黑龙江省齐齐哈尔市高中物理第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律

黑龙江省齐齐哈尔市高中物理第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律

‎1.1 电荷及其守恒定律 ‎ 学习 目标 ‎ 1．知道自然界存在两种电荷，并且只存在两种电荷。知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。‎ ‎2．经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。‎ ‎3．理解电荷守恒定律。‎ ‎4．知道电荷量的概念及其国际单位。‎ ‎5．关注存在元电荷的事实，知道元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。‎ 学习 疑问 学习 建议 ‎【预学能掌握的内容】‎ ‎1．电荷 ‎(1)物质的电结构：原子由带______的原子核和带____的电子组成，电子绕原子核高速旋转。原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量______，所以整个原子对外界较远位置表现为________。‎ 金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做__________，失去电子的原子便成了带正电的________。‎ ‎(2)三种起电方式。‎ ‎①摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带________，则丝绸带上________，这是因为玻璃棒上的部分______转移到了丝绸上；用毛皮摩擦过的橡胶棒带________，毛皮带________，这是因为毛皮上的部分________转移到了橡胶棒上。‎ ‎②感应起电：把带电体移近不带电的导体，可以使靠近带电体的一端带______电荷，远离的一端带________电荷，这种现象叫做__________，利用静电感应使物体带电的过程叫做________。‎ ‎③接触起电：不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷，这种使物体带电的方式叫做________，两个完全相同的带同种电荷的物体接触后，会使电荷量______。‎ ‎2．电荷守恒定律 电荷既不会________，也不会______，它只能从物体的一部分转移到__________，或者从一个物体转移到______。在转移过程中，电荷的______保持不变。‎ 另叙为：一个与外界没有________交换的系统，电荷的________保持不变。‎ ‎3．元电荷 所有带电体的电荷量都等于e或者是e的整数倍，其中e＝______________。这就是说电荷量不能是________，电荷量e的数值最早由美国物理学家________通过实验测得。‎ 电子的电荷量与质量的比值叫做电子的______，电子的比荷＝__________。‎ 思考：有人说电子或质子是元电荷，对吗？质子或电子的比荷相同吗？‎ ‎【合作探究一】‎ ‎1．怎样理解三种起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 现象 原因 实质 ‎(1)感应起电成功的关键在于先分开两物体(或先断开接地线)，然后再移去带电体。‎ ‎(2)两个完全相同的带同种电荷的金属球，接触后再分开时各自的带电荷量可用公式QA′＝QB′＝计算。若带异种电荷，则先中和后平分，QA、QB含有表示电性的正负号。‎ ‎2．如何理解电荷守恒定律 ‎(1)电荷守恒定律和能量守恒定律一样，也是自然界中最基本的守恒定律。‎ ‎(2)两种比较典型的摩擦起电现象：一是用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带 电；‎ 二是用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带 电。玻璃棒和橡胶棒上带的电都不是凭空产生的，而是通过摩擦使物体之间发生了电子得失的现象，符合 定律，可以推断：与玻璃棒摩擦过的丝绸要带 电，与橡胶棒摩擦过的毛皮要带 电。‎ ‎(3)带等量异种电荷的两金属球相接触，发生电荷 ，两球都不再带电，这个过程中两球所带电荷的总量并没有变(为零)，电荷也是 的。‎ ‎(4)电荷守恒定律的广泛性：任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。如：由一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮没、转化为光子。在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮没，电荷的代数和不变。‎ ‎【典题探究】‎ 类型一 感应起电的理解 ‎【例1】 如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中能使两球都带电的是(　　)。‎ A．先把两球分开，再移走棒 B．先移走棒，再把两球分开 C．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒 D．先使乙球瞬时接地，再移走棒 变式训练1：例题中，若先把甲球接地后断开，再移走绝缘棒，甲、乙两球带电情况如何？‎ 类型二 电荷量转移的计算 ‎【例2】 有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带电荷量为QA＝6.4×10－‎9 C，QB＝－3.2×10－‎9 C，让两个小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？‎ 变式训练2：例题中，若QB＝＋3.2×10－‎9 C，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？‎ ‎【课堂检测】‎ ‎1下列说法正确的是(　　)。‎ A．物体所带的电荷量可以是任意实数 B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷 C．摩擦起电的过程，是一个物体失去电子另一个物体得到电子的过程 D．玻璃棒与任何物体摩擦均会带上正电荷 ‎2对于元电荷的理解，下列说法正确的是(　　)。‎ A．元电荷就是指电子或质子本身 B．所有的带电体的带电荷量一定等于元电荷的整数倍 C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－‎‎19 C D．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 ‎3 M‎、N是两个原来都不带电的物体，它们相互摩擦后M带正电荷1.60×10－‎10 C，且它们与外界无电荷的转移，则下列判断中正确的是(　　)。‎ A．在摩擦前M和N的内部均无任何电荷 B．摩擦过程中电子从M转移到N C．N在摩擦后一定带负电荷1.60×10－‎‎10 C D．M在摩擦的过程中共失去1.60×10－10个电子 ‎4如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则(　　)。‎ A．验电器金箔张不开，因为球A没有和B接触 B．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电 C．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电 D．验电器金箔张开，因为验电器下部箔片带上了正电 ‎5有两个完全相同的金属球A、B，A球所带电荷量为q，B球所带电荷量为－q，现要使A、B所带电荷量为－，应该怎么办？‎