搜索
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【学习素养·明目标】物理观念：1.知道使物体带电的三种方式及其微观原因.2.知道电荷守恒定律，会用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象．科学思维：通过对原子结构模型的学习，使学生明确物体带电的本质，知道三种带电方式的实质是相同的．自主探新知预习一、静电的产生1．三种起电方式(如图所示)(1)起电．(2)起电．(3)起电．摩擦接触感应2．电荷的性质(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带；用毛皮摩擦过的橡胶棒带_____．(2)同种电荷相互，异种电荷相互．3．静电感应：导体因受到附近带电体的影响而使其所带的电荷__________的现象．正电负电排斥吸引重新分布二、产生静电的微观解释1．原子结构：物质由分子、原子、离子等微粒组成．原子由________和绕核旋转的组成．由中子和质子组成．中子呈电中性，质子带正电，电子带负电．原子的电子数与质子数，呈电中性．2．电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的转移到，或者从转移到____________．在转移的过程中，电荷的总量．原子核电子原子核相等一部分另一部分一个物体另一个物体不变3．物体带电(1)实质：发生转移，电荷总量保持不变．(2)结果：电子的物体带正电，电子的物体带负电．电荷失去得到1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电荷间的相互作用规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．()(2)一导体靠近带正电的物体，其靠近端带负电．()(3)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体，导体仍然带电．()×√√[提示]拿走带电体，原来感应出来的电荷重新中和，导体不带电．(4)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．()[提示]不是创造电荷，而是电荷发生转移．(5)将带电体靠近验电器金属球和带电体与验电器金属球接触，验电器箔片都会张开，但二者原理不同．()×√2．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，可见毛皮带上了正电荷，橡胶棒带上了负电荷；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；摩擦起电和接触起电都是两个或几个物体接触时发生的；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．故本题选D.]3．如图是伏打起电盘示意图，其起电原理是()甲乙丙丁A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是B[绝缘板带正电荷，将导电平板靠近带正电的绝缘板，因静电感应，导电平板靠近绝缘板的一侧带负电荷，另一侧的正电荷因接地而导走；断开导电平板的接地线，将导电平板与绝缘板分开，导电平板上便带上了负电荷，所以其起电原理是感应起电．]合作攻重难探究三种起电方式1.三种起电方式的比较摩擦起电感应起电接触起电产生条件两种物体相互摩擦导体靠近带电体导体与带电体接触现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体带上与带电体相同电性的电荷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．【例1】如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触)，然后先将A、B分开，再将C移走．关于A、B的带电情况，下列判断正确的是()A．A带正电，B带负电B．A带负电，B带正电C．A、B均不带电D．A、B均带负电思路点拨：①“带负电的橡胶棒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．A[带负电的橡胶棒C靠近A，金属球A和B由于感应起电带上异种电荷，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以此时A带正电，B带负电，先将金属球A和B分开，再移走C，则A和B的电荷不能中和，最终A带正电，B带负电，选项A正确．]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1．(多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子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，可能是因为摩擦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而发生电子得失．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带上了正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带上了负电．使物体带电并不是创造出电荷．]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[本题考查了感应起电和验电器的知识，解题的关键是利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引来进行分析．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箔片上，所以选C.]对电荷守恒的理解与应用1.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．2．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、负电荷的分离或转移．(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．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)若两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有【例2】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＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，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：①A、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′＝QA＋QB2＝6.4×10－9－3.2×10－92C＝1.6×10－9C，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＝－4.8×10－9C.[答案]均为1.6×10－9C电子由B球转移到了A球，转移了4.8×10－9C电荷量电中性与电中和的两点认识(1)电中性的物体内部也有电荷的存在，只是电荷量的代数和为零，对外不显电性；(2)电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，最终达到电中性的过程．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均正确，A错误．]当堂固双基达标1．如图所示，在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中()A．通过摩擦创造了电荷B．丝绸得到电子带负电C．玻璃棒得到电子带正电D．玻璃棒带正电，丝绸不带电B[用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，其原因是玻璃棒的原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，丝绸得到电子带负电，玻璃棒因失去电子而带正电．选项B正确．]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，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，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，则金属杆下端的箔片就会因带正电荷而相斥，使箔片张开，故选D.]4．有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10－5C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA＝________C，qB＝________C，qC＝________C.[解析]根据电荷守恒和均分原理可知，小球C与A接触后分开，A、C两球各自带1×10－5C的正电荷．小球B与带1×10－5C的小球A接触后分开，A、B两球各自带5×10－6C的正电荷，B与C球接触后分开，将平分B、C两球的总电荷量，即B、C两球各带7.5×10－6C的正电荷．[答案]5×10－67.5×10－67.5×10－6