高中物理選修3-1第1部分 第一章《靜電場(chǎng)》第1節(jié)《電荷 電荷守恒定律》教科

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第一章 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 第1節(jié) 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 知識(shí)點(diǎn)三 考向一 考向二 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 1 自然界中有兩種電荷 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 2 使物體帶電的方式有三種 摩擦起電 感應(yīng)起電 接觸起電 這三種起電方式的實(shí)質(zhì)都是電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移 3 電荷既不會(huì)創(chuàng)生 也不會(huì)消滅 在電荷的轉(zhuǎn)移過(guò)程中 總量保持不變 4 元電荷電荷量e 1 6 10 19C 所有帶電體的電荷量等于e或者e的整數(shù)倍 自學(xué)教材 1 摩擦起電通過(guò)使物體帶電的方法 2 電荷的電性及作用 1 電性 用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶 用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶 2 作用 同種電荷相互 異種電荷相互 摩擦 正電 負(fù)電 排斥 吸引 3 電荷量 1 定義 電荷的多少 簡(jiǎn)稱電量 2 單位 國(guó)際單位制中是庫(kù)侖 符號(hào) C 常用單位及其換算關(guān)系 1C 106 C 109nC 4 原子的組成原子由原子核和組成 原子核由帶正電的和不帶電的組成 電子 質(zhì)子 中子 重點(diǎn)詮釋 1 摩擦起電的實(shí)質(zhì)相互摩擦的物體間由于電子的得失而使物體分別帶上等量異種電荷 起電的真正原因是物體之間電子的得失 2 對(duì)摩擦起電的微觀解釋不同的物質(zhì)的原子核對(duì)外層電子的束縛和吸引力不同 兩種不同的物質(zhì)相互摩擦?xí)r 由于摩擦力做功 使得束縛能力弱的物體失去電子而帶正電 吸引能力強(qiáng)的物質(zhì)得到電子而帶負(fù)電 1 關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象 下列說(shuō)法正確的是 A 摩擦起電現(xiàn)象使本沒(méi)有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生了電子和質(zhì)子B 兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后 同時(shí)帶上等量異種電荷C 摩擦起電 可能是因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致質(zhì)子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體而形成的D 絲綢摩擦玻璃棒時(shí) 電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上 玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯示帶正電 解析 摩擦起電實(shí)質(zhì)是由于兩個(gè)物體的原子核對(duì)核外電子的約束能力不相同 因而電子可以在物體間轉(zhuǎn)移 若一個(gè)物體失去電子 其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多 我們說(shuō)它帶正電 若一個(gè)物體得到電子 其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少 我們說(shuō)它帶負(fù)電 使物體帶電并不是創(chuàng)造電荷 答案 BD 自學(xué)教材 1 元電荷一個(gè)電子所帶電量的絕對(duì)值 是電荷的最小單位 記作 e 2 電荷守恒定律電荷既不能被創(chuàng)造 也不能被消滅 它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 也就是說(shuō) 在任何自然過(guò)程中 電荷的代數(shù)和是的 1 6 10 19C 守恒 重點(diǎn)詮釋 1 對(duì)元電荷的理解 1 元電荷沒(méi)有正負(fù)之分 但電子和質(zhì)子的電量有正 負(fù)之分 電子或質(zhì)子的電量大小等于元電荷 但不是元電荷 2 任何帶電體所帶電量均為元電荷的整數(shù)倍 2 對(duì)電荷守恒定律的理解 1 起電過(guò)程本質(zhì) 微觀帶電粒子 如電子 在物體之間或物體內(nèi)部轉(zhuǎn)移 而不是創(chuàng)造電荷 2 守恒的廣泛性 電荷守恒定律同能量守恒定律一樣 是自然界中最基本的規(guī)律 任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律 涵蓋了包括近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的微觀粒子在變化中遵守的規(guī)律 3 完全相同的導(dǎo)體球接觸帶電時(shí)電量分配原則形狀 大小都相同的導(dǎo)體接觸時(shí)會(huì)將電荷量平分 1 用帶電量為Q的金屬球與不帶電的完全相同的金屬球接觸 每個(gè)小球帶電量均為Q 2 且所帶電荷的性質(zhì)相同 2 用帶電量為Q1的金屬球與帶電量為Q2的完全相同的金屬球接觸 若兩球帶同種電荷 則每個(gè)小球所帶電量為總電量的一半 若兩球帶異種電荷 則先中和相同量的異號(hào)電荷 然后平分剩余電荷 2 一個(gè)帶電小球所帶電荷量為q 則q可能是 A 3 10 19CB 1 6 10 17CC 0 8 10 19CD 9 10 19C 解析 任何帶電體所帶的電荷量只能是元電荷e 1 6 10 19C的整數(shù)倍 由此可知 A C D均錯(cuò)誤 B正確 答案 B 1 靜電感應(yīng)當(dāng)帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體時(shí) 由于電荷的相互作用 使不帶電的導(dǎo)體兩端出現(xiàn)電荷的現(xiàn)象 2 感應(yīng)起電利用使導(dǎo)體帶電的方法 3 感應(yīng)起電的適用條件感應(yīng)起電只適用于 絕緣體的電子因不能而不能感應(yīng)起電 異種 靜電感應(yīng) 導(dǎo)體 自由移動(dòng) 自學(xué)教材 重點(diǎn)詮釋 1 感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)導(dǎo)體內(nèi)部的電子在帶電體電荷的作用下發(fā)生移動(dòng) 從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量的異種電荷 3 帶電體為何能夠吸引輕小物體帶電物體因帶電對(duì)靠近它的輕小物體中的電子有吸引力或排斥力 即使輕小物體是絕緣體也會(huì)由于電介質(zhì)極化 使小物體靠近帶電體一端顯示出與帶電體相異的電荷 遠(yuǎn)離一端為同種電荷 如圖1 1 1所示 這樣 對(duì)異種電荷的吸引力大于對(duì)同種電荷的排斥力 從而能吸引輕小物體 圖1 1 1 3 下列敘述正確的是 A 摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過(guò)程B 接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程C 感應(yīng)起電時(shí) 由于帶電體和被感應(yīng)導(dǎo)體不接觸 所以一定是產(chǎn)生了電荷D 一對(duì)正負(fù)電子接觸后 電荷會(huì)消失 解析 摩擦起電 接觸起電 感應(yīng)起電都是電荷的轉(zhuǎn)移 A C錯(cuò) B對(duì) 電子 湮滅 不是電子的消失 而是一個(gè)正電子結(jié)合一個(gè)負(fù)電子后整體不再顯示電性 D錯(cuò) 答案 B 例1 如圖1 1 2所示 A B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體 起初它們不帶電 在它們的下部貼有金屬箔片 C是帶正電的小球 下列說(shuō)法正確的是 A 把C移近導(dǎo)體A時(shí) A B上的金屬箔片都張開(kāi)B 把C移近導(dǎo)體A 先把A B分開(kāi) 然后移去C A B上的金屬箔片仍張開(kāi) 圖1 1 2 C 先把C移走 再把A B分開(kāi) A B上的金屬箔片仍張開(kāi)D 先把A B分開(kāi) 再把C移走 然后重新讓A B接觸 A上的金屬箔片張開(kāi) 而B(niǎo)上的金屬箔片閉合 審題指導(dǎo) 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 A B兩點(diǎn)的電性和電量特點(diǎn) 2 先把C移走和先把A B分開(kāi)的區(qū)別 解析 雖然A B起初都不帶電 但帶正電的導(dǎo)體C對(duì)A B內(nèi)的電荷有力的作用 使A B中的自由電子向左移動(dòng) 從而使A端積累了負(fù)電荷 B端積累了正電荷 其下部貼有的金屬箔片因?yàn)榻佑|帶電 也分別帶上了與A B同種的電荷 由于同種電荷間的斥力 所以金屬箔片都張開(kāi) A正確 答案 AB C只要一直在A B附近 先把A B分開(kāi) A B將帶等量異種的感應(yīng)電荷 此時(shí)即使再移走C 因A B已經(jīng)絕緣 所帶電荷量也不能變 故金屬箔片仍張開(kāi) B正確 但如果先移走C A B上的感應(yīng)電荷會(huì)馬上中和 不再帶電 所以箔片都不會(huì)張開(kāi) C錯(cuò) 先把A B分開(kāi) 再移走C A B仍然帶電 但重新讓A B接觸后 A B上的感應(yīng)電荷完全中和 箔片都不會(huì)張開(kāi) D錯(cuò) 1 感應(yīng)起電成功的關(guān)鍵在于先分開(kāi)導(dǎo)體 而不能先移走帶電體 2 用感應(yīng)起電的方法使物體帶電 無(wú)論兩物體的形狀和大小是否相同 兩物體總是帶等量異號(hào)電荷 如圖1 1 3所示 將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球 兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣 下述幾種方法中能使兩球都帶電的是 A 先把兩球分開(kāi) 再移走棒B 先移走棒 再把兩球分開(kāi)C 先將棒接觸一下其中的一球 再把兩球分開(kāi)D 棒的帶電荷量不變 兩導(dǎo)體球不能帶電 圖1 1 3 解析 帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球時(shí) 由于靜電感應(yīng) 甲 乙兩球帶上異種電荷 此時(shí)應(yīng)先分開(kāi)兩球再移走帶電棒 兩球才能帶電 A正確 B錯(cuò)誤 先將棒接觸一下其中一球 則兩導(dǎo)體球分開(kāi)后均帶電 且電性相同 故C正確 D錯(cuò)誤 答案 AC 例2 有兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球A B 分別帶電荷量為QA 6 4 10 9C QB 3 2 10 9C 讓這兩個(gè)小球接觸 在接觸過(guò)程中 電子如何轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移了多少個(gè) 審題指導(dǎo) 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 1 兩個(gè)完全相同的金屬小球 接觸后平分總電量 2 參與轉(zhuǎn)移的是導(dǎo)體中的自由電子 答案 由B球轉(zhuǎn)移到A球3 1010 若用一個(gè)不帶電的相同小球C先后與A B接觸以后再分開(kāi) 則A B帶電量各是多少 解析 A與C接觸后 平分總電量QA 故A球帶電3 2 10 9C C球帶電量為QC 3 2 10 9C C與B再接觸后 總電量為0 故C與B分開(kāi)后 C B均不帶電 答案 3 2 10 9C0 點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入 隨堂基礎(chǔ)鞏固 點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全