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高中物理人教选修31课件第1章1

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  • 上传时间:2020-08-12
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    • 1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-1,静电场,第一章,1电荷及其守恒定律,第一章,梳过干燥头发的塑料梳子能吸引轻小物体,我们通常说它们带了电或有了电荷。 物体经过摩擦之后为什么会带电?,电荷及相互作用,1.两种电荷 自然界中只存在两种电荷,即_电荷和_电荷。 (1)正电荷:用丝绸摩擦过的_所带的电荷叫做正电荷。 (2)负电荷:用毛皮摩擦过的_所带的电荷叫做负电荷。 2相互作用 同种电荷相互_,异种电荷相互_ 。,正,负,玻璃棒,橡胶棒,排斥,吸引,正电,负电,相等,电中性,三种起电方式,1.接触起电 指一个带电的金属导体跟另一个_的金属导体_后分开,而使不带电的导体带上电荷的方式(如图)。,不带电,接触,2摩擦起电 两个物体相互摩擦时,一些束缚不紧的_从一个物体转移到另一个物体上,使得原来呈电中性的物体由于得到_而带负电,失去_的物体带正电。(如图),电子,电子,电子,3感应起电 (1)自由电子:金属中离原子核_的能脱离原子核的束缚而在金属中_的电子。 (2)静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互_或_,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导

      2、体靠近带电体的一端带_电荷,远离带电体的一端带_电荷的现象。 (3)感应起电:利用_使金属导体带电的过程(如图)。,较远,自由活动,吸引,排斥,异种,同种,静电感应,表述一:电荷既不会_,也不会_,它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,电荷的总量_。 表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和_。,电荷守恒定律,创生,消灭,另一部分,另一个物体,保持不变,保持不变,元电荷,1.电荷量 电荷的多少。其国际制单位是_,简称库,用_表示。 2元电荷 最小的电荷量,即_所带的电荷量,用e表示。e_C,最早由美国物理学家_测得。,库仑,C,电子,1.61019,密立根,质量,1.761011,一、三种起电方式的比较,特别提醒(1)感应起电成功的关键在于先分开两物体(或先断开接地线)然后再移去带电体。 (2)摩擦起电中对原子核外电子束缚能力差的物体失去电子而带正电,对原子核外电子束缚能力强的物体得到电子而带负电。,如图所示的现象为感应起电,为什么发生感应起电的是导体而不是绝缘体? 答案:感应起电的实质是在带电体电荷的作用下,物体上的自由电荷的转移,只有导体上

      3、的电子(或正、负离子)才能自由移动,而绝缘体上的电子不能自由地移动。所以,导体能发生感应起电,而绝缘体不能。,二、电荷守恒定律 1守恒的广泛性 电荷守恒定律同能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都不违背电荷守恒定律。 物体的起电过程,其本质都是电子发生了转移,也就是说物体所带电荷的重新分配。不论哪一种起电过程都没有创造电荷,也没有消灭电荷。,2“中性”与“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相遇达到电中性的过程。,带有等量异种电荷的金属球接触后会发生电荷的中和,此时电荷被消灭了吗? 答案:中和时,系统所带电荷的代数和不变,电荷并没有消失,只是正、负电荷数值相等,对外显电中性。,三、验电器与静电计的区别与联系,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() 答案:B,解析:把带电金属球移近不带电的验电器,根据静电感应现象的规律,若金属球带正电荷,则将导体上的自由电子吸引上来,这样验电器的上部将带负电荷,箔片带正电荷;若金属球带

      4、负电荷,则将导体上的自由电子排斥到最远端,这样验电器的上部将带正电荷,箔片带负电荷。B项正确。,如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是(),对起电方式的理解,A把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开 B把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开 C先把C移走,再把A、B分开,A、B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,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合,解析:(1)C移近A时,带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用,使A、B中的自由电子向左移动,使得A端积累了负电荷,B端积累了正电荷,其下部的金属箔片也分别带上了与A、B同种性质的电荷。由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,A正确。 (2)C靠近后保持不动,把A、B分开,A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和,因而A、B仍带等量的异种感应电荷,此时即使再移走C,因A、B已经绝缘,所带电荷量也不会变,金属箔片仍张开,B正确。,(3)先移走C,再把A、B分开,A、B上的感应电

      5、荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和,不再带电,所以箔片都不会张开,C错。 (4)先把A、B分开,移走C,然后重新让A、B接触,A、B所带的异种电荷马上中和,箔片都不会张开,D错。 答案:AB,(惠安一中20132014学年高二上学期期中)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上,如图所示。对上述现象的判断与分析,下列说法错误的是(),A笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和 B摩擦使笔套带电 C笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷 D圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 答案:A,一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了。这说明() A小球上原有的负电荷逐渐消失了 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该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律,对电荷守恒定律、元电荷的理解,解析:绝缘小球上的负电荷减少是由于电子通过潮湿的

      6、空气导电转移到外界,小球上电荷量减少,但是这些电子并没消失;就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。 答案:CD,(湖南浏阳一中、醴陵一中20132014学年高二上学期联考)关于对元电荷的理解,下列说法正确的是() A元电荷就是电子或质子 B元电荷是指电荷量跟电子所带电荷量数值相等的带电体 C元电荷是指带电量为1.601019C的带电体 D带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 答案:D,解析:电子和质子是实实在在的粒子,而元电荷只是一个电量单位,不是带电体,电子和质子带电量都等于元电荷的值,A、B、C选项错误;带电体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍,选项D正确。,某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。,开放探究,根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题: (1)步骤二的实验现象,说明_ _; (2)步骤三的实验现象,说明_ _; (3)该研究性实验_(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律。,解析:解答本题时应明确起电板经摩擦后的带电情况,还要理解验电器金属箔片张开和闭合的原因。 用力将两块起电板快速摩擦后分开,两板分别带

      7、上了等量异种电荷。步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开,步骤三中两块板同时插入空心金属球,总电荷量为零,不发生静电感应现象,故箔片不张开,该实验能验证电荷守恒定律。 答案:(1)起电板使验电器感应起电(2)两块板带有等量异种电荷(3)能,点评:在电荷转移和重新分配的过程中,整个系统电荷是守恒的,实验中箔片张开后又闭合,验证了电荷守恒定律的正确性。,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,头发就服贴了。试解释这一现象。,答案:梳头发时由于摩擦起电,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。,易错点:对感应起电中的远端的理解不清导致错误。 案例: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S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,易错分析:对于绝缘柱支持的导体B,由于静电感应,其左端带负电,右端带正电。左端接地,左端电荷被导走,导体B带正电,故选B。 正确解答:在感应起电的过程中,远端带同种电荷,近端带异种电荷。将B的左端接地后,B和地球组成了一个大导体,地球是导体的远端,故B成了近端,带负电。 正确答案:C,

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