鲁科版（2019）高中物理必修第三册1.1静电的产生及其微观解释-课件

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
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，受附近带电体影响而使导体上的电荷重新分布的现象称为静电感应。利用_________使金属导体带电的方式称为感应起电。
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
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 ，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
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)
[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∶1
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
答案:B
谢 谢