人教版高中物理 1.1静电现象及其微观解释2课件 鲁科选修31.ppt

第第1节静电现象及其微观解释节静电现象及其微观解释2021/8/9 星期一1课标课标定位定位学学习习目目标标：1.探究三种起探究三种起电电方式，了解静方式，了解静电电的的产产生及其本生及其本质质2通通过对过对原子原子结结构的学构的学习习，理解，理解电电荷守恒定荷守恒定律，并能从微律，并能从微观观角度解角度解释释静静电电的的产产生生3了解静了解静电电的的应应用及其防用及其防护护重点重点难难点：点：1.静静电产电产生的探究生的探究2电电荷守恒定律的理解荷守恒定律的理解2021/8/9 星期一2 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第1节节静静电电现现象象及及其其微微观观解解释释课前自主学案课前自主学案2021/8/9 星期一3课前自主学案课前自主学案一、静一、静电电的的产产生生1三种起三种起电电方式：方式：(图图111)图图1112021/8/9 星期一42电电荷的性荷的性质质(1)用用丝绸丝绸摩擦摩擦过过的玻璃棒的玻璃棒带带_，用毛皮摩，用毛皮摩擦擦过过的橡胶棒的橡胶棒带带_(2)同种同种电电荷互相排斥，异种荷互相排斥，异种电电荷荷_3静静电电感感应应导导体因受附近体因受附近带电带电体的影响而体的影响而_的的现现象象.正正电电负电负电互相吸引互相吸引带电带电2021/8/9 星期一5思考感悟思考感悟1把气球跟上衣摩擦一下，气球就会被上衣把气球跟上衣摩擦一下，气球就会被上衣吸住，摩擦后的气球也会吸在吸住，摩擦后的气球也会吸在墙墙上上为为什么会什么会这样这样呢？呢？提示：提示：这这是摩擦起是摩擦起电电的的缘缘故，摩擦后的气球故，摩擦后的气球带带负电负电荷，与衣服上的荷，与衣服上的电电荷荷电电性相反，所以被吸性相反，所以被吸住能吸在住能吸在墙墙上是因上是因为为气球上的气球上的电电荷使荷使墙产墙产生生静静电电感感应应所致所致2021/8/9 星期一6二、原子二、原子结结构与构与电电荷守恒荷守恒1电电荷守恒定律荷守恒定律电电荷既不能荷既不能创创造，也不能消造，也不能消灭灭，只能从物体的，只能从物体的_，或者从，或者从_转转移到移到_在任何在任何转转移的移的过过程中，程中，电电荷的荷的总总量量_2物体物体带电带电(1)实质实质：是：是_发发生生转转移，物体内移，物体内_与与_不再相等，不再相等，对对外外显显示示电电性性一部分一部分转转移到另一部分移到另一部分一个物体一个物体另一个物体另一个物体不不变变电电子子电电子数子数质质子数子数2021/8/9 星期一7(2)表表现现：失去：失去电电子的物体子的物体带带_，得到，得到电电子子的物体的物体带带_ 三、静三、静电电的的应应用与防用与防护护1静静电电的的应应用：用：_、静、静电喷雾电喷雾、_、静、静电杀电杀菌等菌等2静静电电的防的防护护：印刷厂里空气保持适当的：印刷厂里空气保持适当的_、油罐、油罐车车车车尾装有一条拖在地上的尾装有一条拖在地上的_等等.正正电电负电负电激光打印机激光打印机静静电电除除尘尘湿度湿度铁链铁链2021/8/9 星期一8思考感悟思考感悟2.如果天气干燥，晚上脱毛衣如果天气干燥，晚上脱毛衣时时，会听到，会听到“噼噼啪啪”声，声，还还会看到会看到电电火花火花这时这时你已你已经经制造了制造了一些小小的一些小小的“雷雷电电”为为什么会什么会产产生生这这种种现现象象呢？呢？提示：提示：天气干燥天气干燥时时，因摩擦，因摩擦产产生的静生的静电电不能被不能被及及时导时导走，在毛衣上不同部位走，在毛衣上不同部位积积累了不同性累了不同性质质的的电电荷，当脱毛衣荷，当脱毛衣时时，各部分相互靠近，出，各部分相互靠近，出现现放放电现电现象象2021/8/9 星期一9核心要点突破核心要点突破一、三种起一、三种起电电方式的分析方式的分析1摩擦起摩擦起电电(1)原因：不同的物原因：不同的物质对电质对电子的束子的束缚缚、吸引能力、吸引能力不同两种不同的物不同两种不同的物质组质组成的物体相互摩擦成的物体相互摩擦时时,由于摩擦力做功，使得束由于摩擦力做功，使得束缚电缚电子能力弱的物体子能力弱的物体失去失去电电子，从而子，从而带带正正电电，吸引，吸引电电子能力子能力强强的物的物体得到体得到电电子，从而子，从而带负电带负电例如用毛皮摩擦橡例如用毛皮摩擦橡胶棒胶棒时时，毛皮，毛皮对电对电子的束子的束缚缚能力差，失去能力差，失去电电子子带带正正电电，电电子子转转移到橡胶棒上，使得橡胶棒移到橡胶棒上，使得橡胶棒带带负电负电2021/8/9 星期一10(2)实质实质：电电子从一个物体子从一个物体转转移到另一个物体上移到另一个物体上.2接触起接触起电电(1)定定义义：不：不带电带电的物体与的物体与带电带电体接触，使不体接触，使不带带电电的物体的物体带带上上电电荷，荷，这这种方式称种方式称为为接触起接触起电电(2)实质实质：电电荷从一个物体荷从一个物体转转移到另一个物体移到另一个物体.3感感应应起起电电(1)静静电电感感应应：导导体因受附近体因受附近带电带电体的影响而体的影响而带带电电的的现现象象(2)感感应应起起电电：利用静：利用静电电感感应应使金属使金属导导体体带电带电的的过过程程2021/8/9 星期一11(3)感感应应起起电电的原因：由于同种的原因：由于同种电电荷相互排斥，荷相互排斥，异种异种电电荷相互吸引，在静荷相互吸引，在静电电感感应应，即感，即感应应起起电电时时，当，当带电带电体靠近体靠近导导体体时时，导导体内的自由体内的自由电电子子会靠近或会靠近或远远离离带电带电体例如当体例如当带带正正电电的玻璃棒的玻璃棒靠近金属体靠近金属体时时，金属体靠近玻璃棒的一端会，金属体靠近玻璃棒的一端会带带上上负电负电，远远离玻璃棒的一端会离玻璃棒的一端会带带上正上正电电，如，如图图112甲所示如果把金属体接地，那么甲所示如果把金属体接地，那么电电子会从大地子会从大地“跑跑”到金属体上而中和掉金属体到金属体上而中和掉金属体一端的正一端的正电电荷，从而使金属体荷，从而使金属体带带上了上了负电负电荷，荷，如如图图112乙和丙所示再移开玻璃棒，金乙和丙所示再移开玻璃棒，金属体就属体就带带上了上了负电负电荷，如荷，如图图112丁所示丁所示2021/8/9 星期一12图图112(4)感感应应起起电电的的实质实质：在：在带电带电体上体上电电荷的作用荷的作用下，下，导导体上的正体上的正负电负电荷荷发发生了分离，使生了分离，使电电荷荷从从导导体的一部分体的一部分转转移到了另一部分移到了另一部分2021/8/9 星期一13(5)感感应应起起电应电应采用以下步采用以下步骤骤，如，如图图113所所示：示：将枕形将枕形导导体体A和和B彼此接触彼此接触把把带电带电球球C移近移近导导体体A.先把先把A和和B分开，然后移去分开，然后移去C，则则A带带上和上和C异号的异号的电电荷，荷，B带带上上和和C同号的同号的电电荷荷图图1132021/8/9 星期一14(6)感感应应起起电电也可按下面步也可按下面步骤进骤进行，如行，如图图114所示：所示：将一个将一个带电带电体体A靠近靠近导导体体球球B.用手接触一下用手接触一下导导体球体球B(相相当于将当于将B球接地一下球接地一下)，再将手拿开，再将手拿开移去移去带电带电体体A，则这时则这时B上上带带上了和上了和带电带电体体A异号的异号的电电荷荷图图1142021/8/9 星期一15特特别别提醒：提醒：(1)三种三种带电带电方式方式实质实质上都是上都是导导体上体上电电荷的分离或荷的分离或转转移，在移，在转转移移过过程中程中电电荷的荷的总总量量保持不保持不变变.(2)验电验电器是器是检验检验物体是否物体是否带电带电和估和估测测物体物体带电带电多少的多少的仪仪器器当当带负电带负电的橡胶棒与的橡胶棒与验电验电器的器的金属球接触金属球接触时时，有一部分，有一部分电电荷荷转转移到移到验电验电器上器上,与金属球相与金属球相连连的两个指的两个指针带针带上同种上同种电电荷，因相荷，因相互排斥而互排斥而张张开开2021/8/9 星期一16即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1使使带电带电的金属球靠近不的金属球靠近不带电带电的的验电验电器，器，验电验电器的箔片器的箔片张张开如开如图图115所示表示所示表示验电验电器上器上感感应电应电荷的分布情况，正确的是荷的分布情况，正确的是()图图1152021/8/9 星期一17解析：解析：选选B.验电验电器原来不器原来不带电带电，由于静，由于静电电感感应应,带电带电金属球与金属球与验电验电器的金属球器的金属球带带异种异种电电荷，荷，验验电电器的金属球与箔片也器的金属球与箔片也应带应带异种异种电电荷，故荷，故选项选项B正确正确2021/8/9 星期一18二、二、对电对电荷守恒定律的理解荷守恒定律的理解1两种表述两种表述(1)表述一：表述一：电电荷既不能荷既不能创创造，也不能消造，也不能消灭灭，只，只能从物体的一部分能从物体的一部分转转移到另一部分，或者从一移到另一部分，或者从一个物体个物体转转移到另一个物体在任何移到另一个物体在任何转转移的移的过过程程中，中，电电荷的荷的总总量不量不变变(2)表述二：一个与外界没有表述二：一个与外界没有电电荷交荷交换换的系的系统统，电电荷的代数和荷的代数和总总量保持不量保持不变变2021/8/9 星期一192电电荷分配荷分配规规律律两个完全相同的两个完全相同的带电带电金属球接触，金属球接触，电电荷重新分荷重新分配配(1)若若带带同种同种电电荷，荷，总电总电荷量平分荷量平分(2)若若带带异种异种电电荷，先中和再平分荷，先中和再平分3物体物体带电带电的的实质实质使物体使物体带电带电不是不是创创造造电电荷，使物体不荷，使物体不带电带电也不也不是消是消灭电灭电荷物体荷物体带电带电的的实质实质是是电电荷荷发发生了生了转转移，也就是物体移，也就是物体间电间电荷的重新分配荷的重新分配2021/8/9 星期一204守恒的广泛性守恒的广泛性电电荷守恒定律同能量守恒定律一荷守恒定律同能量守恒定律一样样，是自然界，是自然界中最基本的中最基本的规规律，任何律，任何电现电现象都不象都不违违背背电电荷守荷守恒定律，也涵盖了包括近代物理恒定律，也涵盖了包括近代物理实验发现实验发现的微的微观观粒子在粒子在变变化中遵守的化中遵守的规规律如：由一个高能律如：由一个高能光子可以光子可以产产生一个正生一个正电电子和一个子和一个负电负电子，一子，一对对正、正、负电负电子可同子可同时时湮没，湮没，转转化化为为光子在光子在这这种种情况下，情况下，带电带电粒子粒子总总是成是成对产对产生或湮没，生或湮没，电电荷荷的代数和不的代数和不变变2021/8/9 星期一21即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2导导体体A带带5Q的的电电荷，另一完全相同的荷，另一完全相同的导导体体B带带Q的的电电荷，将两荷，将两导导体接触一段体接触一段时间时间后再分后再分开，开，则导则导体体B的的带电带电量量为为()AQBQC2Q D4Q2021/8/9 星期一22 毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带带正正电电，这这是因是因为为()A毛皮上的一些毛皮上的一些电电子子转转移到橡胶棒上移到橡胶棒上B毛皮上的一些正毛皮上的一些正电电荷荷转转移到橡胶棒上移到橡胶棒上C橡胶棒上的一些橡胶棒上的一些电电子子转转移到毛皮上移到毛皮上D橡胶棒上的一些正橡胶棒上的一些正电电荷荷转转移到毛皮上移到毛皮上课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一摩擦起电的实质摩擦起电的实质例例例例1 12021/8/9 星期一23【精【精讲讲精析】精析】毛皮与橡胶棒摩擦后，由于毛毛皮与橡胶棒摩擦后，由于毛皮中的原子皮中的原子对电对电子的束子的束缚缚作用小于橡胶棒中的作用小于橡胶棒中的原子原子对电对电子的束子的束缚缚作用所以，毛皮上的部分作用所以，毛皮上的部分电电子子转转移到橡胶棒上，使毛皮移到橡胶棒上，使毛皮带带正正电电，故，故A正正确，确，B、C、D错误错误2021/8/9 星期一24【答案】【答案】A【方法【方法总结总结】“摩擦摩擦”的的过过程中，程中，发发生了生了“电电子子”的争的争夺夺，电电子从一个物体子从一个物体转转移到了另一移到了另一个物体上个物体上“摩擦摩擦”的的过过程中并没有程中并没有创创造出造出电电荷荷2021/8/9 星期一25 如如图图116所示，所示，A、B为为相互接触的用相互接触的用绝缘绝缘支架支持的金属支架支持的金属导导体，起体，起初它初它们们不不带电带电，在它，在它们们的的下部下部贴贴有金属箔片，有金属箔片，C是是带带正正电电的小球，下列的小球，下列说说法正确的是法正确的是()类型二类型二感应带电的方法感应带电的方法例例例例2 2图图1162021/8/9 星期一26A把把C移近移近导导体体A时时，A、B上的金属箔片都上的金属箔片都张张开开B把把C移近移近导导体体A，先把，先把A、B分开，然后移分开，然后移去去C，A、B上的金属箔片上的金属箔片闭闭合合C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金上的金属箔片仍属箔片仍张张开开D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移去，然后重新移去，然后重新让让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张张开，而开，而B上的金上的金属箔片属箔片闭闭合合2021/8/9 星期一27【精【精讲讲精析】精析】虽虽然然A、B起初都不起初都不带电带电，但，但带带正正电电的的导导体体C对对A、B内的内的电电荷有力的作用，使荷有力的作用，使A、B中的自由中的自由电电子向左移子向左移动动，使得，使得A端端积积累了累了负电负电荷，荷，B端端积积累了正累了正电电荷，其下部荷，其下部贴贴有的金有的金属箔片因属箔片因为为接触接触带电带电，也分，也分别带别带上了与上了与A、B同同种性种性质质的的电电荷由于同种荷由于同种电电荷相排斥，所以金荷相排斥，所以金属箔片都属箔片都张张开，开，A正确正确C只要一直在只要一直在A、B附附近，先把近，先把A、B分开，分开，A、B上的上的电电荷因受荷因受C的作的作用力不可能中和，因而用力不可能中和，因而A、B仍仍带带等量的异种感等量的异种感应电应电荷，此荷，此时时即使再移走即使再移走C，因，因A、B已已经绝缘经绝缘,2021/8/9 星期一28所所带电带电荷量不能荷量不能变变，所以金属箔片仍，所以金属箔片仍张张开，开，B错错但如果先移走但如果先移走C，A、B上的感上的感应电应电荷会荷会马马上在其相互之上在其相互之间间的的库仑库仑力作用下吸引中和，不力作用下吸引中和，不再再带电带电，所以箔片都不会，所以箔片都不会张张开，开，C错错先把先把A、B分开，再移走分开，再移走C，A、B仍然仍然带电带电，但重新，但重新让让A、B接触后，接触后，A、B上的感上的感应电应电荷完全中和，荷完全中和，箔片都不会箔片都不会张张开，开，D错错【答案】【答案】A2021/8/9 星期一29【方法【方法总结总结】在研究静在研究静电电感感应类问题时应类问题时，应应该该注意引起静注意引起静电电感感应应的的带电带电体，是否移走，移体，是否移走，移走的先后走的先后顺顺序等序等该问题该问题的解决有如下程序的解决有如下程序.(1)如果如果带电带电体存在，把被感体存在，把被感应导应导体分开，体分开，则则两两部分部分带带等量异种等量异种电电荷荷(2)如果先移走如果先移走带电带电体，体，则则被感被感应导应导体上的体上的电电荷荷重新分布，各部分均不重新分布，各部分均不带电带电2021/8/9 星期一30 径相同的两个金属小球径相同的两个金属小球A、B带带有相等的有相等的电电荷量，相隔一定的距离，今荷量，相隔一定的距离，今让让第三个半径相第三个半径相同的不同的不带电带电的金属小球先后与的金属小球先后与A、B接触后移接触后移开开.(1)若若A、B两球两球带带同种同种电电荷，接触后两球的荷，接触后两球的带带电电荷量之比荷量之比为为_(2)若若A、B两球两球带带异种异种电电荷，接触后两球的荷，接触后两球的带带电电荷量之比荷量之比为为_类型三类型三电荷守恒定律的应用电荷守恒定律的应用例例例例3 32021/8/9 星期一31【思路点【思路点拨拨】解答本解答本题时应题时应把握以下三点把握以下三点:(1)两个完全相同的金属球接触两个完全相同的金属球接触时时，电电荷将重荷将重新分配新分配(2)两球两球带带同种同种电电荷荷时时，总电总电荷量平分荷量平分(3)两球两球带带异种异种电电荷荷时时，先中和再平分，先中和再平分2021/8/9 星期一322021/8/9 星期一33【答案】【答案】(1)2 3(2)2 12021/8/9 星期一342021/8/9 星期一35答案：答案：见见解析解析2021/8/9 星期一362021/8/9 星期一37