高中人教版 (2019)1 电荷示范课ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)1 电荷示范课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了正电荷，负电荷，原子核，自由电子，微思考，摩擦起电和感应起电，多余电子，静电感应，感应起电，电荷守恒定律及元电荷等内容，欢迎下载使用。
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．
本章重点　知道点电荷的概念．知道电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质．知道静电平衡状态．知道电荷量、元电荷、比荷的概念，知道电荷量不能连续变化．理解电场强度的定义及物理意义．知道什么是匀强电场．知道导体上电荷的分布规律．
本章难点　知道电场强度的叠加原理．理解电荷守恒定律．理解电场线的概念、特点，了解常见的电场线的分布．掌握库仑定律的内容、公式及适用条件．会推导点电荷的电场强度的计算式并能进行有关计算．
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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．5．自由电子和离子金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作____________，失去自由电子的原子便成为带正电的________．
用丝绸摩擦过的玻璃棒为什么带正电？用毛皮摩擦过的橡胶棒为什么带负电？
【答案】玻璃棒及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；被毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子，则带负电．
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．当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会________到另一个物体上．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，丝绸因获得__________而带负电．
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_____________．
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”的声响且伴有闪光，这些都是摩擦起电的结果．摩擦起电的电荷是从哪来的？
【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．
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)电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体________到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，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．
2．元电荷．(1)电荷量：电荷的__________叫作电荷量，常用符号Q或q表示，其国际单位是________，简称库，符号为C.(2)元电荷：科学实验发现______所带的电荷量最小，且所有带电体的电荷量是电子电荷量的________，这个最小的电荷量叫作元电荷，用e表示，在计算中通常取e＝________________C.质子、正电子所带电荷量与电子相等、电性相反．
1.60×10－19　
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？ 
【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．
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，你认为可能是下列几个数字中的(　　)A．6.2×10－19 CB．6.4×10－19 CC．6.6×10－19 CD．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．
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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，会见到闪光；在干燥的冬天，手抓金属把手瞬间会有被电击的感觉．
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．
1．三种起电方式的比较
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．
三种起电方式的比较精例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，B错误．
变式1　下列关于电荷、起电的说法正确的是(　　)A．自然界存在有三种电荷：正电荷、负电荷和元电荷B．静电感应不是创造了电荷，只是电荷从物体的一个部分转移到另外一个部分C．摩擦起电是创造了电荷，从而使物体带电D．一个带电体接触另外一个不带电的物体，两个物体会带上异种电荷【答案】B
三种起电方式的本质精例2　下列关于起电的说法错误的是(　　)A．不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律B．摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电C．摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分D．一个带电体接触一个不带电的物体，则两个物体带上等量异种电荷
【答案】D【解析】不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律，故A正确；摩擦起电时，电子发生转移，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确；摩擦和感应起电的原因均为电荷的转移，摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分，故C正确；接触起电时，两物体只能带上同种电荷，并且只有两物体完全相同时才能带等量电荷，故D错误．
变式2　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核外带负电的电子组成．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，失去电子的物体(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“噼哩啪啦”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，一些受束缚较弱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．
1．“中性”与“中和”的理解(1)中性：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．(2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体相接触达到电中性的过程．
2．守恒的广泛性电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律之一，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．
电性的判断精例3　有一个质量很小的小球A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是(　　)A．接触前，A、B一定带异种电荷B．接触前，A、B可能带同种电荷C．接触前，A球一定不带任何电荷D．接触后，A球一定带电【答案】D
【解析】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷．如果小球A带电，根据异种电荷相互吸引可知，小球A带正电．带同种电荷会相互排斥，接触前，A、B不可能带同种电荷．橡胶棒带负电，根据带电体吸引轻小物体可知，小球A可能不带电，A、B、C错误；当接触后，出现相互排斥，则小球A一定带电，D正确．
变式3　(2021年双鸭山名校月考)验电器可以用来检验物体是否带电和所带的电性．现将一带电物体靠近如图所示的验电器金属球，下列判断正确的是(　　)
A．若验电器带正电，金箔张角变小，可知物体带正电B．若验电器带正电，金箔张角变大，可知物体带负电C．若验电器带负电，金箔张角变大，可知物体带负电D．若验电器带负电，金箔张角变大，可知物体带正电【答案】C
【解析】验电器上带正电荷后，验电器上的金箔张开一定角度，如果用另一个带电体接触验电器的金属球，若金箔张角变大，说明电荷量变大，则带电体一定带正电；若金箔张角变小，则带电体可能带负电，也可能带正电，但电荷量比原来小，故A、B错误；验电器上带负电荷后，验电器上的金箔张开一定角度，如果用另一个带电体接触验电器的金属球，若金箔张角变大，说明电荷量变大，则带电体一定带负电；若金箔张角变小，则带电体可能带正电，也可能带负电，但电荷量比原来小，故C正确，D错误.
电荷量的计算精例4　(多选)完全相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开．这时，A、B两球的电荷量之比为(　　)A．2∶3　　B．3∶2C．2∶1　　D．1∶2【答案】AC
变式4　(2021年绥化名校期末)有完全相同的金属小球A和B，A球带电荷量为＋16Q，B球带电荷量为－8Q.现将A与B接触后分开，则A、B两球带电荷量分别为(　　)A．－8Q，＋16QB．＋8Q，＋8QC．＋4Q，＋4QD．－4Q，－4Q【答案】C
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】　古希腊贵族妇女外出时都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，树脂具有粘性，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．(多选)(2021年南京名校期中)关于电荷，下列说法正确的(　　)A．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥B．电荷既不能被创造，也不能被消灭，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C．丝绸和玻璃棒原本不带电，经过摩擦就带电了，电荷被创造出来D．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变 【答案】BD
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，毛皮与橡胶棒摩擦，毛皮上的电子转移到橡胶棒上，毛皮因缺少电子而带正电，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 CD．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、负电荷，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