電荷守恒定律-

1、電荷守恒定律適用學(xué)科高中物理適用年級高中二年級適用區(qū)域新課標(biāo)人教版課時時長(分鐘60知識點1、靜電感應(yīng)現(xiàn)象、三種起電方式2、電荷守恒定律教學(xué)目標(biāo)知識與技能:1.知道兩種電荷及其相互作用。2.知道三種使物體帶電的方法及帶電本質(zhì)。3.知道電荷守恒定律。4.知道什么是元電荷、比荷、電荷量、靜電感應(yīng)的概念。過程與方法:1.物理學(xué)螺旋式遞進(jìn)的學(xué)習(xí)方法。2.由現(xiàn)象到本質(zhì)分析問題的方法。情感態(tài)度與價值觀:通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)透過現(xiàn)象看本質(zhì)教學(xué)重點電荷守恒定律教學(xué)難點利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)今天開始我們進(jìn)入物理學(xué)另一個豐

2、富多彩,更有趣的殿堂,電和磁的世界。高中的電學(xué)知識大致可分為電場和電路,本章將學(xué)習(xí)靜電學(xué),將從物質(zhì)的微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì),電荷相互作用的基本規(guī)律,以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質(zhì)。二、知識講解考點1:電荷1.兩種電荷:正電荷和負(fù)電荷:把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷,用正數(shù)表示。把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負(fù)電荷,用負(fù)數(shù)表示。2.電荷及其相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。3.使物體帶電的方法:摩擦起電、接觸起電、靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電考點2:電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。一個與

3、外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變?？键c3:幾個基本概念電荷量電荷的多少叫做電荷量。符號:Q或q單位:庫侖符號:C。元電荷電子所帶的電荷量,用e表示,e=1.60×10-19C。注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。最早由美國物理學(xué)家密立根測得比荷電荷的電荷量q與其質(zhì)量m的比值q/m,符號:C/。三、例題精析【例題1】關(guān)于物體的帶電荷量,以下說法中正確的是(A.物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)B.物體所帶的電荷量只能是某些特定值C.物體帶電+1.60×10-9C,這是因為該物體失去了1.0×1010個電子

4、D.物體帶電荷量的最小值為1.6×10-19C【答案】B、C、D【解析】物體帶電的原因是電子的得、失而引起的,物體帶電荷量一定為e的整數(shù)倍,故A錯,B、C、D正確.【例題2】如圖111所示,將帶電棒移近兩個不帶電的導(dǎo)體球,兩個導(dǎo)體球開始時互相接觸且對地絕緣,下述幾種方法中能使兩球Array都帶電的是(A.先把兩球分開,再移走棒圖111B.先移走棒,再把兩球分開C.先將棒接觸一下其中的一個球,再把兩球分開D.棒的帶電荷量不變,兩導(dǎo)體球不能帶電【答案】AC【解析】帶電棒移近導(dǎo)體球但不與導(dǎo)體球接觸,從而使導(dǎo)體球上的電荷重新分布,甲球左側(cè)感應(yīng)出正電荷,乙球右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷,此時分開甲、乙球,

5、則甲、乙球上分別帶上等量的異種電荷,故A正確;如果先移走帶電棒,則甲、乙兩球上的電荷又恢復(fù)原狀,則兩球分開后不顯電性,故B錯;如果先將棒接觸一下其中的一球,則甲、乙兩球會同時帶上和棒同性的電荷,故C正確.可以采用感應(yīng)起電的方法使兩導(dǎo)體球帶電,而使棒的帶電荷量保持不變,故D錯誤.【例題3】如圖所示,a、b、c、d為四個帶電小球,兩球之間的作用分別為a吸d,b斥c, c斥a,d吸b,則(A.僅有兩個小球帶同種電荷B.僅有三個小球帶同種電荷C.c、d小球帶同種電荷D.c、d小球帶異種電荷【答案】BD【解析】本題考查電荷間的相互作用.由d吸a,d吸b知a與b帶同種電荷,且與d 帶異種電荷;由c斥a,c

6、斥d可知c與a、b帶同種電荷,c與d帶異種電荷,故選項A、C 錯,選項B、D對.四、課堂運用【基礎(chǔ)】1.下列敘述正確的是(A.摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程B.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程C.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電D.帶等量異號電荷的兩個導(dǎo)體接觸后,電荷會消失,這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒【答案】B【解析】根據(jù)電荷守恒定律知只有B項正確.2.用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦實驗結(jié)果如圖所示,由此對摩擦起電說法正確的是( A.兩個物體摩擦?xí)r,表面粗糙的易失去電子B.兩個物體摩擦起電時,一定同時帶上種類及數(shù)量不同的電荷C.兩個物體摩擦起電時,帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等D.同一物體與不同種類物體摩

7、擦,該物體的帶電荷種類可能不同【答案】CD【解析】兩物體摩擦?xí)r得失電子取決于原子對電子的束縛力大小,A錯.由于摩擦起電的實質(zhì)是電子的得失,所以兩物體帶電種類一定不同,數(shù)量相等,B錯C對.由題中例子不難看出同一物體與不同種類物體摩擦,帶電種類可能不同,D對.【鞏固】1.如圖所示,左邊是一個原先不帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電金屬球,若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開,分導(dǎo)體為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為Q A、Q B,則下列結(jié)論正確的是(A.沿虛線d切開,A帶負(fù)電,B帶正電,且Q B>Q AB.只有沿虛線b切開,才有A帶正電,B帶負(fù)電,并Q B=Q AC.沿虛線

8、a切開,A帶正電,B帶負(fù)電,且Q B>Q AD.沿任意一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負(fù)電,而Q A、Q B的值與所切的位置有關(guān)【答案】D【解析】靜電感應(yīng)使得A帶正電,B帶負(fù)電,導(dǎo)體原來不帶電,只是在C的電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動,使B部分帶了多余的電子,而帶負(fù)電;A部分少了電子,因而帶正電,A部分移去的電子數(shù)目和B部分多余電子的數(shù)目是相同的,因此無論從哪一條虛線切開,兩部分的電荷量總是相等的,但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān),自由電子在不同位置所受C的作用力的強弱是不同的,這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻,越靠近右端負(fù)電荷密度越大,越靠近左端正電荷密度越大,所以從不同位

9、置切開時,QA、QB的值是不同的,故只有D正確. 第1題第2題2.如圖把一個不帶電的與外界絕緣的導(dǎo)體兩端分別設(shè)計上兩個電鍵,當(dāng)帶正電小球靠近時,由于靜電感應(yīng),在a、b端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷則以下說法正確的是(A.閉合K1,有電子從導(dǎo)體流向大地B.閉合K2,有電子從導(dǎo)體流向大地C.閉合K2,有電子從大地流向?qū)wD.閉合K1,沒有電子通過【答案】C【解析】K1、K2閉合前,由于靜電感應(yīng)和電荷守恒定律,a、b出現(xiàn)等量異種電荷,當(dāng)閉合任何一個電鍵以后,整個導(dǎo)體與大地連接都是電子從大地被吸引過來,故C正確.【拔高】1.把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開一小段距離,發(fā)現(xiàn)兩球間互相排斥,則A、B兩球

10、原來的帶電情況可能是(A.A和B原來帶有等量異種電荷B.A和B原來帶有同種電荷C.A和B原來帶有不等量異種電荷D.A和B原來只有一個帶電【答案】BCD【解析】若A、B帶同種電荷接觸后還是帶同種電荷,所以兩球相互排斥,若帶不等量的異種電荷,接觸后還是帶同種電荷,所以還是相互排斥。若只有一個帶電,接觸后會帶上相同的電荷,因此BCD都對,若帶等量的異種電荷,接觸后兩球都不帶電,兩球之間沒有作用力,故A錯。2如圖所示的是一個帶正電的驗電器，當(dāng)一個金屬球 A 靠近驗電器上的金屬小球 B 時，驗 電器中金屬箔片的張角減小，則( A金屬球 A 可能不帶電 C金屬球 A 可能帶負(fù)電 【答案】AC 【解析】驗電

11、器上的金屬箔片和金屬球 B 都帶有正電荷，金屬箔片之所以張開，是由于 箔片上的正電荷互相推斥造成的 當(dāng)驗電器金屬箔片的張角減小時， 說明箔片上的正電荷一 定比原來減少了， 由于金屬球 A 只是靠近驗電器而沒有與驗電器上的金屬球 B 發(fā)生接觸， 要 考慮感應(yīng)起電的影響 當(dāng)金屬球 A 靠近時，驗電器的金屬球 B、金屬桿包括金屬箔片整體相 當(dāng)于一個導(dǎo)體，金屬球 A 離金屬球 B 較近，而離金屬箔片較遠(yuǎn)如果金屬球 A 帶正電，驗電 器上的正電一定向遠(yuǎn)處移動，則金屬箔片上的電荷量不會減少，所以選項 B 是錯誤的如果 金屬球 A 帶負(fù)電， 驗電器上的正電荷會由于引力作用向近端移動， 造成金屬箔片上的電荷量

12、 減少，所以選項 C 是正確的如果金屬球 A 不帶電，由于受到金屬球 B 上正電荷的影響，金 屬球 A 上靠近 B 的部分也會由于靜電力的作用出現(xiàn)負(fù)電荷， 而這些負(fù)電荷反過來會使得驗電 器上的正電荷向金屬球 B 移動，效果與金屬球 A 帶負(fù)電荷一樣所以選項 A 也是正確的，選 項 D 是錯誤的 B金屬球 A 一定帶正電 D金屬球 A 一定帶負(fù)電 課程小結(jié) 1、兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識，這些在初中都已經(jīng)講過，本 節(jié)重點是講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象要做好演示實驗，使學(xué)生清楚地知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象在 此基礎(chǔ)上，使學(xué)生知道，感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，使電

13、荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分本節(jié)只說明靜電感應(yīng)現(xiàn)象。 2在復(fù)習(xí)摩擦起電現(xiàn)象和講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，說明起電的過程是使物體中正負(fù)電 荷分開的過程，進(jìn)而說明電荷守恒定律 3要求學(xué)生知道元電荷的概念，而密立根實驗作為專題，有條件的學(xué) ?？梢越M織學(xué)生選學(xué) 課后作業(yè) 【基礎(chǔ)】 1關(guān)于元電荷，下列說法中正確的是 A元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身 ( B所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍 C元電荷的值 通常取作 e1.60×1019C D電荷量 e 的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得的 【答案】BCD 【解析】元電荷是電荷量，并不是電荷，所以 A 錯 2如圖所示，導(dǎo)體 A 帶正電

14、，當(dāng)帶負(fù)電的導(dǎo)體 B 靠近 A 時，A 帶的 A正電荷增加 C正、負(fù)電荷均增加 B負(fù)電荷增加 D電荷數(shù)不變 ( 【答案】D 【解析】當(dāng)帶負(fù)電的導(dǎo)體 B 靠近導(dǎo)體 A 時，兩導(dǎo)體之間無接觸，由電荷守恒定律可知， A 帶的電荷數(shù)不變，只是電荷重新在導(dǎo)體端面上發(fā)生了分布(電荷重新分布是由電荷之間相 互作用力產(chǎn)生的 【鞏固】 1如圖所示，掛在絕緣細(xì)線下的小輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離，所以 ( A甲圖中兩球一定帶異種電荷 B乙圖中兩球一定帶同種電荷 C甲圖中兩球至少有一個帶電 D乙圖中兩球只有一個帶電 【答案】BC 【解析】若兩物體相互排斥，必定帶同種電荷；若兩物體相互吸引，二者可能帶異

15、種電 荷，也可能一個帶電荷，另一個不帶電荷當(dāng)只有一個物體帶電時，不帶電物體由于受到帶 電物體電荷的作用，原子內(nèi)部的異種電荷趨向于靠近帶電物體，同種電荷趨于 遠(yuǎn)離帶電物 體，這一過程類似于靜電感應(yīng)，因此兩物體之間的吸引力大于排斥力，宏觀上顯示的是吸引 力綜合上述，B、C 選項正確 2如圖所示，在Q 形成的電場中有兩個相互接觸的金屬導(dǎo)體 均放在絕緣支座上 若先將Q 移走， 再把 A、 B 分開， 則 A_ A 和 B. 電 ， B_電；若先將 A，B 分開，再移走Q，則 A_電，B_電 【答案】不帶；不帶；帶負(fù)；帶正 【解析】若先將Q 移走，再把 A、B 分開，左右兩邊的正負(fù)電荷將被中和，故 A、

16、B 都不帶電，若先將 A，B 分開，再移走Q，A 將會帶上負(fù)電，B 將帶上正電。 【拔高】 1如圖所示，用帶正電的絕緣棒 A 去靠近原來不帶電的驗電器 B，B 的金屬箔張開，這時 金屬箔帶_電；若在帶電棒 A 移開前，用手摸一下驗電器的小球后離開，然后移開 A， 這時 B 的金屬箔也能張開，它帶_電 【答案】正；負(fù) 【解析】當(dāng) A 棒靠近驗電器 B 時，由于靜電感應(yīng)，正電荷被排斥到金屬箔上而使金屬箔 張開；用手接觸一下驗電器小球后，將金屬箔上被感應(yīng)出來的正電荷與大地來的電子中和， 這時驗電器帶負(fù)電，移走 A 后，金屬箔帶負(fù)電，從而張開一定角度 2.半徑相同的兩個金屬小球 A、B 帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三