高中物理 第一章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释知识导航素材 鲁科版选修3-1（通用）

高中物理 第一章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释知识导航素材 鲁科版选修3-1（通用）

第1节 静电现象及其微观解释 ‎ 思维激活 ‎1.在天气干燥的日子里，你与人握手、触摸金属器具、脱化纤衣服时，会感觉到有一股“魔力”把你“猛击”一下，夜间还可能闪出火花.你知道这股“魔力”是怎么回事吗？‎ ‎2.我们经常在路上看到油罐车的后面拖着一条尾巴(铁链)，你知道这条铁链是做什么用的吗？‎ 答案：1.提示:这是由于静电力作用的结果.‎ ‎2.提示:在运输过程中油和油罐摩擦会产生静电，铁链可以将静电导走以避免发生爆炸事故.‎ 自主整理 ‎1.静电的产生 ‎(1)使物体带电的三种方式 ‎_____________——通过摩擦的方式使物体带电.‎ ‎_____________——通过与带电体接触的方式使物体带电.‎ ‎_____________——通过静电感应使物体带电.‎ ‎(2)静电感应 导体由于_____________而出现带电的现象.‎ ‎(3)带电体的电性 物理学规定：_____________带正电，_____________带负电.‎ 更多试验结果表明：_____________电荷相互排斥，_____________电荷相互吸引.‎ ‎2.原子结构与电荷守恒 ‎(1)电荷守恒定律 电荷既不能_____________，也不能_____________，只能_____________，或者_____________.在任何转移的过程中，_____________不变.‎ ‎(2)利用原子结构对物体带电的解释 使物体带电的过程实际上是物体_____________电子的过程，原来不带电的物体_____________电子带负电，_____________电子带正电.‎ ‎3.静电的应用与防护 ‎(1)静电的应用 激光打印、静电复印_____________、_____________、等.‎ ‎(2)静电的防护 防止静电产生危害的方法是及时将_____________导走.‎ 答案：1.(1)摩擦起电 接触起电 感应起电 ‎(2)受附近带电体的影响 ‎(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒 用毛皮摩擦过的橡胶棒同种 异种 ‎2.(1)创造 消灭 从物体的一部分转移到另一部分从一个物体转移到另一个物体 电荷的总量 ‎(2)得失 得到 失去 ‎3.(1)静电除尘 静电喷雾 ‎(2)产生的电荷 高手笔记 三种方式产生静电的原因 ‎(1)摩擦起电：不同的物体束缚电子的能力不同.当物体相互摩擦时，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电，相对应的另一物体就会得到电子而带负电.‎ 例如：玻璃棒与丝绸摩擦时，由于玻璃棒容易失去电子而带正电；硬橡胶棒与毛皮摩擦时，由于硬橡胶棒容易得到电子而带负电.‎ ‎(2)接触带电：电子是在不断移动的.一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开，一部分电子会从带电的导体上转移到不带电的导体上，从而使不带电导体带电.‎ ‎(3)感应带电：利用静电感应使物体带电.当带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷.‎ ‎(4)产生静电的实质：在带电体的作用下，导体上的电荷发生了分离，从一个物体转移到另一个物体(摩擦起电、接触带电)，或从导体的一部分转移到另一部分(感应起电)，从而使导体显示出电性.但电荷的总量是不变的.‎ 名师解惑 ‎1.带电体为什么能吸引轻小物体？‎ 剖析:轻小物体中有些是导体(如金属屑).当带电体靠近小导体时，由于静电感应，小导体靠近带电体的一端感应出与带电体相反的电荷，另一端感应出同种电荷.由于异种电荷离得近，同种电荷离得远，吸引作用大于推斥作用，小导体就被吸引过来.‎ 轻小物体中更多的是绝缘体，如纸屑等.绝缘体也是电介质.在电介质原子中，由于原子核对电子的束缚作用较强，所以电子不能自由移动.从分子结构来分，电介质的分子可分为有极分子和无极分子两类.有极分子可以堪称一对离得很近的正负电荷，叫做电偶极子.通常状况下有极分子排列杂乱无章，因此对外不显电性.当导体靠近它们时，在带电体的电场作用下，有极分子的极子能够转向，大致沿电场方向排列.这时，在电介质的前后表面将出现等量的异种电荷.同样地，由于异种电荷离得近，吸引作用较强，它们就被吸引过来了.‎ ‎2.为什么感应起电后用手触摸导体靠近带电体的一端，导体仍显示与带电体相反的电性？(如：带正电的导体C靠近不带电的导体A，A由于静电感应带电.用手触摸A右端后撤去C，发现A带负电)‎ 剖析:因为当带正电的导体C靠近不带电的导体A时，A上会由于静电感应带电.用相当于导体的手去触摸导体A，不管是触摸靠近C的一端还是远离C的一端，都相当于将A与地球连在了一起.由于电荷有同性相斥、异性相吸的关系，与C上电荷同性的电荷将会移动到地球上，而与C上电性相异的电荷就留在了A上.所以A上显示负电性.‎ 讲练互动 ‎【例1】 如图，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B时，验电器金箔张角减小，则( )‎ A.金属球可能不带电 B.金属球可能带负电 C.金属球可能带正电 D.金属球一定带负电 解析：验电器的金箔张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷的多少.若A球 带负电，靠近B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”(实质是金属导体内的自由电子下移与金箔上的正电荷中和，使金箔带的正电减少)，从而使两金箔夹角减少，B正确，同时否定C.若A不带电，在靠近B时，发生静电感应使A球电荷发生极性分布，靠近B的一端出现负的感应电荷，而背向B的一端出现正的感应电荷.A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，从而使张角减小，选项A正确，同时否定D.‎ 答案：AB 绿色通道 电荷间的相互作用规律和静电感应现象是解决这类问题的关键.‎ 变式训练 ‎1.当某带电导体靠近不带电的验电器的金属小球时，两金箔张角将如何变化？‎ 解析：带电导体靠近不带电的验电器时，验电器的金属球会由于静电感应带电，同时金箔的一端也相应的带电，张角会张开.‎ 答案： 张角张开 ‎【例2】 现有一带负电的电荷A，另有一不能拆开的导体B，而再也找不到其他的导体可供利用.你如何能使导体B带上正电？‎ 解析：因为A带负电，要使B带正电，如果用接触带电只能使B带负电，所以必须用静电感应的方法才可以.由静电感应的原理可知，要使B带正电还需另外一块导体，但没有这块导体.实际上人体就是一块很好的导体，只要把A靠近B，用手摸一下B，拿开手，再拿开A，B就带上了正电.‎ 答案：将A靠近B，同时用手触摸B，把手拿开，再拿开A，B就带上了正电.‎ 绿色通道 本题仍属静电感应问题，解决的关键在于怎样找到另一块导体，如果不能考虑到人体的导电性，思维将陷入误区.‎ 变式训练 ‎2.将带负电的电荷A靠近不带电的导体B，同时用一导线从导体B靠近A的一端接地，问B上将带什么电？‎ 解析：A靠近B，B由于静电感应带电，靠近A的一端带正电，远离A的一端带负电.导线使B在靠近A的一端接地，这时B和地可以看作一个整体.负电荷向远离A的一端移动到了地面上，正电荷就留在了B上，所以B带正电.‎ 体验探究 问题1:你能否不用胶水、胶布等粘合的东西而把报纸贴在墙上不掉下来？‎ 导思:轻巧的物体带静电后就能够被吸附，那么，若让报纸带上静电，是否也可被吸附呢?‎ 探究:将报纸打开平铺在墙上，用直尺或梳子的侧面在报纸上迅速地摩擦几下，报纸就像粘在墙上一样掉不下来了.‎ 问题2：博物馆里有些古书已经非常陈旧，在翻的时候无论怎样小心，书页都可能破损，而在博物馆的实际工作中又经常有翻阅它们的必要，这些书页应该怎样去翻呢？‎ 导思:古书由于陈旧，书页不容易分开而且容易破损，那么可以想个办法使书页容易分开.利用同种电荷相斥、异种电荷相吸的性质，可以使书页分开.‎ 探究:给书卷充电,书中相邻各页得到同性的电荷之后就会相互排斥，因而可以毫发无伤地一页页分开来.‎