人教版选修3-1第一章教学案1.1电荷守恒定律

1第一章第一章 静电场静电场 1.1 电荷守恒定律电荷守恒定律 【教学目标教学目标】1 1、理解点电荷的含义。、理解点电荷的含义。2 2、掌握库仑定律的内容及公式并说明库仑定律描述的客观规律和适用条件。、掌握库仑定律的内容及公式并说明库仑定律描述的客观规律和适用条件。3 3、运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题。、运用库仑定律并结合力学规律求解有关问题。 重点：库伦定律，静电感应重点：库伦定律，静电感应 难点：电荷的守恒定律，物体带电的实质难点：电荷的守恒定律，物体带电的实质 【自主预习自主预习】 1自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相 ，异种电荷互相，异种电荷互相 。 2电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量 e C。实验指出，所有带电体的。实验指出，所有带电体的 电荷量都是电荷量电荷量都是电荷量 e 的的 。所以，电荷量。所以，电荷量 e 称为称为 。电荷量。电荷量 e 的数值最早的数值最早 是由美国物理学家是由美国物理学家 测得的。测得的。 3使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫 。常见的起电方式有。常见的起电方式有 、 和和 等等 例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带 上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带 电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使 导体的两端出现导体的两端出现 电荷。电荷。 4电荷守恒定律：电荷既不能电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不会，也不会 ，只能从一个物体转移到另一，只能从一个物体转移到另一 个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。 电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。 在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 5原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对 表现为电中性。表现为电中性。【典型例题典型例题】一、电荷基本性质的理解一、电荷基本性质的理解【例例 1】： 实验：取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体实验：取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体 A、B，使它们彼此接触。，使它们彼此接触。 1）把带正电荷的球）把带正电荷的球 C 移近彼此接触的异体移近彼此接触的异体 A，B，判断，判断 A，B 上的金属箔有什么变化？说明什么？上的金属箔有什么变化？说明什么？2）如果先把）如果先把 C 移走，移走，A 和和 B 上的金属箔有什么变化？说明什么？上的金属箔有什么变化？说明什么？3）如果先把）如果先把 A 和和 B 分开，然后移开分开，然后移开 C，判断，判断 A 和和 B 有什么变化？说明什么？有什么变化？说明什么？4）如果再让）如果再让 A 和和 B 接触，接触，A 和和 B 上的金属箔有什么变化？说明什么？，重新接触后上的金属箔有什么变化？说明什么？，重新接触后 A 和和 B 上的金属箔有什么变化？说明什么？上的金属箔有什么变化？说明什么？2【例例 2 2】 绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a a，a a的表面镀有铝膜；在的表面镀有铝膜；在a a的近旁有的近旁有一绝缘金属球一绝缘金属球b b，开始时，开始时，a a、b b都不带电，如图所示现使都不带电，如图所示现使a a、b b分别分别带正、带正、负电，则负电，则( ( ) )A Ab b将吸引将吸引a a，吸引后不放开，吸引后不放开B Bb b先吸引先吸引a a，接触后又与，接触后又与a a分开分开C Ca a、b b之间不发生相互作用之间不发生相互作用D Db b立即把立即把a a排斥开排斥开二、元电荷的理解二、元电荷的理解【例例 3 3】 关于元电荷的下列说法中正确的是关于元电荷的下列说法中正确的是( ( ) )A A元电荷实质上是指电子和质子本身元电荷实质上是指电子和质子本身B B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C C元电荷的数值通常取作元电荷的数值通常取作e e1.6×101.6×101919 C CD D电荷量电荷量e e的数值最早是的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的由美国科学家密立根用实验测得的三三 电荷守恒定律电荷守恒定律【例例 4 4】有两个完全相同的带电绝缘金属小球有两个完全相同的带电绝缘金属小球A A、B B，分别带有电荷量为，分别带有电荷量为Q QA A6.4×106.4×109 9 C C，Q QB B3.2×103.2×109 9 C C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？为什么要求两个小球完全相同？当带异种电荷的带电体接触后会产生什么现象？接触后各为什么要求两个小球完全相同？当带异种电荷的带电体接触后会产生什么现象？接触后各个小球的带电性质和带电荷量有何特个小球的带电性质和带电荷量有何特点？转移的电子个数点？转移的电子个数和电荷量有什么关系？和电荷量有什么关系？【课后练习课后练习】 一、选择题一、选择题1 1有一个质量很小的小球有一个质量很小的小球A A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B B靠近它时，靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是( ( ) )A A接触前，接触前，A A、B B一定带异种电荷一定带异种电荷B B接触前，接触前，A A、B B可能带异种电荷可能带异种电荷C C接触前，接触前，A A球一定不带任何电荷球一定不带任何电荷3D D接触后，接触后，A A球一定带电荷球一定带电荷2 2如图如图 2 2 所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P P慢慢靠近关于绝缘导体两端的慢慢靠近关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是电荷，下列说法中正确的是( ( ) )A A两端的感应电荷越来越多两端的感应电荷越来越多B B两端的感应电荷是同种电荷两端的感应电荷是同种电荷 C C两端的感应电荷是异种电荷两端的感应电荷是异种电荷D D两端的感应电荷电荷量相等两端的感应电荷电荷量相等3 3下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A A摩擦起电是创造电荷的过程摩擦起电是创造电荷的过程B B接触起电是电荷转移的过程接触起电是电荷转移的过程C C玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D D带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫做电荷的湮灭带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫做电荷的湮灭4 4为了测定水分子是极性分子还是非极性分子为了测定水分子是极性分子还是非极性分子( (极性分子就是该分子是不显电中性的，它通过极性分子就是该分子是不显电中性的，它通过电场会发生偏转，非极性分子不偏转电场会发生偏转，非极性分子不偏转) )，可做如下实验：，可做如下实验：在酸式滴定管中注入适量蒸馏水，打开活塞，让水慢慢如线状流下，将用丝绸摩擦过的玻在酸式滴定管中注入适量蒸馏水，打开活塞，让水慢慢如线状流下，将用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明璃棒接近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明( ( ) )A A水分子是非极性分子水分子是非极性分子B B水分子是极性分子水分子是极性分子C C水分子是极性分子且带正电水分子是极性分子且带正电D D水分子是极性分子且带负电水分子是极性分子且带负电5 5有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们都相互吸引，如图有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们都相互吸引，如图 3 3 所示那么，下面的所示那么，下面的说法正确的是说法正确的是( ( ) )A A三个小球都带电三个小球都带电 B B只有一个小球带电只有一个小球带电C C有两个小球带同种电荷有两个小球带同种电荷 D D有两个小球带异种电荷有两个小球带异种电荷6 6如图如图 4 4 所示，所示，a a、b b、c c、d d为四个带电小球，两球之间的作用分别为为四个带电小球，两球之间的作用分别为a a吸引吸引d d，b b排斥排斥c c，c c排斥排斥a a，d d吸引吸引b b，则关于它们的带电情况，则关于它们的带电情况( ( ) ) 4A A仅有两个小球带同种电荷仅有两个小球带同种电荷B B仅有三个小球带同种电荷仅有三个小球带同种电荷C Cc c、d d两小球带同种电荷两小球带同种电荷D Dc c、d d两小球带异种电荷两小球带异种电荷7 7当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的金属球后，金属箔片当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的金属球后，金属箔片张张开此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是开此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( ( ) )A A正电荷正电荷 B B负电荷负电荷C C感应起电感应起电 D D摩擦起电摩擦起电8 8带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的( ( ) )A A2.4×102.4×101919 C C B B6.4×106.4×101919 C CC C1.6×101.6×101818 C C D D4.0×104.0×101717 C C二、计算论述题二、计算论述题9 9如图如图 5 5 所示，将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起，用毛织品分别摩擦两个气球相互所示，将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起，用毛织品分别摩擦两个气球相互接触的地方放开气球后，你可能观察到什么现象？你能解释这个现象吗？接触的地方放开气球后，你可能观察到什么现象？你能解释这个现象吗？1010有三个完全一样的绝缘金属球，有三个完全一样的绝缘金属球，A A球所带电荷量为球所带电荷量为Q Q，B B、C C不带电现要使不带电现要使B B球带有球带有Q Q的的3 3 8 8电荷量，应该怎么办？