高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一章 静电场的描述第一节 静电现象图文课件ppt

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知识点一　各种起电方式1．摩擦起电的定义．用摩擦的方法使物体带电的过程．2．静电感应．(1)定义：由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷重新分布的现象．(2)特点：导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷．知识点二　元电荷1．电荷量．(1)定义：物体所带电荷数量的多少．
(2)单位：库仑，简称库，符号是C．(3)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正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．2．元电荷．(1)定义：一个电子(或质子)所带电量的绝对值．(2)大小：e＝1.60×10－19 C.(3)任何带电体的电量都等于元电荷的整数倍．知识点三　电荷守恒定律　静电现象的解释1．物质的微观结构：构成物质的原子由原子核和核外运动的电子组成．原子核的正电荷数与核外电子的负电荷数相等，所以整个原子呈电中性．
2．电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．在任何转移的过程中，电荷的总量保持不变．3．静电现象的解释．(1)摩擦起电的实质：电子从一个物体转移到另一个物体．(2)静电感应的实质：在带电体上的电荷的作用下，导体上的正负电荷重新分布，使电荷从导体的一部分转移到另一部分．
1．如图所示，在感应起电中，带负电小球P靠近带绝缘底座的导体MN时，M处将(　　)A．带负电　　　　B．带正电C．不带电 D．以上答案均有可能
解析：题述是感应起电，当带负电小球靠近带绝缘底座的导体时，同时电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，左端的负电荷受到排斥力运动到右侧，所以N处带正电，M处带负电，故选项A正确．
2．下列关于元电荷e的说法正确的是(　　)A．元电荷就是一个电子B．元电荷就是一个质子C．元电荷是一种电荷D．元电荷就是一个电荷量单位
解析：元电荷是最小的电荷量，是电荷量的大小，不是电荷的种类，故A、B、C错误，选项D正确．
探究一　三种起电方法1．摩擦起电．当两个物体互相摩擦时，由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不一样，束缚能力强的物质在摩擦中得到电子带负电，束缚能力弱的物质在摩擦中失去电子带正电．如毛皮摩擦硬橡胶棒，硬橡胶棒得到电子带负电；丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子带正电．其本质都是发生了电子的转移．
2．感应起电．(1)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，远离带电体的一端带同号电荷．这种现象叫作静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电．如图所示，将带正电荷的球C移近导体A时，A、B上的金属箔将张开．
(2)感应起电有严格的操作步骤，如图所示．①使带电体C(如带正电)靠近相互接触的两导体A、B.②保持C不动，用绝缘工具分开A、B.③移走C，则A带负电，B带正电．如果先移走C，再分开A、B，那么原来A、B上感应出的异号电荷会立即中和，不会使A、B带电．
3．接触起电．(1)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，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电，这种方式称为接触起电．(2)电荷量分配：接触带电时，两个物体最终的电荷量分配很复杂，大多靠实验才能确定，但有一种情况能确定电荷量分配，即两个完全相同的导体球相互接触后电荷量平分．4．物体带电的实质．(1)物体由中性的原子组成，原子由原子核和核外电子组成，电子带负电，原子核带正电．(2)由中性原子组成的物体，对外表现为不带电，物体呈电中性．(3)呈电中性的物体失去电子带正电，得到电子带负电，物体带电的实质是电子的得失．
【典例1】(多选)如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中不正确的是(　　)A．把C移近导体A时，A带负电、B带正电B．先把C移近导体A，再把A、B分开，然后移去C，则A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A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，则A上的金属箔片仍张开，而B上的金属箔片闭合
解析：对于A、B选项，感应起电是使物体带电的一种方法，根据电荷间的相互作用规律可知，导体A的左端会感应出负电荷，导体B的右端会感应出正电荷，所以导体两端的金属箔片都张开，且左端带负电，右端带正电，此时把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔仍张开，故A、B正确；对于C选项，先把C移走，A、B不再带电，再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，故C不正确；对于D选项，先把A、B分开，再把C移走，A、B仍带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，A、B上的金属箔片都不会张开，故D错误．
感应起电的特点(1)“近异远同”：用带电体靠近不带电的导体时，会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷，远端感应出与带电体电性相同的电荷．(2)“等量异性”：用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时，会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷．
1．(多选)关于摩擦起电，下列说法正确的是(　　)A．用梳子和头发摩擦后能够吸引轻小物体，因为摩擦使梳子带电B．摩擦后梳子带电后头发就不带电了C．摩擦起电产生了电荷，使自然界中的电荷数增加了D．摩擦起电的本质是电荷发生了转移
解析：摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体上，失去电子带正电，得到电子带负电，并没有创造电荷．
2．如图所示，均不带电的橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，这是因为(　　)A．空气中的正电荷转移到了毛皮上B．空气中的负电荷转移到了橡胶棒上C．毛皮上的电子转移到了橡胶棒上D．橡胶棒上的电子转移到了毛皮上
解析：摩擦起电是因为电子由一个物体转移到另一个物体上，失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体带负电．毛皮与橡胶棒摩擦，毛皮上的电子转移到了橡胶棒上，毛皮带正电，橡胶棒带负电，故选项C正确．
3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，下图表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是(　　)
解析：由静电感应特点可知，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，A、C、D错误， B正确．故选B.
探究二　电荷守恒定律的理解及应用1．物体带电的实质．使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷．物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配．2．应用电荷守恒定律分析接触起电现象中电荷量的分配．(1)导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．完全相同的金属球接触时，电荷量平均分配；形状、大小不同的导体接触时电荷量不能平均分配．无论哪种情况，接触前后电荷总量不变．
(2)完全相同的金属球接触起电时电荷量的分配情况．①用电荷量为Q的金属球与不带电的金属球接触后，两小球所带的电荷量相等，电性与原带电金属球相同．
3．守恒的广泛性．电荷守恒定律和能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律．电荷守恒定律也涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律．
【典例2】　(多选)一带负电、通过绝缘支架支撑的金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．这说明 (　　)A．小球上原有的负电荷彻底消失了B．在此现象中，电荷不守恒C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由电子转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律
解析：绝缘金属小球上的负电荷减少是由于电子通过潮湿的空气转移到外界，但是这些电子并没有消失，对小球和整个外界组成的系统而言，其电荷的总量仍保持不变，仍遵循电荷守恒定律，故A、B错误，C、D正确．
电荷的分配规律(1)两个大小完全相同、带同种电荷的金属球接触时，电荷平均分配．(2)两个大小完全相同的带异种电荷的金属球接触时，电荷先中和，剩余电荷再平分．(3)两个大小、形状完全相同的非球形带电金属导体接触时，也符合上述规律．
4．(多选)关于电荷量，以下说法中正确的是(　　)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．物质因摩擦带电荷量为＋1.60×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子D．物体所带电荷量的最小值为1.60×10－19 C
解析：带电体所带电量是不能连续变化的，只能是1.60×10－19 C的整数倍，物体因摩擦带电的原因是电子的得失．
5．2021年5月28日，第八届全国静电纺丝技术与纳米纤维学术会议在天津工业大学召开．摩擦可以产生静电，原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后知甲物体带正电2.8×10－15 C，丙物体带电6×10－16 C．则关于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法正确的是(　　)A．乙物体一定带有负电荷3.4×10－15 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷6×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷6×10－16 C
解析：根据电荷守恒定律，摩擦后甲物体带正电2.8×10－15 C，则乙物体一定带2.8×10－15 C的负电，乙与丙接触后丙物体一定带有负电荷6×10－16 C，此时乙物体一定带有负电荷22×10－16 C．故选D.