(共51张PPT)
在雷雨天,不同的云团靠近到一定的距离时,就会放电即产生雷电现象;若云团与地面上的树木、建筑物或人体间产生放电现象,就发生雷击.在天气干燥时,用塑料梳子梳头发,梳子会吸引头发;在脱下身上穿的毛衣时,会听到劈啪的响声,夜晚还会看到火花,这些都是因为摩擦起电所造成的.除了摩擦起电,还有其他方法使物体带电吗?现代社会中,从生产到生活,电的应用越来越广泛,电学知识的重要性毋容置疑,那么研究电学从什么地方入手呢?课程标准对我们高中生又提出了哪些要求呢?教材本章内容的设置,基于课程标准中的以下两条要求:
(1)了解静电现象及其在生活和生产中的应用.用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象.课程标准要求学生应知道一个物体带电是由于电子的得与失,根据电荷守恒的知识知道物体带电是由于电子的转移,一个物体由于缺少电子带正电,必有另一物体得到了多余的电子带负电,而系统的电荷是不变的.
(2)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法.知道两个点电荷间相互作用的规律.通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性.本条目要求学生不仅要知道点电荷的物理意义,更要知道在具体的物理情境中建立点电荷模型的条件,以使学生体验物理模型的研究方法,并能在其他场合中尝试运用这种方法研究物理问题.本条目还要求学生知道库仑定律与静电力恒量,知道真空中的库仑定律及其应用,了解介质对静电作用的影响;知道利用点电荷间的相互作用规律处理复杂的带电体之间的静电力作用的思路.本条目第三点要求是“通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性.”
1.1 静电现象与电荷守恒
在干燥的冬天,你也许有过这样的经历:当你经过铺有地毯的走道来到房间门口,在伸手接触金属门把的一刹那,突然听到“啪”的一声,手被麻了一下,弄得你虚惊一场.是谁在恶作剧?
1.基本定义
具有吸引轻小物体的性质的物体带了电荷,自然界中只存在着两种电荷,即正电荷、负电荷.
2.要点剖析
(1)电荷是物质的一种固有属性.
组成物质的原子,由带负电的核外电子和带正电的原子核组成,由于通常情况下负电与正电的数量相等,物体并不显示电性.
(2)使物体带电的方法:
①摩擦起电是由于相互摩擦的物体间的电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷.玻璃棒与丝绸摩擦时,由于玻璃棒容易失去电子而带正电;硬橡胶棒与毛皮摩擦时,由于硬橡胶棒容易得到电子而带负电.
②感应起电是指利用静电感应使物体带电的方式.例如:如图甲所示,将导体A、B接触后去靠近带电体C,由于静电感应,导体A、B上分别带上等量异种电荷,这时先把A、B分开,然后移去C,则A和B两导体上分别带上了等量异种电荷,如图乙所示.
③接触带电比较简单,指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开,而使不带电的导体带上电荷的方式.
(3)电荷的多少叫做电荷量,其单位是库仑,国际符号C.
3.思维拓展
(1)电荷间的相互作用
电荷在它的周围空间形成电场(下一节学习),电荷间的相互作用就是通过电场发生的.同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.
(2)检验物体是否带电的方法:
①看是否吸引轻小的物体,吸引者带电.
②用验电器.当物体接触验电器金属球后,其两金属箔片张开(同种电荷相斥而张开),物体就带电.
(3)三种起电方式的比较
摩擦起电 感应起电 接触起电
产生 两种不同绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触时
现象 两绝缘体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷 导体带上与带电体相同的电荷
原因 不同物质对电子的束缚能力不同,导致电子的得失.束缚能力强的得电子,带负电;束缚能力弱的失电子,带正电 异体中的自由电荷(电子)发生转移,使电荷重新分布,结果使靠近带电体一端所带的电荷电性与带电体相反;远离带电体一端与带电体所带电荷电性相同,即“近异远同” 电荷在相互作用下,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
4.易误警示
(1)电并不是附着在物体上的,物质本身就有电,原子核就带正电,原子核外的电子就带负电.在正常情况下,物体原子中正、负电荷等量,物体呈中性.当物体失去一部分电子时,就带正电,物体获得多余电子,就带负电.
(2)摩擦起电的实质是电荷的转移,相互摩擦的两物体摩擦后带何种电荷,取决于原子对电子的束缚能力,对电子束缚能力强的得到电子,从而带负电;对电子束缚能力弱的失去电子,从而带正电.
(3)两相同物体摩擦不会起电,只有不同种的两物体,因它们原子核对核外电子束缚能力不同,摩擦才能起电,这种束缚能力相差越大,摩擦越容易起电.
1.经典表述
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.
2.寻求源头
各种起电及电荷中和的本质,均是电子的转移,微观上组成系统的正电荷(质子)与负电荷(电子)总数并没有发生变化,只是宏观上表现出的带正电、带负电、不带电的不同.
3.应用技巧
(1)正负电荷接触后先发生电荷的中和,若两带电体相同,则二者均分总净电荷量.
(2)电荷守恒定律是自然界重要的基本规律之一.
1.基本定义
电子所带电荷量是最小电荷量,人们把这个最小电荷量叫做元电荷,用e表示.
2.要点剖析
(1)实验表明,所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍,e=1.602 177 33×10-19 C,计算中可取e=1.60×10-19 C.这是由美国物理学家密立根设计的油滴实验,取得了上千组数据后,得到的结论.
感应起电
提出
问题 为什么带电棒靠近(并未接触)验电器的金属球,验电器的指针就会偏转
猜想与假设 当带电棒靠近(并未接触)验电器的金属球时,由于同种电荷相排斥,异种电荷相吸引,使验电器的金属球与指针分别带了异种电荷
进行实验与收集证据 1.让带电棒靠近(并未接触)验电器的金属球,观察验电器的指针是否会偏转
2.移走带电棒观察验电器的指针的偏转情况
3.让带电棒靠近(并未接触)验电器的金属球,用手触摸一下验电器的金属球,再移走带电棒观察验电器的指针的偏转情况
感应起电
分析与结论 分析:上述过程1中验电器的指针会偏转,说明验电器的指针带了电;过程2中验电器的指针不再偏转,说明验电器的金属球与指针分别带的异种电荷发生了中和,都恢复到不带电状态;过程3中验电器的指针仍偏转,是因为用手触摸金属球时,金属球上的电荷流入大地,只有指针带电,将手和带电棒移走后,指针所带电荷便分布指针和金属球上,指针仍能偏转
结论:将电荷移近不带电的导体,可以使导体中电荷重新分布,这种现象叫做静电感应
如下图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电.则以下说法中正确的是( )
A.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等
B.若A不动,将B沿图中aa′分开,则两边的电荷量大小可能不等,与如何分有关
C.若A向B逐渐靠近,在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化
D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变
【解析】 由于B导体中存在大量自由电子,在带正电的A的作用下,B中部分电子会被A吸引到左端而出现负电荷,右端由于缺少同样数量的电子而出现正电荷,所以A选项正确.
根据电荷守恒定律,B中总电荷量仍为零.即使沿aa′分开B,只要B与外界没有电荷交换,B的左右两部分的电荷量总是等量异种,所以B选项错误.
A向B逐渐靠近的过程中,B的左右部分异种电荷数量总是同步变化,但不连续变化;这是由于任何带电体的电荷量都不是连续的,只能是基本电荷量(e=1.60×10-19 C)的整数倍,所以C选项错误.
A、B间接触后,A上部分正电荷转移到B上,这就发生了接触起电现象,虽然B的净电荷增加,但A、B的总电荷量保持不变.所以D选项正确.
【答案】 AD
感应起电的实质也是电子的转移,同样遵循电荷守恒定律.
1.如右图所示,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.先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开
D.棒的带电荷量不变,两导体球不能带电
【解析】 当将带电棒靠近导体球时,两个导体球上由于静电感应分别带上等量异种电荷,因此选项A对、B错.带电棒与导体球接触后,导体球上带上同种电荷,C对、D错.
【答案】 AC
有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电荷量Q1=6.4×10-9 C,Q2=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少个?
【答案】 电子由B球转移到A球,转移了3.0×1010个电子.
用带电物体与不带电物体接触或两个带相反电荷但所带电荷量不同的物体相接触,都可以使物体带电.前一种情况是两物体带同种性质的电荷,如果两个物体相同则平分电荷量,后一种情况是两个物体先中和相同量的异种电荷,然后分配剩余电荷.
2.已知π+介子、π-介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的,它们所带的电荷量如下表所示,表中e为元电荷.
【答案】 AD
如右图所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金属箔片张角减小,则( )
A.金属球可能不带电
B.金属球可能带负电
C.金属球可能带正电
D.金属球一定带负电
【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所带电荷量的多少.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逐渐“上移”,从而使两金属箔片的张角减小,选项B正确,同时否定选项C.
如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应,使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷,而背向B球的端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,从而使金属箔片的张角减小,选项A正确,同时否定选项D.
【答案】 AB
验电器可以判断物体是否带电、带电荷的种类和电荷量的多少.当带电体靠近验电器导体棒上端或接触导体棒上端时,验电器的金属箔片都会张开.但要注意区分带电体靠近验电器金属球和接触金属球验电器所带电荷的不同.利用验电器除了能试探电荷,还能演示静电感应.
3.如图所示,带正电的金属球A靠近验电器B,则( )
A.验电器金属箔片不张开,因为球A没有和B接触
B.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金属箔片张开,因为验电器下部金属箔片都带上了正电
【解析】 A球带正电,靠近验电器B时发生静电感应,验电器上部金属球带负电,下端金属箔片带正电而张开.
【答案】 D
1.电荷:自然界中存在正、负两种电荷,物体所带电荷的多少叫做 ,符号:Q,单位:库仑(C).
2.摩擦起电
用丝绸摩擦过的玻璃棒带 ,丝绸带等量的 ,是因为 上的部分电子转移到 上;用毛皮摩擦过的橡胶棒带 ,毛皮带 ,是因为 上的部分电子转移到 上.
电荷量
正电
负电
玻璃棒
丝绸
负电
正电
毛皮
橡胶棒
3.感应起电
把电荷移近不带电的导体,导体两端出现 电荷,这种现象称为 ,利用这种方式使物体带电叫做 .实质: 从导体的一部分 到另一部分.
4.电荷守恒定律:电荷既不能 ,也不能 ,只能从一个物体 到另一个物体,或者从物体的一部分 到另一部分.
5.元电荷:物体所带的最小电荷量,即质子或电子的电荷量的绝对值e=1.6×10-19 C,所有带电体的电荷量一定是e的 倍.
等量异种
静电感应
感应起电
电子
转移
创造
消灭
转移
转移
整数
1.(考查点:静电感应现象)电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为( )
A.这是灰尘的自然堆积
B.玻璃有极强的吸附灰尘的能力
C.电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘
D.电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘
【解析】 该现象是一种静电现象,即电视机在工作的时候,屏幕表面由于有静电而吸附轻小物体灰尘,即D选项正确.
【答案】 D
2.(考查点:电荷守恒定律)一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了.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】 绝缘小球上负电荷减少是由于电子通过空气导电转移到外界,小球上电荷量减少,但是这些电子并没消失;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,遵循电荷守恒定律.
【答案】 CD
3.(考查点:电荷的相互作用)如右图所示,挂在绝缘细线下的轻质带电小球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )
A.甲图中两球一定带异种电荷
B.乙图中两球一定带同种电荷
C.甲图中两球至少有一个带电
D.乙图中两球至少有一个带电
【解析】 两球相互吸引的可能有两个:一是带异种电荷;二是一个带电,另一个被感应带电后吸引,因此A错误,C正确;两球相斥一定是带同种电荷,故B正确,D错误.
【答案】 BC
4.(考查点:电荷守恒定律)M和N是两个都不带电的物体.它们互相摩擦后,M带正电荷1.60×10-19 C,下列判断正确的有( )
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1.60×10-19 C
D.M在摩擦过程中失去1.60×10-19 C电子
【解析】 M失去电子带正电,N得到电子带负电.
【答案】 BC
5.(考查点:带电体的电荷量)导体A带5Q的正电荷,另一完全相同的导体B带Q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体的带电荷量为( )
A.-Q B.Q
C.2Q D.4Q
【答案】 C
练考题、验能力、轻巧夺冠(共31张PPT)
1.3 静电与生活
雷雨时,如果你出门在外:不宜在山顶、山脊或建筑物顶部停留;不宜在铁栅栏、金属晒衣绳、架空金属体以及铁路轨道附近停留;不宜在孤立的大树或烟囱下停留……这是为什么?
1.基本定义
带电云层之间、云层与地面之间由于高压而击穿空气放电,形成强大电流,电流生热使空气发光产生闪电,空气受热突然膨胀发出巨响形成雷声.
2.要点剖析
(1)云层聚集大量电荷是由于摩擦起电;地面聚集电荷是由于靠近地面的带电云层使地面发生静电感应而带电.
(2)尖端放电
①空气的电离
电荷在导体表面的分布与导体的弯曲程度有关,导体表面突出和尖锐的地方,电荷的分布密集,容易使分子中的正负电荷分离,这个现象叫做空气的电离.
②尖端放电
空气中的中性分子被电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子,这些带电粒子在强电场的作用下加速、撞击空气中的分子使它们进一步电离,产生更多的带电粒子,那些所带电荷与尖端电荷电性相反的粒子由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这个现象叫尖端放电.
(3)尖端放电的应用和防止
①避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施.如右图所示,通过避雷针的尖端放电后,建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击.
②尖端放电会导致高压设备上的电能的损失,所以高压设备中导体的表面做得尽可能的光滑.
要点剖析
(1)静电喷涂与静电植绒原理
设法使油漆微粒带电,油漆微粒在电场力的作用下向着作为电极的工件运动,并沉积在工件的表面,完成喷漆的工作,这就是静电喷涂.使绒毛带电,可以使绒毛植在涂有黏着剂的纺织物上,形成像刺绣似的纺织品,这就是静电植绒.
(2)静电复印原理
静电复印可以迅速、方便地把图书、资料、文件复印下来,静电复印机的中心部件是一个可以旋转的接地的铝质圆柱体,表面镀一层半导体硒,叫做硒鼓.半导体硒有特殊的光电性质:没有光照射时是很好的绝缘体,能保持电荷;受到光的照射立即变成导体,将所带的电荷导走.
复印每一页材料都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤,这几个步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的.充电:由电源使硒鼓表面带正电荷.曝光:利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上,如上图甲硒鼓上字迹的像,是没有光照射的地方,保持着正电荷,其他地方受到了光线的照射,正电荷被导走,这样,在硒鼓上留下了字迹的“静电潜像”,这个像我们看不到,所以称为潜像.显影:带负电荷的墨粉被带正电荷的“静电潜像”吸引,并吸附在“静电潜像”上(如图乙),显出墨粉组成的字迹.转印:带正电荷的转印电极如图丙使输纸机构送来的白纸带正电荷,带正电荷的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触,将带负电荷的墨粉吸到白纸上.
此后,吸附了墨粉的纸被送入定影区,墨粉在高温下熔化,浸入纸中,形成牢固的字迹,硒鼓则经过清除表面残留的墨粉和电荷,准备复印下一页材料.图丁表示复印的全过程.
要点剖析
(1)静电的危害
静电是一种常见的现象.在天气干燥时用塑料梳子梳头发,梳子会吸引头发,有时还会听到响声;脱下尼龙衣服,有时会听到响声,在黑暗中还能看到火花.静电是由摩擦产生的,当电荷积累相当多,带电物体之间的电势差达到一定程度时,带电物体之间会产生火花放电,我们就会看到火花,听到声音.
静电会给人们带来麻烦,甚至造成危害.在印刷厂里,纸张之间摩擦带电,会使纸张粘在一起,难于分开,给印刷带来麻烦;在印染厂里,棉纱、毛线、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃,使印染质量下降;静电对现代高精密度、高灵敏度的电子设备颇有影响,带很多静电的人,会妨碍电子计算机的正常运行,会因火花放电击穿电子仪器的某些器件.
静电的最大危害是:放电火花会点燃某些易燃物质,引起爆炸.专门用来装汽油、柴油等液体燃料的卡车,在灌油和运输过程中,燃油与油罐摩擦、撞击产生的静电,如果没有及时引走,一旦电荷积累相当多,达到相当高的电压(可达上千伏),就会产生火花放电而引起爆炸;雷电将使建筑物和动植物以及人受到致命的伤害,引发火灾;医院手术台上,静电火花会引起麻醉剂爆炸;煤矿里,静电火花会引起瓦斯爆炸;航天工业里,静电放电会干扰航天器的运行,甚至会造成火箭和卫星的发射失败;在石化工业,因静电引起的事故屡见不鲜.
(2)防止的方法
防止静电危害的基本方法是:尽快把静电引走,避免越积越多.油罐车的尾部装一条拖在地上的铁链,靠它把静电导入大地(如右图);飞机的机轮上通常装有搭地线,也有用导电橡胶做机轮轮胎的,着陆时把机身的静电引入大地;在地毯中夹杂0.05 mm~0.07 mm的不锈钢丝导电纤维,对消除静电能起到很好的效果;湿度增大时,电荷随时放出,可以避免静电积累,工厂里保持一定的湿度,可以消除静电危害.潮湿的天气不容易做好静电实验,也是这个道理.
避雷针为什么能避雷
提出问题 避雷针为什么能避雷
猜想与
假设 带电的物体容易从其尖端放电
进行实验与收集证据 利用感应圈将8~10 V的低压变成高压,看到火花放电是在两个放电针的尖端之间进行的
分析与结论 实验现象说明,带电的物体容易从其尖端放电,避雷针正是利用了这一特点.云层运动摩擦产生静电,运动至建筑物附近时,建筑物上的避雷针由于静电感应也带了电而通过避雷针的尖端放电(规模较小),避免了危害较大的雷电的产生
下列说法正确的是( )
A.静电除尘的原理是让灰尘带上电荷,然后在电场力的作用下,奔向并吸附到异性电极上
B.静电复印的原理是让油墨带上电荷,然后在电场力的作用下奔向并吸附到带异种电荷的白纸上
C.静电喷涂的原理是让油漆带上电荷,然后在电场力的作用下,奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D.静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方
【解析】 灰尘很容易吸附电子,这时吸附负电荷的灰尘在电场力作用下,被吸附到带正电荷的圆筒上;静电复印和静电喷涂是分别使油墨和油漆带电.在电场力作用下吸附到带异种电荷的预期部位;静电复印曝光时,在光学系统作用下,将原稿图象投射到感光板上,并使其形成静电潜象的过程,曝光时,感光板亮区光导体导通,表面电荷迅速消失(亮衰),暗区光导体绝缘表面电荷基本保持(暗衰).
【答案】 ABC
明确利用静电的基本方法和原理是分析解决实际问题的基础.
下列措施中,属防止静电危害的是( )
A.油罐车后有一条拖在地面上的铁链条
B.小汽车上有一根露在外面的小天线
C.在印染厂中保持适当的湿度
D.在地毯中夹杂0.05 mmn~0.07 mm的不锈钢丝导电纤维
【解析】 注意静电所能产生的危害及静电的特点,根据静电的特点采取相关措施,以达到防止静电的危害.
油罐车后装一条拖在地面上的铁链条,可以及时导走油罐车上产生(摩擦等原因)的静电荷,避免电荷越积越多,从而产生高压放电,使油罐车起火爆炸,所以A项正确.在地毯中夹杂不锈钢丝导电纤维,同样是为了导走摩擦产生的静电荷;而保持印染厂空气适当湿度,是为了使静电荷及时散失,避免干扰印染的质量,所以C、D项正确.而在小汽车外露出一根小天线,是为了接收电磁波(收音机等),如果小天线不露在汽车外,车内处于被金属包围的环境中,良好地被静电屏蔽了,无法收到无线电信号,因此B项错.所以A、C、D三项正确.
【答案】 ACD
1.静电的危害及防止
危害在于静电的 .
防止方法:尽快 ,如油罐车利用 ;纺织车间利用 等.
2.静电的应用: .
吸附作用与放电作用
导走静电
铁链接地
潮湿的空气导电
静电除尘,静电植绒,静电喷涂,静电
分选,静电复印
1.(考查点:尖端放电现象)避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )
A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷
C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入大地
D.以上解释都不正确
【解析】 带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针尖端感应出与云层电性相反的静电,达到一定程度就向空中放电,中和云层中的电荷,从而避免遭受雷击,故B正确.
【答案】 B
2.(考查点:静电的防止)专门用来运输柴油、汽油的油罐车,在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链,对它的作用下列说法正确的是( )
A.让铁链与路面摩擦产生静电,使油罐车积累一定的静电荷
B.让铁链发出声音,以引起其他车辆的注意
C.由于罐体与油摩擦产生了静电,罐体上的静电被铁链导入大地,从而避免了火花放电
D.由于罐体与油摩擦产生了静电,铁链将油的静电导入大地,从而避免了火花放电
【解析】 在运输柴油、汽油时,由于上下左右颠簸摇摆,造成油和油罐的摩擦而产生静电,汽车轮胎导电性能不好,难以把静电导入大地,一条拖在地上的铁链就能避免静电的积累,故C正确.
【答案】 C
3.(考查点:静电的利用)电子空气净化器(见课本P17图1-15)中,利用了净电的装置是( )
A.网格 B.带正电的网格
C.带负电的网格 D.活性炭过滤器
【解析】 在电子空气净化器中,带正电的网格吸附空气中带负电的微粒,带负电的网格吸附空气中带正电的微粒,均利用了静电,故B、C正确.
【答案】 BC
4.(考查点:静电现象)阴极射线管电脑显示器的玻璃荧光屏容易布满灰尘,这主要是因为( )
A.灰尘的自然堆积
B.玻璃有极强的吸附灰尘的能力
C.电脑工作时,荧光屏表面有静电而吸附灰尘
D.电脑工作时,荧光屏表面温度较高而吸附灰尘
【解析】 阴极射线管电脑显示器工作时,玻璃荧光屏会产生静电,从而吸附轻小的物体,如灰尘.
【答案】 C
练考题、验能力、轻巧夺冠(共37张PPT)
1.2 探究电荷相互作用规律
用软纸与两张塑料透明片摩擦,然后把它们相互靠近,两张塑料片之间会发生什么作用?反复实验几次,探究分析它们之间的作用力的大小可能跟哪些因素有关.
1.基本定义
带电体是一个带电的几何点,叫做点电荷.
2.要点剖析
(1)点电荷的作用:既排除了带电体的形状大小的影响,又广泛适用于各种带电体(因为任何带电体都可看做是由许多点电荷组成的).
(2)点电荷的区别是电荷量的多少和电性的正负.
(3)点电荷是理想模型,点电荷不占空间大小.实际的带电体在下列几种情况下可视为点电荷:
①带电体的几何线度远小于带电体间的距离;
②带电体间相互作用力大小跟带电体的形状、大小几乎没有关系.
1.经典表述
在真空中两个点电荷之间的相互作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
2.公式形式
3.适用条件
(1)库仑定律只适用于点电荷,通常在不计电荷本身线度的情况下,库仑定律也适用.
(2)上式仅适用于真空中.
(3)库仑定律是宏观带电体通过实验总结出来的,是研究静止点电荷间相互作用力的基本规律,它也适用于微观粒子(如质子、电子)间的相互作用.
具体方法请参见例2.
(2)点电荷与带电体间的库仑力
利用等效替代的方法可把复杂的、不规则的研究对象变为简单的、规则的模型,使问题得到解决.具体方法请参见例3.
电荷间相互作用力的大小跟什么有关
提出问题 电荷间相互作用力的大小跟什么因素有关
猜想与假设 1.两电荷间距离
2.两电荷电荷量
进行实验与收集证据 1.按课本P11图1-8装置,保持电荷量不变,改变A球的位置;位置不同,偏角不同,且距离越近,偏角越大,说明小球所受电力越大,即两球距离越小,电荷间相互作用力越大
2.A球放在同一位置,增大或减小其所带电量.带电量越大,偏角越大,说明小球所受电力越大,即带电量越大,电荷间相互作用力越大
分析与结论 与电荷间相互作用力有关的因素:
1.两电荷间距离:距离越近,电荷间相互作用力越大
2.两电荷电荷量:电荷量越大,电荷间相互作用力越大
如右图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( )
【答案】 D
由于对万有引力定律和库仑定律的适用条件理解不深,常会出现以下错解:
1.将a、b既可以看做质点,也可以看做点电荷,万有引力定律和库仑定律都适用,选A.
2.a、b既不能看做质点,也不能看做点电荷,万有引力定律和库仑定律都不适用,选B.
【答案】 D
【答案】 C
2.两个固定的点电荷A和B,分别带有正电荷q和9q.它们之间的距离为L,现要在A、B的连线上放入点电荷C,为使C受到的静电合力为零,则C应在什么位置?
(2009年浙江高考理综卷)如下图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处于静止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为( )
【答案】 C
库仑力和重力、弹力、摩擦力等力学中的其他力相同,在分析有库仑力存在的物体的受力情况时,力学中的一些规律、方法仍然适用.
3.如右图所示,两个质量均为m的带电小球,带相同的电荷量,用长为L的细线挂在同一点上,静止时两线夹角为2θ.若小球的半径可以忽略不计,求每个小球上的电荷量.
1.库仑定律
(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们的电荷量的乘积成 ,跟它们间的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的 上.
(3)适用范围: 中两个 之间的作用力.
正比
反比
连线
真空
点电荷
2.点电荷:带电体间的距离比它们自身的大小 ,以至其形状和大小对相互作用力的影响可以 .
大得多
忽略不计
【答案】 D
【答案】 B
3.(考查点:库仑力大小的确定)如右图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一 条来表示,它应是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
【解析】 对小球c研究,c受a的斥力F斥,c受b的吸引力F引,若F斥=F引,则两力的合力沿水平方向,由于F引>F斥,则c球受静电力的合力应为F2.
【答案】 B
4.(考查点:库仑力大小的确定)把质量是2.0×10-3 kg的带电小球B用细线悬挂起来,如右图所示.若将带电荷量为4.0×10-8 C的小球A靠近B,平衡时细线与竖直方向成45°角,A、B在同一水平面上,相距0.30 m,试求:
(1)A球受到的静电力为多大?
(2)B球所带电荷量为多少?
【答案】 (1)2.0×10-2 N (2)5.0×10-6 C
练考题、验能力、轻巧夺冠