鲁科版高中物理必修第三册第1章静电力与电场强度第1节静电的产生及其微观解释课件（55页ppt）

(共55张PPT)
第1章　静电力与电场强度
第1节　静电的产生及其微观解释
核心素养：1.知道自然界中存在两种电荷和三种起电方式. 2.理解电荷守恒定律. 3. 理解电荷量、元电荷、比荷的概念. 4.理解在孤立的系统中电荷守恒. 5.通过观察起 电现象，学会分析物体起电的原因.
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研习任务一　静电的产生
合作　讨论
刚梳过头发的塑料梳子可以吸引轻小的纸屑，在毛衣上摩擦过的气球能使细小的 水流发生弯曲，为什么会出现上述现象？
提示：塑料梳子与头发摩擦，气球与毛衣摩擦均可带电，且带电体可以吸引轻小 的物体.
教材　认知
1. 电荷
（1）电荷量：电荷的 .在国际单位制中，电荷量的单位是 ，简 称 ，符号为C.
（2）电荷间的相互作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互 .
2. 摩擦起电：当两个由不同物质组成的物体互相摩擦时，一个物体中某些原子的电 子挣脱了原子核的束缚，转移到另一个物体上，于是原来呈电中性的物体由于得到电 子而带 ，失去电子的物体则带等量的 .
3. 接触起电：当一个带电体接触导体时，电荷会发生 ，使导体也带电.
多少　
库仑　
库　
排斥　
吸引　
负电　
正电　
转移　
4. 感应起电：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 由电子便会靠近或 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，这种现象称为静电感应.利用 使金属导 体带电的方式称为感应起电.
远离　
异种　
同种　
静电感应　
核心　归纳
三种起电方式的比较
摩擦起电 感应起电 接触起电
现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异 种电荷 导体带上与带电体同 种的电荷
原因 不同物质原子核对电子的 束缚能力不同.束缚能力 强的得电子，带负电；束 缚能力弱的失电子，带正 电 电子在电荷间相互作 用下发生转移，近端 带异种电荷，远端带 同种电荷 在电荷间相互作用 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
说明 无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移
AB
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
C. 先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
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
[解析]　虽然A、B起初都不带电，但带正电的小球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移到A附 近，A、B上的电荷因受C的作用力不会中和，因而A、B带等量异种的感应电荷，先 把A、B分开再移走C，A、B所带电荷量无法中和，金属箔片仍张开，B正确；但如果 先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错 误；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错误.
名师点评
三种起电方式的辨析
（1）两个不同物体摩擦，分别带等量异种电荷，是摩擦起电.
（2）导体与带电导体接触，带同种电荷，是接触起电.
（3）导体靠近带电体，导体两端带异种电荷，是感应起电.
A. 在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
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2.72×10－9 C
D. M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子
BCD
A. 塑料丝之间相互感应起电
B. 塑料丝所受重力小，自然松散
C. 塑料丝受到空气浮力作用而散开
D. 由于摩擦起电，塑料丝带同种电荷而相互排斥
D
解析：由于不同物质对电子的束缚本领不同，当手与塑料丝摩擦时，使塑料丝 带上了同种电荷，而同种电荷相互排斥，因此会观察到塑料丝散开，D正确， A、B、C错误.
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研习任务二　元电荷与电荷守恒定律
合作　讨论
验电器结构简单，同学们可以用自制的验电器进行一些探究实验.如图所示，首 先使验电器带了负电荷，验电器的金属箔片张开，但是经过一段时间后可以发现该验 电器的金属箔片几乎闭合了.为什么会出现这种现象？是验电器的电荷消失了吗？
提示：验电器上所带负电荷减少的主要原因是潮湿的空气可以导电，电子被导走 了；该现象是由电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律.
1.60×10－19
C　
元电荷　
消灭　
另一部分　
另一个物体　
总量　
正　
负　
自由电荷　
核心　归纳
1. 对电荷守恒定律的理解
（1）电荷守恒定律不仅适用于宏观过程（电子的转移），也适用于微观过程（核反 应和粒子的转化过程）.
（2）起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移.摩擦起电和接触起电是电荷 “从一个物体转移到另一个物体”，感应起电是电荷“从物体的一部分转移到另一部 分”.
（3）电荷的总量是指电荷的代数和.
（4）电荷的中和是指正、负电荷的代数和为0.
2. 电子转移规律
（1）带正电荷的导体与带负电荷的导体接触，电子由带负电荷的导体转移一部分到 带正电荷的导体上.
（2）带正电荷的导体与不带电的中性导体接触，电子由不带电的中性导体转移一部 分到带正电荷的导体上.
（3）带负电荷的导体与不带电的中性导体接触，电子由带负电荷的导体转移一部分 到不带电的中性导体上.
研习　经典
[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之比为多大？
2∶3
（2）若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？
2∶1
名师点评
接触起电的电荷量分配原则
1. 导体接触起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一般不能平均分配.无论 哪种情况，接触前后电荷总量不变.
　　2. 完全相同的金属球接触起电时电荷量的分配情况
[训练2]　有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有q＝2.0×10－5 C的正电 荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分 开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA'＝ C，qB'＝ C，qC'＝ C.
5×10－
6
7.5×10－6
7.5×10－6
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课堂强研习 合作学习 精研重难
研习任务三　验电器的原理及使用
核心　归纳
验电器检验电荷的原理和方法
验电 器 绝缘棒 接触
（或靠近） 现象说明
金属箔因带同种电荷相互排斥而张开.张开角度越 大，则说明A带电荷量越多
A上的正电荷先与B上的负电荷（设A的电荷量大于 B）中和，然后再分一部分正电荷使金属箔张开，张 开的角度有可能比原来的角度大，也有可能小于或等 于原来的角度
验电 器 绝缘棒 接触
（或靠近） 现象说明
由于异种电荷相互吸引，静电感应使金属箔上的负电 荷“上移”，使金属箔张角减小.若B带较少负电荷， 还会看到金属箔先合拢再张开的现象
A. 验电器金属箔不张开，因为球A没有和B接触
B. 验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C. 验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D. 验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电
D
[解析]　把一个带正电的金属球A，靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，验电 器的金属小球由于感应起电会带上负电荷，金属箔由于感应起电会带上正电荷，所以 验电器金属箔张开，A、B、C错误，D正确.
B
解析：由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与小球异 号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷.故B正确.
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课后提素养
√
×
√
×
√
×
A. 摩擦起电说明电荷可以被创造
B. 摩擦起电是由于电荷从一个物体转移到另一个物体上
C. 感应起电是由于电荷从带电物体转移到另一个物体上
D. 感应起电是电荷在同一物体上的转移
A. 2.4×10－19 C B. －6.4×10－19 C
C. －1.6×10－18 C D. 4.0×10－17 C
解析：任何带电体的带电量均是元电荷的整数倍，由于2.4×10－19 C不是1.6×10－19 C的整数倍，故A项符合题意.
BD
A
A. 6.2×10－19 C B. 6.4×10－19 C
C. 6.6×10－19 C D. 6.8×10－19 C
解析：一个电子或质子电荷量的大小是最小的，人们把最小的电荷量叫元电荷，其数 值为e＝1.60×10－19 C，物体的带电量都为e的整数倍，将四个选项中的电量除以e得 数为整数的为正确的数字，只有6.4×10－19 C满足条件.故选B.
B
A. 小球上原有的负电荷逐渐消失了
B. 在此现象中，电荷不守恒
C. 小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D. 该现象是由于正电荷的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律
解析：根据电荷守恒定律，电荷不能消灭，也不能创造，只会发生转移.该现象是潮 湿的空气将电子导走了，是由于电子的转移引起的，仍遵守电荷守恒定律，故C正 确，A、B、D错误.
C
A. 乙物体一定带有负电荷8×10－10 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8×10－10 C
D. 丙物体一定带有负电荷8×10－16 C
解析：由题意可知，甲、乙两物体相互摩擦后，甲物体带正电1.6×10－9 C，则乙带 负电1.6×10－9 C，若乙物体再与丙物体接触，则乙、丙两物体均带负电，由于丙物 体带电－8×10－10 C，则乙也一定带负电，大小为8×10－10 C，故A正确.
A
A. 不带电 B. 带负电
C. 带正电 D. 不能确定
解析：当闭合开关S时，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大 地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，左端带负电，再断开S，移走 A，则导体B带负电.故选B.
B
A　　　　　B　　 　　C　　 　 　D
解析：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近不带电的验电器金属球时，发生静电感应， 金属箔片会张开，负电荷会被吸引到带电体附近的金属球上，远端的金属箔上会带有 等量正电荷，此时金属球上带的是负电，金属箔片上带的是正电，故A正确，B、C、 D错误.
A
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课时作业
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. 带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮灭
解析：摩擦起电的实质是电荷发生转移，而不是创造电荷，A错误；接触起电就是通 过物体接触而转移电荷，B正确；两种物体摩擦，对核外电子束缚能力弱的物体在摩 擦过程中易失去电子而带正电，是否容易失去电子由两物体的材料决定，因此玻璃棒 不一定带正电，C错误；等量异种电荷可以中和但不会消失，只是宏观上显中性，D 错误.
B
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A. 塑料丝和PVC管都带正电
B. 塑料丝和PVC管都带负电
C. 塑料丝和PVC管带同种电荷
D. 塑料丝和PVC管带异种电荷
解析：塑料丝“躲开”PVC管，根据同种电荷相互排斥可知，塑料丝和PVC管带同种 电荷；由于不知道塑料丝与哪一种物体摩擦而带电，所以不能判断塑料丝是带正电还 是带负电，故C正确，A、B、D错误.
C
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A. 失去了1.875×108个质子
B. 失去了1.875×108个电子
C. 失去了5.3×109个电子
D. 得到了5.3×109个质子
B
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A. 正电荷
B. 负电荷
C. 可以是正电荷，也可以是负电荷
D. 带电棒上先带正电荷，后带负电荷
解析：金属箔片开始时带正电，带电棒靠近并接触验电器时，金箔先闭合，后张开， 说明金属箔片所带正电荷先被中和，而带电棒电荷量较大，中和后的剩余电荷再分 配，使金箔带上负电荷，由此判断，带电棒带负电荷，选项B正确.
B
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A. 摩擦过的琥珀不带电
B. 碎纸屑原来带正电
C. 纸屑飞起来是万有引力的结果
D. 纸屑与琥珀接触后又快速地离开是因为纸屑带上琥珀同种电 荷
解析：摩擦过的琥珀带了电荷，从而会吸引轻小物体，当纸屑被吸到琥珀上时，电荷 会发生转移，从而使原来不带电的纸屑也带上了同种电荷，由于同种电荷互相排斥而 快速地离开.故选D.
D
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A. A带正电，B带负电
B. A带负电，B带正电
C. A、B均不带电
D. A、B均带正电
解析：带负电的橡胶棒C靠近A时，由于静电感应，A球会感应出正电荷，而B球会感 应出负电荷，然后先将A、B分开，再将C移走，则A带正电，B带负电，故A项正确.
A
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A. 验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电荷
B. 验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电荷
C. 验电器的金属箔片张开，因为验电器的两金属箔片都带上了正电荷
D. 验电器的金属箔片不张开，因为带电体A没有和验电器的金属球接触
解析：带正电的带电体A靠近不带电的验电器的金属球，因为异种电荷相互吸引，电 子受到吸引移动到金属球上，所以金属球带负电荷，金属箔片失去电子带正电荷，由 于同种电荷相互排斥，金属箔片张开，故C正确，A、B、D错误.
C
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8. 有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA1＝6.4×10－9 C和QB1 ＝－3.2×10－9 C，让两个绝缘金属小球接触再分开，则：
（1）分开后小球A、B的带电荷量QA2和QB2分别为多少？
1.6×10－9 C　1.6×10－9 C
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（2）在接触的过程中，电子如何转移且转移了多少个（元电荷e＝1.6×10－19C）？
电子由B球向A球转移，共转移了3.0×1010个
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A. 摩擦使笔套带电
B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出的电荷是异种的
C. 圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重 力
D. 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
D
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解析：笔套与头发摩擦后，摩擦使笔套带电，故A正确，不符合题意；带电的笔套靠 近圆环，圆环上下感应出异种电荷，圆环上部电荷与笔套电荷相反，由于圆环整体电 荷守恒，则下部为与上部相反的电荷，故B正确，不符合题意；当距离约为0.5 cm时 圆环被吸引到笔套上，则圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，使其产生向上的加 速度，故C正确，不符合题意；摩擦使笔套带电，但圆环不带电，笔套碰到圆环后， 笔套的一部分电荷转移给圆环，但由于总体来说仍带电荷，故没有全部被中和，中和 指的是正负电荷相互抵消，故D错误，符合题意.故选D.
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A. 由球A向球B转移了2.0×1010个质子
B. 由球A向球B转移了1.0×1010个质子
C. 由球B向球A转移了2.0×1010个电子
D. 由球B向球A转移了1.0×1010个电子
D
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A. 操作①时，从B物体向A物体转移了3.2×10－17 C的正电荷
B. 操作②时，从B物体向C物体转移了8.0×10－18 C的正电荷
C. 最终C物体带8.0×10－18 C的负电荷
D. 最终B物体带2.4×10－17 C的正电荷
C
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解析：操作①时，从A物体向B物体转移了3.2×10－17 C的负电荷，A物体失去电子带 正电，A错误；操作②前，B物体带负电，C不带电，当B、C相互接触最终C物体的带 电荷量为8.0×10－18 C，可知从B物体向C物体转移了8.0×10－18 C的负电荷，B错 误；根据电荷守恒定律，最终C物体带8.0×10－18 C的负电荷，B物体带2.4×10－17 C 的负电荷，C正确，D错误.故选C.
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12. 干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了－4.8×10－5 C的电荷.若电子 质量me＝9.1×10－31 kg，电子电荷量e＝－1.6×10－19 C. 则：
（1）多少个电子的电荷量等于－3.2×10－5 C？
2×1014个
（2）此人身上有多少个剩余电子？
3×1014个
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（3）他的质量增加了多少？
2.73×10－16 kg
解析：（3）电子质量me＝9.1×10－31 kg，
所以他的质量增加m＝3×1014×9.1×10－31 kg＝2.73×10－16 kg.
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