高中粤教版 (2019)第一节 静电现象课文配套课件ppt

第一节　静电现象

[核心素养·明目标]

知识点一　各种起电方式

1．摩擦起电

两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，丢失电子的物体则带正电。

2．感应起电

(1)自由电子：金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。

(2)静电感应：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异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷的现象。

(3)感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。

3．接触起电：带电体接触导体时，电荷转移到导体上，使导体带同种性质的电荷。

　三种起电的实质都是电子的转移。自然界中只有两种电荷：正电荷和负电荷。

1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)一导体靠近带正电的物体，其靠近端带负电。 (√)

(2)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体，导体仍然带电。 (×)

(3)玻璃棒和丝绸摩擦后玻璃棒带正电说明丝绸上的正电荷移动到玻璃棒上。 (×)

知识点二　元电荷

1．电荷量：用来表示物体所带电荷数量的多少，其单位是库仑，简称库，用符号C表示。

2．元电荷：

(1)人们把一个电子(或质子)所带电荷量的绝对值叫作元电荷，用e表示，计算中，常取e＝1.60×10－19 C。

(2)对元电荷的三点理解：a．元电荷没有正、负之分，也不是实物粒子；b．质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷；c．电荷量不能连续变化，自然界中带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍。

3．比荷：电子的电量e与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。虽然电荷有正负，但这里的电荷量取绝对值，因此比荷只有正数。电子的比荷为＝1.76×1011 C/kg。

知识点三　电荷守恒定律

1．内容：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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；在任何转移过程中，电荷的总量保持不变，这个规律叫作电荷守恒定律。

2．在发生正、负电荷转移的过程中，电荷的代数和不变，所以电荷守恒定律的另一种表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。

　“电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到异号、等量，这时正、负电荷的代数和为0。

2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)元电荷就是电子。 (×)

(2)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。              (×)

3：填空

有两个相同的绝缘金属小球A、B，其中小球A带有3×10－3 C的正电荷，小球B带有1×10－3 C的负电荷。当把A、B球接触后再分开，A球带1×10－3 C的正电荷，B球带1×10－3 C的正电荷。

知识点四　静电现象的解释

1．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体的过程。

2．静电感应的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分。

3．电荷既不能被创造，也不能被消灭，只是发生了转移。

考点1　三种起电方式

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。

　摩擦起电

【典例1】　(多选)关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是(　　)

A．摩擦起电使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子

B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷

C．摩擦起电，可能是摩擦时导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的

D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电

BD　[摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移。若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带负电，使物体带电并不是创造出了电荷，故B、D正确，A、C错误。]

　感应起电

【典例2】　如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是(　　)

A．若先将A、B分开，再移走C，A带正电，B带负电

B．若先将A、B分开，再移走C，B带正电，A带负电

C．若先将C移走，再把A、B分开，A带正电，B带负电

D．若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电

[思路点拨]　(1)“带正电的小球C靠近A”发生的应是感应起电现象。(2)“先将A、B分开，再移走C”，A、B将带等量异种电荷。

B　[带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，A端带负电，B端带正电，将A、B分开，再移走C，则A整体带负电，B整体带正电，故A错误，B正确；带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，A端带负电，B端带正电，将C移走，A、B上的电荷又马上中和，不再带电，再把A、B分开，A、B都不带电，故C、D错误。故选B。]

感应起电的判断方法

(1)当带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，如图甲所示。

(2)导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端导体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示。

甲　　　　　　乙　　　　　　　丙

[跟进训练]

角度一　摩擦起电

1．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、接触起电和感应起电。下列关于使物体带电的方式的论述中，正确的是(　　)

A．用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮和橡胶棒都带上了负电荷

B．用丝绸摩擦玻璃棒时，丝绸上的电子因摩擦而转移到了玻璃棒上

C．摩擦起电和感应起电都是两个或几个物体接触时发生的

D．接触起电和感应起电都是电荷的转移而非电荷的创造

D　[用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子因摩擦而转移到了橡胶棒上，可见毛皮失去电子带上了正电荷，橡胶棒得到电子带上了负电荷，A错误；用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的电子因摩擦而转移到了丝绸上，B错误；摩擦起电和接触起电都是两个或几个物体接触时发生的，而感应起电不是接触时产生的，C错误；电荷不是凭空产生的，接触起电和感应起电都是电荷的转移而非电荷的创造，D正确。]

角度二　感应起电

2．如图所示，用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电的验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是(　　)

A．a带正电，b带负电

B．a带负电，b带正电

C．a、b均带正电

D．a、b均带负电

C　[毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷，靠近不带电的验电器的小球时，发生静电感应，从而使小球a端感应出了正电荷，b端感应了负电荷。当用手接触金属杆时，导走了负电荷，拿掉橡胶棒后，正电荷不再被橡胶棒的负电荷吸引，分布到小球和金属杆及验电器的金属箔片上，所以C正确。]

考点2　对电荷守恒的理解与应用

1．对“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．电荷守恒定律的两种描述

(1)表述一：电荷既不会被创造，也不会被消灭，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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

(2)表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。

3．对电荷守恒定律的理解

(1)电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。

(2)“总量”的含义，指电荷的代数和。

(3)两个物体之间或物体的两部分之间能够转移的是自由电荷。

(4)起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离和转移。

(5)电荷中和的实质是正、负电荷的结合。

(6)在分离、转移、结合等过程中，电荷的总量保持不变。

4．两金属导体接触后电荷量的分配规律

(1)当两个带电导体材料、形状不同时，接触后再分开，若无中和，则只能使两者均带电，但无法确定电荷量的多少。

(2)若两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有

①⇒⇒⇒

②⇒⇒⇒

【典例3】　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QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触。在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电子发生了怎样的转移，转移了多少电荷量？

思路点拨：(1)A、B两小球带异种电荷，接触后要先中和后平分。

(2)电子在转移过程中电荷总量保持不变。

[解析]　接触后两小球带电荷量QA′＝QB′＝＝ C＝1.6×10－9 C，在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带QB′的正电荷。这样，共转移的电子电荷量为：

ΔQ＝QB－QB′＝(－3.2×10－9－1.6×10－9) C＝－4.8×10－9 C。

[答案]　均为1.6×10－9 C　电子由B球转移到了A球，转移了4.8×10－9 C电荷量

用电荷量分配原则解题时的注意事项

(1)电荷均分的前提条件是两导体完全相同。

(2)不同的导体接触后再分开，每个导体上所带电荷量不满足平均分配规律，所带电荷量与导体大小、形状有关。

[跟进训练]

3．(多选)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，发现两球之间相互排斥。则A、B两球原来的带电情况可能是(　　)

A．带有等量异种电荷

B．带有不等量异种电荷

C．带有等量同种电荷

D．一个带电，另一个不带电

BCD　[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。]

1．如图，充气后的气球在头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐，在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐会朝气球方向滚动，关于这一现象，下列说法正确的是(　　)

A．易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相反

B．易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相反

C．气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为吸引力

D．气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等

A　[根据静电感应，靠近气球一侧与气球带异种电荷，远离一侧与气球带同种电荷，A正确，B错误；气球对易拉罐远侧为斥力，近侧为吸引力，并且对近侧的力大于远侧的力，C、D错误。故选A。]

2．(多选)一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了。这说明(　　)

A．小球上原有的负电荷彻底消失了

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．该现象是由电子转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律

CD　[绝缘金属小球上的负电荷减少是由于电子通过潮湿的空气转移到外界，但是这些电子并没有消失，对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，仍遵循电荷守恒定律，故A、B错误，C、D正确。]

3．如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则(　　)

A．验电器的金属箔片不张开，因为球A没有和B接触

B．验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电

C．验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电

D．验电器的金属箔片张开，因为验电器下部的两金属箔片都带上了正电

D　[带正电的A球靠近验电器B，据电荷“同性斥、异性吸”的特点知，验电器金属杆下端金属箔片中的电子会被A球上的正电荷吸引到验电器上端，则金属杆下端的金属箔片就会因带正电荷而相斥，使箔片张开，故D正确。]

4．(新情境题，以“人走地毯”为背景，考查电荷守恒定律)

干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了－4.8×10－5C的电荷。若电子质量me＝9.1×10－31kg，电子电荷量e＝－1.6×10－19C。则：

(1)多少个电子的电荷量等于－3.2×10－5C?

(2)此人身上有多少个剩余电子？

(3)他的质量增加了多少？

[解析]　(1)每个电子电荷量为e＝－1.6×10－19C，

则－3.2×10－5C的电荷量需要的电子为

n＝个＝2×1014个。

(2)此人身上有电子数为n′＝个＝3×1014个。

(3)电子质量me＝9.1×10－31kg，

所以他的质量增加m＝3×1014×9.1×10－31kg＝2.73×10－16kg。

[答案]　(1)2×1014个　(2)3×1014个　(3)2.73×10－16kg

回归本节知识，自我完成以下问题：

1．自然界中有几种电荷？分别是什么电荷？它们间相互作用的规律是什么？

提示：两种；正电荷和负电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2．试写出三种起电方式？

提示：摩擦起电、接触起电、感应起电。

3．请写出电荷守恒定律的内容？

提示：电荷不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在转移的过程中，电荷的总量不变。