教科版高中物理必修第三册第一章静电场课时PPT课件

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第一章　静电场1　电荷　电荷守恒定律基础探究合作探究实践应用基础探究 形成概念·掌握新知知识点一　摩擦起电　两种电荷1.电荷:自然界只存在两种电荷: 电荷和 电荷。同种电荷相互 ,异种电荷相互 。2.电荷量:电荷的 叫电荷量,常简称为电荷。在国际单位制中,电荷量的单位是 ,用字母 表示。常用的电荷量单位还有微库(μC)和纳库(nC),1 μC=10-6 C,1 nC= C。情境化导学正负排斥吸引多少库仑C10-9知识点二　摩擦起电的解释1.原子电性:一般情况下,原子核所带电荷总量与电子所带电荷总量 ,因此物体通常对外不显电性。2.摩擦起电的实质:不同种类的两个不带电物体相互摩擦时,一个物体的原子中有一些外层电子挣脱原子核的束缚并转移到另一个物体上去,失去电子的物体显示出带 ,得到电子的物体显示出带 ,而且两者的电荷量必然 。知识点三　元电荷、电荷守恒定律1.元电荷:一个电子所带电荷量的绝对值为 ,它是电荷的 单元。 相等正电负电等量异号1.6×10-19 C最小2.电荷量的不连续性:任何带电体所带电荷量都是元电荷的 倍。3.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 到另一个物体,或者从物体的一部分 到另一部分。知识点四　静电感应1.静电感应:当带电导体靠近不带电导体时,由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,导体中可 的电荷将会重新分布,使导体靠近带电体与远离带电体的两端分别带上与带电导体电性 和电性 的电荷的现象。2.验电器的使用方法:将带正电的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器就带上了正电,再将待检验的带电体靠近验电器的金属球,如果它的金属箔片张开角度变大,则它带的是 电荷,反之,则带的是 电荷。整数转移转移自由移动相反相同正负思考与自测1.思考判断(1)通过摩擦带电的两个物体必然带等量异种电荷。(　 　)(2)发生静电感应现象时,导体靠近带正电的物体的一端带负电荷。(　 　)(3)元电荷实质上是指电子和质子本身。(　 　)(4)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。(　 　)(5)甲物体带有+6 C的电荷量,乙物体带有-2 C的电荷量,把两物体接触后再分开,两物体分别带+2 C的电荷量。(　 　)√√×√×2.思维探究(1)在天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电一下。这是为什么?答案:(1)在天气干燥的季节,由于摩擦,使身体和外衣都带了电,此时用手去摸金属门把手时,身体通过门把手放电,于是有电击的感觉。(2)关于电荷,某同学有以下认识:①电荷量很小的电荷就是元电荷;②物体所带的电荷量可以是任意的。你认为他的看法正确吗?请简述你的理由。答案:(2)两种看法均不正确。元电荷是最小的电荷量,电荷量不能连续变化,自然界中带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍。合作探究 突破要点·提升关键要点一　三种起电方式的理解问题情境如图所示,是感应起电机,结合图思考后回答问题:(1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷?答案:(1)两个绝缘体摩擦时,其中一个物体失去电子,另一个物体得到电子,分别带上了正、负电荷。(2)感应起电能发生在绝缘体上吗?原因是什么?答案:(2)感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中的电子几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。归纳拓展1.三种起电方式的比较2.三种起电方式分析(1)摩擦起电如图所示,丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒失去电子而带正电,丝绸得到电子而带负电;毛皮摩擦硬橡胶棒,硬橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子而带正电。(2)感应起电如图所示,带电体靠近导体A、B,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A、B导体分别聚集负电荷和正电荷,先将A、B分开再移走带电体,则A、B导体分别带负电荷和正电荷。(3)接触起电如图所示,使带电体(带正电)与不带电的导体接触,由于电荷间的相互作用,电子从A转移到带电体上,分开后导体A带正电荷。[例1] (多选)如图,取一对不带电的、有绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触。把带正电荷的物体C移近导体A,会发现两端的金属箔片均张开。然后先手持绝缘柱把导体A和B分开,再移开C。移开C之后,下列说法正确的是(　 　)A.A带正电,B带负电B.A带负电,B带正电C.A、B上的金属箔片完全闭合D.A、B上的金属箔片仍张开一定角度BD解析:把带正电荷的物体C移近导体A,会发现两端的金属箔片均张开,此时,由于电荷间相互吸引或排斥,A带负电,B带正电。然后先手持绝缘柱把导体A和B分开,A仍然带负电,B仍然带正电,再移走C,A、B上的电荷不会中和,所以A、B上的金属箔片仍张开一定角度。故选B、D。学习笔记(1)感应起电的两大特点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,远离端感应出与带电体电性相同的电荷。②等量异种: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)感应出等量异种的电荷。(2)正确理解起电的实质使物体带电的三种方式的实质都是自由电子的转移,而原子中的质子不能自由移动,起电并非创造了电荷。(3)接触起电中电荷量的分配原则①当两个导体材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少。[针对训练1] 如图所示是A、B、C三个用细线悬挂的轻质小球靠近时发生相互作用的情形。关于各小球带电的判断,下列说法中正确的是(　 　)A.可能A带负电,B带正电,C带负电B.可能A带负电,B不带电,C带正电C.可能A带正电,B带正电,C不带电D.可能A不带电,B带负电,C带正电C解析:由于A、B两小球相斥,说明A、B一定都带电,且带的是同种电荷,故该题有两种可能:①若A球带正电,即B球也带正电,由于B、C相吸,故C球有两种可能,即C球可能带负电,也可能不带电;②若A球带负电,即B球也带负电,由于B、C相吸,故C球也有两种可能,即C球可能带正电,也可能不带电。故选C。要点二　电荷守恒定律的理解问题情境小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。如图所示,小明使验电器带了负电荷,经过一段时间后,他发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了。关于此问题,他跟学习小组讨论后提出了下列观点,你认为哪些是正确的?①小球上原有的负电荷逐渐消失了。②在此现象中,电荷不守恒。③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。④该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律。答案:带负电的验电器在潮湿的空气中,经过一段时间后,小球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了,但电荷在转移的过程中仍然守恒,故③④正确。1.物体带电的实质:物体带电不是创造了电荷,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,也就是物体间或物体内部电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律。2.“电荷的总量”含义:指正、负电荷的代数和。3.电荷的中和:指带等量异种电荷的两物体接触时,经过电子的转移,物体达到电中性的过程。4.守恒的广泛性:电荷守恒定律同能量守恒定律一样,是自然界中重要的基本规律,任何电现象都不违背电荷守恒定律,涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。归纳拓展[例2] 完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个完全相同的不带电金属小球C先后与A、B接触后移开。(1)若A、B两球带同种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多少?答案:(1)2∶3[例2] 完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个完全相同的不带电金属小球C先后与A、B接触后移开。(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多少?答案:(2)2∶1[针对训练2] (多选)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,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8×10-16C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是(　 　)A.乙物体一定带有负电荷8×10-16 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8×10-16 CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16 CAD解析:由于甲、乙、丙原来都不带电,甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10-15 C的正电荷,乙物体得到电子而带 1.6×10-15 C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,选项A,D正确。学习笔记“中性”“中和”的理解(1)中性:物体内有电荷存在,但正、负电荷的绝对值相等,对外不显电性。(2)中和:两个带有等量异种电荷的带电体接触达到电中性的过程,在此过程中电荷仍然守恒。实践应用 拓展延伸·凝练素养模型·方法·结论·拓展感应起电的判断方法1.当带电体靠近导体时,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,如图甲所示。2.导体接地时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端导体,带异种电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷,如图乙、丙所示。说明:用手摸一下导体,再移开手指,相当于先把导体接地,然后再与大地断开。[示例] 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(　 　)A.不带电 B.带正电C.带负电 D.不能确定解析:根据静电感应现象和电荷间的相互作用,可判断导体B带负电,故选项C正确。C科学·技术·社会·环境生活中的静电现象静电,是一种处于静止状态的电荷。在干燥和多风的秋天,在日常生活中,人们常常会碰到这些现象:晚上脱衣服睡觉时,常听到“噼啪”的声响,黑暗中伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱;拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪、啪”的声响,这就是发生在人体的静电。[示例] 用塑料梳子梳头时,塑料梳子和头发都会带电,其原因是(　 　)A.摩擦创造了电荷B.静电感应创造了电荷C.电子在梳子和头发之间发生了转移D.质子在梳子和头发之间发生了转移解析: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。C点击进入 课时作业