第1節(jié)靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋

物理觀念物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究核心1.知道使物體帶電的幾種方運(yùn)用原子構(gòu)造模型和通過(guò)試驗(yàn)，觀看并分素養(yǎng)式。2.理解電荷守恒定律的內(nèi)容。電荷守恒的學(xué)問(wèn)分析析靜電現(xiàn)象。靜電現(xiàn)象。課標(biāo)要求了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護(hù)。中的科學(xué)思想和方法。會(huì)用電場(chǎng)線(xiàn)描述電場(chǎng)。1節(jié)靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋學(xué)問(wèn)點(diǎn)一 靜電的產(chǎn)生[觀圖助學(xué)]俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)觀看上圖現(xiàn)象，思考電荷是如何移動(dòng)的？電荷C。電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)由不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦?xí)r，一個(gè)物體中某些原子的得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶等量的正電。接觸起電：當(dāng)一個(gè)帶電體接觸導(dǎo)體時(shí)，電荷會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，使導(dǎo)體也帶電。感應(yīng)起電：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的的過(guò)程叫做感應(yīng)起電。[思考推斷]摩擦起電是制造電荷的過(guò)程。(×)接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程。(√)(3)玻璃棒無(wú)論和什么物體摩擦都會(huì)帶正電。(×)學(xué)問(wèn)點(diǎn)二 產(chǎn)生靜電的微觀解釋[觀圖助學(xué)]體上看，兩物體摩擦過(guò)程中電荷守恒嗎？電荷守恒定律或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量不變。摩擦起電的實(shí)質(zhì)：兩個(gè)不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦，由于摩擦力做功，一個(gè)定律，一個(gè)物體失去電子帶正電，另一個(gè)物體得到電子帶負(fù)電。的一局部轉(zhuǎn)移到了另一局部。[思考推斷]以制造電荷。(×)不帶電的物體肯定沒(méi)有電荷。(×)(×)(4)感應(yīng)起電過(guò)程仍符合電荷守恒定律。(√)驗(yàn)電器的構(gòu)造、原理及用途構(gòu)造原理金屬箔片帶同種電荷后，由于同種電荷相互排斥而張開(kāi)。應(yīng)用(1)檢驗(yàn)物體是否帶電。(2)物體帶電的種類(lèi)。摩擦起電適用于絕緣體，接觸起電和感應(yīng)起電適用于導(dǎo)體。物體帶電的實(shí)質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，或物體間電荷的重安排。一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。金屬構(gòu)造中性是指物體內(nèi)有電荷存在，但正負(fù)電荷確實(shí)定值相等，對(duì)外不顯電性。核心要點(diǎn) 三種起電方式的理解[觀看探究]用與絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒接觸驗(yàn)電器的小球，會(huì)觀看到什么現(xiàn)象？為什么。答案金屬箔片張開(kāi)。當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時(shí)，有一局部電張開(kāi)。觀看下述操作過(guò)程，會(huì)觀看到什么現(xiàn)象？為什么。答案C在遠(yuǎn)處，金屬箔片不張開(kāi)，C移近后金屬箔片張開(kāi)，枕形導(dǎo)體分開(kāi)，金吸引。[探究歸納]三種起電方式的比較產(chǎn)生條件兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)導(dǎo)體與帶電體接觸時(shí)現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端消滅等量異種電荷導(dǎo)體帶上與帶電體電性一樣的電荷方式摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電方式摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電內(nèi)容[例1](多項(xiàng)選擇)關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )B.摩擦起電說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從物體的一局部轉(zhuǎn)移到另一局部D.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體解析 摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子在相互摩擦的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)移失去電子的帶正電，得到電子的帶負(fù)電，此過(guò)程并非制造了電荷，而是總電荷量守恒，A錯(cuò)誤，B正內(nèi)部發(fā)生了轉(zhuǎn)移，C正確，D錯(cuò)誤。答案BC[例2](多項(xiàng)選擇)如下圖將帶有負(fù)電的絕緣棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)頭時(shí)相互接觸且對(duì)地絕緣，以下方法中能使兩球都帶電的是( )B.先移走棒，再把兩球分開(kāi)使棒與甲球瞬時(shí)接觸，再移走棒D.先使乙球瞬時(shí)接地，再移走棒導(dǎo)體與大地組成一個(gè)大的導(dǎo)體，則該導(dǎo)體為近端，帶異種電荷，地球?yàn)檫h(yuǎn)端，帶同種電荷解析由于靜電感應(yīng)，甲球感應(yīng)出正電荷，乙球感應(yīng)出負(fù)電荷，把兩球分開(kāi)后，它們帶上了等量異種電荷，所以A正確；假設(shè)先將棒移走，則兩球不會(huì)有靜電感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生，所以不會(huì)帶上電荷，B錯(cuò)誤；使棒與甲球接觸，則兩球會(huì)因接觸而帶上負(fù)電荷，所以C正確；假設(shè)使乙球瞬時(shí)接地，則乙球上感應(yīng)出的負(fù)電荷因受斥力而被導(dǎo)走，再將棒移走，由于甲、乙是接觸的，所以甲球上的電荷會(huì)重分布在D正確。答案ACD[針對(duì)訓(xùn)練1](多項(xiàng)選擇)如下圖有一帶正電的驗(yàn)電器當(dāng)一個(gè)金屬球A靠近驗(yàn)電器上的金屬小球B時(shí)，驗(yàn)電器中金屬箔片的張角減小，則( )A可能不帶電A肯定帶正電A可能帶負(fù)電A肯定帶負(fù)電解析驗(yàn)電器的金屬箔片之所以張開(kāi)，是由于它們都帶有正電荷，而同種電荷相A球帶負(fù)電，“上移”，從而使兩金屬箔片張角減小，選項(xiàng)C正確，BAB球ABB球的一面消滅正的感應(yīng)電荷。A球上的感應(yīng)電荷與驗(yàn)電器上的正電荷發(fā)生相互作用，由于負(fù)電荷離驗(yàn)電器較近而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金屬箔片張角減小，選項(xiàng)A正確，D錯(cuò)誤。答案AC核心要點(diǎn)[觀看探究]

產(chǎn)生靜電的微觀解釋沒(méi)電了！電荷到哪里去了呢？是否違反了電荷守恒定律？答案 了，說(shuō)明原來(lái)的兩球帶等量異種電荷，兩球接觸時(shí)，正、負(fù)電荷中和了，不違反電荷守恒定律。[探究歸納]對(duì)電荷守恒定律的理解電荷守恒定律是自然界最根本的規(guī)律之一，任何電現(xiàn)象都遵守電荷守恒定律?；癁楣庾印щ娏Ｗ涌偸浅蓪?duì)產(chǎn)生或湮沒(méi)，電荷的代數(shù)和不變。三種帶電的微觀解釋方式摩擦起電 感應(yīng)起電內(nèi)容不同物質(zhì)的原子核對(duì)核外電子的約束力不

接觸帶電電荷間的相互作

(或者吸引)，而移向?qū)w的遠(yuǎn)端(或者近端)

實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移(兩個(gè)完全一樣的金屬球)

Q

′＝Q′

。1 2

2＝ 2

。2帶等量異種電荷的兩個(gè)物體接觸時(shí)，經(jīng)過(guò)電荷的轉(zhuǎn)移，物體到達(dá)電中性。2[試題案例][3]A＝6.4×10－9AB帶電荷量各是多少？此過(guò)程中電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少個(gè)電子？解析 由于QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，依據(jù)電荷均分規(guī)律，兩球接觸時(shí)帶電荷量一樣，則Q

QA＋QB＝1.6×10－A′＝QB′＝ 2

9C。兩球接觸時(shí)，自由電子Q－Q

′ 〔6.4－1.6〕×10－9BAn＝Ae

A＝ ＝3.0×1010(個(gè))1.6×10－19答案 均為1.6×10－9C 自由電子由B向A轉(zhuǎn)移3.0×1010個(gè)[針對(duì)訓(xùn)練2]完全一樣的兩金屬小球A、B帶有一樣的電荷量，相隔肯定的距離，CA、B接觸后移開(kāi)。解析 (1)設(shè)A、B帶同種電荷，帶電荷量均為q，則A、C接觸后，A、C帶電荷q＝q

＝1。A C 2q

1q＋2q 31CB球接觸后，B、Cq＝q′＝

＝q。B1q 2q 2

C 2 4故A、B帶電荷量大小之比為A＝ ＝。q 3 3B 4qA q＝＋q，q＝－qA CA接觸后，A、Cq＝q

＝＋1。A C 2q12q－q 1CB接觸后，、Cq＝q＝

＝－q，B C 2 41q 2q 2故A、B帶電荷量大小之比為A＝ ＝。q 1 1B 4q答案 (1)2∶3 (2)2∶1[3]ud夸克的兩類(lèi)夸2 1克組成的。u夸克帶的電荷量為3e，d夸克帶的電荷量為－3e，e為元電荷，以下論斷中可能正確的選項(xiàng)是( )1u2d1u2d夸克組成2u1d1u2d夸克組成1u2d2u1d夸克組成2u1d2u1d夸克組成1 2 －1 1 2 －1解析 質(zhì)子帶電荷量為中子0n帶電荷量為0B正確。答案 B帶電的方式屬于( )B.接觸起電C.感應(yīng)起電D.以上方式都不屬于解析 方式使人與起電機(jī)帶同種電荷，同種電荷相互排斥，所以人的頭發(fā)才會(huì)豎起來(lái)，B正確。答案 B2.(感應(yīng)起電的理解)如下圖不帶電的導(dǎo)體B在靠近帶正電的導(dǎo)體A后，P端和Q端分別感應(yīng)出負(fù)電荷和正電荷，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )假設(shè)用導(dǎo)線(xiàn)將Q端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將帶負(fù)電假設(shè)用導(dǎo)線(xiàn)將Q端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電假設(shè)用導(dǎo)線(xiàn)將Q端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將不帶電假設(shè)用導(dǎo)線(xiàn)將P端接地，然后斷開(kāi)，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電解析BAAP端感應(yīng)出負(fù)電AQB與大地成為一個(gè)的導(dǎo)體，無(wú)論哪一端接地，大地都是這個(gè)導(dǎo)體的遠(yuǎn)端，而P端仍舊是近端，故負(fù)PQA后，PBBA。答案A接觸后分開(kāi)，M、N所帶的電荷量分別為( )A.＋3q，－3q B.－2q，＋4qC.＋2q，－4q D.－q，－qMN2Q＋QMN2解析 兩個(gè)一樣的金屬小球接觸電荷先中和后均分則有Q

′＝Q′＝M N＝－4q＋2q2 ＝－qD正確。答案 D荷守恒定律)(多項(xiàng)選擇)一帶負(fù)電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，覺(jué)察該小球上電荷幾乎不存在了，這說(shuō)明( )B.在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C.小球上負(fù)電荷削減的主要緣由是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了解析 絕緣小球上電荷量削減是由于電子通過(guò)空氣導(dǎo)電轉(zhuǎn)移到外界，只是小球上的電荷量削減，但是這些電子并沒(méi)有消逝，故A、B錯(cuò)誤，C正確；就小球和整D正確。答案 CD摩擦起電——絕緣體

接觸起電電方式感應(yīng)起電——起電的實(shí)質(zhì)——電荷的轉(zhuǎn)移一個(gè)規(guī)律——電荷守恒定律根底過(guò)關(guān)一個(gè)帶電導(dǎo)體與另一個(gè)不帶電導(dǎo)體接觸，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( A.兩物體肯定帶異種電荷兩物體肯定帶不等量的同種電荷D.兩物體肯定帶等量的同種電荷解析 一個(gè)帶電導(dǎo)體與另一個(gè)不帶電導(dǎo)體接觸，電荷會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，所以肯定帶同種電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；假設(shè)兩個(gè)導(dǎo)體完全一樣，則兩個(gè)導(dǎo)體帶等量的同種C、D錯(cuò)誤。答案 B中，教師用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒去靠近錫箔屑，覺(jué)察錫箔屑被吸引到玻璃棒上后又快速地向空中散開(kāi)，如下圖，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )B.錫箔屑被吸引過(guò)程是減速過(guò)程最終錫箔屑散開(kāi)是由于碰撞導(dǎo)致D.散開(kāi)時(shí)錫箔屑帶正電解析用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，錫箔屑被吸引，錫箔屑在被吸引到玻璃棒上之前不帶電，錫箔屑被吸引到玻璃棒上后帶正電，故A錯(cuò)誤；錫箔屑被吸引過(guò)程是加速過(guò)程，故B錯(cuò)誤；最終錫箔屑散開(kāi)主C錯(cuò)誤，D正確。答案D如下圖，放在絕緣支架上帶正電的導(dǎo)體球A，靠近放在絕緣支架上不帶電的導(dǎo)體導(dǎo)體B用導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)開(kāi)關(guān)接地現(xiàn)把S先閉合再斷開(kāi)再移走則導(dǎo)體( C.帶負(fù)電

帶正電解析 依據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象和電荷間的相互作用可知S閉合之前B的a端帶負(fù)電荷，b端帶等量正電荷，S先閉合再斷開(kāi)，再移走A，導(dǎo)體B帶負(fù)電，應(yīng)選項(xiàng)C正確。答案 C)用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦試驗(yàn)結(jié)果如下圖由此對(duì)摩擦起電的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )兩個(gè)物體摩擦?xí)r，外表粗糙的易失去電子C.兩個(gè)物體摩擦起電時(shí)，帶上電荷的種類(lèi)不同但數(shù)量相等D.同一物體與不同種類(lèi)的物體摩擦，該物體所帶電荷種類(lèi)可能不同解析兩物體摩擦?xí)r是否得失電子取決于原子核對(duì)電子的束縛力大小，A錯(cuò)誤；B錯(cuò)誤，C正確；由題中試驗(yàn)不難看出，同一物體與不同種類(lèi)的物體摩擦，帶電種類(lèi)可能不同，D正確。答案CD5.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi)。如圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布狀況，正確的選項(xiàng)是( )解析把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器，會(huì)轉(zhuǎn)變驗(yàn)電器上的電荷分布；由于電B正確。答案B6.(多項(xiàng)選擇)關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( A.摩擦起電是用摩擦的方法將其他物質(zhì)變成了電荷B.摩擦起電是通過(guò)摩擦將一個(gè)物體中的電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上通過(guò)摩擦起電的兩個(gè)原來(lái)不帶電的物體，肯定帶有等量異種電荷D.通過(guò)摩擦起電的兩個(gè)原來(lái)不帶電的物體，可能帶有同種電荷答案 BC力量提升箔片。當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)( )A.A端金屬箔片張開(kāi)，B端金屬箔片閉合B端后，A端金屬箔片仍張開(kāi)，B端金屬箔片閉合BC都移走，兩對(duì)金屬箔片均張開(kāi)選項(xiàng)A中兩對(duì)金屬箔片分別帶異種電荷，選項(xiàng)C中兩對(duì)金屬箔片帶同種電荷解析 依據(jù)靜電感應(yīng)的原理知帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體四周在A端消滅了負(fù)電荷，在B端消滅了正電荷，相應(yīng)的金屬箔片上帶同種電荷，則A端和B端金屬箔片均張開(kāi)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，B端不再帶正電，金屬箔片閉合，選項(xiàng)B正確；用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，只有A端帶負(fù)電，將手和C都移走，不再產(chǎn)生靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電荷便會(huì)分布在整個(gè)枕形導(dǎo)體上，A、BC、D正確。答案 BCDC是后來(lái)靠近導(dǎo)體的帶正電金A、B兩局部，這兩所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，則以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是( )d切開(kāi)，A帶負(fù)電，BQB>QAbA帶正電，BQB＝QAa切開(kāi)，A帶正電，BQB>QABQA、QB的值與所切的位置有關(guān)解析 導(dǎo)體原來(lái)不帶電，只是在C中正電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向B端移動(dòng)，使B端有多余的電子而帶負(fù)電，AAB端多余的電子數(shù)目是一樣的，因此無(wú)論從哪一條虛線(xiàn)切開(kāi)，兩局部的電荷總量是相等的，但由于電荷之間的作C的作用力的強(qiáng)弱是不同的，這樣導(dǎo)B端，負(fù)電荷密度越大；越靠近A端，正電荷密度越大，因此從不同位置切開(kāi)時(shí)，QA、QB的值是不同的，D正確。答案 D某爭(zhēng)論性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)方案來(lái)驗(yàn)證電荷守恒定律。試驗(yàn)試驗(yàn)步驟一：手持有機(jī)玻步驟二：將其中一塊起步驟三：將兩塊起操作璃棒，用力將兩塊起電板插入金屬箔片驗(yàn)電電板同時(shí)插入空電板快速摩擦后分開(kāi)電板快速摩擦后分開(kāi)器上端的空心金屬球心金屬球(不要接觸金屬球)試驗(yàn)圖解試驗(yàn)金屬箔金屬箔片張開(kāi)現(xiàn)象片閉合依據(jù)以上試驗(yàn)過(guò)程和觀看到的現(xiàn)象，答復(fù)以下問(wèn)題：(1)步驟二的試驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明： ；(2)步驟三的試驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明： ；(3)該爭(zhēng)論性試驗(yàn) 填“能”或“不能”)驗(yàn)證電荷守恒定律。解析用力將兩塊起電板快速摩擦后分開(kāi)，兩塊起電板帶上了等量異種電荷。步金屬箔片不張開(kāi)。該試驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證電荷守恒定律。答案(1)起電板使驗(yàn)電器感應(yīng)起電(2)兩塊起電板帶有等量異種電荷(3)能B、CA3×10－3C的正電荷，B2×10－3CCCA接觸后