物理选修3-1人教新课标11电荷及其守恒定律课件.ppt

1、11电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律1 1 电荷及其守恒定律21了解电荷及静电现象的产生2了解元电荷的含义，知道电荷量不能连续变化3掌握电荷守恒定律并能解答相应问题.2 1 了解电荷及静电现象的产生3(1)电性自然界中只有 电荷用丝绸摩擦过的玻璃棒带 ，用毛皮摩擦过的橡胶棒带 (2)作用同种电荷相互 ，异种电荷相互 正负两种正负两种正电正电负电负电排斥排斥吸引吸引3(1)电性正负两种正电负电排斥吸引4(1)接触起电定义：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体，电荷会 到这个导体上，使这个导体也带电，这种带电方式称为接触起电本质：接触起电的本质是电荷的 (2)摩擦起电：通过摩擦使

2、物体带电的现象摩擦起电过程两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电转移转移转移转移4(1)接触起电转移转移5摩擦起电的本质摩擦起电时，电荷并没有凭空产生，其本质是发生了电子的 ，所以两个相互摩擦的物体一定是同时带上性质不同的电荷，且电荷量相等(3)感应起电静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或 带电体，使导体靠近带电体的一端带 电荷，远离带电体的一端带 电荷的现象感应起电：利用使金属导体带电的过程转移转移远离远离异号异号同号同号静电感应静电感应5 摩

3、擦起电的本质转移远离异号同号静电感应6电荷既不会 ，也不会 ，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的 保持不变这个结论叫做电荷守恒定律一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 保持不变创生创生消灭消灭代数和代数和总量总量6 电荷既不会 ，也不会 ，7三、元电荷1电荷量：叫做电荷量，在国际单位制中它的单位是 ，简称库用符号C表示2元电荷：、所带的电荷量是科学实验发现的最小电荷量，这个最小的电荷量叫做元电荷3元电荷的值：e .4比荷：电子的 与其 之比，叫做电子的比荷电荷的多少电荷的多少库仑库仑质子质子正电子正电子1.601019_C电荷量电荷量e质量

4、质量me7 三、元电荷电荷的多少库仑质子正电子1.6 0 1 0 1 9 _ C8 原子核中的质子不能脱离原子核而移动，即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷转移的只能是负电荷即电子物体失去了电子一定带正电，得到了电子一定带负电温馨提示温馨提示 8 原子核中的质子不能脱离原子核而9摩擦起电感应起电接触起电产生两种不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电导体接触时现象两绝缘体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷导体带上与带电导体相同的电荷9 摩擦起电感应起电接触起电产生两种不同绝缘体摩擦时导体靠近带10原因不同物质对电子的束缚能力不同，导致相互摩擦时出现电子的得失束缚能力强的得电子，带

5、负电；束缚能力弱的失电子，带正电导体中的自由电荷(电子)在电荷的相互作用下发生转移，使电荷重新分布，结果使靠近带电体一端所带的电荷电性与带电体相反；远离带电体一端与带电体所带电荷电性相同，即“近异远同”在电荷的相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上实质电荷在物体之间或物体内部的转移1 0 原因不同物质对电子的束缚能力不同，导致相互摩擦时出现电11(1)分析摩擦起电问题时应明确两个物体中转移的只能是负电荷即电子，带正电荷的物体一定失去了电子、带负电的物体一定获得了电子(2)接触起电过程中电子转移的规律带正电的物体与带负电的物体接触，电子由带负电的物体转移到带正电的物体上带正电的物体与不带电

6、的中性物体接触，电子由中性物体转移到带正电的物体上带负电的物体与不带电的中性物体接触，电子由带负电的物体转移到中性物体上1 1(1)分析摩擦起电问题时应明确两个物体中转移的只能是负电12(3)感应起电判断方法带电体靠近导体时，靠近带电体的近端带异种电荷，远离带电体的远端带同种电荷凡遇到接地问题时，该导体与地球组成一个导体，则该导体为近端物体，带异种电荷，地球为远端，带同种电荷1 2(3)感应起电判断方法13(1)判断物体是否带电及所带电荷种类的简单仪器，它的构造为玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端；棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(如图1-1-1甲所示)，带电体接触导体棒的上端时，金

7、属箔张开，如果带电体所带电荷量为零，金属箔不张开如果把玻璃瓶换成金属外壳，金属箔换成指针，这样的验电器又叫静电计，如图1-1-1乙所示1 3(1)判断物体是否带电及所带电荷种类的简单仪器，它的构造14(2)当带电的物体与验电器接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥力越大，张开的角度也越大(3)当带电体靠近导体棒的上端时，金属箔片便可张开因为带电体会使导体棒的上端感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，在斥力作用下箔片张开1 4(2)当带电的物体与验电器接触时，有一部分电荷转移到验电1

8、5二、电荷守恒定律的理解和应用1“中性”、“中和”的本质电中性的物体是有电荷存在的，只是电荷量的代数和为0，对外不显电性；电荷的中和是指电荷的种类、数量达到异号、等量时，物体达到电中性的过程2“总量”含义：指电荷量的代数和3起电过程中电荷的变化不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷本质都是电荷发生了转移，也就是说起电过程是物体所带电荷的重新分配1 5 二、电荷守恒定律的理解和应用164应用电荷守恒定律分析接触带电现象中电荷量的分配(1)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关完全相同的金属球接触时，电荷量平均分配；形状、大小不同的导体接触时电荷量不能平均分配无论哪种情况，接触

9、前后电荷总量不变(2)完全相同的金属球接触带电时电荷量的分配情况1 6 4 应用电荷守恒定律分析接触带电现象中电荷量的分配17若两球带异种电荷，接触后先中和等量的异种电荷，剩余电荷量平均分配，电性与接触前带电荷量大的金属球的电性相同.1 7 若两球带异种电荷，接触后先中和等量的异种电荷，剩余电荷18【典例1】绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的旁边有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图112所示，现使b带电，则()Ab将吸引a，吸住后不放开Bb先吸引a，接触后又把a排斥开Ca、b之间不发生相互作用Db立即把a排斥开1 8【典例1】绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小

10、球a，a 的表19解析b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现与b同种的感应电荷虽然a上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a的电场力为引力当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以B项正确答案B借题发挥(1)静电感应中，中性导体在两侧同时感应等量异种电荷感应的过程，就是导体内电荷重新分布的过程(2)电荷间的相互作用力与电荷间的距离及电荷量有关1 9 解析b 球带电后，使a 产生静电感应，感应的结果是a 靠近b20【变式1】给你两个带绝缘支架的相同金属小球A、B，一块丝绸

11、，一根玻璃棒你能使这两个小球带等量异种电荷吗？解析如图所示，将两个金属球相互接触，再用丝绸摩擦玻璃棒使之带上正电荷，然后将玻璃棒靠近金属球B的一侧，由于静电感应，A球左侧带正电，B球右侧带负电，最后，保持玻璃棒不动，再用绝缘工具把两金属球分开，这样两金属球便带上了等量异种电荷答案见解析2 0【变式1】给你两个带绝缘支架的相同金属小球A、B，一块21【典例2】半径相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比

12、为多大？2 1【典例2】半径相同的两金属小球A、B 带有相同的电荷量，222 223答案(1)2 3(2)2 1借题发挥(1)相同的金属球带同种电荷时，接触时总电荷量平分(2)相同的金属球带异种电荷时，接触时电荷中和后将剩余电荷平分2 3 答案(1)2 3(2)2 124【变式2】原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.61015 C，丙物体带电荷量的大小为81016 C则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是()A乙物体一定带有负电荷81016 CB乙物体可能带有负电荷2.41015 CC丙物体一定带有正电荷8101

13、6 CD丙物体一定带有负电荷81016 C解析甲、乙相互摩擦后，甲、乙带等量异种电荷，由于甲物体带正电1.61015 C，则乙必带负电1.61015 C；乙与丙物体接触后，电荷平分，故乙、丙两物体各带负电荷81016 C故选项A、D正确2 4【变式2】原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物25答案答案AD 2 5 答案A D 26【典例3】如图1-1-3所示的是一个带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器上的金属小球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则()A金属球A可能不带电B金属球A一定带正电C金属球A可能带负电D金属球A一定带负电2 6【典例3】如图1-1-3 所示的是一个带正电的验

14、电器，当27解析验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷，金属箔片之所以张开，是由于箔片上的正电荷互相排斥造成的当验电器金属箔片的张角减小时，说明箔片上的正电荷一定比原来减少了，由于金属球A只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球B发生接触，要考虑感应起电的影响当金属球A靠近时，验电器的金属球B、金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体，金属球A离金属球B较近，而离金属箔片较远如果金属球A带正电，验电器上的正电荷一定向远处移动，则金属箔片上的电荷量不会减少，所以选项B是错误的如果金属球A带负电，验电器上的正电荷会由于引力作用向近端移动，造成金属箔片上的电荷量减少，所以选项C是正确的如果金属球A不带电，

15、由于受到金属球B上正电荷的影响，金属球A上靠近B的部分也会由于静电力的作用出现负电荷，而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球B移动，效果与金属球A带负电荷一样所以选项A也是正确的，选项D是错误的2 7 解析验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷，金属箔片之28答案AC借题发挥验电器中金属球、金属杆和金箔为一个整体验电器带电后，金箔上也会带电，两金箔相互排斥而张开角度，张角的大小取决于两金箔带电量的大小2 8 答案A C29【变式3】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图中各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()解析把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电

16、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，箔片带负电荷选项B正确答案B 2 9【变式3】使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔30电荷间的相互作用1如图1-1-4所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，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()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3 0 电荷间的相互作用31C先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔

17、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3 1 C 先把C 移走，再把A、B 分开，A、B 上的金属箔片仍张开32解析虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体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端带正电荷，其下部贴有的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷，所以金属箔片都张开，A正确C只要一直在A、B附近，先把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仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，A、B所带电荷量也不能变，金属箔片仍张开，B正确但如果先移走C，A、B上的感应电

18、荷会马上中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷会完全中和，箔片都不会张开，D错故选A、B.答案AB3 2 解析虽然A、B 起初都不带电，但带正电的导体C 对A、B 内33电荷守恒定律2有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA6.4109 C，QB3.2109 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？3 3 电荷守恒定律34答案电子由B球转移到了A球，转移了3.01010个电子3 4 答案电子由B 球转移到了A 球，转移了3.0 1 0 1 0 个电353.如图1-1-

19、5所示，用起电机使金属球A带上正电荷，靠近验电器B，则()A验电器金箔不张开，因为球A没有和球B接触B验电器金箔张开，因为整个验电器都感应出了正电荷C验电器金箔张开，因为整个验电器都感应出了负电荷D验电器金箔张开，因为验电器的下部箔片感应出了正电荷3 5 3.如图1-1-5 所示，用起电机使金属球A 带上正电荷，靠36解析相对于金属球来讲，金属箔片是距离带电体A较远的一端，根据静电感应规律可知，验电器的两金属箔片都带上了正电荷，而同种电荷相斥，所以金属箔片张开，即D正确答案D 3 6 解析相对于金属球来讲，金属箔片是距离带电体A 较远的一端37单击此处进入单击此处进入 活页规范训练活页规范训练3 7 单击此处进入 活页规范训练383 8