物理：《静电现象及其微观解释》教案（鲁科版选修3-1）

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第1节 静电现象及其微观解释
一. 教学内容：
第1节 静电现象及其微观解释

二. 教学过程：
1. 静电的产生
（1）摩擦起电：摩擦使电荷发生转移，从而使两物体带上了相异的电荷。
（2）感应起电：利用静电感应使导体带电叫做感应起电。[来源:21世纪教育网]
（3）静电感应：导体由于受附近带电体的影响而出现带电的现象叫做静电感应。
（4）两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
（5）电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2. 原子结构与电荷守恒
（1）原子结构：原子由电子和原子核组成，而原子核又由中子和质子组成。其中中子呈电中性，质子带正电，电子带负电。原子所含的电子数和质子数相等，因此不显电性。
（2）电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量不变。
（3）起电的原因：物体失去电子则带正电，得到电子则带负电。物体带电的实质就是电子的得失。
3. 静电的应用与防护
（1）静电的应用：激光打印机、静电喷雾、静电除尘、静电杀菌等。
（2）静电的防护：印刷厂里空气保持适当的湿度、油罐车车尾装有一条拖在地上的铁链等。
4. 如何确认感应起电
使物体带电有不同的方式，在初中阶段我们已经认识到摩擦起电。现在再通过演示实验确认另一种起电方式——感应起电。
用一根与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属球（注意：不要接触），会看到验电器的指针发生偏转，这说明验电器的指针带上了电。保持玻璃棒的位置不变，用手接触验电器的金属球，发现指针偏角为零，先把手移开，再把玻璃棒移开，会发现指针又发生了偏转，这种把一带电物体靠近导体可以使导体带电的方式叫感应起电。
感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触只是靠近，后者必须直接接触。
5. 起电的原因
（1）摩擦起电：不同的物质对电子的束缚和吸引的能力不相同。两种不同的物质组成的物体相互摩擦时，由于摩擦做功，使得束缚电子能力弱的物质上的电子转移到了吸引电子能力强的物质上。根据电荷守恒定律，从整体上看，一个物体失去了电子，带正电；另一个物体就得到了电子，带负电。例如用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮对电子束缚能力差，失去电子，电子转移到了橡胶棒上，橡胶棒从而带上了负电。
（2）感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会靠近或远离带电体。例如当带正电的玻璃棒靠近金属体时，金属体靠近玻璃棒一端会带上负电，远离玻璃棒的一端会带上正电，如图（a）所示。如果把金属体接地，那么电子会从大地“跑”到金属体上而中和掉金属体一端的正电荷，从而使金属体带上了负电荷，如图（b）和（c）所示。再移开玻璃棒，金属体就带上了负电荷，如图（d）所示。所以，感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分。

【典型例题】[来源:21世纪教育网]
例1. 一绝缘球A带正电，用绝缘丝线悬挂的一轻小物体B被A吸引，如图所示，试分析B的带电情况。
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解析：A、B相互吸引，有两种情况：一是A、B带异种电荷；二是其中一个带电，另外一个不带电。因为带电体有吸引轻小物体的性质，所以B可能不带电，也可能带负电。
答案：见“解析”。
例2. 有两个完全相同的带绝缘柄的带电金属小球A、B，分别带有电荷量，让两金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？
解析：当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量。

在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带的正电，这样，共转移的电子电荷量为

转移的电子数个
答案：电子由B向A转移个。
例3. 如图所示，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验电箔，C是带正电的小球，下列说法正确的是（ ）21世纪教育网
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. 把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
D. 把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片已闭合
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端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B同种的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A正确。C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不能变，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在其相互之间库仑力作用下吸引中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，C错。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上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，D错。[来源:21世纪教育网]
答案：AB
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