2012《优化课堂》课件：物理粤教版选修3-1 第一章 第一节 认识静电

(共34张PPT)
第一章　电场
第一节　认识静电
1．自然界中只存在________种电荷，习惯上规定用丝绸摩
擦过的玻璃棒带 ____________ 电荷 ， 用毛皮摩擦过的橡胶棒带
_________ 电荷 ． 同种电荷相互 ____________ ， 异种电荷相互
________．
2．物体所带电荷的多少叫________，在国际单位制中，单
位是______，符号是______．等量的异种电荷完全抵消的现象
叫________．
3．电荷守恒定律：电荷既不能______，也不能______，它
们只能从一个物体______到另一个物体，或者从物体的一部分
________到另一部分．在转移过程中，电荷的代数和______．
两
正
负
排斥
吸引
电荷量
库仑
C
中和
创造
消灭
转移
转移　
不变
4．下列叙述正确的是(　　)
A．摩擦起电是创造电荷的过程
B．接触起电是电荷转移的过程
C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D．自然界只存在三种电荷：正电荷、负电荷和元电荷
图 1－1－1
B
轻小物体 B 被 A 吸引，如图 1－1－1 所示，可能的原因是(　　)
A．物体 B 带负电，A、B 相互吸引
B．B 不带电
C．因物体 B 太轻
D．以上分析均不对
5．(双选)一绝缘金属球 A 带正电，用绝缘丝线悬挂的一个
AB
知识点 1 起电的三种方式
1．日常生活中，用塑料梳子梳干燥的头发时，头发会随梳
子飘起来；在黑暗的地方脱毛衣时会看见小火花，听见“噼啪”
声．这些都是什么现象？
答案：摩擦起电现象．
图 1－1－2
2．如图 1－1－3 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 是带正电的金属小球. 把球 C 移近导体 A 和将 C 与导体 A 接
触，两种情形下 A、B 上的金属箔片都会张开．原因是什么？
图 1－1－3
答案：C 移近异体 A，通过感应，A、B 上的金属箔片带上
了异种电荷；C 与导体 A 接触，通过接触，A、B 上的金属箔片
带上了同种电荷．
3．讨论：接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么？
这三种起电方式中物体所带电性有何不同？
答案：实质相同，都是电荷的转移．通过摩擦和感应起电
的两带电物体的电性相反，而接触起电时，两带电物体的电性
相同．
三种起电方式的实质
(1)摩擦起电：实质是得失电子；两带电物体的电性相反，
电量相等．
(2)感应起电：实质是导体中自由电荷的转移；两带电物体
的电性近异远同．
(3)接触起电：实质是自由电荷从一个物体转移到另一个物
体；两带电物体的电性一定相同．
【例 1 】关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是
(　　)
A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电
荷
B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转
移
C．不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
D．以上说法均不正确
解析：不论是摩擦起电还是感应起电，其带电的实质都是
电荷的转移，而不是产生电荷，故 C 正确．
答案：C
【触类旁通】
1．下列叙述正确的是(　　)
A．摩擦起电是创造电荷的过程
B．接触起电是电荷转移的过程
C．感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触所以一
定是产生了电荷
D．一对正、负电子接触后，电子会消失，这种现象叫电
子的湮灭
解析：摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移，
A、C 错，B 对，电子“湮灭”不是电子的消失，而是一个正电
子结合一个负电子后整体不再显示电性，D 错．
B
【例 2】把两个完全相同的金属球 A 和 B 接触一下，再分
开一定距离，发现两球之间相互排斥，则 A、B 两球原来的带
电情况不可能是 (　　)
A．带有等量异种电荷
B．带有等量同种电荷
C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电
解析：当两个小球分别带等量异种电荷时，两球接触后，
都不带电，不可能相互排斥，故 A 项是不可能的．
答案：A
相互接触后分开，两球都带等量的正电荷，这是因为(　　)
A．A 球的正电荷移到 B 球上
B．B 球的负电荷移到 A 球上
C．A 球的负电荷移到 B 球上
D．B 球的正电荷移到 A 球上
【触类旁通】
2．把一个带正电的金属球 A 跟不带电的同样的金属球 B
B
知识点 2 元电荷
1 ．电荷量：它表示物体所带电荷的多少，国际单位是
________，用字母________表示．
2.元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用 e 表示， e＝
____________C．所有带电体的电荷量或者等于______，或者
是____________．
3．有人说质子和电子都是元电荷，这种说法你认为对吗？
子和电子是元电荷．
答案：质子或电子所带电荷的多少叫元电荷，但不能说质
库仑
C
1.60×10－19
e
e的整数倍
1．带电体的电荷量不能连续变化，因为最小的电荷量为
1.60×10－19
C.
2．质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能
说它们是元电荷．
3．电子的电荷量与质量的比叫做电子的比荷，电子的比荷
为
e
me
＝1.76×1011 C/kg.
【例 3】(双选)科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，
为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位．关于元电荷，下
列论述正确的是(　　)
A．把质子或电子叫元电荷
B．1.6×10－19
C 的电荷量叫元电荷
C．电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷
D．一个带电物体的带电量为 1.0×10－19 C
量 1.6×10－19
C 称为元电荷，不能说质子和电子是元电荷，它
们所带电荷量的绝对值是元电荷．所有带电体的电荷量一定等
于 1.6×10 －19 C 或者是 1.6×10－19 C 的整数倍．
解析：元电荷不是电荷，它是指电荷所带的电荷量，电荷
答案：BC
【触类旁通】
3．(双选)关于元电荷，下列说法正确的是(　　)
CD
A．任何一个带电粒子所带的电荷都是元电荷
B．有一个带电体的带电荷量为 205.5 倍的元电荷
C．元电荷是最小的电量单位
D．元电荷没有正负之分
解析：元电荷是最小的电荷量单位，带电体的电荷量均为
元电荷的整数倍；元电荷只是电荷量的单位，不是带电粒子，
没有电性之说，故 C、D 正确．
知识点 3 验电器的使用
如图 1－1－4，用起电机使金属球 A 带上正电，靠近不带
电的验电器的金属球 B，则验电器金属箔__________(填“张
开”或“闭合”)，因为验电器下部箔片都带上了______电．
讨论：
(1)验电器有什么作用？
(2)当带正电的金属球 A 靠近验电器的金属球
B 时，金属箔张开的原因是什么？当带正电的金
属球 A 与验电器的金属球 B 接触时，金属箔是否
张开？
图 1－1－4
张开
正
关于验电器的使用
(1)验电器可以用来判断物体是否带电、带电荷的种类及电
荷量的多少．
(2)当带电体靠近验电器金属球或接触验电器金属球时，验
电器的金属箔都会张开，但要注意区分两种情形验电器所带电
荷的不同．
(3)靠近和接触验电器金属球都可以判断其是否带电，前者
发生的是静电感应现象，后者是因为带电体和验电器之间发生
了电荷的转移．
【例 4】(双选)如图 1－1－5 所示，有一带正电的验电器，
当一带绝缘柄的金属球 A 靠近验电器的小球 B(不接触)时，验电
器的金属箔张角减小，则(　　)
A．金属球 A 可能不带电
B．金属球 A 可能带负电
C．金属球 A 可能带正电
D．金属球 A 一定带负电
图 1－1－5
解析：验电器的金属箔之所以张开，是因为它们都带有正
电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金属箔
所带电荷量的多少．如果 A 球带负电，靠近验电器的 B 球时，
异种电荷相互吸引，金属箔上的正电荷逐渐“上移”，两金属箔
张角将减小，B 正确，C 错误．如果 A 球不带电，在靠近 B 球
时，发生静电感应使 A 球靠近 B 球的端面出现负的感应电荷，
而背向 B 球的端面出现正的感应电荷．A 球上负的感应电荷与
验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而
表现为吸引作用，金属箔张角减小，A 正确，D 错误．
答案：AB
【触类旁通】
4．把一个带电棒移近一个带正电的验电器，金属箔先闭合
而后又张开，说明棒上带的是(　　)
A
A．负电荷
B．可以是正电荷，也可以是负电荷
C．正电荷
D．带电棒上先带正电荷，后带负电荷
解析：带电棒不与验电器接触，金属所带电荷电性不变，
D 错；若带正电，金属箔张角会增大，B、C 错．
知识点 4 电荷守恒定律
1．电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体______
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，电荷的代数和________．这个结论叫做电荷守恒定律．
2．甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接
触了一下，结果两小球都没电了！电荷哪里去了呢？是否违背
了电荷守恒定律？
答案：两球上的异种电荷中和了，即：正负电荷代数和为
0，对外不显电性；没有违背电荷守恒定律．
转移
不变
电荷守恒定律的含义
(1)电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一．
(2)起电过程实质上是物体中正、负电荷的分离和转移的过
程；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，即物体所带的电荷重新进行分配．
(3)电荷的中和现象实质上是正、负电荷的结合过程．当电
荷的种类、数量达到异号、等量时，正、负电荷代数和为 0．
但在分离、转移、结合等过程中电荷的总量保持不变．
【例 5】(双选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、
乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙接触，最后，甲物体带正
电 1.6×10－15
C，丙物体带电荷量 8×10
－16
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 8×10－16 C
B．乙物体可能带有负电荷 2.4×10－15
C
C．丙物体一定带有正电荷 8×10－16 C
D．丙物体一定带有负电荷 8×10－16 C
解析：由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，
甲、乙摩擦导致甲失去电子 1.6×10－15
C 而带正电，乙物体得
到电子而带 1.6×10－15
C 的负电荷；乙物体与不带电的丙物体
相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙
两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为
1.6×10－15
C－8×10－16
C＝8×10－16
C，故 A、D 正确．
答案：AD
【触类旁通】
5．如图 1－1－6 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
法中不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．先将两球分开，使棒与甲球瞬时接触
再移走棒，然后将两球接触
图 1－1－6
解析：A 方法中，由于静电感应，甲球带正电荷，乙球带
负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以 A 正
确；B 方法中，若先将棒移走，则甲、乙两球的异种电荷中和，
所以不会带上电荷，B 错误；C 方法中，使棒与甲球接触，则
两球会因接触而带上负电荷，所以 C 正确；D 方法中，若两球
分开，使棒与甲球瞬时接触甲球带上负电，移走棒后两球会因
接触而带上负电荷，D 正确．
答案：B
电荷守恒与电量分配
在分析接触起电物体带电量的问题时必须注意：
(1)无论哪种起电方式都是电荷发生转移，并没有创造新的
电荷，接触带电时，电荷的总量不变．两接触物体所带电的电
性相同，电荷的分配与物体的形状和大小有关．
(2)只有当两个完全相同的带电绝缘金属小球相接触时，最
终所带的电量才相同．若两球各带同种电荷，则只需将电荷量
相加，然后均分即可；若两球带不等量异种电荷，则电荷量少
的要先被中和，剩余的电荷再均分．
【例 6】完全相同的两个金属小球 A、B 带有相等的电荷量，
相隔一定的距离，现让第三个完全相同的不带电的金属小球 C
先后与 A、B 接触后再移开．
(1) 若 A、B 两球带同种电荷，接触后 A、B 两球的带电荷
量之比为多少？
(2) 若 A、B 两球带异种电荷，接触后 A、B 两球的带电荷
量之比为多少？
【触类旁通】
6．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 QA＝6.4×10－9
C、QB＝－3.2×10－9
C，让两绝缘金属小
球接触，问：
(1)两球最后各带多少电？
(2)在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？
解：(1)当两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩
余的正电荷重新分配．由于两球大小相同，剩余正电荷必平分，
即接触后两球带电量为
4.8×10－9 C
＝3.0×1010(个)．
1.6×10－19
C
(2)在接触过程，电子由 B 球转移到 A 球，不仅将自身电荷
中和，还使 B 球带上 1.6×10－9
C 的正电．这样共转移的电子电
荷量为
ΔQ＝QB′－QB
＝1.6×10－9C－(－3.2×10－9 C)
＝4.8×10－9
C
转移的电子数 n＝