1电荷及其守恒定律 1 知道两种电荷及其相互作用 知道电荷量的概念 2 知道摩擦起电 知道摩擦起电不是创造了电荷 而是使物体中的正负电荷分开 3 知道静电感应现象 知道静电感应起电不是创造了电荷 而是使物体中的电荷分开 4 知道电荷守恒定律 5 知道什么是元电荷 教学目标 重点 电荷守恒定律的初识和应用 难点 对物体带电的原因的理解 重点难点 1 电荷是电磁场中一种重要的研究对象 也是研究微观世界的原子物理及核物理中不可避免要出现的 在高中的必修1和必修2 学生未曾接触过有关电荷及电磁场方面的学习 因而 它既是对初中所学的电学知识的深化和加强 也为即将学习的电磁场以及电荷在电磁场中的运动奠定了知识基础 2 物理教学是以实验为基础的 重在启发思维 教会方法 让学生在教师的指导下 亲身体验摩擦生电及静电产生电荷的实验研究过程 理解电荷转移的规律及方法 了解运用电荷守恒定律消除静电的规律 体会实验在发现自然规律中的作用 通过和学生共同处理实验教会他们动脑分析和动手操作实验的过程 教学建议 及处理技巧 体会动手在研究物理问题中的重要性 在学生深刻理解摩擦生电和静电感应这两个产生电荷的过程以后 通过例题的讲解 提高学生分析解决物理问题的能力3 学生是课堂教学的主体 现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导 本节课的教学过程中要注意引导学生以学过的初中电学概念为基础 在实验中总结出电荷在电中性导体和介质中运动的规律 巧用提问 激活学生的积极性 调动起课堂气氛 让学生在轻松 自主 讨论的学习环境下完成学习任务 最后让一部分学生自由发言 举出生活中一些静电产生的例子 并引导另 教学建议 一部分同学来帮这部分同学想一想该如何消除静电 从实践到理论 再从理论到实践 强化学生对电荷的初识 教学建议 导入一 本章将学习静电学 将从物质的微观角度认识物体带电的本质 电荷相互作用的基本规律 以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质 板书 第一章静电场 演示 摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质 这种现象叫摩擦起电 这样的物体就带了电 演示 用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥 而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引 所以自然界存在两种电荷 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 新课导入 复习 1 自然界中的两种电荷2 电荷及其相互作用 板书 一 自然界中的两种电荷1 自然界中的两种电荷2 电荷及其相互作用 引申 除了丝绸摩擦过的玻璃棒 毛皮摩擦过的硬橡胶棒能带电外 在生活还有其他物体摩擦也能带电 你能举出实例吗 梳子梳头时头发和梳子也带上了电 新课导入 复习 接触起电 摩擦起电 板书 3 起电 起电的方式 问题 1 为什么能通过接触 摩擦的方法使物体带电呢 2 不带电的物体内部有没有电荷 新课导入 导入二 小明去机场迎接从外地来京的朋友 在双方握手的瞬间 朋友就跳了起来 连呼小明手中有电 令小明很疑惑 为什么呢 老张投诉出租车带电 因为他一拉车门就被电了一下 然而司机说汽车不漏电 这是怎么回事呢 学完本节后自己解释 新课导入 1 两种电荷 一种是物体失去电子后所带的电荷 叫 另一种是物体得到电子后所带的电荷 叫 2 电荷量q 物体所带电荷的 电荷量的单位是 符号为C 电荷 知识必备 知识点一 正电荷 负电荷 多少 库仑 1 起电方式 摩擦起电 接触起电 感应起电 2 带电实质 物体带电的实质是 3 内容 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到另一部分 在转移过程中 电荷的总量 电荷守恒定律 知识必备 知识点二 电荷的转移 转移 转移 保持不变 1 元电荷 电子所带电荷量的数值e 这个电荷量叫作元电荷 2 比荷 带电粒子与之比 如电子的比荷C kg 1 76 1011C kg 元电荷与比荷 知识必备 知识点三 1 60 10 19C 电荷量q 质量m 想一想 为什么和衣服摩擦过的塑料尺子会吸引小纸片 当尺子接触到纸片时 有时纸片会很快地飞开 这是为什么 学习互动 对物体带电方式的理解 考点一 要点总结 1 三种起电方式的比较 学习互动 等量异种 转移 2 感应起电的操作步骤 学习互动 相反 相同 学习互动 例1绝缘细线上端固定 下端挂一轻质小球a a的表面镀有铝膜 在a的近旁有一固定在绝缘支架上的金属球b 开始时 a b都不带电 如图1 1 1所示 现使b带正电 则 A b将吸引a 吸住后不放开B b先吸引a 接触后又把a排斥开C a b之间不发生相互作用D b立即把a排斥开 图1 1 1 答案 B 解析 b带电后 由于静电感应 a的近端和远端出现等量的负电荷和正电荷 b对a的吸引作用大于排斥作用 故b先吸引a a b接触后带同种电荷 相互排斥 选项B正确 学习互动 例2 2018 北京四中月考 在静电感应实验中 取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B 使它们彼此接触 把毛皮摩擦过的橡胶棒C移近导体A 在下列不同操作后判断导体A和B的电性 选填 带正电 带负电 或 不带电 1 把A和B分开 然后移去C 此时A B 2 先移去C 然后把A和B分开 此时A B 3 用手摸一下A 把A和B分开 然后移去C 此时A B 学习互动 答案 1 带正电带负电 2 不带电不带电 3 带正电不带电 解析 1 因为毛皮摩擦过的橡胶棒C带负电 所以当橡胶棒移近A时 由于静电感应现象 A带正电 B带负电 把A和B分开 然后移去C 此时A上带正电 B上带负电 2 如果先移去C 则A和B上的电荷会发生中和现象 A和B上不再带电 然后把A和B分开 此时A和B上不带电 3 如果用手摸一下A 根据静电感应现象可知 B上的负电荷会转移到大地上 把A和B分开 则A上带正电 B上不带电 然后移去C 此时A上带正电 B上不带电 想一想 摩擦起电 感应起电和接触起电三种起电的实质是什么 总的电荷量满足什么样的规律 学习互动 电荷守恒定律的应用 考点二 要点总结 1 电荷守恒就是电荷的不发生变化 即 若原来不带电的物体带了电 则必然有另外的物体带的异种电荷 若原来带电的物体带的电荷减少了 则必然有另外的物体带了该带电体所的电荷 2 两个完全相同的物体接触后再分开 电荷的分配规律 1 若两个完全相同的物体原来带同种电荷或其中之一不带电 则接触后再分开 各自所带的电荷为总量直接 2 若两个完全相同的物体原来带异种电荷 则接触后先再剩余的电荷 学习互动 总量 等量 减少 平分 中和 平分 学习互动 例3放在绝缘支架上的两个完全相同的金属小球A B分别带有电荷量QA 6 4 10 9C QB 3 2 10 9C 让两个金属小球接触 在接触过程中 电子如何转移 转移了多少 想一想 质子和电子是元电荷吗 一个带电体所带的电荷量可能为4 10 19C吗 学习互动 元电荷 考点三 要点总结 1 元电荷e是 不是带电粒子 2 所有带电体的电荷量或者等于e 或者是e的 电荷量是不能的物理量 3 元电荷e的数值最早是由美国物理学家测得的 学习互动 电荷量 整数倍 连续变化 密立根 学习互动 例4 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 19CD 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 19C 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 想一想 什么是验电器 验电器中金属箔的张角大小与什么有关 验电器上的金属球和金属箔一定带同种电荷吗 学习互动 验电器的原理和应用 考点四 要点总结 1 验电器的构造 如图1 1 2所示 2 原理 金属箔片带电后 由于同种电荷相互 会张开 3 验电器的带电分析验电器工作时 可用带电体靠近验电器的金属小球 也可以用带电体接触验电器的金属小球 无论哪种情况 都满足起电的条件 学习互动 图1 1 2 排斥 学习互动 例5 多选 如图1 1 3所示 有一带正电的验电器 当一金属球A靠近验电器的小球B 不接触 时 验电器的金属箔张角减小 则 A 金属球可能不带电B 金属球可能带负电C 金属球可能带正电D 金属球一定带负电 图1 1 3 学习互动 答案 AB 解析 验电器的金属箔之所以张开 是因为它们都带有正电荷 同种电荷相互排斥 两金属箔带电荷量的多少决定了张开角度的大小 如果A球带负电 靠近验电器的B球时 异种电荷相互吸引 使金属箔上的正电荷逐渐 上移 从而使两金属箔张角减小 选项B正确 选项C错误 如果A球不带电 在靠近B球时 发生静电感应现象 使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷 而背向B球的端面出现正的感应电荷 由于A球上负电荷离验电器较近而表现为吸引正电荷的作用 从而使金属箔张角减小 选项A正确 选项D错误 备用习题 1 多选 将带电金属棒移近两个不带电的导体球 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘 如图1 1 5所示 下列方法中能使两球都带电的是 A 先把两球分开 再移走棒B 先移走棒 再把两球分开C 先将棒接触一下甲球 再把两球分开D 先将棒接触一下乙球 再把两球分开 图1 1 5 备用习题 答案 ACD 解析 带电棒移近两球时 使两球的电荷重新分布 甲 乙左右两端出现等量异种电荷 先将两球分开 再移走棒 甲 乙两球就带上等量异种电荷 若先移走棒 由于两球接触 先前感应出的等量正 负电荷发生中和 再分开两球后 球上不带电 将棒与其中一球接触后 三物体均带电 再把两球分开 两球带有同种电荷 故选项A C D正确 备用习题 2 多选 如图1 1 6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小球C附近 导体的A端感应出正电荷 B端感应出负电荷 以下说法中正确的是 A 如果用手摸一下枕形导体的B端 B端的负电荷将经人体流入大地 手指离开 移去带电小球C 导体将带正电B 如果用手摸一下枕形导体的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 移去带电小球C 导体带负电 图1 1 6 备用习题 答案 AD 解析 无论用手摸一下枕形导体的什么位置 都会使枕形导体通过人体与大地相连 导体上的自由电子将经人体流入大地 使得导体带正电 手指离开 移去带电小球C 导体所带正电不变 C 如果用手摸一下枕形导体的中间 由于中间无电荷 则手指离开 移去带电小球C 导体不带电D 无论用手摸一下枕形导体的什么位置 导体上的自由电子都经人体流入大地 手指离开 移去带电小球C 导体带正电 3 绝缘如图1 1 7所示 左边是一个原先不带电的导体 靠近右边带正电的金属球C后 若用绝缘工具沿图示a b c三条虚线中的某条虚线将导体切开 导体分为A B两部分 设这两部分所带电荷量的数值分别为QA QB 则下列结论正确的是 A 沿虚线a切开 A带负电 B带正电 且QB QAB 只有沿虚线b切开 才有A带正电 B带负电 并且QB QAC 沿虚线c切开 A带正电 B带负电 且QB QAD 沿任意一条虚线切开 都有A带正电 B带负电 QA QB而QA QB的值与所切的位置有关 备用习题 图1 1 7 备用习题 答案 D 解析 导体原来不带电 只是在金属球C所带电荷的作用下 导体中的自由电子向B端移动 使B端有了多余的电子而带负电 A端少了电子 因而带正电 由于电荷之间的作用力与距离有关 不同位置的自由电子受到的作用力的强弱是不同的 这样导致电子在导体上的分布不均匀 越靠近右端负电荷密度越大 越靠近左端正电荷密度越大 所以从不同位置切开时 QA QB的值是不同的 但总有QA QB 故只有D正确 备用习题 4 多少个电子的电荷量等于 3 2 10 5C 干燥的天气中 一个人脱了鞋在地毯上走 身上聚集了 4 8 10 5C的电荷 此人身上有多少个剩余电子 他的质量增