《高中物理 第1章 静电场 1 电荷及其守恒定律课件 新人教版选修3-1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第1章 静电场 1 电荷及其守恒定律课件 新人教版选修3-1.ppt（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-1 静电场静电场第一章第一章1电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律第一章第一章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5易错案例剖析易错案例剖析6课堂知识构建课堂知识构建7学习目标定位学习目标定位知道自然界中只有两种电荷，知道电荷间的相互作用规律知道元电荷的概念，认识各种起电方法及实质理解电荷守恒定律的内容课堂情景切入课堂情景切入如如图图所所示示，在在寒寒冷冷干干燥燥的的天天气气里里，当当我我们们脱脱掉
2、掉外外衣衣用用手手去去拉车门时，常常会受到电击，这是为什么？拉车门时，常常会受到电击，这是为什么？知识自主梳理知识自主梳理电荷及相互作用电荷及相互作用1两种电荷两种电荷自然界中只存在两种电荷，即自然界中只存在两种电荷，即_电荷和电荷和_电荷。电荷。(1)正正电电荷荷：用用丝丝绸绸摩摩擦擦过过的的_所所带带的的电电荷荷叫叫做做正正电荷。电荷。(2)负负电电荷荷：用用毛毛皮皮摩摩擦擦过过的的_所所带带的的电电荷荷叫叫做做负负电荷。电荷。2相互作用相互作用同种电荷相互同种电荷相互_，异种电荷相互，异种电荷相互_。正正负负玻璃棒玻璃棒橡胶棒橡胶棒排斥排斥吸引吸引 正电正电负电负电相等相等电中性电中性三
3、种起电方式三种起电方式1接触起电接触起电指指一一个个带带电电的的金金属属导导体体跟跟另另一一个个_的的金金属属导导体体_后后分分开开，而而使使不不带带电电的的导导体体带带上上电电荷荷的的方方式式(如如图图)。不带电不带电接触接触2摩擦起电摩擦起电两两个个物物体体相相互互摩摩擦擦时时，一一些些束束缚缚不不紧紧的的_从从一一个个物物体体转转移移到到另另一一个个物物体体上上，使使得得原原来来呈呈电电中中性性的的物物体体由由于于得得到到_而带负电，失去而带负电，失去_的物体带正电。的物体带正电。(如图如图)电子电子电子电子电子电子3感应起电感应起电(1)自自由由电电子子：金金属属中中离离原原子子核核_
4、的的能能脱脱离离原原子子核核的的束缚而在金属中束缚而在金属中_的电子。的电子。(2)静静电电感感应应：当当一一个个带带电电体体靠靠近近导导体体时时，由由于于电电荷荷间间相相互互_或或_，导导体体中中的的自自由由电电荷荷便便会会趋趋向向或或远远离离带带电电体体，使使导导体体靠靠近近带带电电体体的的一一端端带带_电电荷荷，远远离离带带电电体体的的一端带一端带_电荷的现象。电荷的现象。(3)感感应应起起电电：利利用用_使使金金属属导导体体带带电电的的过过程程(如如图图)。较远较远自由活动自由活动吸引吸引排斥排斥异种异种同种同种静电感应静电感应表表述述一一：电电荷荷既既不不会会_，也也不不会会_，它它
5、只只能能从从物物体体的的一一部部分分转转移移到到_，或或者者从从一一个个物物体体转转移移到到_。在转移的过程中，电荷的总量。在转移的过程中，电荷的总量_。表表述述二二：一一个个与与外外界界没没有有电电荷荷交交换换的的系系统统，电电荷荷的的代代数数和和_。电荷守恒定律电荷守恒定律创生创生消灭消灭另一部分另一部分另一个物体另一个物体保持不变保持不变保持不变保持不变元电荷元电荷1电荷量电荷量电电荷荷的的多多少少。其其国国际际制制单单位位是是_，简简称称库库，用用_表示。表示。2元电荷元电荷最最小小的的电电荷荷量量，即即_所所带带的的电电荷荷量量，用用e表表示示。e_C，最早由美国物理学家，最早由美国
6、物理学家_测得。测得。库仑库仑C电子电子1.61019密立根密立根质量质量1.761011重点难点突破重点难点突破一、三种起电方式的比较一、三种起电方式的比较方式方式内容内容摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电产生及产生及条件条件两不同绝缘体摩两不同绝缘体摩擦时擦时导体靠近带电体导体靠近带电体时时导体与带电导体导体与带电导体接触时接触时现象现象两物体带上等量两物体带上等量异种电荷异种电荷导体两端出现等导体两端出现等量异种电荷，且量异种电荷，且电性与原带电体电性与原带电体“近异远同近异远同”导体上带上与带导体上带上与带电体相同电性的电体相同电性的电荷电荷方式方式内容内容摩擦起电摩擦起
7、电感应起电感应起电接触起电接触起电原因原因不同物质的原子不同物质的原子核对核外电子的核对核外电子的束缚力不同而发束缚力不同而发生电子得失生电子得失导体中的自由电导体中的自由电子受带正子受带正(负负)电物电物体吸引体吸引(排斥排斥)而靠而靠近近(远离远离)自由电荷在自由电荷在带电体与导带电体与导体之间发生体之间发生转移转移举例举例摩擦后的毛皮与摩擦后的毛皮与橡胶棒分别带正橡胶棒分别带正电和负电电和负电放于电场中的导放于电场中的导体两端带有等量体两端带有等量异种电荷异种电荷验电器的工验电器的工作原理作原理实质实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移均为电荷在物体之间或物体内部的转移特特别别提提醒醒(
8、1)感感应应起起电电成成功功的的关关键键在在于于先先分分开开两两物物体体(或或先先断开接地线断开接地线)然后再移去带电体。然后再移去带电体。(2)摩摩擦擦起起电电中中对对原原子子核核外外电电子子束束缚缚能能力力差差的的物物体体失失去去电电子子而而带带正正电电，对对原原子子核核外外电电子子束束缚缚能能力力强强的的物物体体得得到到电电子子而而带带负负电。电。(青青州州市市实实验验中中学学20142015学学年年高高二二上上学学期期期期中中)如如图图所所示示，如如果果天天气气干干燥燥，晚晚上上脱脱毛毛衣衣时时，会会听听到到“噼噼啪啪”的的响响声声，还还会会看看到到电电火火花花，关关于于这这种种现现象
9、象产产生生的的原原因因，下下列列说说法法正正确确的的是是()A人身体上产生电流人身体上产生电流B接触带电造成的接触带电造成的C摩擦起电造成的摩擦起电造成的D感应起电造成的感应起电造成的答案：答案：C解解析析：脱脱毛毛衣衣时时由由于于摩摩擦擦起起电电，衣衣服服间间产产生生异异种种电电荷荷，当当电电荷荷积积累累到到一一定定程程度度时时，会会产产生生电电火火花花，并并伴伴有有“噼噼啪啪”声声，选选项项C正确，正确，A、B、D错误。错误。二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律1守恒的广泛性守恒的广泛性电电荷荷守守恒恒定定律律同同能能量量守守恒恒定定律律一一样样，是是自自然然界界中中最最基基本本的的规律，任何
10、电现象都不违背电荷守恒定律。规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律。物物体体的的起起电电过过程程，其其本本质质都都是是电电子子发发生生了了转转移移，也也就就是是说说物物体体所所带带电电荷荷的的重重新新分分配配。不不论论哪哪一一种种起起电电过过程程都都没没有有创创造造电电荷，也没有消灭电荷。荷，也没有消灭电荷。2“中性中性”与与“中和中和”的理解的理解(1)中中性性：物物体体内内有有电电荷荷存存在在，但但正正、负负电电荷荷的的绝绝对对值值相相等等，对外不显电性。对外不显电性。(2)中中和和：两两个个带带有有等等量量异异种种电电荷荷的的带带电电体体相相遇遇达达到到电电中中性性的过程。的过程。(南南京
11、京金金陵陵中中学学20142015学学年年高高二二上上学学期期检检测测)对对物物体体带带电现象的叙述，正确的是电现象的叙述，正确的是()A不带电的物体一定没有电荷不带电的物体一定没有电荷B带电物体一定具有多余的电子带电物体一定具有多余的电子C一一根根带带电电的的导导体体棒棒放放在在潮潮湿湿的的房房间间，过过了了一一段段时时间间后后，发现导体棒不带电了，这过程中电荷不守恒发现导体棒不带电了，这过程中电荷不守恒D摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体答案：答案：D解解析析：不不带带电电的的物物体体内内部部正正电电荷荷的的电电量量和和负负电电荷荷
12、的的电电量量相相等等，体体现现出出电电中中性性，故故A错错误误；物物体体带带电电可可能能有有多多余余的的正正电电荷荷，也也有有可可能能有有多多余余的的负负电电荷荷，故故B错错误误；导导体体棒棒上上面面的的电电荷荷通通过过潮潮湿湿的的空空气气发发生生了了转转移移，电电荷荷仍仍然然守守恒恒，故故C错错误误；物物体体带带电电的本质都是电荷的转移，故的本质都是电荷的转移，故D正确。正确。三、验电器与静电计的区别与联系三、验电器与静电计的区别与联系验电器验电器静电计静电计原原理理同号电荷相互排斥，带电同号电荷相互排斥，带电越多，排斥力越大，金属越多，排斥力越大，金属箔片被排斥的张角越大箔片被排斥的张角越
13、大同号电荷相互排斥，导体同号电荷相互排斥，导体间电势差间电势差(电压电压)越大、排越大、排斥力越大，指针偏角越大斥力越大，指针偏角越大作作用用判断物体是否带电以及所判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少带电荷的种类和多少粗略测量两导体间电势差粗略测量两导体间电势差(电压电压)的大小的大小联联系系静电计是验电器通过改造得来的，两者原理相同静电计是验电器通过改造得来的，两者原理相同如如图图所所示示，有有一一金金属属箔箔验验电电器器，起起初初金金属属箔箔闭闭合合，当当带带正正电电的的棒棒靠靠近近验验电电器器上上部部的的金金属属板板时时，金金属属箔箔张张开开。在在这这个个状状态态下下，用用手手指指接
14、接触触验验电电器器的的金金属属板板，金金属属箔箔闭闭合合，问问当当手手指指从从金金属属板板上上离离开开，然然后后使使棒棒也也远远离离验验电电器器，金金属属箔箔的的状状态态如如何何变变化化？从下图中的？从下图中的 4个选项中选取一个正确的答案。个选项中选取一个正确的答案。()A图图B图图C图图 D图图答案：答案：B解解析析：手手指指接接触触验验电电器器后后，验验电电器器上上端端带带负负电电，手手指指离离开开，验验电电器器上上电电荷荷分分布布不不变变，金金属属箔箔仍仍闭闭合合，将将棒棒远远离离后后，验验电电器器上电荷重新分布，金属箔张开，上电荷重新分布，金属箔张开，B正确。正确。考点题型设计考点题
15、型设计如如图图所所示示，A、B为为相相互互接接触触的的用用绝绝缘缘支支架架支支持持的的金金属属导导体体，起起初初它它们们不不带带电电，在在它它们们的的下下部部贴有金属箔片，贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是是带正电的小球，下列说法正确的是()对起电方式的理解对起电方式的理解A把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属箔片都张开上的金属箔片都张开B把把C移移近近导导体体A，先先把把A、B分分开开，然然后后移移去去C，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开C先先把把C移移走走，再再把把A、B分分开开，A、B上上的的金金属属箔箔片片仍仍张张开开D先先把把A、B分分开开，再再把把
16、C移移走走，然然后后重重新新让让A、B接接触触，A上的金属箔片张开，而上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合解解析析：(1)C移移近近A时时，带带正正电电的的小小球球C对对A、B内内的的电电荷荷有有力力的的作作用用，使使A、B中中的的自自由由电电子子向向左左移移动动，使使得得A端端积积累累了了负负电电荷荷，B端端积积累累了了正正电电荷荷，其其下下部部的的金金属属箔箔片片也也分分别别带带上上了了与与A、B同同种种性性质质的的电电荷荷。由由于于同同种种电电荷荷间间的的斥斥力力，所所以以金金属属箔箔片片都张开，都张开，A正确。正确。(2)C靠靠近近后后保保持持不不动动，把把A、B分分
17、开开，A、B上上的的电电荷荷因因受受C的的作作用用力力不不可可能能中中和和，因因而而A、B仍仍带带等等量量的的异异种种感感应应电电荷荷，此此时时即即使使再再移移走走C，因因A、B已已经经绝绝缘缘，所所带带电电荷荷量量也也不不会会变变，金金属箔片仍张开，属箔片仍张开，B正确。正确。(3)先先移移走走C，再再把把A、B分分开开，A、B上上的的感感应应电电荷荷会会马马上上在在其其相相互互之之间间的的引引力力作作用用下下吸吸引引中中和和，不不再再带带电电，所所以以箔箔片片都都不会张开，不会张开，C错。错。(4)先先把把A、B分分开开，移移走走C，然然后后重重新新让让A、B接接触触，A、B所带的异种电荷
18、马上中和，箔片都不会张开，所带的异种电荷马上中和，箔片都不会张开，D错。错。答案：答案：AB用用棉棉布布分分别别与与丙丙烯烯塑塑料料板板和和乙乙烯烯塑塑料料板板摩摩擦擦实实验验结结果果如如图图所示，由此对摩擦起电说法正确的是所示，由此对摩擦起电说法正确的是()A两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B两两个个物物体体摩摩擦擦起起电电时时，一一定定同同时时带带上上种种类类及及数数量量不不同同的电荷的电荷C两两个个物物体体摩摩擦擦起起电电时时，带带上上电电荷荷的的种种类类不不同同但但数数量量相相等等D同同一一物物体体与与不不同同种种类类物物体体摩摩擦擦，该该物物体
19、体的的带带电电荷荷种种类类可能不同可能不同答案：答案：CD解解析析：两两物物体体摩摩擦擦时时得得失失电电子子取取决决于于原原子子对对电电子子的的束束缚缚力力大大小小，A错错。由由于于摩摩擦擦起起电电的的实实质质是是电电子子的的得得失失，所所以以两两物物体体带带电电种种类类一一定定不不同同，数数量量相相等等，B错错C对对。由由题题中中例例子子不不难难看看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D对。对。有有两两个个完完全全相相同同的的带带电电绝绝缘缘金金属属小小球球A、B，分分别别带带有有电电荷荷量量Q16.4109C，Q23.2109C，
20、让让两两绝绝缘缘金金属属小小球球接接触触。在在接接触触后后，A、B带带电电量量各各是是多多少？此接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？少？此接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？电荷守恒定律及元电荷的理解电荷守恒定律及元电荷的理解答答案案：均均为为1.6109C；电电子子由由B球球转转移移到到A球球，转转移移了了3.01010个个(潍潍坊坊市市20142015学学年年高高二二下下学学期期三三校校联联考考)下下列列说说法法正正确的是确的是()A元电荷实质就是电子元电荷实质就是电子(或质子或质子)本身本身B元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等
21、的电荷量C摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程D不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移答案：答案：BD解解析析：元元电电荷荷是是表表示示电电子子所所带带电电荷荷量量的的数数值值，而而不不是是电电子子本本身身，故故A错错、B对对。由由电电荷荷守守恒恒定定律律，电电荷荷不不能能创创造造，也也不不能消失，能消失，C错、错、D对。对。某某研研究究性性学学习习小小组组的的同同学学设设计计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。了以下实验方案来验证电荷守恒定律。 开放开放探究探究根据以上实验过程和观察到的现象，
22、回答下列问题：根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：(1)步步骤骤二二的的实实验验现现象象，说说明明_ _；(2)步步 骤骤 三三 的的 实实 验验 现现 象象 ， 说说 明明 _ _；(3)该该研研究究性性实实验验_(选选填填“能能”或或“不不能能”)验验证证电电荷荷守守恒定律。恒定律。解解析析：解解答答本本题题时时应应明明确确起起电电板板经经摩摩擦擦后后的的带带电电情情况况，还还要理解验电器金属箔片张开和闭合的原因。要理解验电器金属箔片张开和闭合的原因。用用力力将将两两块块起起电电板板快快速速摩摩擦擦后后分分开开，两两板板分分别别带带上上了了等等量量异异种种电电荷荷。步步骤骤二二中
23、中金金属属球球与与箔箔片片组组成成的的整整体体发发生生静静电电感感应应现现象象故故箔箔片片张张开开，步步骤骤三三中中两两块块板板同同时时插插入入空空心心金金属属球球，总总电电荷荷量量为为零零，不不发发生生静静电电感感应应现现象象，故故箔箔片片不不张张开开，该该实实验验能能验验证证电荷守恒定律。电荷守恒定律。答答案案：(1)起起电电板板使使验验电电器器感感应应起起电电(2)两两块块板板带带有有等等量量异种电荷异种电荷(3)能能点点评评：在在电电荷荷转转移移和和重重新新分分配配的的过过程程中中，整整个个系系统统电电荷荷是是守守恒恒的的，实实验验中中箔箔片片张张开开后后又又闭闭合合，验验证证了了电电
24、荷荷守守恒恒定定律律的的正正确性。确性。(杭杭州州二二中中20142015学学年年高高二二上上学学期期质质检检)如如图图所所示示为为科科技技馆馆里里一一个个趣趣味味体体验验项项目目的的照照片片和和简简化化图图，核核心心装装置置为为一一个个金金属属球球，在在干干燥燥的的空空气气里里，体体验验者者双双脚脚站站在在绝绝缘缘凳凳上上，手手(图图中中为为右右手手)按按在在金金属属球球上上，并并远远离离周周围围其其他他物物体体。一一条条特特殊殊传传送送带带(图图中中未未画画出出)给给金金属属球球不不断断地地输输送送电电荷荷，过过一一段段时时间间后后，体体验验者者的的头头发发便便会会四四处处散散开开，甚甚至
25、至倒倒立立，十十分分有有趣趣，在在此此状状态态下下，下列分析正确的是下列分析正确的是()A若用左手也去摸金属球，会被电击若用左手也去摸金属球，会被电击B若用左手与旁边的观众握手，会被电击若用左手与旁边的观众握手，会被电击C若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态D若若右右手手离离开开金金属属球球而而且且走走下下绝绝缘缘凳凳，头头发发会会立立刻刻恢恢复复常态常态答案：答案：BD解解析析：若若用用左左手手也也去去摸摸金金属属球球，不不会会被被电电击击，选选项项A错错误误；若若用用左左手手与与旁旁边边的的观观众众握握手手，会会发发生生放放电电现现象象而而被被电电击
26、击，选选项项B正正确确；若若右右手手离离开开金金属属球球，电电荷荷不不会会转转移移，则则头头发发仍仍然然四四处处散散开开，选选项项C错错误误；若若右右手手离离开开金金属属球球而而且且走走下下绝绝缘缘凳凳，则则电电荷荷将将进进入入大大地地，人人体体将将不不再再带带电电，头头发发会会立立刻刻恢恢复复常常态态，选选项项D正确。故选正确。故选BD。易错案例剖析易错案例剖析易错点：易错点：对感应起电中的远端的理解不清导致错误。对感应起电中的远端的理解不清导致错误。案案例例：如如图图所所示示，放放在在绝绝缘缘支支架架上上带带正正电电的的导导体体球球A，靠靠近近放放在在绝绝缘缘支支架架上上不不带带电电的的导
27、导体体B，导导体体B用用导导线线经经开开关关S接接地地，现把现把S先合上再断开，再移走先合上再断开，再移走A，则导体，则导体B()A不带电不带电 B带正电带正电C带负电带负电 D不能确定不能确定易易错错分分析析：对对于于绝绝缘缘柱柱支支持持的的导导体体B，由由于于静静电电感感应应，其其左左端端带带负负电电，右右端端带带正正电电。左左端端接接地地，左左端端电电荷荷被被导导走走，导导体体B带正电，故选带正电，故选B。正正确确解解答答：在在感感应应起起电电的的过过程程中中，远远端端带带同同种种电电荷荷，近近端端带带异异种种电电荷荷。将将B的的左左端端接接地地后后，B和和地地球球组组成成了了一一个个大大导导体体，地球是导体的远端，故地球是导体的远端，故B成了近端，带负电。成了近端，带负电。正确答案：正确答案：C课堂知识构建课堂知识构建
