高中静电的产生及其微观解释背景图课件ppt

这是一份高中静电的产生及其微观解释背景图课件ppt，共68页。
基础知识·准落实梳理归纳 自主学习
知识点一　 静电的产生
（1）两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为 ⁠ ，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为 ⁠ ⁠。
（2）相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2. 电荷量：电荷的多少称为电荷量。在国际单位制中，电荷量的单位是 ，简称库，符号为C。
（1）摩擦起电：通过摩擦的方式使物体带电。（2）接触起电：通过与带电体接触的方式使物体带电。（3）感应起电：通过静电感应使物体带电。
知识点二　产生静电的微观解释
电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到 ，或者从一个物体转移到 。在转移的过程中，电荷的 不变。
3. 对两种带电现象的解释（1）摩擦起电当两个由不同物质组成的物体互相摩擦时，由于摩擦力做功，一个物体中某些原子的电子获得了能量，挣脱了原子核的束缚， 到另一个物体上。根据电荷守恒定律，一个物体失去电子带 ，另一个物体就得到电子带 ⁠ 。例如，用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒失去 而带正电，丝绸获得了 ⁠而带等量负电。
（2）感应起电当带电体靠近导体时，导体内的自由电荷会受到带电体上电荷的作用，向靠近或远离带电体的方向移动。如带负电的橡胶棒靠近验电器的金属球时，验电器的金属箔片张开，这是因为金属球上的自由电子受到负电荷作用，会向 ⁠橡胶棒的方向移动，最终使靠近橡胶棒的金属球带 ⁠，远离橡胶棒的两金属箔片带 而相互排斥。
【情景思辨】　如图所示，当一个带电体C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离带电体，使导体靠近带电体的一端带上与带电体异种的电荷，远离带电体的一端带上与带电体同种的电荷。利用这种方式使物体带电的方法叫感应起电。
（1）感应起电说明带电体可以在不带电的物体内创造电荷。（　×　）
（2）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。（　×　）
（3）感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程。（　√　）
（4）先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔片都闭合。（　×　）
核心要点·快突破互动探究 深化认知
　上面三幅图对应三种带电方式，试说明图甲、图乙、图丙分别对应哪种带电方式，电荷是如何转移的？
提示：图甲对应接触带电；图乙对应摩擦带电；图丙对应感应带电。图甲中，电荷在球与人体间转移，图乙中，电荷在玻璃棒与丝绸间转移，前两者电荷均是从一个物体转移到另一物体，图丙中，电荷在导体内部从导体的一部分转移到另一部分。
【归纳】1. 三种起电方式的对比
2. 感应起电的操作步骤
【典例1】　如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　）
解析：将一带正电荷的物体C置于A附近，由于静电感应，此时A带负电，B带正电，A、B错误；移去C，由于A、B中正、负电荷中和，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，C正确；先把A和B分开，然后移去C，此时A带负电，B带正电，贴在A、B下部的金属箔都张开，D错误。
1. 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，起电的原因是（　　）
解析：　用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，起电的原因是丝绸对电子的吸引力大于玻璃，玻璃中的部分电子转移到丝绸上，故玻璃棒失去电子带正电荷，而丝绸得到电子带等量的负电荷，A、B、D错误，C正确。
2. 如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B（　　）
解析：　当闭合开关S时，由于静电感应的作用，电子从大地传入导体B，断开开关后再移走A，电子无法通过导线传入大地，则导体B带负电。故选项B正确。
【探究】　三种起电方式中存在电荷的转移，电荷守恒定律中也存在电荷的转移，二者之间存在什么关系？
提示：可以认为电荷守恒定律是对三种带电方式的总结
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。摩擦起电、感应起电和接触起电，均遵循电荷守恒定律。
2. 两个相同的金属球接触后的电荷量分配
【典例2】　甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦，结果发现甲物体带了1.6×10－15 C的电荷量（正电荷），下列说法正确的是（　）
解析：甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1.6×10－15 C的正电荷，那么由电荷守恒定律可知，乙应带1.6×10－15 C 的负电荷，即甲失去了104个电子，乙得到了104个电子，故B正确。
1. 用塑料梳子梳头时，塑料梳子和头发都会带电，其原因是（　　）
解析：　用塑料梳子梳头发时，塑料梳子与头发相互摩擦，发生了电子的转移，从而使梳子和头发分别带上异种电荷，故C正确。
2. 如图所示，A、B是两个完全相同的带绝缘柄的金属小球，A球所带电荷量为－3.2×10－9 C，B球不带电。现将A、B接触后再分开，则（　　）
要点三　验电器的原理和使用
【典例3】　如图所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近验电器B，则（　　）
解析：用起电机使金属球A带上正电，靠近验电器B，验电器的金属小球由于感应会带上负电荷，金属箔会带上正电荷，验电器金箔张开，而整个验电器不带电，A、B、C错误，D正确。
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。下列各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，故选B。
2. 如图所示，某同学利用验电器做静电感应实验。他先用包装用的气泡膜和PVC管摩擦，使PVC管因为失去电子而带电。左手拿带电的PVC管靠近（但不接触）验电器，发现验电器的金属箔片张开，然后用右指接触验电器上端的金属圆球，发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是（　　）
解析：　PVC管因为失去电子而带正电，当其靠近验电器时，验电器的金属球会带负电，则箔片带正电，A错误；因PVC管带正电，验电器的金属球感应出负电荷，相应的金属箔会出现剩余正电荷，手指接触验电器，使得验电器接地，中和金属箔上剩余的正电荷，使金属箔不带电，所以右指接触验电器时，是电子从手指流向验电器，B错误；由于手指接触验电器时，电子从手指流向验电器，验电器整体带负电，此时移开右手，再撤去PVC管，因验电器整体带负电，验电器的箔片仍会张开，C正确，D错误。
教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏
1. 古人发现摩擦过的琥珀能吸引小物体，这种现象称之为摩擦起电。美国科学家富兰克林将丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电命名为正电荷，将毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电命名为负电荷，下面说法正确的是（　　）
解析：　玻璃棒经过与丝绸摩擦带正电，说明玻璃棒上的部分电子转移到了丝绸上，正电荷不是在摩擦过程新生成的，A错误；摩擦过的琥珀能吸引小物体，小物体可能不带电或带异种电荷，B错误；毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，根据电荷守恒定律可知跟它接触的毛皮带正电，C错误；不管是摩擦的玻璃棒还是橡胶棒，带电原因都是电子在不同物体上转移，D正确。
2. （多选）M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷2.72×10－9 C，下列判断正确的有（　　）
3. 如图所示，起初用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触，且均不带电。手握绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A，但不接触，把A、B分开后，A带上－1.0×10－8 C的电荷，则下列说法正确的是（　　）
4. 验电器的结构如图所示。验电器原来带正电，如果用一根带大量负电的金属棒接触验电器的金属球，金属箔片的张角将（　　）
解析：　带大量负电的金属棒接触验电器的金属球时，验电器上所带的正电荷先被负电荷中和，验电器所带电荷量减少，金属箔片张角变小；中和后，多余的负电荷又会转移到验电器上，使金属箔片的张角再次变大，故A正确。
课时训练·提素能分层达标 素养提升
1. 下列对静电现象的认识正确的是（　　）
解析：　感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一个部分，摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，A错误；汽油和塑料油桶会摩擦起电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷传走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，B正确；摩擦起电的实质是电子的转移，所以摩擦起电并没有创造电荷，C错误；与丝绸摩擦后的玻璃棒带上了正电荷，是因为玻璃棒上的负电荷转移到了丝绸上，从而使玻璃棒带上了正电荷，而丝绸带上了负电荷，D错误。
2. 下列现象中不属于静电现象的是（　　）
解析：　与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸起小纸屑，属于静电现象，A不符合题意；晚上睡觉脱毛衣，黑暗中能看见闪光，属于静电现象，B不符合题意；电器插头插入接线板中，有时冒火花，这是由于某些电器内部滤波电容器的电容较大，在通电瞬间其充电电流较大，因此在插头十分接近插孔内金属片时会产生短暂的电弧，这不属于静电现象，C符合题意；冬天梳头发时，头发会一根根飘起来，属于静电现象，D不符合题意。
3. 用塑料梳快速梳头发丝多次，观察到头发散开了，产生这种现象的主要原因是（　　）
解析：　塑料梳与头发丝摩擦起电，头发丝上带的是同种电荷，同种电荷相互排斥，所以头发丝会向四周散开，梳的次数越多，头发丝带电越多，排斥力越大，散开的程度就越大，故选D。
4. 关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（　　）
解析：　摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移。若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，物体带正电荷。若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，物体带负电荷。使物体带电并不是创造出电荷，摩擦起电现象使电子转移，而不是产生电子或质子，A错误；两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷，B正确；摩擦起电是因为摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的，C错误；丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电，D错误。
5. 原来甲、乙、丙三物体都不带电，甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15 C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是（　　）
解析：　由题意可知，甲、乙两物体相互摩擦后，甲物体带正电1.6×10－15 C，则乙带负电1.6×10－15 C，若乙物体再与丙物体接触，由于丙物体带电荷量为8×10－16 C，且一定带负电，则乙也一定带负电，大小为8×10－16 C，故D正确，A、B、C错误。
6. 一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上的电荷几乎不存在了，这说明（　　）
解析：　根据电荷守恒定律，电荷不能消灭，也不能创造，只会发生转移。该现象是潮湿的空气将电子导走了，是由于电子的转移引起的，仍遵守电荷守恒定律，故C正确，A、B、D错误。
7. （多选）如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则（　　）
解析：　由a吸d，d吸b可知，a与b带同种电荷，且与d所带电荷不同；由c斥a，b斥c可知，a、b、c带同种电荷，c、d小球带异种电荷，所以A、C错误，B、D正确。
8. （多选）如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，右手按在金属球上，并远离周围其他物体。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是（　　）
解析：　若用左手也去摸金属球，不会有电流产生，不会被电击，选项A错误；若用左手与旁边的观众握手，会发生放电现象而被电击，选项B正确；若右手离开金属球，电荷不会转移，则头发仍然四处散开，选项C错误；若右手离开金属球而且走下绝缘凳，则电荷将进入大地，人体将不再带电，头发会立刻恢复常态，选项D正确。
10. （多选）如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，甲、乙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（　　）
解析：　先将两球分开，再移走棒，两球由于感应起电带上异种电荷，故A正确；先移走棒，此时甲、乙两球中的电荷又发生中和，不再带电，再把球分开，同样不再带电，故B错误；先将棒接触一下其中的一球，则棒上的一部分电荷转移到金属球上，两球都带电荷，再把两球分开，两球仍然都带电荷，故C正确；先移走棒，此时甲、乙两球中的电荷又发生中和，不再带电，故D错误。
11. 在干燥的天气里，用梳子梳头发的时候，头发会不听指挥，顺着梳子飞起来（如图），这时如果将梳子浸入水中片刻再梳，头发就服帖了，试解释这一现象。
解析：由于摩擦起电，梳子和头发上产生异种电荷，又由于异种电荷相互吸引，使得头发顺着梳子飞了起来。梳子浸入水中片刻后再梳，潮湿的梳子能将头发上的静电导走，也就不再出现上面的现象。
12. 有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B分别带有电荷量QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触后，A、B所带的电荷量各是多少？在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个电子？
答案：1.6×10－9 C　1.6×10－9 C　电子由B向A转移　3.0×1010个
13. 如图所示，A、B、C、D是四个安装在绝缘支架上的金属物体，其中C、D是两个相同的球，分别带＋5×10－9 C、－1×10－9 C的电荷，A、B是两个相同的不带电枕形导体。则：
（1）将C、D两球接触后，移走C球，求D球所带的电荷量。
（2）将C、D两球接触，再移走C球，如何使A带负电，B带等量的正电荷？
解析：将A、B接触，D球靠近A，根据静电感应原理，在近端A感应出负电荷，远端B感应出等量正电荷，如图所示，在移走D之前，将A与B分开，则A带负电，B带等量的正电荷。
（3）将C、D两球接触，再移走C球，如何使A、B都带等量的负电荷？
解析：在（2）问做法的基础上，先用手触摸B，再将A、B接触后分开，则A、B都带等量的负电荷。（其他答案合理即可）