(新教材)高中物理鲁科版必修第三册 1.1 静电的产生及其微观解释(课件+学案)

文档属性

名称 (新教材)高中物理鲁科版必修第三册 1.1 静电的产生及其微观解释(课件+学案)
格式 zip
文件大小 7.6MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-03-27 11:18:38

文档简介

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课标要求
1.通过实验,了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。了解生产生活中关于静电的利用与防护。
2.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
3.知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。
第1节 静电的产生及其微观解释
核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
1.知道使物体带电的几种方式。
2.理解电荷守恒定律的内容。
运用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。
通过实验,观察并分析静电现象。
知识点一 静电的产生
[观图助学]
俯视逆时针转动    俯视顺时针转动
观察上图现象你可以得出什么结论?
观察上图现象,思考电荷是如何移动的?
1.电荷
(1)电荷量:电荷的多少。在国际单位制中,电荷量的单位为库仑,简称库,符号为C。
(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。
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负电,失去电子的物体则带等量的正电。
3.接触起电:当一个带电体接触导体时,电荷会发生转移,使导体也带电。
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远离带电体,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,这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
[思考判断]
(1)摩擦起电是创造电荷的过程。(×)
(2)接触起电是电荷转移的过程。(√)
(3)玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电。(×)
知识点二 产生静电的微观解释
[观图助学]
丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒失去了电子,带正电;丝绸得到了电子,带负电;从整体上看,两物体摩擦过程中电荷守恒吗?
1.电荷守恒定律
表述:电荷既不能被创造,也不能被消灭,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。在转移过程中,电荷的总量不变。
2.摩擦起电的实质:两个不同物质组成的物体相互摩擦,由于摩擦力做功,一个物体中的电子获得能量,挣脱原子核的束缚转移到另一个物体上。根据电荷守恒定律,一个物体失去电子带正电,另一个物体得到电子带负电。
3.感应起电的实质是在附近带电体所带电荷的作用下,导体中的自由电荷从导体的一部分转移到了另一部分。
[思考判断]
(1)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷,说明通过摩擦可以创造电荷。(×)
(2)不带电的物体一定没有电荷。(×)
(3)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没。(×)
(4)感应起电过程仍符合电荷守恒定律。(√)
验电器的构造、原理及用途
1.构造
2.原理
金属箔片带同种电荷后,由于同种电荷相互排斥而张开。
3.应用
(1)检验物体是否带电。
(2)物体带电的种类。
摩擦起电适用于绝缘体,接触起电和感应起电适用于导体。
物体带电的实质是电荷发生了转移,或物体间电荷的重新分配。
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
金属结构
中性是指物体内有电荷存在,但正负电荷的绝对值相等,对外不显电性。
核心要点  三种起电方式的理解
[观察探究]
(1)用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的小球,会观察到什么现象?为什么。
答案 金属箔片张开。当带电的物体与验电器上面的金属球接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开。
(2)观察下述操作过程,会观察到什么现象?为什么。
答案 C在远处,金属箔片不张开,C移近后金属箔片张开,枕形导体分开,金属箔片仍张开,移走C,金属箔片张开。因为同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
[探究归纳]
三种起电方式的比较
方式
内容  
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生条件
两不同绝缘体摩擦时
导体靠近带电体时
导体与带电体接触时
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
导体带上与带电体电性相同的电荷
[试题案例]
[例1] (多选)关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是(  )
A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体
解析 摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电,此过程并非创造了电荷,而是总电荷量守恒,A错误,B正确;感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分,是电荷在同一导体内部发生了转移,C正确,D错误。
答案 BC
[例2] (多选)如图所示,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.先使乙球瞬时接地,再移走棒
导体与大地组成一个大的导体,则该导体为近端,带异种电荷,地球为远端,带同种电荷
解析 由于静电感应,甲球感应出正电荷,乙球感应出负电荷,把两球分开后,它们带上了等量异种电荷,所以A正确;若先将棒移走,则两球不会有静电感应现象产生,所以不会带上电荷,B错误;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;若使乙球瞬时接地,则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走,再将棒移走,由于甲、乙是接触的,所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上,结果是两球都带上了正电荷,所以D正确。
答案 ACD
[针对训练1] (多选)如图所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器上的金属小球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则(  )
A.金属球A可能不带电
B.金属球A一定带正电
C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电
解析 验电器的金属箔片之所以张开,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片带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷“上移”,从而使两金属箔片张角减小,选项C正确,B错误;如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷,而远离B球的一面出现正的感应电荷。A球上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,从而使金属箔片张角减小,选项A正确,D错误。
答案 AC
核心要点  产生静电的微观解释
[观察探究]
甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触了一下,结果两小球都没电了!电荷到哪里去了呢?是否违背了电荷守恒定律?
答案 两球都没电了,说明原来的两球带等量异种电荷,两球接触时,正、负电荷中和了,不违背电荷守恒定律。
[探究归纳]
1.对电荷守恒定律的理解
电荷守恒定律是自然界最基本的规律之一,任何电现象都遵守电荷守恒定律。
实例:一个高能光子可以产生一对正、负电子,一对正、负电子可同时湮没,转化为光子。带电粒子总是成对产生或湮没,电荷的代数和不变。
2.三种带电的微观解释
方式
内容  
摩擦起电
感应起电
接触带电
微观解释
不同物质的原子核对核外电子的约束力不同,摩擦时电子从一物体转移到另一物体
导体中的自由电子受到带电体对它的排斥(或者吸引),而移向导体的远端(或者近端)
电荷间的相互作用,使得自由电子在带电体和导体上转移,且重新分布
实质
均为电荷在物体之间或物体内部的转移
3.接触起电现象中电荷量的分配(两个完全相同的金属球)
带同种电荷(Q1和Q2)接触后平分原来的所带电荷的总和,即Q1′=Q2′=。
带异种电荷(Q1和-Q2)接触后先中和后平分,即Q1′=Q2′=。
带等量异种电荷的两个物体接触时,经过电荷的转移,物体达到电中性。
[试题案例]
[例3] 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=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属球接触。在接触后,A、B带电荷量各是多少?此过程中电子如何转移?转移了多少个电子?
解析 由于QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,根据电荷均分规律,两球接触时带电荷量相同,则QA′=QB′==1.6×10-9 C。两球接触时,自由电子由B向A转移,转移电子的个数n===3.0×1010(个)
答案 均为1.6×10-9 C 自由电子由B向A转移 3.0×1010个
[针对训练2] 完全相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个完全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大小之比为多少?
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多少?
解析 (1)设A、B带同种电荷,带电荷量均为q,则A、C接触后,A、C带电荷量为qA=qC=q。
C与B球接触后,B、C所带电荷量为qB=qC′==q。
故A、B带电荷量大小之比为==。
(2)设qA=+q,qB=-q。
则C与A接触后,A、C带电荷量为qA=qC=+q。
C与B接触后,B、C带电荷量为qB=qC″==-q,
故A、B带电荷量大小之比为==。
答案 (1)2∶3 (2)2∶1
[针对训练3] 目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克带的电荷量为e,d夸克带的电荷量为-e,e为元电荷,下列论断中可能正确的是(  )
A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
解析 质子H带电荷量为2×e+=e,中子n带电荷量为e+2×=0,可见B正确。
答案 B
1.(对三种起电方式的理解)人站在绝缘板上,手扶着起电机,头发竖起来,则头发带电的方式属于(  )
                   
A.摩擦起电
B.接触起电
C.感应起电
D.以上方式都不属于
解析 通过接触的方式使人与起电机带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以人的头发才会竖起来,B正确。
答案 B
2.(感应起电的理解)如图所示,不带电的导体B在靠近带正电的导体A后,P端和Q端分别感应出负电荷和正电荷,则以下说法正确的是(  )
A.若用导线将Q端接地,然后断开,再取走A,则导体B将带负电
B.若用导线将Q端接地,然后断开,再取走A,则导体B将带正电
C.若用导线将Q端接地,然后断开,再取走A,则导体B将不带电
D.若用导线将P端接地,然后断开,再取走A,则导体B将带正电
解析 导体B靠近带正电的导体A后,由于静电感应,靠近A的P端感应出负电荷,而远离A的Q端感应出等量的正电荷。接地后,导体B与大地成为一个新的导体,无论哪一端接地,大地都是这个新导体的远端,而P端仍然是近端,故负电荷仍然在P端,而Q端原来感应出的正电荷被从大地流来的负电荷中和了,断开导线,取走A后,P端的负电荷就留在导体B上,所以导体B带负电,故选A。
答案 A
3.(电荷守恒定律)两个相同的金属小球M、N,带电荷量分别为-4q和+2q。两球接触后分开,M、N所带的电荷量分别为(  )
A.+3q,-3q B.-2q,+4q
C.+2q,-4q D.-q,-q
解析 两个相同的金属小球接触,电荷先中和后均分,则有QM′=QN′===-q,选项D正确。
答案 D
4.(电荷守恒定律)(多选)一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上电荷几乎不存在了,这说明(  )
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.该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律
解析 绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界,只是小球上的电荷量减少,但是这些电子并没有消失,故A、B错误,C正确;就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷的总量仍保持不变,故D正确。
答案 CD
起电的实质——电荷的转移
一个规律——电荷守恒定律
基础过关
1.一个带电导体与另一个不带电导体接触,下列说法正确的是(  )
A.两物体一定带异种电荷
B.两物体一定带同种电荷
C.两物体一定带不等量的同种电荷
D.两物体一定带等量的同种电荷
解析 一个带电导体与另一个不带电导体接触,电荷会发生转移,所以一定带同种电荷,选项A错误,B正确;若两个导体完全相同,则两个导体带等量的同种电荷,否则两个导体带不等量的同种电荷,选项C、D错误。
答案 B
2.某次实验中,老师用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近锡箔屑,发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速地向空中散开,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电
B.锡箔屑被吸引过程是减速过程
C.最后锡箔屑散开是因为碰撞导致
D.散开时锡箔屑带正电
解析 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,带电体具有吸引轻小物体的性质,锡箔屑被吸引,锡箔屑在被吸引到玻璃棒上之前不带电,锡箔屑被吸引到玻璃棒上后带正电,故A错误;锡箔屑被吸引过程是加速过程,故B错误;最后锡箔屑散开主要是因为锡箔屑带正电,而同种电荷相互排斥,故C错误,D正确。
答案 D
3.如图所示,放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B用导线经开关接地,现把S先闭合再断开,再移走A,则导体B(  )
A.不带电 B.带正电
C.带负电 D.不能确定
解析 根据静电感应现象和电荷间的相互作用,可知S闭合之前B的a端带负电荷,b端带等量正电荷,S先闭合再断开,再移走A,导体B带负电,故选项C正确。
答案 C
4.(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦,实验结果如图所示,由此对摩擦起电的说法正确的是(  )
A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子
B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷
C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等
D.同一物体与不同种类的物体摩擦,该物体所带电荷种类可能不同
解析 两物体摩擦时是否得失电子取决于原子核对电子的束缚力大小,A错误;由于摩擦起电的实质是电子的得失,所以两物体带电种类一定不同,数量相等,B错误,C正确;由题中实验不难看出,同一物体与不同种类的物体摩擦,带电种类可能不同,D正确。
答案 CD
5.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的金属箔片张开。如图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是(  )
解析 把带电金属球移近不带电的验电器,会改变验电器上的电荷分布;由于电荷间同性相斥、异性相吸,使得验电器上靠近带电金属球的一端和其电性相反,而远离带电金属球的另一端和其电性相同,故选项B正确。
答案 B
6.(多选)关于摩擦起电现象,下列说法正确的是(  )
A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体上
C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷
D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同种电荷
答案 BC
能力提升
7.(多选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金属箔片。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时(  )
A.A端金属箔片张开,B端金属箔片闭合
B.用手触摸枕形导体B端后,A端金属箔片仍张开,B端金属箔片闭合
C.用手触摸枕形导体B端后,将手和C都移走,两对金属箔片均张开
D.选项A中两对金属箔片分别带异种电荷,选项C中两对金属箔片带同种电荷
解析 根据静电感应的原理知,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现了负电荷,在B端出现了正电荷,相应的金属箔片上带同种电荷,则A端和B端金属箔片均张开,选项A错误;用手触摸枕形导体B端后,B端不再带正电,金属箔片闭合,选项B正确;用手触摸枕形导体B端后,只有A端带负电,将手和C都移走,不再产生静电感应,A端所带负电荷便会分布在整个枕形导体上,A、B端均带负电,两对金属箔片均张开,选项C、D正确。
答案 BCD
8.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近导体的带正电金属球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是(  )
A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且QB>QA
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QB=QA
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QB>QA
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而QA、QB的值与所切的位置有关
解析 静电感应使得A端带正电,B端带负电。导体原来不带电,只是在C中正电荷的作用下,导体中的自由电子向B端移动,使B端有多余的电子而带负电,A端少了电子,而带正电。A端移去的电子数目和B端多余的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷总量是相等的,但由于电荷之间的作用力与距离有关,自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的,这样导致电子在导体上的分布不均匀,越靠近B端,负电荷密度越大;越靠近A端,正电荷密度越大,因此从不同位置切开时,QA、QB的值是不同的,D正确。
答案 D
9.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。
实验
操作
步骤一:手持有机玻璃棒,用力将两块起电板快速摩擦后分开
步骤二:将其中一块起电板插入金属箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球)
步骤三:将两块起电板同时插入空心金属球
实验
图解
实验
现象
金属箔片张开
金属箔
片闭合
根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题:
(1)步骤二的实验现象说明:________________________________;
(2)步骤三的实验现象说明:________________________________;
(3)该研究性实验________(填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律。
解析 用力将两块起电板快速摩擦后分开,两块起电板带上了等量异种电荷。步骤二中空心金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象,故金属箔片张开;步骤三中两块起电板同时插入空心金属球,总电荷量为零,不发生静电感应现象,故金属箔片不张开。该实验能验证电荷守恒定律。
答案 (1)起电板使验电器感应起电 (2)两块起电板带有等量异种电荷 (3)能
10.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中A小球带有3×10-3 C的正电荷,B小球带有2×10-3 C的负电荷,小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球所带的电荷量分别为多少?
解析 C、A接触后分开,A、C所带的电荷量均为 C=1.5×10-3 C,再让小球B与小球A接触后分开,A、B所带的电荷量为 C=
-2.5×10-4 C,最后让小球B与小球C接触后分开,B、C所带的电荷量均为 C=6.25×10-4 C,故最终三小球所带的电荷量分别为qA=-2.5×10-4 C,qB=6.25×10-4 C,qC=6.25×10-4 C。
答案 qA=-2.5×10-4 C qB=6.25×10-4 C qC=6.25×10-4 C

课件33张PPT。课标要求
1.通过实验,了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。了解生产生活中关于静电的利用与防护。
2.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
3.知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。第1节 静电的产生及其微观解释知识点一 静电的产生俯视逆时针转动    俯视顺时针转动
观察上图现象你可以得出什么结论?[观图助学]观察上图现象,思考电荷是如何移动的?1.电荷
(1)电荷量:电荷的_______。在国际单位制中,电荷量的单位为______,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_______ 。多少库仑库排斥吸引负电正电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。
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,这种现象叫做静电感应。利用_________使金属导体带电的过程叫做感应起电。转移远离异号同号静电感应[思考判断]
(1)摩擦起电是创造电荷的过程。( )
(2)接触起电是电荷转移的过程。( )
(3)玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电。( )×√×知识点二 产生静电的微观解释
[观图助学]丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒失去了电子,带正电;丝绸得到了电子,带负电;从整体上看,两物体摩擦过程中电荷守恒吗?1.电荷守恒定律
表述:电荷既不能被创造,也不能被______,只能从物体的一部分转移到______ ______,或者从一个物体转移到_____________。在转移过程中,电荷的_______不变。
2.摩擦起电的实质:两个不同物质组成的物体相互摩擦,由于摩擦力做功,一个物体中的电子获得能量,挣脱原子核的束缚转移到另一个物体上。根据电荷守恒定律,一个物体失去电子带____电,另一个物体得到电子带____电。
3.感应起电的实质是在附近带电体所带电荷的作用下,导体中的__________从导体的一部分转移到了另一部分。消灭另一
部分另一个物体总量正负自由电荷[思考判断]
(1)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷,说明通过摩擦可以创造电荷。( )
(2)不带电的物体一定没有电荷。( )
(3)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没。( )
(4)感应起电过程仍符合电荷守恒定律。( )×××√[观察探究]
(1)用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的小球,会观察到什么现象?为什么。核心要点三种起电方式的理解答案 金属箔片张开。当带电的物体与验电器上面的金属球接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开。(2)观察下述操作过程,会观察到什么现象?为什么。答案 C在远处,金属箔片不张开,C移近后金属箔片张开,枕形导体分开,金属箔片仍张开,移走C,金属箔片张开。因为同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 [探究归纳]
三种起电方式的比较[试题案例]
[例1] (多选)关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是(  )A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体解析 摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电,此过程并非创造了电荷,而是总电荷量守恒,A错误,B正确;感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分,是电荷在同一导体内部发生了转移,C正确,D错误。
答案 BC[例2] (多选)如图所示,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.先使乙球瞬时 ,再移走棒导体与大地组成一个大的导体,则该导体为近端,带异种电荷,地球为远端,带同种电荷接地解析 由于静电感应,甲球感应出正电荷,乙球感应出负电荷,把两球分开后,它们带上了等量异种电荷,所以A正确;若先将棒移走,则两球不会有静电感应现象产生,所以不会带上电荷,B错误;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;若使乙球瞬时接地,则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走,再将棒移走,由于甲、乙是接触的,所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上,结果是两球都带上了正电荷,所以D正确。
答案 ACD[针对训练1] (多选)如图所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器上的金属小球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则(  )A.金属球A可能不带电
B.金属球A一定带正电
C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电解析 验电器的金属箔片之所以张开,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片带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷“上移”,从而使两金属箔片张角减小,选项C正确,B错误;如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷,而远离B球的一面出现正的感应电荷。A球上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,从而使金属箔片张角减小,选项A正确,D错误。
答案 AC[观察探究]
甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触了一下,结果两小球都没电了!电荷到哪里去了呢?是否违背了电荷守恒定律?
答案 两球都没电了,说明原来的两球带等量异种电荷,两球接触时,正、负电荷中和了,不违背电荷守恒定律。核心要点产生静电的微观解释[探究归纳]
1.对电荷守恒定律的理解电荷守恒定律是自然界最基本的规律之一,任何电现象都遵守电荷守恒定律。
实例:一个高能光子可以产生一对正、负电子,一对正、负电子可同时湮没,转化为光子。带电粒子总是成对产生或湮没,电荷的代数和不变。2.三种带电的微观解释3.接触起电现象中电荷量的分配(两个完全相同的金属球)[试题案例]
[例3] 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=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属球接触。在接触后,A、B带电荷量各是多少?此过程中电子如何转移?转移了多少个电子?答案 均为1.6×10-9 C 自由电子由B向A转移 3.0×1010个[针对训练2] 完全相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个完全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大小之比为多少?
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多少?(2)设qA=+q,qB=-q。答案 (1)2∶3 (2)2∶1A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成答案 B