2021-2022高中物理3-1學案：第1章第1節(jié)靜電現(xiàn)象及其微觀解釋

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE16-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學必求其心得，業(yè)必貴于專精第1節(jié)靜電現(xiàn)象及其微觀解釋[學習目標］1．知道使物體帶電的三種方式，了解三種帶電方式之間的異同點，掌握電荷守恒定律。(物理觀念）2．了解原子結(jié)構(gòu)，認識物體帶電的本質(zhì)。（科學思維)3．了解靜電現(xiàn)象及其在生產(chǎn)生活中的應用。（科學態(tài)度與責任)一、靜電的產(chǎn)生1．三種起電方式（如圖所示）（1）摩擦起電。（2)接觸起電。（3)感應起電。2．電荷的性質(zhì)（1)用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電；用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電.（2)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。3．靜電感應：導體因受到附近帶電體的影響而帶電的現(xiàn)象。二、原子結(jié)構(gòu)與電荷守恒1．原子結(jié)構(gòu)：物質(zhì)由分子、原子、離子等微觀粒子組成，原子由原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成,原子核由中子和質(zhì)子組成。中子呈電中性，質(zhì)子帶正電,電子帶負電。原子的電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等，呈電中性。2．電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅,只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體.在任何轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量保持不變。3．物體帶電（1)實質(zhì)：電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)不變。（2）結(jié)果：失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電。三、靜電的應用與防護1．靜電的應用(1)原理：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，利用靜電力控制帶電粒子的運動或分布.（2)應用：靜電應用有激光打印、靜電噴霧、靜電除塵、靜電噴涂等.2．靜電的防護（1）靜電危害產(chǎn)生原因：靜電力和靜電火花。(2)防護方法：盡快把靜電導走，如印刷車間內(nèi)保持適當?shù)臐穸?，傳送帶上鍍銀，油罐車車尾拖地鐵鏈等。1．思考判斷（正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)電荷間的相互作用規(guī)律是同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。 （√）（2）一導體靠近帶正電的物體，其靠近端帶負電。 (√)(3）帶電體靠近導體，導體感應起電，拿走帶電體，導體仍然帶電。 (×）[提示］拿走帶電體，原來感應出來的電荷重新中和，導體不帶電。(4)原來不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷，說明通過摩擦可以創(chuàng)造電荷。 (×）[提示］不是創(chuàng)造電荷，而是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移。（5)三種常見的起電的方式其本質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移。 （√)2．在下列各種措施中,屬于靜電應用的是()A．電視機后蓋上開有許多小孔B．在高大的建筑物頂端裝上避雷針C．靜電噴涂D．油罐車后拖著鐵鏈C［電視機的后蓋上有許多小孔是為了把各電器元件產(chǎn)生的熱量及時散掉,A錯誤;高大建筑物上的避雷針和油罐車上的拖地鐵鏈是為了把產(chǎn)生的靜電導走，屬于靜電的防止,B、D錯誤；噴槍噴出的油漆微粒帶負電荷，因相互排斥而散開，形成霧狀,被噴涂的物體帶正電荷，對霧狀油漆產(chǎn)生引力，把油漆吸到表面，屬于靜電的應用，C正確。]3．如圖所示是伏打起電盤示意圖，其起電原理是(）甲乙丙丁A．摩擦起電 B．感應起電C．接觸起電 D．以上三種方式都不是B［絕緣板帶正電荷,將導電平板靠近帶正電的絕緣板，因靜電感應,導電平板靠近絕緣板的一側(cè)帶負電荷，另一側(cè)的正電荷因接地而導走；斷開導電平板的接地線，將導電平板與絕緣板分開，導電平板上便帶上了負電荷，所以其起電原理是感應起電。]三種起電方式1．三種帶電方式的比較實驗現(xiàn)象及結(jié)果起電原因起電實質(zhì)摩擦起電毛皮摩擦橡膠棒橡膠棒帶上負電由于毛皮的原子核束縛電子的本領(lǐng)比橡膠棒弱，在摩擦過程中由于摩擦力做功使毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上，橡膠棒得到電子帶負電,毛皮失去電子帶正電電子得失接觸帶電帶電體接觸驗電器驗電器兩箔片張開一定角度帶電體接觸驗電器時,帶電體與驗電器之間有電子轉(zhuǎn)移，使驗電器帶電電子轉(zhuǎn)移感應起電帶電體靠近驗電器驗電器兩箔片張開一定角度當帶電體靠近驗電器時，由于電荷間的相互吸引或排斥，使驗電器兩端帶上等量異種電荷，靠近帶電體的一端帶上與帶電體相反的電荷，遠離帶電體的一端帶上與帶電體相同的電荷電荷吸引或排斥2．三種起電方式的本質(zhì)三種起電方式都不是創(chuàng)造了電荷,只是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分，它們的本質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷總量保持不變?！纠?】如圖所示，A、B是兩個帶有絕緣支架的金屬球，它們原來均不帶電,并彼此接觸?，F(xiàn)使帶負電的橡膠棒C靠近A（C與A不接觸),然后先將A、B分開，再將C移走.關(guān)于A、B的帶電情況，下列判斷正確的是（)A．A帶正電,B帶負電 B．A帶負電,B帶正電C．A、B均不帶電 D．A、B均帶負電思路點撥：①“帶負電的橡膠棒C靠近A”發(fā)生的應是感應起電現(xiàn)象.②“先將A、B分開，再移走C"，A、B將帶等量異種電荷。A[先將金屬球A和B分開，再移走C，金屬球A和B由于感應起電帶上異種電荷,由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引，所以此時A帶正電,B帶負電，選項A正確。］上例中若讓B球接地一下，然后移走C，再將A、B分開，則A帶________(選填“正"或“負”)電，B帶________(選填“正”或“負")電.［解析]B球接地一下后，B球上的原有負電荷被導入大地.移去C后,A球上的正電荷將在A、B兩球上分布,故A、B兩球分開后均帶正電.[答案]正正感應起電的判斷方法(1)當帶電體靠近導體時，導體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷，如圖甲所示。(2)導體接地時，該導體與地球可視為一個導體，而且該導體可視為近端導體,帶異種電荷，地球就成為遠端導體，帶同種電荷，如圖乙、丙所示.甲乙丙［跟進訓練]訓練角度1：對摩擦起電的理解1．（多選）兩個原來不帶電的物體甲和乙,相互摩擦后，下列情況中可能發(fā)生的是（）A．甲帶正電荷，乙?guī)У攘控撾姾葿．甲帶負電荷，乙?guī)У攘空姾蒀．甲和乙都帶等量正電荷D．甲和乙都帶等量負電荷AB［原來不帶電的甲、乙兩物體相互摩擦后，若電子從甲物體轉(zhuǎn)移到乙物體，使甲帶正電荷，乙?guī)У攘康呢撾姾桑珹說法正確；原來不帶電的甲、乙兩物體相互摩擦后，若電子從乙物體轉(zhuǎn)移到甲物體，使甲帶負電荷，乙?guī)У攘康恼姾桑珺說法正確;原來不帶電的甲、乙兩物體相互摩擦后，甲和乙不可能都帶等量的正電荷，也不可能都帶等量的負電荷，C、D說法錯誤。]訓練角度2：對感應起電的理解2．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器的金屬箔片張開。下列各圖表示驗電器上感應電荷的分布情況,正確的是（)ABCDB［驗電器原來不帶電，當帶電金屬球靠近它時，由于靜電感應，在驗電器的金屬球、金屬桿和金屬箔片之間將發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移。驗電器的金屬球距帶電的金屬球近,其上感應出與帶電金屬球異種的電荷，而距帶電金屬球較遠的金屬箔片感應出與帶電金屬球同種的電荷。根據(jù)以上分析，對照圖示的四種情況可判斷選項B正確，其余各項均錯誤.］電荷守恒定律的理解及應用1．電荷守恒定律的兩種描述（1)表述一：電荷既不會創(chuàng)造，也不會消滅，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，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。(2）表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總量保持不變。2．對電荷守恒定律的理解(1）電荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一.(2)“總量"的含義，指電荷的代數(shù)和.(3）兩個物體之間或物體的兩部分之間能轉(zhuǎn)移的是自由電荷。（4）起電過程的實質(zhì)是物體中正、負電荷的分離或轉(zhuǎn)移.(5)電荷中和的實質(zhì)是正、負電荷的結(jié)合。(6)在分離、轉(zhuǎn)移、結(jié)合等過程中電荷的總量保持不變。3．兩金屬導體接觸后電荷量的分配規(guī)律(1）當兩個導體材料、形狀不同時,接觸后再分開，只能使兩者均帶電，但無法確定電荷量的多少。（2)若兩個完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2，則有【例2】有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA＝6.4×10－9C,QB＝－3.2×10－9C,讓兩絕緣金屬小球接觸。在接觸后，A、B帶電荷量各是多少？此過程中電子發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移了多少電荷量？思路點撥：①A、B兩小球帶異種電荷,接觸后要先中和后平分。②電子在轉(zhuǎn)移過程中電荷總量保持不變。[解析］接觸后兩小球帶電荷量QA′＝QB′＝eq\f(QA＋QB，2)＝eq\f（6.4×10－9－3。2×10－9,2）C＝1.6×10－9C，在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，不僅將自身電荷中和,且繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶QB′的正電荷。這樣，共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為：ΔQ＝QB－QB′＝（－3。2×10－9－1。6×10－9）C＝－4.8×10－9C。［答案］均為1.6×10－9C電子由B球轉(zhuǎn)移到了A球，轉(zhuǎn)移了4.8×10－9C電荷量電中性與電中和的兩點認識(1）電中性的物體內(nèi)部也有電荷的存在，只是電荷量的代數(shù)和為零，對外不顯電性；（2）電荷的中和是指帶等量異號電荷的兩物體接觸時，經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移，最終達到電中性的過程。[跟進訓練]3．對于一個帶負電的物體，下列說法正確的是（）A．物體一定有多余的電子B．物體一定缺少電子C．一定是通過某種方式在物體上創(chuàng)造出了負電荷D．物體的電荷量守恒A[正、負電荷中和之后的電荷是物體所帶的電荷,物體帶負電，故有多余的電子，A正確，B錯誤；物體所帶的電荷不是創(chuàng)造出來的,而是轉(zhuǎn)移過來的，系統(tǒng)的電荷守恒但物體的電荷不守恒,C、D錯誤.]課堂小結(jié)知識脈絡2種電荷－－正電荷、負電荷3種起電方式－－摩擦起電、接觸起電、感應起電1個規(guī)律－－電荷守恒定律1個分配規(guī)律－－電荷均分原理1．如圖所示，運輸汽油等易燃易爆物品的車輛總有一條鐵鏈拖在地上，這樣做的目的是（）A．發(fā)出聲音，引起路人注意B．減緩車速，保證行車安全C．把靜電引入大地，避免因放電引起爆炸D．與地面發(fā)生摩擦，在運輸車上積累電荷C[汽車行駛時，油罐中的汽油隨車的振動摩擦起電，如果不及時將這些靜電導走，一旦出現(xiàn)放電現(xiàn)象，就會發(fā)生爆炸事故。拖地鐵鏈使油罐表面與大地相連，使油罐罐體中的電荷不斷地中和，避免因放電引起爆炸。]2．（多選）懸掛在絕緣細線下的兩個輕質(zhì)小球，表面鍍有金屬薄膜,由于電荷的相互作用而靠近或遠離,分別如圖甲、乙所示，則（)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BC[題目中的小球都是鍍有金屬薄膜的輕質(zhì)小球，帶電物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，所以可以判斷出題圖甲的現(xiàn)象可以是兩個帶異種電荷的小球,也可以是一個小球帶電而另一個小球不帶電；兩個小球由于相互排斥而出現(xiàn)題圖乙中的現(xiàn)象,則必須都帶電且是同種電荷。］3．如圖所示，把一個不帶電的枕形導體靠近帶正電的小球，由于靜電感應,在a、b兩端分別出現(xiàn)負、正電荷，則以下說法正確的是()A．閉合開關(guān)S1,有電子從枕形導體流向大地B．閉合開關(guān)S2,有電子從枕形導體流向大地C．閉合開關(guān)S1，有電子從大地流向枕形導體D．閉合開關(guān)S2，沒有電子通過開關(guān)S2C[在S1、S2都閉合前，對枕形導體，它的電荷是守恒的.由于靜電感應，a、b兩端出現(xiàn)等量的負、正電荷。當閉合開關(guān)S1、S2中的任何一個以后,便把大地與枕形導體連通，使大地與枕形導體組成一個新的大導體，因此，導體本身的電荷不再守恒，而是導體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)電荷守恒，由于靜電感應，a端仍為負電荷,大地為遠端，感應出正電荷,因此無論閉合開關(guān)S1還是開關(guān)S2，都有電子從大地流向枕形導體，故選項C正確。]4．有三個相同的金屬小球A、B、C，其中小球A帶有2.0×10－5C的正電荷，小球B、C不帶電，現(xiàn)在讓小球C先與球A接