粤教版（2019）物理必修第三册 1.1 静电现象 课件(63张ppt）

第一章　静电场的描述
①物理观念：了解摩擦起电和感应起电方式，会从物质微观结构的角度认识物体带电的本质．知道点电荷的概念，体会物理中的理想模型方法．知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质．知道什么是静电平衡状态．了解空气电离和尖端放电现象．

②科学思维：知道电荷量、元电荷、比荷的概念，知道电荷量不能连续变化．通过对比静电力和万有引力，体会自然规律的多样性和统一性．理解电场强度的定义及物理意义，知道它的矢量性．理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布，知道什么是匀强电场．知道导体上电荷的分布规律．知道什么是静电屏蔽及其有关应用．理解处于静电平衡状态的导体的特性．
③科学探究：了解库仑扭秤实验．知道电场强度的叠加原理，会应用该原理进行简单计算．
④科学态度与责任：理解电荷守恒定律，会运用电荷守恒定律解释生活中的静电现象．掌握库仑定律的内容、公式及适用条件，知道静电力常量，并会求点电荷间的作用力．知道两个相同的金属小球互相接触后电荷分配规律．会推导点电荷的电场强度的计算式并能进行有关计算．
第一节　静电现象
学习目标
学法指导
1.知道自然界中只存在两种电荷，知道电荷间的相互作用
2．了解使物体带电的方法，会从物质微观结构的角度认识物体带电的本质
3．理解电荷守恒定律
4．知道电荷量和元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化
1.通过复习初中有关知识，进一步认识自然界中只有两种电荷
2．通过摩擦起电、感应起电和接触起电等方式使物体带电，观察了解静电现象
3．通过原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象，理解带电本质
知识导图
预习导学 | 新知领悟
电荷
正电荷
负电荷
排斥
吸引

3．带电体可以吸引轻小物体
4．原子的组成
原子由__________和核外电子组成，原子核由带正电的________和不带电的________组成，核外电子带__________．通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性．
原子核
质子
中子
负电
【答案】玻璃棒及硬橡胶棒中的正电荷数量与负电荷数量一样多，则显中性．被丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子，则带正电；被毛皮摩擦过的硬橡胶棒得到电子，则带负电．
用丝绸摩擦过的玻璃棒为什么带正电？用毛皮摩擦过的硬橡胶棒为什么带负电？
有甲、乙、丙三个小球，将它们两两相互靠近，它们都相互吸引，如图所示．那么，下面的说法中正确的是 (　　)
A．三个小球都带电
B．只有一个小球带电
C．有两个小球带同种电荷
D．有两个小球带异种电荷

【答案】D
【解析】由于甲和乙、甲和丙、乙和丙两两相互吸引，不可能有两个小球带有同种电荷，也不可能三个小球都带电，A、C错误．若只有一个小球带电，也不可能两两相互吸引，B错误．若有两个小球带异种电荷，另外一个小球不带电，可以产生两两吸引的现象，D正确．
1．摩擦起电
当两个物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子往往从一个物体________到另一个物体，于是原来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正电．如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去________而带正电，丝绸因有了__________而带负电．
摩擦起电和感应起电
转移
电子
多余电子

2．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，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，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，这种现象叫作__________．利用静电感应使金属导体带电的过程叫作____________．
异种
同种
静电感应
感应起电
【答案】不同的物质相互摩擦，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电．
用梳子梳头时常看到梳子吸引头发的现象，有时梳子还能吸引纸屑等轻小物体．干燥的冬季脱外衣时常听到“叭叭”的声响且伴有火星，这些都是摩擦起电的结果．摩擦起电的电荷是从哪来的？
如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则 (　　)


A．验电器金箔不张开，因为球A没有和B接触
B．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D．验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电

【答案】D
【解析】因球A带正电，靠近验电器B，根据同种电荷相斥、异种电荷相吸的原理，验电器金箔中的电子就会被金属球A中正电荷吸引到验电器的上端小球上，所以下端的验电箔片就会带上正电．因为同种电荷相互排斥，故箔片张开，D正确．
1．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，它们只能从一个物体________到其他物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在任何转移的过程中，电荷的总量保持________．
(2)一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的____________保持不变．
电荷守恒定律及元电荷
转移
不变
代数和
多少
库仑
电子
整数倍
1.60×10－19
比
【答案】导体球瞬时接地时，导走负电荷，小球最终带正电；若先移走施感电荷，球上感应出来的正、负电荷相互吸引而中和，小球最终不带电．
如图所示的现象为感应起电过程，为什么一定要先使导体球瞬时接地再移走施感电荷，而不是先移走施感电荷再接地？
保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍影响我们的学习效率甚至给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个物体所带的电荷量的数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能正确的数据是 (　　)
A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 C
C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C


【答案】B
【解析】电荷量必须是元电荷e＝1.60×10－19 C的整数倍，6.4×10－19 C是e的4倍，故看不清的关键数字可能是B项．
多维课堂 | 素养初培
1．摩擦起电是使物体带电的方式之一，也是一种常见的起电方式，试举出摩擦起电的几个实例．
【答案】用塑料梳子梳头时，头发会飘起来；在春冬季节的晚间脱衣服时，会见到火星；在干燥的冬天，手抓金属把手瞬间会有被电击的感觉．
三种起电方式

2．带电体接触验电器的金属球，验电器指针会张开，此现象说明了什么？分析指针张开的原因．
【答案】此现象说明接触能使物体带电．当带电体接触金属球时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个指针带上了同种电荷，因带上同种电荷互相排斥而张开．

3．带电体接触验电器金属球，两指针张开一定角度，而带电体靠近验电器金属球，两指针也张开一定角度，试分析张开的原因．
【答案】带电体接触验电器的金属球时，电荷转移到验电器上，是接触带电．当带电体靠近金属球时，金属球一端就会聚集与带电体电性相反的电荷，而指针端就会相对聚集与带电体电性相同的电荷，从而张开，此现象实质上属于静电感应现象．
2.三种起电方式的本质
三种起电方式都不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，或者从物体的一部分转移到了另一部分，它们的本质都是电荷的转移，电荷总量保持不变．
比较
摩擦起电
感应起电
接触起电
原因
不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失
导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引 (排斥)而靠近(远离)
自由电荷在带电体与导体之间发生转移
精例1　关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法中不正确的是 (　　)
A．三种方式的实质是一样的，都是电子的转移
B．三种方式都产生了新电荷
C．三种方式都符合电荷守恒定律
D．摩擦起电、接触起电需要接触，而感应起电不需要接触

【答案】B
【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体．感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分．摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式，实质是一样的，都是电子的转移，都符合电荷守恒定律，故A、C、D正确，故B错误．本题选错误的，故选B．
变式1　关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是 (　　)
A．摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷
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一个物体转移到另一个物体
D．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了

【答案】B
【解析】摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷，电荷只是发生转移，故A错误；摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，故B正确；感应起电过程中电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一部分，故C、D错误．
起电的本质
起电本质是电子发生了转移，构成物质的原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成．一般情况下，原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，整个原子显电中性．起电过程的实质都是使电子发生了转移，从而破坏了原子的电中性，得到电子的物体(或物体的一部分)带上负电荷，失去电子的物质(或物体的一部分)带上正电荷．
1．我们晚上睡觉脱毛衣时，会发现脱毛衣的过程中，毛衣上常发出亮光，并伴有“噼里啪啦”的响声，这时我们通常会说毛衣带电了，这个带电过程其实是由摩擦引起的．那么物体摩擦怎么会起电呢？
【答案】原子中的原子核结构一般是很稳定的，而核外的电子靠原子核中质子的吸引力维系在原子核附近，这样离原子核较远的电子受到的束缚较小，容易受到外界的作用而脱离原子，当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子就会发生转移而使物体带电．
电荷守恒定律的理解及应用


2．试用电荷守恒定律解释物体带电的实质．
【答案】无论是摩擦起电、接触起电还是感应起电，其起电的原因都是电荷的转移，在起电过程中总电荷量保持不变，即起电过程并没有创造电荷．

2．守恒的广泛性
电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界重要的基本规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，也涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律．如：由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变．
3．两金属导体接触后电荷量的分配规律
(1)当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法确定电荷量的多少．
(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有

【答案】BCD
【解析】两个完全相同的金属球若带有等量的异种电荷，接触后将均不带电，若带不等量异种电荷，或带同种电荷，或一个带电，另一个不带电，接触后均带同种电荷，两球间存在相互排斥力，故B、C、D正确，A错误．
变式2　(多选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是 (　　)
A．正电荷　　 B．负电荷
C．接触起电　 D．感应起电
【答案】AC
【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷，故A正确，B错误；玻璃棒与验电器接触，起电方式为接触起电，故C正确，D错误．
变式3　两个完全相同的金属球，一个带＋6×10－8 C的电量，另一个带－2×10－8 C的电量．把两球接触后再分开，两球带电情况是 (　　)
A．均为＋4×10－8 C B．均为＋2×10－8 C
C．均为－2×10－8 C D．均为－4×10－8 C
【答案】B
核心素养微专题
跳舞的小纸人
如图所示，在桌上间隔一定距离放两本书，将一块洁净的玻璃板放置于两书之上，使玻璃板离开桌面2～3 cm.用宽0.5 cm的纸条剪出各种姿态的人形小纸片，放在玻璃板下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦，可见小纸人翩翩起舞．
小纸人为什么会翩翩起舞呢？是因为玻璃板与硬泡沫塑料摩擦后，分别带上等量异种电荷，带电玻璃板能够吸引轻小物体，小纸人接触玻璃板，带上与玻璃板相同性质的电荷，小纸人落下，如此反复，小纸人就翩翩起舞了．
如果实验前把“舞区”烤一烤，实验效果会更好．这说明在干燥环境中容易起电，其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上所带的电荷导走．
【专练】　有些妇女外出时喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰．人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为 (　　)
A．琥珀是一种树脂化石，树脂具有黏性，容易吸附灰尘
B．室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快
C．经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘
D．琥珀本身带电，能吸引灰尘


【答案】C
【解析】琥珀本身不带电，琥珀首饰经丝绸摩擦后，便带有了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体，所以带电的琥珀会将轻小的灰尘吸附在它上面，导致琥珀比较容易脏，故C正确，A、B、D错误．
课堂小练 | 素养达成

1．下列说法中正确的是 (　　)
A．丝绸与玻璃棒摩擦后，丝绸带正电
B．目前，实验测得的带电体所带电荷量的最小值是2.4×10－19 C
C．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
D．闪电表明电荷是可以“无中生有”的

【答案】C
【解析】丝绸与玻璃棒摩擦后，玻璃棒带正电，丝绸带负电，故A错误；目前，实验测得的带电体所带最小电荷量为1.6×10－19 C，故B错误；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故C正确；根据电荷守恒定律，D错误．

2．(多选)用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒都能吸引轻小物体，下列说法正确的是 (　　)
A．被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷
B．被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷
C．被吸引的轻小物体一定是带电体
D．被吸引的轻小物体可能不是带电体

【答案】AD
【解析】丝绸和玻璃棒摩擦，玻璃棒上的电子转移到丝绸上，玻璃棒因缺少电子而带正电，丝绸因有多余电子而带负电，毛皮与硬橡胶棒摩擦，毛皮上的电子转移到硬橡胶棒上，毛皮因缺少电子而带正电，硬橡胶棒因有多余电子而带负电，A正确，B错误；被吸引的轻小物体不一定是带电体，故C错误，D正确．

3．(多选)关于元电荷，下列说法中正确的是 (　　)
A．元电荷实质上是指电子或质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 C
D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的

【答案】BCD
【解析】元电荷实际上是指电荷量，数值为1.6×10－19 C，不是指某个具体的带电物质，如电子、质子，故A错误，C正确；元电荷是电荷量的数值，没有正负电性的区别，宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍，故B正确；元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高，故D正确．
4．如图所示，绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的旁边有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，现使a、b分别带正、负电，则 (　　)
A．b将吸引a，吸引后不放开
B．b先吸引a，接触后又与a分开
C．a、b之间不发生相互作用
D．b立即把a排斥开

【答案】B
【解析】因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触．若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来的电荷，然后将剩余的电荷重新分配，这样两球就会带上同种电荷(正电或负电)，由于同种电荷相互排斥，a球将会被排斥开．若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开．