《高中物理 第1章 靜電場 第1節(jié) 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第1章 靜電場 第1節(jié) 電荷及其守恒定律課件 新人教版選修3-1.ppt（45頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第一章 靜電場,,(教師參考) 一、課程標準 1.內(nèi)容標準 (1)了解靜電現(xiàn)象及其在生活和生產(chǎn)中的應用.用原子結構和電荷守恒的知識分析靜電現(xiàn)象. (2)知道點電荷,體會科學研究中的理想模型方法.知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律.通過靜電力與萬有引力的對比,體會自然規(guī)律的多樣性與統(tǒng)一性. (3)了解靜電場,初步了解場是物質(zhì)存在的形式之一.理解電場強度.會用電場線描述電場. (4)知道電勢能、電勢,理解電勢差.了解電勢差與電場強度的關系. (5)觀察常見電容器的構造,了解電容器的電容.舉例說明電容器在技術中的應用.,,2.活動建議 (1)通過查閱資料、閱讀說明書、觀察實物等方式,了解避雷針、靜電除塵器、靜電復印機、激光打印機等設施的基本原理,撰寫一篇科學報告. (2)收集資料,綜述靜電的危害和預防方法. 二、高考內(nèi)容及要求 1.物質(zhì)的電結構、電荷守恒.(Ⅰ) 2.靜電現(xiàn)象的解釋.(Ⅰ) 3.點電荷.(Ⅰ) 4.庫侖定律.(Ⅱ) 5.靜電場.(Ⅰ) 6.電場強度、點電荷的場強.(Ⅱ) 7.電場線.(Ⅰ),,8.電勢能、電勢.(Ⅰ) 9.電勢差.(Ⅱ) 10.勻強電場中電勢差與電場強度的關系.(Ⅱ) 11.帶電粒子在勻強電場中的運動.(Ⅱ) 12.示波管.(Ⅰ) 13.常見電容器、電容器的電壓、電荷量和電容的關系.(Ⅰ) 說明:帶電粒子在勻強電場中運動的計算,只限于帶電粒子進入電場時速度平行或垂直于場強方向的情況.,第1節(jié) 電荷及其守恒定律,,(教師參考) 一、教學目標 知識與技能 1.知道兩種電荷及其相互作用.知道電荷量、元電荷、比荷的概念 2.知道摩擦起電、接觸起電,知道起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負電荷分開 3.知道靜電感應現(xiàn)象,知道感應起電的原因 4.知道電荷守恒定律 過程與方法 1.通過對初中知識的復習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷 2.通過對原子核式結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負電荷分開,但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變,,情感態(tài)度與價值觀 通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì) 二、教學重點難點 教學重點 電荷守恒定律 教學難點 利用電荷守恒定律分析解決與接觸起電和感應起電相關的問題 三、重難點突破方略 感應起電過程的突破方略 【實驗演示】 取有絕緣支柱的兩個不帶電枕形導體A,B,使它們彼此接觸.用絲綢摩擦過的有機玻璃棒反復多次接觸球形導體C,使之帶正電.將C移近A.(如圖所示),,【教師演示1與設問】 用與有機玻璃棒摩擦過的絲綢放置在導體A附近,并提問. (1)絲綢是靠近導體A還是遠離A? 答案:絲綢因受到排斥力而遠離導體A. (2)導體A帶正電還是帶負電? 答案:導體A帶負電. 【教師演示2與設問】 用與有機玻璃棒摩擦過的絲綢放置在導體B附近,并提問. (1)絲綢是靠近導體B還是遠離B? 答案:因受到吸引力而使絲綢靠近導體B. (2)導體B帶正電還是帶負電? 答案:導體B帶正電.,,【教師演示3與設問】 (1)如將導體A,B分開,再移走C,導體A,B帶電性質(zhì)的情況如何? 答案:導體A仍帶負電,導體B仍帶正電. (2)演示證明:將導體A,B分開,用與玻璃棒摩擦過的絲綢檢驗,學生回答正確. 【教師演示4與設問】 (1)將導體A,B接觸,它們是否帶電?這說明什么問題? 答案:不帶電,說明接觸前導體A,B帶等量異種電荷,接觸后等量異種電荷中和. (2)演示證明:使導體A,B接觸,仍用與玻璃棒摩擦過的絲綢檢驗,學生回答正確.,,【教師演示5與設問】 (1)若先把導體C移走,再將導體A,B分開,它們是否帶電? 答案:導體A,B不帶電. (2)演示證明:把導體C移走,將導體A,B分開,用與玻璃棒摩擦過的絲綢檢驗,學生回答正確. 【教師總結】 將電荷移近不帶電的導體,可以使導體帶電,這種現(xiàn)象叫做靜電感應.利用靜電感應使物體帶電的過程,叫感應起電.,自主學習,課堂探究,達標測評,自主學習 課前預習感悟新知,,(教師參考) 情境鏈接一 為了方便儲存,塑料袋出廠前經(jīng)過折疊壓縮堆放在一起,使塑料膜間緊貼,如圖所示.這樣,要把塑料袋口打開,似乎就不太容易了,然而超市的售貨員可以輕松地打開新的塑料袋.售貨員打開袋口的方法是用兩手揉搓袋口的表面,就能輕易地打開袋口,這樣做的電學原理是什么?,我們還可以用保鮮膜親身體驗一下,展開一張保鮮膜并把它撕扯下來時,把撕下來的保鮮膜放在自己的臉旁,你是不是感到臉上的毛發(fā)豎了起來?這是感到了電荷的存在.,,信息 1.塑料袋是絕緣體,揉搓塑料袋,塑料膜間相互摩擦,兩膜內(nèi)側同時帶負電. 2.同種電荷相互排斥,搓動的那里分開了. 3.撕保鮮膜時,也使保鮮膜上產(chǎn)生了靜電.,情境鏈接二 如圖所示是靜電植絨的工作示意圖.1是一塊接高壓直流電源(約40～50 kV)正極的金屬平板,2是一個接高壓直流電源負極的金屬網(wǎng)框,上面放著絨毛.當接通高壓電源以后,開動馬達使卷軸3和4轉動,布底通過1和2之間,絨毛快速插入到紡織品中,涂有黏合劑地方植上了很多絨毛.一般情況下絨毛是不帶電的,不帶電的物體內(nèi)部是否存在電荷?絨毛受到怎樣方向的力才會快速插入到紡織品中?絨毛在2上時,接近下面金屬板的一端帶何種電荷?,,信息 1.不帶電的物體內(nèi)部存在電荷. 2.絨毛受到向下的引力才會快速插入到紡織品中. 3.絨毛在2上時,接近下面金屬板的一端帶負電.,教材梳理,一、電荷 閱讀教材第2～3頁內(nèi)容,知道兩種電荷、原子的組成;大致了解感應起電的過程. 1.兩種電荷:自然界中的電荷只有 . (1)用絲綢摩擦過的玻璃棒帶 ; (2)用毛皮摩擦過的橡膠棒帶 .,2.物質(zhì)的微觀結構 (1)原子組成 原子,兩種,正電荷,負電荷,,,(2)原子電性:原子核的正電荷的數(shù)量與核外電子的負電荷的數(shù)量 ,整個原子對外界較遠的位置表現(xiàn)為 . 3.三種起電方式 (1)摩擦起電:當兩個物體互相摩擦時,一些束縛得不緊的 往往從一個物體轉移到另一個物體,于是原來電中性的物體由于得到電子而帶 電,失去電子的物體則帶 電. (2)感應起電 ①靜電感應:當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間相互吸引或排斥,導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶 電荷,遠離帶電體的一端帶 電荷的現(xiàn)象. ②感應起電:利用靜電感應使金屬導體帶電的過程. (3)接觸起電:不帶電的物體與帶電的物體接觸,能使不帶電的物體帶上同種電荷.兩個完全相同的物體接觸后,會使電荷量均分.,一樣多,電中性,電子,負,正,異號,同號,議一議 在我國北方的冬天,天氣干燥,當脫掉外衣后再去摸金屬門把手時,常常會被電擊,這是為什么? 答案:脫外衣時,由于摩擦起電,因空氣干燥電荷不會短時間中和,觸摸金屬門把手會有放電現(xiàn)象被電擊.,二、電荷守恒定律 閱讀教材第4頁“電荷守恒定律”部分,大致說出電荷守恒定律的內(nèi)容. 1.表述一:電荷既不會 ,也不會 ,它只能從一個物體轉移到 ,或者從物體的一部分轉移到 ;在轉移過程中,電荷的 保持不變. 2.表述二:一個與外界沒有 交換的系統(tǒng),電荷的 保持不變.,創(chuàng)生,消滅,另一個物體,另一部分,總量,電荷,代數(shù)和,想一想 教材第3頁圖1.1-1中,感應起電的導體A與導體B中電荷的數(shù)量是否相等? 答案:電荷只在導體A與導體B中發(fā)生轉移,則導體A中電荷的數(shù)量與導體B中的相等.,三、電荷量 閱讀教材第4頁“元電荷”部分,了解電荷量、元電荷、比荷等概念. 1.電荷量:電荷的 叫電荷量.國際單位是庫侖,簡稱庫,用 表示. 2.元電荷: 的電荷量叫做元電荷,用e表示. e= .最早由美國物理學家 測得. 3.電荷量的不連續(xù)性:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者是e的整數(shù)倍,這就是說電荷量是不能 的物理量. 4.電子的比荷:電子的 與電子的質(zhì)量me之比. 想一想 電子的電荷就是元電荷嗎?為什么? 答案:不是.電子的電荷是負電性的,為-e,而元電荷為e.,多少,C,最小,1.6010-19 C,密立根,連續(xù)變化,電荷量e,自主檢測,1.思考判斷 (1)通過摩擦帶電的兩個物體必然帶等量異種電荷.( ) (2)發(fā)生靜電感應現(xiàn)象時,導體靠近帶正電的物體的一端帶負電荷.( ) (3)近代物理實驗發(fā)現(xiàn),在一定條件下,帶電粒子可以產(chǎn)生和湮滅,故在一定條件下,電荷守恒定律不成立.( ) (4)所有帶電體的電荷量或者等于元電荷,或者是元電荷的整數(shù)倍.( ),,答案: (1)√ (2)√ (3) (4)√,2.(2016安徽師范大學附中期中)關于起電,下列說法正確的是( ) A.摩擦起電是電荷的轉移 B.接觸起電可能是產(chǎn)生電荷的過程 C.感應起電時,由于帶電體和被感應導體不接觸,所以一定是產(chǎn)生了電荷 D.摩擦起電和感應起電都可能是創(chuàng)造了電荷,,解析:摩擦起電的實質(zhì)是電荷從一個物體轉移到另一個物體上,而感應起電是電荷從物體的一端移動到了另外一端,兩者都不是產(chǎn)生了電荷,故選項A正確.,A,3.下列關于元電荷的說法正確的是( ) A.元電荷實質(zhì)上是指質(zhì)子和電子本身 B.一個帶電體的電荷量為元電荷的303.5倍 C.元電荷是最小的電荷量 D.元電荷有正負之分,,解析:元電荷是最小的電荷量,無正負之分,任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,選項C正確.,C,,答案：1.51013 B A,4.有A,B兩個物體經(jīng)摩擦后,使B帶上了2.410-6C的正電荷,則此過程中有 個電子發(fā)生了轉移,是由 向 轉移的.,5.兩個帶有等量異種電荷的金屬球接觸后會發(fā)生電荷中和,即不顯電性了.這是否違背了電荷守恒定律?為什么?,,答案：不違背.這個過程中兩金屬球所帶電荷量的總和一直為零,電荷守恒,正負電荷并沒有消失只是對外不顯電性了.,課堂探究 核心導學要點探究,要點一,三種起電方式,【問題導引】 感應起電的操作過程 (1)步驟一:使帶電體C(如帶正電)靠近接觸的兩導體A,B,如圖所示.為什么導體A會帶上負電荷、導體B會帶上正電荷?,答案: (1)導體A,B中的自由電子會受到帶電體C(如帶正電)的引力作用,聚集在導體A上,導體A就帶上負電荷;導體B失去電子,就帶上正電荷.,答案: (2)該步驟使導體A,B分別帶上不同種類的電荷.在移走C后,則A帶負電,B帶正電.,(2)步驟二:保持C不動,用絕緣工具分開A,B,如圖所示.該步驟有什么意義?,【要點歸納】 1.本質(zhì):物質(zhì)的三種起電方式都不是創(chuàng)造了電荷,只是電荷從一個物體轉移到了另一個物體,或者從物體的一部分轉移到了另一部分,這三種起電方式的本質(zhì)都是電荷的轉移,電荷總量保持不變. 2.感應起電的判斷方法 (1)帶電體靠近導體時,導體上靠近帶電體的一端感應出與帶電體性質(zhì)不同的電荷,遠離帶電體的一端感應出與帶電體性質(zhì)相同的電荷. (2)接地的某導體與地球組成一個新導體,在感應起電時該導體為近帶電體端,感應出與帶電體不同性質(zhì)的電荷,地球為遠帶電體端,感應出與帶電體性質(zhì)相同的電荷.,,?思路探究? (1)金屬箔片能張開的原因是什么?金屬箔片閉合時說明了什么? 答案:金屬箔片與導體在該處所帶電性是相同的,兩金屬箔片因同種電荷排斥而張開.金屬箔片閉合時,說明金屬箔片所在位置的導體不帶電了. (2)帶電體C移近導體A,B,則金屬導體A,B所帶電荷量有什么關系? 答案:金屬導體A,B上帶等量的異種電荷.,【例1】 (多選)如圖所示,A,B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬箔片,C是帶正電的小球,下列說法正確的是( ) A.把C移近導體A時,A,B上的金屬箔片都張開 B.把C移近導體A,先把A,B分開,然后移走C,A,B上的金屬箔片仍張開 C.先把C移走,再把A,B分開,A,B上的金屬箔片仍張開 D.先把A,B分開,再把C移走,然后重新讓A,B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片閉合,AB,,解析:雖然A,B起初都不帶電,但帶正電的小球C對A,B內(nèi)的電荷有力的作用,使A,B中的自由電子向左移動,使得A端積累了負電荷,B端積累了正電荷,其下部貼有的金屬箔片,也分別帶上了與A,B同種的電荷.由于同種電荷間存在斥力,所以金屬箔片都張開,故選項A正確.保持帶電小球C在A,B附近,先把A,B分開,A,B帶等量異種電荷,此時再移走C,因A,B已經(jīng)絕緣,所帶電荷量也不能變,金屬箔片仍張開,故選項B正確.但如果先移走C,A,B上的感應電荷會馬上在其相互吸引作用下中和,不再帶電,所以金屬箔片都不會張開,故選項C錯.先把A,B分開,再移走C,A,B仍然帶電,但重新讓A,B接觸后,A,B上的感應電荷完全中和,金屬箔片都不會張開,故選項D錯.,誤區(qū)警示 感應起電與摩擦起電的不同 (1)感應起電只適用于導體,絕緣體的電子因不能自由移動而不會感應起電. (2)摩擦起電與感應起電的產(chǎn)生條件有兩個不同點: ①材料不同:前者是絕緣體,后者是導體. ②方式不同:前者必須接觸,后者是靠近.,,(教師備用) 例1-1:(多選)如圖所示,把架在絕緣支架上的不帶電的枕形導體放在帶負電的導體C附近,導體的A端感應出正電荷,B端感應出負電荷,下列說法正確的是( ) A.如果用手摸一下導體的B端,B端負電荷將經(jīng)人體流入大地, 手指離開,移去帶電體C,導體將帶正電 B.如果用手摸一下導體的A端,大地的自由電子將經(jīng)人體流入導體與A端的正電荷中和,手指離開,移去帶電體C,導體帶負電 C.如果用手摸一下導體的中間,由于中間無電荷,手指離開,移去帶電體C,導體不帶電 D.無論用手摸一下導體的什么位置,導體上的自由電子都經(jīng)人體流入大地,手指離開,移去帶電體C,導體帶正電,AD,,解析:無論用手摸一下導體的什么位置,則枕形導體AB、人體、大地構成“大導體”,由于靜電感應,則導體AB上的自由電子將經(jīng)人體流入大地,使得導體帶正電,手指離開,移去帶電體C,導體所帶正電不變.故選項A,D正確.,,,針對訓練1:(2016廣東省湛江一中第一次考試)摩擦起電是一種常見的起電方式,關于摩擦起電,下列說法正確的是( ) A.用梳子和頭發(fā)摩擦后能夠吸引小物體,因為萬有引力的作用 B.在A選項中梳子帶電后頭發(fā)就不帶電了 C.摩擦起電產(chǎn)生了電荷,使自然界中的電荷數(shù)增加了 D.摩擦起電的本質(zhì)是電荷發(fā)生了轉移,D,解析:用梳子和頭發(fā)摩擦后能夠吸引小物體,因為梳子帶上了電的緣故,選項A錯誤;在A選項中梳子帶電后頭發(fā)就會帶上等量的異種電荷,選項B錯誤;根據(jù)電荷守恒定律,自然界中的電荷數(shù)的總量保持不變,選項C錯誤;摩擦起電的本質(zhì)是電荷從一個物體轉移到了另一個物體,選項D正確.,要點二,對電荷守恒定律的理解,【問題導引】 當兩個帶異種電荷的導體接觸時,會發(fā)生電荷中和的現(xiàn)象,中和的電荷是不是消失了呢? 答案:電荷中和是正、負電荷對外表現(xiàn)的電性相互抵消,使得凈電荷減少或為零,但正、負電荷本身依然存在,并不是正、負電荷消失,我們通常講一個物體帶多少電,實質(zhì)上指的是帶多少凈電荷,只是習慣將“凈”字省略掉.,【要點歸納】 完全相同的導體球接觸起電時電荷量分配原則 1.用帶電荷量為Q的金屬球與不帶電的金屬球接觸,每個小球帶電荷量均為Q/2,且所帶電荷的性質(zhì)相同. 2.用帶電荷量為Q1的金屬球與帶電荷量為Q2的金屬球接觸,若兩球帶同種電荷,則每個小球所帶電荷量為總電荷量的一半.若兩球帶異種電荷,則先中和相同量的異號電荷,然后平分剩余電荷,電性與所帶電荷量多的金屬球相同.,【例2】 完全相同的兩個金屬小球A,B帶有相等的電荷量,相隔一定的距離,現(xiàn)讓第三個完全相同的不帶電的金屬小球先后與A,B接觸后再移開. (1)若A,B兩球帶同種電荷,接觸后A,B兩球的帶電荷量之比為 . (2)若A,B兩球帶異種電荷,接觸后A,B兩球的帶電荷量之比為 .,,?思路探究? (1)一個帶電、一個不帶電的兩完全相同的金屬小球接觸后分開,帶電有怎樣的規(guī)律? 答案:電荷量平均分配. (2)若帶有不等量的異種電荷的兩完全相同的金屬球接觸后分開,其帶電有怎樣的規(guī)律? 答案:兩電荷量抵消一部分后,平分剩余電荷量.,,答案: (1)2∶3 (2)2∶1,規(guī)律方法 對物體帶電的理解 使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷,使物體所帶電荷消失也不是消滅了電荷,物體帶電的實質(zhì)是電荷發(fā)生了轉移.也就是物體間電荷的重新分配.摩擦起電、感應起電和接觸起電均符合電荷守恒定律.,,(教師備用) 例2-1:有兩個完全相同的帶電金屬小球A,B,分別帶有電荷量為QA=6.410-9C, QB=-3.210-9C,讓兩個絕緣金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉移,轉移了多少個電子?,,答案:電子由B球轉移到A球,轉移的電子數(shù)為3.01010個,,例2-2:(多選)原來甲、乙、丙三物體(均為導體)都不帶電,今使甲、乙兩物體帶等量異種電荷,乙物體再與丙物體接觸,最后,得知甲物體帶正電荷1.610-15C,丙物體帶電荷量的大小為810-16C.則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況,下列說法中正確的是( ) A.乙物體一定帶有負電荷810-16C B.乙物體可能帶有負電荷2.410-15C C.丙物體一定帶有正電荷810-16C D.丙物體一定帶有負電荷810-16C,,解析:由于甲、乙、丙原來都不帶電,由于甲物體帶1.610-15C的正電荷,則乙物體帶1.610-15C的負電荷;乙物體與不帶電的丙物體相接觸,從而使一部分負電荷轉移到丙物體上,故可知乙、丙兩物體都帶負電荷,由電荷守恒定律可知乙最終所帶負電荷1.610-15 C-8 10-16 C=810-16 C,故A,D正確.,AD,針對訓練2:有三個相同的絕緣金屬小球A,B,C,其中A小球帶有2.010-5C的正電荷,小球B,C不帶電.現(xiàn)在讓小球C先和小球A接觸后取走,再讓小球B與小球A接觸后分開,最后讓小球B與小球C接觸后分開,最終三小球的帶電荷量分別為qA= C,qB= C,qC= C.,,答案:510-6 7.510-6 7.510-6,,(教師參考) 【教材探究】 1.教材P3圖1.1-1靜電感應實驗中,為什么要求A,B必須是導體,而且要先把A,B分開后再移走帶電體C? 答案:只有導體中才存在自由移動的電荷,在外界帶電體的影響下,電荷在導體內(nèi)重新分布,近端出現(xiàn)異種電荷,遠端出現(xiàn)同種電荷,若先移走帶電體C,導體A,B又恢復到原來中性狀態(tài)而無法起電. 2.教材P4指出,質(zhì)子、正電子所帶的電荷量與電子相同,但符號相反.有人說質(zhì)子或電子是元電荷,對嗎? 答案:不對,質(zhì)子或電子所帶電荷量的多少等于元電荷,并不能說質(zhì)子或電子就是元電荷.,達標測評 隨堂演練檢測效果,D,1.電視機的玻璃屏表面經(jīng)常有許多灰塵,這主要是因為( ) A.這是灰塵的自然堆積 B.玻璃有極強的吸附灰塵的能力 C.電視機工作時,屏表面溫度較高而吸附灰塵 D.電視機工作時,屏表面有靜電而吸附灰塵,,解析:帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì).,2.導體球A帶5Q的正電荷,另一完全相同的導體球B帶Q的負電荷,將兩導體接觸后再分開,則B導體球的帶電荷量為( ) A.-Q B.Q C.2Q D.4Q,,C,3.(多選)關于摩擦起電和感應起電的實質(zhì),下列說法中正確的是( ) A.摩擦起電現(xiàn)象說明機械能可以轉化為電能,也說明通過做功可以創(chuàng)造出電荷 B.摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉移到另一個物體 C.感應起電說明電荷可以從物體的一部分轉移到另一部分 D.感應起電說明電荷可以從帶電的物體轉移到原來不帶電的物體,,解析:摩擦起電的實質(zhì)是電子在相互摩擦的物體間發(fā)生轉移,失去電子的顯示正電,得到電子的顯示負電,此過程并非創(chuàng)造了電荷,總電荷量總是守恒,故選項A錯誤,B正確;感應起電的實質(zhì)是電荷從導體的一部分轉移到另一部分,是電荷在同一導體內(nèi)部發(fā)生了轉移,故選項C正確,D錯誤.,BC,4.下列電荷的電荷量不可能是( ) A.4.010-18C B.6.410-19C C.1.610-10C D.2.010-19C,,解析:最小的電荷量是1.610-19C,任何物體的帶電荷量是元電荷的整數(shù)倍,由于2.010-19C不是1.610-19C的整數(shù)倍,所以選項D是不可能的.,D,(教師參考) 課堂小結,,謝謝觀賞！,