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1、新课标高中物理选修11第一章第一章 电场电场 电流电流接引雷电下九天在研究过程中，人们发现雷电和静电有很在研究过程中，人们发现雷电和静电有很多相似之处，如：发声、发光、瞬间即逝等多相似之处，如：发声、发光、瞬间即逝等电极间放电的火花电极间放电的火花闪电闪电富兰克林（富兰克林（1706170617901790）美国科学家、发明家、政治美国科学家、发明家、政治家，美利坚合众国的创始人家，美利坚合众国的创始人之一。之一。雷电雷电摩擦起电摩擦起电借助一只普通的风筝就进入带雷的云区借助一只普通的风筝就进入带雷的云区在风筝的上端固定了一根尖头的金属在风筝的上端固定了一根尖头的金属丝，在风筝的末端绑上一把金
2、属钥匙丝，在风筝的末端绑上一把金属钥匙电闪雷鸣时，风筝线尾端的麻绳纤维电闪雷鸣时，风筝线尾端的麻绳纤维相互排斥地耸立起来相互排斥地耸立起来伸手摸向钥匙，结果受到了强烈的电震。伸手摸向钥匙，结果受到了强烈的电震。用莱顿瓶收集用莱顿瓶收集雷电也是放电现象富兰克林实验的意义富兰克林实验的意义富兰克林成功地将天电引入莱顿瓶，富兰克林成功地将天电引入莱顿瓶，还用引下的电做了实验，证明了天电还用引下的电做了实验，证明了天电和摩擦产生的电是相同的和摩擦产生的电是相同的你也你也可以可以制造制造电电防雷防雷 知识知识 措施措施 “你们知道吗，男孩遭雷击概率超过女孩。你们知道吗，男孩遭雷击概率超过女孩。” 人体都
3、有静电场，静电场所产生的电压越高，人体都有静电场，静电场所产生的电压越高，越容易遭到雷击，男孩和女孩生理结构存在不同，导越容易遭到雷击，男孩和女孩生理结构存在不同，导致其静电压存在一定差异，一般来说男孩静电压致其静电压存在一定差异，一般来说男孩静电压10001000，高于女孩的，高于女孩的800800，因此男孩遭雷击概率超过女孩。，因此男孩遭雷击概率超过女孩。问题问题1、自然界中有几种电荷？它们间的相互作用自然界中有几种电荷？它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？如何？电荷的多少用什么表示？2、一般情况下物体不带电，不带电的物体内、一般情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？部是
4、否存在电荷？3、如何使物体带电？起电的实质是什么？如何使物体带电？起电的实质是什么？4 4、检验物体是否带电的装置、检验物体是否带电的装置二、电荷二、电荷1、概念：、概念：经过摩擦的物体，经过摩擦的物体，能能够吸引轻小物体，我够吸引轻小物体，我们就说这些摩擦过的物体带了电。们就说这些摩擦过的物体带了电。这些电荷静止在物体上，这类现象叫做静电现象。这些电荷静止在物体上，这类现象叫做静电现象。电荷间的相互作用规律：电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引。2.2.物体带电的三种方式：物体带电的三种方式：(1)(1)摩擦起电：摩擦起电：互互相相摩摩擦擦
5、的的物物体体因因束束缚缚电电子子的的本本领领不不同同而而发发生生了了电电子子的的转转移移，一一些些束束缚缚力力差差的的电电子子往往往往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，于于是是原原来来电电中中性性的的物物体体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。如：如：毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒得到电子得到电子从而带负电，则毛皮从而带负电，则毛皮带带 电；电；丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子失去电子从而带正电，则丝绸从而带正电，则丝绸带带 电。电。负正 例例1 1、毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带什么电荷
6、，、毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带什么电荷，为什么为什么? ? A.A.毛皮带正电，因为毛皮上的一些电子转移到橡胶毛皮带正电，因为毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上棒上; ;B.B.毛皮带负电，因为毛皮上的一些负电荷转移到了毛皮带负电，因为毛皮上的一些负电荷转移到了橡胶棒上橡胶棒上; ;C.C.毛皮带正电，因为橡胶棒上的一些电子转移到毛毛皮带正电，因为橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上皮上. .D.D.毛皮带负电，因为橡胶棒上的一些负电荷转移到毛皮带负电，因为橡胶棒上的一些负电荷转移到了毛皮上了毛皮上; ; 2.2.物体带电的三种方式物体带电的三种方式: :(2)(2)感应起电感应起电: :当一个带电体靠
7、近导体时，由于电荷间当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同种电荷离的一端带同种电荷，这种现象叫做，这种现象叫做静电感应静电感应。利用。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电感应起电。122.2.物体带电的三种方式物体带电的三种方式: :(2)(2)感应起电感应起电: :如图所示：如图所示：将带正电荷的球将带正电荷的球C C移近导体移近导体A A时，时，A A、B B上
8、的金属箔将上的金属箔将张开。张开。感应起电有严格的操作步骤：感应起电有严格的操作步骤：1.1.使带电体使带电体C C靠近相互接触的两导体靠近相互接触的两导体A A、B B；2.2.保持保持C C不动，用绝缘工具分开不动，用绝缘工具分开A A、B B；3.3.移走移走C C，则，则A A带负电，带负电，B B带正电。带正电。A+B+A+BC2.2.物体带电的三种方式物体带电的三种方式: : 思考：若先移开思考：若先移开C C，再分开，再分开A A、B B，那么后来，那么后来A A、B B带电情况如何？带电情况如何？A A、B B上感应出的异种电荷会立即中和上感应出的异种电荷会立即中和, ,不会使
9、不会使A A、B B带电。带电。规律规律: :近端感应异种电荷、远端感应同种电荷近端感应异种电荷、远端感应同种电荷( (近异远同近异远同) )接触后接触后再分开再分开-Q+2Q2.2.物体带电的三种方式物体带电的三种方式: :(3)(3)接触带电接触带电: :一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体，一个导体，电荷会转移到这个导体上电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带，使这个导体也带电，这种方式称为电，这种方式称为接触带电接触带电。注意：接触带电时，两个注意：接触带电时，两个完全相同完全相同的导体球的导体球相互接相互接触后触后把剩余
10、电荷量平分！把剩余电荷量平分！例例2 2、导体、导体A A带带5Q5Q的正电荷，另一完全相同的导体的正电荷，另一完全相同的导体B B带带Q Q的负电荷，的负电荷，将两导体接触后再分开，则将两导体接触后再分开，则B B导体的带电量为导体的带电量为( )( )A.-Q B.Q C.2Q D.4QA.-Q B.Q C.2Q D.4QQ3QQQ接触后接触后再分开再分开C2.2.物体带电的三种方式物体带电的三种方式: :(4)(4)物体带电的实质物体带电的实质: : 无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本质都是将正其本质都是将正、负电荷、负电荷分开分开, ,使电荷发生使电荷发生转移转移，并，并不
11、不是创造电荷是创造电荷. .四、四、电荷守恒定律电荷守恒定律（物理学的基本定律之一物理学的基本定律之一）电荷既不能创造电荷既不能创造, ,也不能消灭也不能消灭, ,它只能从一个物体它只能从一个物体转移到另一个物体转移到另一个物体, ,或从物体的一部分转移到另一部分或从物体的一部分转移到另一部分, ,在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变. .1.1.电荷量电荷量(Q(Q或或q)q)表示电荷的多少。单位为库仑表示电荷的多少。单位为库仑( (库库) )，用符号，用符号C C表示。表示。2.2.元电荷元电荷: :(1)(1)电电子子所所带带的的电电荷荷是是最最小
12、小电电荷荷量量，人人们们把把这这个个最最小小电电荷荷量量叫叫做做元元电电荷荷，用用e e表表示示，e=1.60 e=1.60 1010-19-19C C，由由美美国国的密立根通过油滴实验测得。的密立根通过油滴实验测得。(2)(2)对元电荷的理解：对元电荷的理解：a.a.电荷量不能连续变化电荷量不能连续变化, ,因为最小的电荷量为因为最小的电荷量为e=1.60 e=1.60 1010-19-19C ,C ,所有带电体的电荷量均为所有带电体的电荷量均为e e的整数倍。的整数倍。b.b.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷
13、们是元电荷. .问题：问题：同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？五、五、库仓定律库仓定律演示：演示：探究影响电荷间相互作用力的因素探究影响电荷间相互作用力的因素实验表明实验表明：电荷之间的作用力电荷之间的作用力（1）随电荷量的增大而增大）随电荷量的增大而增大（2）随距离的增大而减少）随距离的增大而减少 库仑定律库仑定律内容： 真空中两个静止点电荷之间的真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成相互作用力
14、，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。作用力的方向在它们的连线上。其中其中K K叫叫静电力常量静电力常量：k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2适用范围：适用范围：1. 1.真空中真空中； 2.2.点电荷点电荷. .电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.解题解题提醒提醒 物理模型物理模型，即如果，即如果满满足足相互之间距离远相互之间距离远大大于于带电体大小则带带电体大小则带电电体体便可看做点电荷便可看做点电荷. .库仑定律的适用是什么条件？库仑定律的适用是什
15、么条件？三、静电力与万有引力的比较、相同点：公式形式相同，应用时都有条件、相同点：公式形式相同，应用时都有条件都是不接触力，且与距离的二次方成反比都是不接触力，且与距离的二次方成反比、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是引力，也可以是斥力引力，也可以是斥力、在求静电力时，万有引力可以忽略、在求静电力时，万有引力可以忽略两个带电小球，质量都是，带电荷量都两个带电小球，质量都是，带电荷量都是是，相隔较远，以至于两个小球可看，相隔较远，以至于两个小球可看作点荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比？作点荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比？(5.
16、4105)小小 结结1 1、自然界存在两者电荷、自然界存在两者电荷（1 1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2 2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2 2、使物体带电的方式带电方式、使物体带电的方式带电方式(1)(1)摩擦起电：摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体电子从一个物体转移到另一个物体(2)(2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体(3)(3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分 规律：规律：近异远同近
17、异远同 3 3、电荷守恒定律：电荷既不能创造、电荷守恒定律：电荷既不能创造, ,也不能消灭也不能消灭, ,它只能它只能从一个物体转移到另一个物体从一个物体转移到另一个物体, ,或从物体的一部分转移或从物体的一部分转移到另一部分到另一部分, ,在转移的过程中，系统的电荷总数保持不在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变变. .4 4、元电荷元电荷e：指电子（或质子）的电荷量，称为元电荷：指电子（或质子）的电荷量，称为元电荷5 5、库仑定律、库仑定律（1 1）内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力）内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力, ,跟它们的电荷量的乘积成正比跟它们的电荷量的乘积成正比,
18、 ,跟它们的距离的二次跟它们的距离的二次方成反比方成反比, ,作用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上. .（2 2）公式：）公式：（3 3）适用条件：）适用条件： 真空真空 点电荷点电荷（4 4）点电荷：是一种理想模型）点电荷：是一种理想模型. .当带电体的线度比起当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时相互作用的距离小很多时, ,带电体可视为点电荷带电体可视为点电荷. .k=9.0k=9.010109 9NNmm2 2/C/C2 2课堂训练课堂训练 1 1、关于点电荷的下列说法中正确的是：、关于点电荷的下列说法中正确的是： A . A .真正的点电荷是不存在的真正的点电荷是不存
19、在的 B . B .点电荷是一种理想模型点电荷是一种理想模型 C . C .足够小的电荷就是点电荷足够小的电荷就是点电荷 D . D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计题的影响是否可以忽略不计A B D A B D 课堂训练课堂训练2 2、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：A .A .点电荷就是体积很小的电荷点电荷就是体积很小的电荷B .B .点电荷就是体积和带电量都很小点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体的带电体C .C .根据根据 可
20、知，可知， 当当r 0 r 0 时，时，F F D .D .静电力常量的数值是由实验得到的静电力常量的数值是由实验得到的D D 课堂训练课堂训练3 3、 三个相同的金属小球三个相同的金属小球a a、b b和和c c，原来，原来c c不不带电，而带电，而a a和和b b带等量异种电荷，相隔一定带等量异种电荷，相隔一定距离放置，距离放置，a a、b b之间的静电力为之间的静电力为F F 。现将。现将c c球分别与球分别与a a、b b接触后拿开，则接触后拿开，则a a、b b之间的之间的静电力将变为（静电力将变为（ ）。）。 A AF/2 BF/2 BF/4 F/4 C CF/8 DF/8 D3F
21、/83F/8C C4 4、科学家在研究原子、原子核及基本粒、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：A A、把质子或电子叫元电荷、把质子或电子叫元电荷B B、1.601.601010-19-19C C的电量叫元电荷的电量叫元电荷C C、电子带有最小的负电荷，其电量、电子带有最小的负电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的绝对值叫元电荷D D、质子带有最小的正电荷，其电量、质子带有最小的正电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的绝对值叫元电荷 B、C、D 课堂训练课堂训练5 5、有、有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互吸引的，如果间都是相互吸引的，如果A A带正带正电，则电，则 ：A AB B、C C球均带负电球均带负电B BB B球带负电，球带负电，C C球带正电球带正电C CB B、C C球中必有一个带负电，而另球中必有一个带负电，而另 一个不带电一个不带电D DB B、C C球都不带电球都不带电 C课堂训练课堂训练
