之所以 张开，是由于箔片上的正电荷互相排斥造成的.当验电器金属箔片的 张角减小时，说明箔片上的正电荷一定比原来减少了，由于金属球A 只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球B发生接触，要考虑感应 起电的影响.当金属球A靠近时，验电器的金属球B、金属杆包括金 属箔片整体相当于一个导体，金属球A离金属球B较近，而离金属箔 片较远.如果金属球A带正电，验电器上的正电荷一定向远处移动， 则金属箔片上的电荷量不会减少，所以选项B是错误的.如果金属球 A带负电，验电器上的正电荷会由于引力作用向金属球B移动，造成 金属箔片上的电荷量减少，所以选项C是正确的.如果金属球A不带 电，由于受到金属球B上正电荷的影响，金属球A上靠近B的部分也 会由于静电力的作用出现负电荷，而这些负电荷反过来会使得验电器 上的正电荷向金属球B移动，效果与金属球A带负电荷一样.所以选 项 A 也是正确的，选项 D 是错误的.答案： AC5. 两个完