课件37张PPT。第一章 电与磁第一节 有趣的静电现象
摩擦传导感应
吸引气球带了电张开金属小球A带了电张开A、B都带了电正负正电荷负电荷总量 ×××√×√对“三种起电方式”的理解 对电荷守恒定律的理解 谢谢观看
第一节 有趣的静电现象
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.能识别静电现象，通过实验认识摩擦起电现象，知道带电体具有吸引轻小物体的性质，知道带电体的相互作用规律．
2．知道使物体带电有三种方法：摩擦起电、传导起电和感应起电．能用物质的微观结构解释摩擦起电现象．(重点、难点)
3．知道电荷守恒定律，能用电荷守恒定律解释摩擦起电现象．(重点)
[自 主 预 习·探 新 知]
[知识梳理]
一、静电的产生
1．物体带电的三种方式
摩擦起电、传导起电、感应起电．
2．静电产生的过程
(1)如图1-1-1所示，把一个空铝罐平放在光滑平面上．拿一个气球在头发上来回摩擦几下，然后移到距离铝罐3～4 cm处．缓慢地将气球移近铝罐，可以发现摩擦过的气球能够吸引铝罐，说明气球带了电．
图1-1-1
(2)如图1-1-2所示，让带有绝缘柄的金属小球A先与带电体接触，然后与验电器接触．可以发现金属箔片张开，说明金属小球A带了电．
图1-1-2
(3)如图1-1-3所示，让绝缘支柱支持的不带电的金属导体A和B彼此接触，靠近带正电的小球C，可以发现挂在A和B下面的两片金属箔都张开，说明A、B都带了电．
图1-1-3
二、静电现象的解释
1．物质的结构
物质是由原子组成的，原子则由带有电荷的原子核和电子组成，原子核带正电荷，电子带负电荷．原子所带的正电荷与负电荷相等，因此物质不显电性．
2．电荷守恒定律
电荷既不能被创造也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变．
[基础自测]
1．思考判断
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电．(×)
(2)感应起电的实质是带电体的电荷飞到了导体上．(×)
(3)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体，导体仍然带电．(×)
(4)物体带电的实质是电荷的转移．(√)
(5)三种起电方式中，感应起电违背了电荷守恒定律．(×)
(6)摩擦起电的两物体带等量异种电荷．(√)
【提示】 (1)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电．
(2)感应起电的实质是电子的转移．
(3)拿走带电体，导体不带电．
(5)感应起电不违背电荷守恒定律．
2．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近一个塑料小球时( )
A．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带正电
B．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带负电
C．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带正电
D．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带负电
D [用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带上负电荷，塑料小球被吸引时，小球可能不带电(带电体能吸引轻小物体)，也可能带正电，但塑料小球如果被排斥，则小球必定带电，且与橡胶棒带同种电荷．]
3．两个完全相同的金属小球A、B所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后，小球A的带电荷量为( )
A．＋3Q B．＋2Q
C．＋Q D．－Q
C [小球接触过程中电荷要先中和后平分，Q1′＝Q2′＝＝＝Q，选项C正确．]
[合 作 探 究·攻 重 难]
对“三种起电方式”的理解
1．摩擦起电
(1)两个不同的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电．
(2)不同物质组成的物体，由于原子核对核外电子的束缚能力不同，在摩擦过程中由于摩擦力做功，对核外电子的束缚能力弱的原子失去电子而带正电，对核外电子的束缚能力强的原子获得电子而带负电，且两个物体带等量的正、负电荷．
(3)摩擦起电的本质：一个物体失去电子带正电，另一个物体得到这些电子而带负电．即摩擦起电是由物体间电荷的转移引起的．
2．传导起电
(1)用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．
(2)两个完全相同的导体球发生接触时，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和再平分；两个导体球分离后，各带等量的同种电荷(恰好中和时，两导体球都不带电)．
(3)传导起电的本质：两个物体之间发生电荷的转移．
3．感应起电
(1)用带电的物体靠近没有带电的导体，也能使没有带电的导体带电．例如，将一个带电的物体靠近一个原来没有带电的金属导体，金属导体内部的自由电子就会发生移动，从而在导体表面出现“感应电荷”．
(2)感应起电时，原来不带电的导体的两端同时感应出等量的异种电荷，且靠近带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是异种电荷，远离带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是同种电荷．
(3)感应起电的本质：感应起电不是创造了电荷，而是使导体中的正、负电荷分开，使电荷从导体的一部分转移到另一部分，即导体中发生电荷的转移．感应起电过程只是导体内部的电荷重新分布使导体两端显出不同电性，而实质上导体仍不带电，导体上正负电荷的数目仍然相等．
(多选)如图1-1-4所示，将带电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，下述几种方法中能使两球都带电的是( )
图1-1-4
A．先把两球分开，再移走棒
B．先移走棒，再把两球分开
C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开
D．棒的带电量不变，两导体球不能带电
思路点拨：①将带电棒移近甲、乙两导体球，甲、乙将带异种电荷．
②由感应起电和传导起电分析．
AC [带电棒靠近两导体球时，会在甲球感应出异种电荷，乙球聚集同种电荷．此时若先分开甲、乙，再拿走棒，甲带与带电棒电性相反的电荷，乙带与之相同的电荷；若先移走带电棒，甲、乙两球将呈电中性，再分开甲、乙两球，两球都不带电，故选项A对，选项B、D错；将带电棒与两球接触，带电棒上的电荷将转移到两球上，分开后两球带与带电棒同种性质的电荷，故选项C对．]
?1?静电感应中，电中性导体在两侧同时感应等量异种电荷，感应的过程，就是导体内电荷重新分布的过程.
?2?发生静电感应后，先把两球分开再移走棒，两球将带等量异种电荷.
[针对训练]
1．如图1-1-5所示，当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上的电荷移动情况是( )
图1-1-5
A．枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动
B．枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动
C．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
B [感应起电的实质：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷趋近或远离带电体，使导体上靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷．即负电荷在物体的不同部分之间转移，但正电荷不移动．]
对电荷守恒定律的理解
1．“中性”、“中和”的本质
电中性的物体是有电荷存在的，只是代数和为零，对外不显电性；电荷的中和是指等量正、负电荷完全抵消的过程，但正、负电荷本身依然存在，并不是正、负电荷的消失．
2．“总量”的含义：指电荷的代数和．
3．起电过程中电荷变化
不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷．本质都是电子发生了转移，也就是说物体所带电荷的重新分配．
4．守恒的广泛性
电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律．
5．完全相同的金属球接触带电时电荷量的分配情况
(1)用带电荷量是Q的金属球与不带电的金属球接触后，两小球均带的电荷量，电性与原带电金属球电性相同．
(2)若两球带同种电荷，用带电荷量Q1与带电荷量Q2的金属球接触再分开，则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半，即Q1′＝Q2′＝，电性与两球原来所带电荷的电性相同．
(3)若两球带异种电荷，接触后先中和等量的异种电荷，剩余的电荷平均分配，电性与接触前带电荷量大的金属球的电性相同．
有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，让两绝缘金属球接触．在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电荷发生了怎样的转移，转移了多少？
思路点拨：①A、B电荷先中和再平均分配．
②根据电荷的变化分析电子的转移．
[解析] 当两球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两球带电荷量QA′＝QB′＝＝C＝1.6×10－9C.
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QB′的正电荷．这样，共转移的电子电荷量为：ΔQ＝QB－QB′＝(－3.2×10－9－1.6×10－9)C＝－4.8×10－9C.
[答案] 均为1.6×10－9C 电子由B球转移到了A球，转移了－4.8×10－9C
两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷.
[针对训练]
2．上题[例2]中A、B两球固定好后，让第三个与它们相同的小球C反复与A、B接触，最终A、B两球的带电量和电性如何？
[解析] 由于三球完全相同，反复接触后相当于三球同时接触，则三球均分中和后的电荷量，故A、B均带正电，电荷量为
Q＝＝C
＝×10－9C.
[答案] 均为×10－9C 均为正电
[当 堂 达 标·固 双 基]
1．关于摩擦起电和感应起电，下列说法正确的是( )
A．摩擦起电是电荷的转移，感应起电是创造了电荷
B．摩擦起电是创造了电荷，感应起电是电荷的转移
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
C [无论哪种方式起电，都不是创造了电荷，而是电荷的转移，所以选项A、B、D错误，选项C正确．]
2．(多选)关于电现象，下列叙述正确的是( )
A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电
B．摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的任意两个物体总是同时带等量异种电荷
C．带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性
D．两种物质相互摩擦，容易失去电子的物体带正电
CD [玻璃棒并不是跟任何物体摩擦都带正电，两种物质比较，看哪一种更容易失去电子，才能决定摩擦起电的结果，A错误．只有呈电中性的两个物体相互摩擦，才同时带等量异种电荷，B错误．使物体带电的实质就是电荷重新分布，使原来不带电的物体带了电，C、D正确．]
3．M和N是两个原来都不带电的物体，它们互相摩擦后，M带正电荷．下列判断正确的是( )
A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B．摩擦的过程中电子从M转移到N
C．M在摩擦过程中创造了正电荷
D．N在摩擦过程中失去电子
B [物体内部既有正电荷又有负电荷，正负电荷数量相等，物体对外不显电性，故A错；M、N摩擦时电子从M转移到N，故M带正电；在转移过程中，电荷的总量不变．正确选项为B.]
第一章 电与磁
第1节 有趣的静电现象
教学目标
1．知道两种电荷及其相互作用．知道点电荷量的概念．
2．了解静电现象及其产生原因；知道原子结构,掌握电荷守恒定律
3．知道什么是元电荷．
重难点：
重点：静电产生的三种方式及原理、电荷守恒定律及电量平分原则
难点：理解静电产生的本质——并没有创造电荷，而是电荷发生转移
教学过程：
（一）引入新课：
多媒体展示：闪电撕裂天空，雷霆震撼着大地。
师：在这惊心动魄的自然现象背后，蕴藏着许多物理原理，吸引了不少科学家进行探究。在科学史上，从最早发现电现象，到认识闪电本质，经历了漫长的岁月，一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节，了解我们人类对闪电的研究历史，并完成下述填空：
电闪雷鸣是自然界常见的现象，蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，直到1752年，伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调：以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电，证实了闪电与实验室中的电是相同的。
雷电是怎样形成的？（大气中冷暖气流上下急剧翻滚，相互摩擦，云层就会积聚电荷，当电荷积累到一定程度，瞬间发生大规模的放电，就产生了雷电）物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应该怎样利用这些规律？这些问题正是本章要探究并做出解答的。
师：本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因，电荷守恒定律
（二）新课教学
复习初中知识：
师：根据初中自然的学习，用摩擦的方法可使物体带电，请举例说明。
生：用摩擦的方法。如：用丝绸摩擦过的玻璃棒，玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，橡胶棒带负电。
演示实验１：先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，看有什么现象？然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒，再靠近碎纸屑看有什么现象？让学生分析两次实验现象的异同；并分析原因。
教师总结：摩擦过的物体性质有了变化，带电了或者说带了电荷。带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，能够吸引轻小物体，我们说此时物体带了电。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了摩擦起电的现象，例如公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中就写下了“顿牟掇芥”一语，指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。
后来人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种：用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷是一种，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
一、电荷：
1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名）
①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷．
②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷．
2、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
3、电荷量：电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑 符号：C
“做一做” 验电器与静电计
为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少，从18世纪起，人们经常使用一种叫验电器的简单装置：玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一条导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出（图甲）。如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计（图乙）
问：是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属箔片才开始张开？解释看到的现象？
1、摩擦起电
摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．特别是离核较远的电子受到的束缚较小。当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体。
实质：电子的转移．
结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．得到电子：带负电；失去电子：带正电问：摩擦起电有没有创造了电荷？
生：没有，摩擦起电是带电粒子（如电子）从一个物体转移到另一个物体。
师：很多物质都会由于摩擦而带电，是否还存在其它的使物体起电的方式？在学习新的起电方式之前，我们先来学习金属导体模型。
金属导体模型也是一个物理模型P3（动画演示）
自由电子：脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。
带正电的离子：失去电子的原子，都在自己的平衡位置上振动而不移动。
2、感应起电
【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，帖在下部的金属箔是闭合的。
①把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．金属箔有什么变化？
实验现象：可以看到A，B上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷． 提出静电感应概念：
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。
规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷（2）利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．
（3）提出问题：静电感应的原因？
带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示实验中，导体A和B带上了等量的异种电荷．
【演示】
②如果先把C移走，金属箔又有什么变化？ 实验现象：A和B上的金属箔就会闭合．
③如果先把A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？
实验现象：可以看到金属箔仍张开，表明A和B仍带有电荷；
④如果再让A和B接触，金属箔又有什么变化？
实验现象：金属箔就会闭合，表明他们就不再带电．这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．
问：感应起电有没有创造了电荷？
生：没有。感应起电而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。感应起电也不是创造了电荷。
师：无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷.
得出电荷守恒定律．
三、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．
师：电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。
四、元电荷
师：迄今为止，科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同，但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。
元电荷：电子所带的电荷量，用e表示。e =1.60×10－19C
注意：迄今为止，发现所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。
（三）小结
对本节内容做简要的小结
●巩固练习
1、关于元电荷的理解，下列说法正确的是（ ）
A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C．元电荷就是质子 D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍
2、16 C电量等于________元电荷．
3、关于点电荷的说法，正确的是（ ）
A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷
D．一切带电体都可以看成点电荷
●作业
