【新教材】2020-2021学年物理鲁科版必修第三册课件：1.1 静电的产生及其微观解释43张含答案

(共44张PPT)
第1章　静电力与电场强度
第1节　静电的产生及其微观解释
一、电荷及电荷量
【思考】
我们用塑料尺在头发上摩擦几下,塑料尺就有了“魔力”,它可以吸引纸屑等小物体了,为什么?
提示:摩擦之后,塑料尺带上了“电”,从而具有了吸引轻小物体的特性。
1.电荷的种类:
判断下列情形中,物体所带电荷的种类。
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是______。?
(2)用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是______。?
(选填:A.正电荷　B.负电荷)
A
B
2.电荷间的相互作用:
用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近用毛皮摩擦过的硬橡胶
棒,两棒相互______;用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近用
硬橡胶棒摩擦过的毛皮,两者相互______。(选填:A.吸
引　B.排斥)?
3.电荷量:电荷的_____叫电荷量,常用Q或q表示,其国
际单位是_____,符号为__。
A
B
多少
库仑
C
二、起电方式
　判断下列情形中,使物体带电的方式:
甲:_________;
乙:_________;
丙:_________。
摩擦起电
接触起电
感应起电
三、电荷守恒定律的两种表述方式
1.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_____到另一个
物体;在转移的过程中,电荷的总量_____。
2.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的_______保
持不变。
转移
不变
代数和
一　三种起电方式的比较
　　方式
内容　　
摩擦起电
接触起电
感应起电
产生及
条件
两种不同物体摩擦时
导体与带电体接触时
导体靠近带电体时
实例
分析
毛皮摩擦橡胶棒
带电体接触验电器
带电体靠近验电器
　　方式
内容　　
摩擦起电
接触起电
感应起电
现象
毛皮和橡胶棒带上等量异种电荷
验电器带上与带电体相同电性的电荷
验电器两端出现等量异种电荷,且电性与带电体“近异远同”
　　方式
内容　　
摩擦起电
接触起电
感应起电
原因
毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒弱,在摩擦过程中,由于摩擦力做功,使毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电
带电体接触验电器时,带电体与验电器之间有电子转移,使验电器带电
当带电体靠近验电器时,由于电荷间的相互作用,使验电器两端带上等量异种电荷,靠近带电体一端带上与带电体电性相反的电荷,远离带电体一端带上同种电荷
　　方式
内容　　
摩擦起电
接触起电
感应起电
实质
电子得失
电子转移
电荷间相互吸引或排斥引起电子转移
【思考·讨论】
某同学甲用一带电金属棒逐渐靠近一验电器并最终接触验电器,验电器的金属箔片的夹角逐渐增大,试分析此过程中验电器的带电方式。
(物理观念)
提示:先感应起电后接触起电。
【典例示范】
把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球相互排斥,则A、B两球原来的带电情况不可能为
世纪金榜导学号(　　)
A.带等量的同种电荷　　　　
B.带等量的异种电荷
C.带不等量的异种电荷
D.一个带电,另外一个不带电
【解析】选B。接触后两小球相互排斥,说明两小球带同种电荷。若两小球原来带等量同种电荷,接触后,电荷的分布不发生变化,依然带等量同种电荷,A不符合题意;若带等量异种电荷,接触后中和,小球不再带电,B符合题意;若两小球带不等量异种电荷或一个带电一个不带电,接触后再分开都会带等量同种电荷而相互排斥,C、D不符合题意。
【规律方法】完全相同的导体球接触带电时电量分配
规律
(1)用带电量为Q的金属球与不带电的相同金属球接触,
每个小球带电量均为
,且所带电荷的性质相同。
(2)用带电量为Q1的金属球与带电量为Q2的相同金属球接触,若两球带同种电荷,则每个小球所带电量为总电量的一半;若两球带异种电荷,则先中和相同量的异种电荷,然后平分剩余电荷。
【素养训练】
(多选)
如图所示,把架在绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近,导体的A端感应出正电荷,B端感应出负电荷,关于使导体带电的以下说法中正确的是
(　　)
A.如果让手摸一下导体的B端,B端负电荷将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体将带正电
B.如果让手摸一下导体的A端,大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和,手指离开,移去带电体C,导体将带负电
C.如果用手摸一下导体的中间,由于中间无电荷,手指离开,移去带电体C,导体不带电
D.无论用手指摸一下导体的什么位置,导体上的自由电子都经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电
【解析】选A、D。无论用手摸一下导体的什么位置,都会使枕形导体通过人体与大地相连,由于静电感应,导体上的自由电子经过人体流入大地,使得导体带正电,手指离开,移去带电体C,导体带正电。
【补偿训练】
1.(多选)如图所示,在真空中把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近。关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中正确的是
(　　)
A.两端的感应电荷越来越少
B.两端的感应电荷是同种电荷
C.两端的感应电荷是异种电荷
D.两端感应电荷的电荷量相等
【解析】选C、D。由于绝缘导体内有大量可自由移动的电子,当它慢慢靠近带负电的球P时,由于同种电荷相互排斥,绝缘导体上靠近P的一端因电子被排斥到远端而带上正电荷,远离P的一端带上等量的负电荷。绝缘导体离P球越近,电子被排斥得越多,故A、B错误,C、D正确。
2.如图所示,验电器带有少量正电荷,将一带负电的小球从远处逐渐靠近验电器的金属球。此过程中,可能看到金属箔片张开的角度
(　　)
A.不断增大
B.先减小至零,后逐渐增大
C.先增大,后减小
D.先增大,后不变
【解析】选B。带有负电荷的小球慢慢靠近一个带有少量正电荷的验电器金属球,根据异种电荷相互吸引得出金属箔片所带电荷变少,所以金属箔片的夹角减小,随小球的靠近,验电器的金属球上的正电荷越来越多,所以金属箔片上将开始带上负电荷,随负电荷的增多,此时验电器金属箔片的张角也开始变大,即金属箔片的夹角增大,故A、C、D错误,B正确。
3.如图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,根据实验结果可知下列关于摩擦带电的说法中,正确的是
(　　)
A.物体摩擦过程中,表面粗糙的容易得到电子
B.摩擦带电使本来没有电子和质子的物体分别产生电子和质子
C.两物体摩擦带电时,一定带上种类及数量不同的电荷
D.同一物体与不同种类的物体摩擦时,该物体所带电荷种类可能不同
【解析】选D。物体摩擦是否得失电子取决于原子核对电子的束缚能力大小,与物体表面的粗糙程度无关,A错误;摩擦带电的本质是电子的转移,并非创造电子和质子,所以两物体带电种类不同,但数量相等,B、C错误;由实验可以看出,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。
二　产生静电的原因分析
1.原子的组成:
(1)原子由原子核和核外电子组成,原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,核外电子带负电。
(2)金属中离原子核较远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子称之为自由电子,失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
2.物体带电的实质:
(1)净电荷:没有另一种电性与之中和,整体显电性的电荷,是正、负电荷中和后多出来的电荷。
(2)物体带电的实质不是创造电荷,使物体不带电也不是消灭电荷。
(3)物体带电的实质是电荷发生转移,重新分配,使某物体或某部分出现净电荷。
【思考·讨论】
某次实验中,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!小球上的电荷到哪里去了?
(物理观念)
提示:两小球上的异种电荷中和了,即正、负电荷代数和为0,对外不显示电性。
【典例示范】
如图所示,甲、乙两导体球互相接触且对地绝缘,现将用毛皮摩擦过的带负电的橡胶棒,移近或接触两个不带电的导体球。下列说法正确的是
世纪金榜导学号(　　)
A.毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上
B.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,是因为橡胶棒将正电荷转移到甲上,将负电荷转移到乙上
C.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,是因为甲上的自由电子转移到乙上
D.橡胶棒与甲球接触一下移开,橡胶棒上的负电荷只转移到甲上而不会转移到乙上,从而甲带负电,乙不带电
【解析】选C。橡胶棒与毛皮摩擦时,是毛皮上的电子转移到橡胶棒,而使橡胶棒带负电,A错误;橡胶棒靠近甲球时,发生感应起电,甲球上的负电荷在排斥力的作用下转移到乙球,从而甲球带正电,乙球带负电,故B错误,C正确;橡胶棒与甲球接触,是接触起电,橡胶棒上的负电荷转移到甲、乙两球,从而都带上负电荷,
D错误。
【规律方法】感应起电的规律
(1)近异远同:用带电体靠近不带电的导体时,会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷,远离端感应出与带电体电性相同的电荷。
(2)等量异性:用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导体)时,会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体)感应出等量异性的电荷。
【素养训练】
(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,发现该小球上的电荷几乎不存在了,这说明　
(　　)
A.小球上原有的负电荷逐渐消失
B.此现象说明电荷守恒定律是错误的
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】选C、D。绝缘小球上的电荷量减少是由于电子通过潮湿空气导电转移到外界,只是小球上的电荷量减少,但这些电子并没有消失,就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷总量不变,因此,C、D选项均正确。
【补偿训练】
1.导体A带3q的正电荷,另一完全相同的导体B带-5q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体带电量为
(　　)
A.4q　　　　B.-4q　　　　
C.-2q　　　　
D.-q
【解析】选D。两带电体带异种电荷,接触后先中和,故接触后两带电体带电总和为:3q-5q=-2q,再将总电量平分,所以将两导体接触一会后再分开,B导体的带电量为-q,故D正确,A、B、C错误。
2.M和N是原来都不带电的物体,它们相互摩擦后,M带正电荷1.6×10-10
C,则下列说法正确的是
(　　)
A.在摩擦前M和N的内部都没有任何电荷
B.摩擦过程中电子从N转移到了M
C.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10
C
D.M在摩擦过程中失去了1.6×1010个电子
【解析】选C。由物质的结构可知,摩擦前M和N内部都存在电荷,A错误;摩擦后M带正电,故摩擦过程中电子从M转移到N,B错误;由电荷守恒定律可知C正确;每个电子所带电荷量为1.6×10-19
C,可知M失去了1×109个电子,D错误。
【拓展例题】考查内容:多电荷间的相互作用问题
【典例】(多选)a、b、c、d为四个带电小球,两球之间的作用如图所示,则(　　)
A.仅有两个小球带同种电荷
B.仅有三个小球带同种电荷
C.c、d小球带同种电荷
D.c、d小球带异种电荷
【解析】选B、D。由d吸引a,d吸引b可知a与b带同种电荷,且与d带异种电荷;由c排斥a,c排斥b可知c、a、b带同种电荷,c与d带异种电荷,所以A、C错误,B、D正确。