2019_2020版高中物理第一章1電荷及其守恒定律課件新人教版.pptx

第一章 靜電場 1 電荷及其守恒定律,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.知道自然界中的兩種電荷及其相互作用.2.知道使物體帶電的三種方式,明確其帶電的本質(zhì).3.掌握電荷守恒定律的內(nèi)容,并能用該定律解答相關(guān)問題.4.掌握元電荷、比荷的概念,理解電荷量是不能連續(xù)變化的.,課前預(yù)習(xí),課堂探究,隨堂演練,課前預(yù)習(xí) 掌握新知,知識梳理,一、電荷 1.兩種電荷:自然界中只有 種電荷,正電荷和負(fù)電荷. (1)用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做 電荷. (2)用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷叫做 電荷. 2.電荷間的作用: 電荷相互排斥, 電荷相互吸引.,兩,正,負(fù),同種,異種,3.物體的電結(jié)構(gòu) (2)原子電性:原子核的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量 ,整個原子對外界較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為 . (3)離子的電性:失去電子的原子為帶 的離子;得到電子的原子為帶 的離子.,正電,負(fù)電,一樣多,電中性,正電,負(fù)電,二、三種起電方式 1.摩擦起電 兩個物體相互摩擦?xí)r,一些被原子核束縛得不緊的 從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,使得原來呈中性的物體由于 電子而帶負(fù)電, 電子的物體則帶正電的現(xiàn)象. 2.接觸起電 一個帶電物體接觸另一個導(dǎo)體,電荷會 到這個導(dǎo)體上,使這個導(dǎo)體也帶電.,電子,得到,失去,轉(zhuǎn)移,3.感應(yīng)起電 (1)自由電子:金屬中離原子核 的能脫離原子核的束縛而在金屬中 的電子. (2)靜電感應(yīng):當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時,由于電荷間的相互排斥或吸引,導(dǎo)體中的自由電荷便會遠(yuǎn)離或趨向帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶 電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶 電荷的現(xiàn)象. (3)感應(yīng)起電:利用 使金屬導(dǎo)體帶電的過程. 三、電荷守恒定律 1.起電本質(zhì) 微觀帶電粒子(如電子)在物體之間或物體內(nèi)部 ,而不是 出了電荷.,較遠(yuǎn),自由活動,異號,同號,靜電感應(yīng),轉(zhuǎn)移,創(chuàng)造,2.兩種表述 表述一:電荷既不會 ,也不會 ,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的 保持不變. 表述二:一個與外界沒有 的系統(tǒng),電荷的 保持不變. 四、電荷量 1.電荷量:它表示電荷的 ,其單位是“ ”,簡稱“庫”,用C表示. 2.元電荷 (1) 的電荷量,叫做元電荷,等于 所帶的電荷量,用e表示. e= C.自然界中任何帶電體的電荷量都是元電荷的 倍.,創(chuàng)生,消滅,總量,電荷交換,代數(shù)和,多少,庫侖,最小,1.6010-19,整數(shù),電子,(2)元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家 測得的,在我們的計算中,可取e= .,密立根,1.6010-19 C,電荷量,電荷量e,質(zhì)量me,質(zhì)量,科學(xué)思維,1.思考判斷,(1)通過摩擦帶電的兩個物體必然帶等量異種電荷.( ) (2)發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象時,導(dǎo)體靠近帶正電的物體的一端帶負(fù)電荷.( ) (3)元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身.( ) (4)所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍.( ) (5)甲物體帶有+6 C的電荷量,乙物體帶有-2 C的電荷量,把兩物體接觸后再分開,兩物體分別帶+2 C的電荷量.( ),2.思維探究 (1)閱讀教材第2頁第二自然段說出正電荷和負(fù)電荷是怎樣命名的?絲綢和毛皮分別帶上什么電荷? 答案:用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷為正電荷;用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷為負(fù)電荷;絲綢帶上負(fù)電荷,毛皮帶上正電荷. (2)教材第4頁“問題與練習(xí)”第1題中提到在我國北方天氣干燥的季節(jié),脫掉外衣后再去摸金屬門把手時,常常會被電擊.這是為什么? 答案:在天氣干燥的時候,由于摩擦,使身體和外衣都帶了電.脫掉外衣后用手去摸金屬門把手時,身體與門把手之間產(chǎn)生火花放電,于是有電擊的感覺.,(3)閱讀教材第3頁“做一做”部分,回答下列問題; 右圖中甲是 ,乙是 . 用帶電的物體接觸圖中兩器材上端后,為什么甲中兩箔片張開,乙中指針張開一定角度? 答案:驗電器 靜電計;甲中兩箔片帶同種電荷相互排斥,故張開一定角度.乙中指針和金屬桿帶同種電荷相互排斥,故張開一定角度. (4)閱讀教材第4頁“電荷守恒定律”部分,解釋帶電粒子在一定條件下可以產(chǎn)生和湮滅,為什么電荷守恒定律仍成立? 答案:帶電粒子總是成對產(chǎn)生或湮滅,兩個粒子帶電數(shù)量相等但正負(fù)相反,而轉(zhuǎn)化的光子又不帶電,所以電荷的代數(shù)和仍然不變,電荷守恒定律仍 成立.,要點(diǎn)一 三種起電方式的理解 探究導(dǎo)學(xué),課堂探究 突破要點(diǎn),如圖所示,是感應(yīng)起電機(jī),結(jié)合圖片,思考后回答問題: (1)兩個絕緣體發(fā)生摩擦為什么會帶上電荷? (2)感應(yīng)起電能發(fā)生在絕緣體上嗎?原因是什么?,答案:(1)兩個絕緣體摩擦?xí)r,其中一個物體失去電子,另一個物體得到電子,分別帶上了正、負(fù)電荷. (2)感應(yīng)起電不會發(fā)生在絕緣體上,因為絕緣體中的電子幾乎都被束縛在原子范圍內(nèi),不能自由移動.,要點(diǎn)歸納 1.三種起電方式對比,2.三種起電方式分析 (1)摩擦起電 如圖所示,絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒失去電子而帶正電,絲綢得到電子而帶負(fù)電;毛皮摩擦硬橡膠棒,硬橡膠棒得到電子帶負(fù)電,毛皮失去電子而帶正電.,(2)感應(yīng)起電 如圖所示,帶電體靠近導(dǎo)體A,B,由于電荷間的相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使A,B導(dǎo)體分別聚集負(fù)電荷和正電荷,先將A,B分開再移走帶電體,則A,B導(dǎo)體分別帶負(fù)、正電荷.,(3)接觸起電 如圖所示,使帶電體(帶正電)與不帶電的導(dǎo)體接觸,由于電荷間的相互作用,電子從A轉(zhuǎn)移到帶電體上,分開后導(dǎo)體A帶正電荷.,例1(2019云南玉溪期末)用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒,靠近不帶電驗電器的金屬小球a(如圖),然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開橡膠棒,這時驗電器小球a和金屬箔b的帶電情況是( ) A.a帶正電,b帶負(fù)電 B.a,b均帶負(fù)電 C.a,b均帶正電 D.a帶負(fù)電,b帶正電,C,審題指導(dǎo):,解析:毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電,由于人是導(dǎo)體,用手指瞬間接觸金屬桿c時,人和驗電器構(gòu)成一個整體,在帶負(fù)電荷的橡膠棒的影響下發(fā)生靜電感應(yīng),近端帶正電;移開手指后,驗電器上的正電荷不會再改變,故驗電器帶正電,移開橡膠棒后,驗電器上的正電荷不會再改變;故C正確,A,B,D錯誤.,學(xué)霸筆記,(1)感應(yīng)起電的兩大特點(diǎn) 近異遠(yuǎn)同:用帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體時,會在靠近帶電體的一端感應(yīng)出與帶電體電性相反的電荷,遠(yuǎn)離端感應(yīng)出與帶電體電性相同的電荷. 等量異性:用帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體(或兩不帶電的相互接觸的導(dǎo)體)時,會在原不帶電的導(dǎo)體兩端(或兩不帶電的相互接觸的導(dǎo)體上)感應(yīng)出等量異種的電荷. (2)正確理解起電的實質(zhì) 使物體帶電的三種方式的實質(zhì)都是自由電子的轉(zhuǎn)移,而原子中的質(zhì)子不能自由移動,起電并非創(chuàng)造了電荷.,(3)接觸起電中電荷量的分配原則 當(dāng)兩個導(dǎo)體材料、形狀不同時,接觸后再分開,只能使兩者均帶電,但無法確定電荷量的多少.,(教師備用) 例1-1:(2019江西南昌月考)如圖所示,取一對用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸.起初它們不帶電,貼在下部的金屬箔片是閉合的.現(xiàn)在把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,下列說法正確的是( ) A.A的左端感應(yīng)出正電荷,B的右端感應(yīng)出負(fù)電荷 B.A上的金屬箔片張開,B上的金屬箔片保持閉合 C.把A和B分開,然后移去C,A,B上的金屬箔片仍保持張開 D.先移去C,再把A和B分開,A,B上的金屬箔片仍保持張開,C,解析:導(dǎo)體A,B接觸,開始不帶電,把帶正電的物體C移近導(dǎo)體A,由于靜電感應(yīng),則A的左端帶負(fù)電,B的右端帶正電,兩端金屬箔片都張開,故A,B錯誤;分開A,B,移走C后,由于感應(yīng)出的電荷不會消失,所以導(dǎo)體A帶負(fù)電,B帶正電,故C正確;移走物體C,導(dǎo)體A,B中的電荷發(fā)生中和,分開A,B,A,B都不帶電,A,B上的金屬箔片閉合,故D錯誤.,針對訓(xùn)練1 (2019河南新鄉(xiāng)模擬)有甲、乙、丙三個輕質(zhì)小球,其中甲球靠近毛皮摩擦過的橡膠棒時被排斥.現(xiàn)將甲與乙、丙分別靠近時,它們相互作用的情況如圖所示.下列判斷正確的是( ) A.乙球一定帶負(fù)電,丙球可能帶正電 B.乙球可能不帶電,丙球一定帶負(fù)電 C.乙球可能帶正電,丙球一定帶正電 D.乙球一定不帶電,丙球可能帶負(fù)電,B,解析:由于毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電,甲球靠近毛皮摩擦過的橡膠棒時被排斥,所以甲球帶負(fù)電,甲能吸引乙,則乙可能帶正電,也可能不帶電;丙與甲相互排斥,所以丙帶負(fù)電,故B正確,A,C,D錯誤.,要點(diǎn)二 電荷守恒定律的理解 探究導(dǎo)學(xué),小明同學(xué)用自制的驗電器進(jìn)行了一些探究實驗.如圖所示,小明使驗電器帶了負(fù)電荷,經(jīng)過一段時間后,他發(fā)現(xiàn)該驗電器的金屬箔片(用包裝巧克力的錫箔紙制作)幾乎閉合了.關(guān)于此問題,他跟學(xué)習(xí)小組討論后提出了下列觀點(diǎn),你認(rèn)為哪些是正確的? 小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了. 在此現(xiàn)象中,電荷不守恒. 小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了. 該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的,仍然遵循電荷守恒定律.,答案:帶負(fù)電的驗電器在潮濕的空氣中,經(jīng)過一段時間后,小球上的負(fù)電荷(電子)被潮濕的空氣導(dǎo)走了,但電荷在轉(zhuǎn)移的過程中仍然守恒,故正確.,要點(diǎn)歸納 1.物體帶電的實質(zhì):物體帶電不是創(chuàng)造了電荷,物體不帶電也不是消滅了電荷.物體帶電的實質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移,也就是物體間或物體內(nèi)部電荷的重新分配.摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電,均符合電荷守恒定律. 2.“電荷的總量”含義:指正、負(fù)電荷的代數(shù)和. 3.電荷的中和:指帶等量異號電荷的兩物體接觸時,經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移,物體達(dá)到電中性的過程. 4.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驗發(fā)現(xiàn)的微觀粒子在變化中遵守的規(guī)律.,例2 (2019四川宜賓校級檢測)有兩個完全相同的帶電金屬球A,B,分別帶有電荷量QA=6.410-9 C,QB=-3.210-9 C.問: (1)讓兩金屬球接觸后,A,B所帶電荷量各是多少?此過程中電荷發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移了多少? (2)A,B兩球接觸前固定好,讓第三個與它們相同的不帶電小球C反復(fù)與A,B接觸,最終A,B兩球的帶電荷量和電性如何?,審題指導(dǎo):,答案:(1)均為1.610-9 C 電子由B球轉(zhuǎn)移到了A球,轉(zhuǎn)移的電子的電荷量為-4.810-9 C (2)均為1.0710-9 C 均為正電,(教師備用) 例2-1:(2019安徽合肥校級月考)完全相同的兩個金屬小球A,B帶有相等的電荷量,相隔一定的距離,現(xiàn)讓第三個完全相同的不帶電的金屬小球先后與A,B接觸后再移開. (1)若A,B兩球帶同種電荷,接觸后A,B兩球的帶電荷量之比為 .,答案:(1)23,(2)若A,B兩球帶異種電荷,接觸后A,B兩球的帶電荷量之比為 .,答案:(2)21,針對訓(xùn)練2 (2019天津南開中學(xué)測試)(多選)原來甲、乙、丙三物體都不帶電,今使甲、乙兩物體相互摩擦后,乙物體再與丙物體接觸,最后,得知甲物體帶正電荷1.610-15 C,丙物體帶電荷量的大小為810-16C.則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況,下列說法中正確的是( ) A.乙物體一定帶有負(fù)電荷810-16 C B.乙物體可能帶有負(fù)電荷2.410-15 C C.丙物體一定帶有正電荷810-16 C D.丙物體一定帶有負(fù)電荷810-16 C,AD,解析:由于甲、乙、丙原來都不帶電,甲、乙相互摩擦導(dǎo)致甲失去電子而帶1.610-15 C的正電荷,乙物體得到電子而帶1.610-15 C的負(fù)電荷;乙物體與不帶電的丙物體相接觸,從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上,故可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷,由電荷守恒可知乙最終所帶負(fù)電荷1.610-15 C-810-16 C=810-16 C,選項A,D正確.,學(xué)霸筆記,“中性”“中和”的理解 (1)中性:物體內(nèi)有電荷存在,但正、負(fù)電荷的絕對值相等,對外不顯 電性. (2)中和:兩個帶有等量異種電荷的帶電體相遇達(dá)到電中性的過程,在此過程中電荷仍然守恒.,隨堂演練 檢測效果,1.(2019四川成都校級月考)用塑料梳子梳頭時,塑料梳子和頭發(fā)都會帶電,其原因是( ) A.摩擦創(chuàng)造了電荷 B.靜電感應(yīng)創(chuàng)造了電荷 C.電子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移 D.質(zhì)子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移,解析:用塑料梳子梳頭發(fā)時,塑料梳子與頭發(fā)相互摩擦,發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移,從而使梳子和頭發(fā)分別帶上異種電荷.故C正確.,C,2.(2019甘肅定西月考)使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器的箔片張開.下列各圖表示驗電器上感應(yīng)電荷的分布情況,其中正確的是( ),解析:由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,故驗電器的上端應(yīng)帶上與小球異號的電荷,而驗電器的箔片上將帶上與小球同號的電荷;故只有B符合條件.,B,3.(2019廣東珠海校級月考)根據(jù)電荷守恒定律,使兩個相同的金屬球A,B分別帶+5q和-q的電荷,把它們接觸后分開,則A帶電( ) A.-4q B.+2q C.+4q D.-2q,B,4.(2019甘肅蘭州測試)關(guān)于元電荷的理解,下列說法正確的是( ) A.元電荷就是電子 B.元電荷就是最小的電荷 C.元電荷就是質(zhì)子 D.物體所帶的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍,D,解析:元電荷又稱“基本電量”,在各種帶電微粒中,電子電荷量的大小是最小的,人們把最小電荷量叫做元電荷,常用符號e表示,任何帶電體所帶電荷都是e的整數(shù)倍.所以D正確.,5.(2019貴州校級檢測)如圖所示,原來不