电荷及电荷守恒学案
高考物理一轮复习学案7
高考物理一轮复习学案7.1 库伦定律&电场力的性质一、电荷及电荷守恒定律1．元电荷：最小的电荷量，其值为e ＝1.60×10－19_C ．其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍． 2．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它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)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (3)带电实质：物体带电的实质是得失电子．思考：当两个完全相同的带电金属球相互接触时，它们的电荷量如何分配？ 答案 同种电荷的电荷量平均分配，异种电荷的先中和后平分．二、点电荷及库仑定律 1．点电荷(1)是一种理想化的物理模型；(2)当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷． 2．库仑定律(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．(2)公式：F ＝k q 1q 2r2，其中比例系数k 叫做静电力常量，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2.(3)适用条件：①真空中；②点电荷．三、电场强度 1．静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种物质，静电荷产生的电场叫静电场．(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用． 2．电场强度(1)物理意义：表示电场的强弱和方向．(2)定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度．(3)定义式：E ＝Fq.(4)标矢性：电场强度是矢量，正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向，电场强度的叠加遵从平行四边形定则．四、电场线 1．定义：为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一系列的曲线，使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向，曲线的疏密表示电场强度的大小． 2．特点：(1)电场线从正电荷或无限远处出发，终止于负电荷或无限远处； (2)电场线在电场中不相交；(3)在同一电场里，电场线越密的地方场强越大； (4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向； (5)沿电场线方向电势逐渐降低；(6)电场线和等势面在相交处互相垂直．3．几种典型电场的电场线(如图2所示)．1．x-t图象的理解核心素养一静电现象及电荷守恒定律1．使物体带电的三种方法及其实质摩擦起电、感应起电和接触带电是使物体带电的三种方法，它们的实质都是电荷的转移．而实现电荷转移的动力是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引．2．验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(如图甲所示)．如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计(如图乙所示)．注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的．不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥的结果．核心素养二对库仑定律的理解和应用库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体间的距离远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用．核心素养三电场强度的叠加与计算1．场强的公式三个公式⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧E ＝F q ⎩⎪⎨⎪⎧ 适用于任何电场与检验电荷是否存在无关E ＝kQr 2⎩⎪⎨⎪⎧ 适用于点电荷产生的电场Q 为场源电荷的电荷量E ＝U d ⎩⎪⎨⎪⎧适用于匀强电场U 为两点间的电势差，d 为沿电场方向两点间的距离2．电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和． (2)运算法则：平行四边形定则．核心素养四 两个等量点电荷电场的分布特点1．电场线的作用(1)表示场强的方向电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致． (2)比较场强的大小电场线的疏密程度反映了场强的大小，即电场的强弱．同一幅图中，电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越小． (3)判断电势的高低在静电场中，顺着电场线的方向电势越来越低．2．等量点电荷的电场线比较比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布图连线中点O 处的场强 最小，指向负电荷一方 为零连线上的场强大小(从左到右)沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O 点向外场强大小 O 点最大，向外逐渐减小 O 点最小，向外先变大后变小关于O 点对称的A 与A′、B 与B′的场强等大同向等大反向1．两个完全相同的金属小球，所带电荷量多少不同，相距一定的距离时，两个金属球之间有相互作用的库仑力，如果将两个金属球相互接触一下后，再放到原来的位置，则两球的作用力变化情况是( )A ．如果相互接触前两球的库仑力是引力，则相互接触后的库仑力仍是引力B ．如果相互接触前两球的库仑力是引力，则相互接触后的库仑力为零C ．如果相互接触前两球的库仑力是斥力，则相互接触后的库仑力仍是斥力D ．如果相互接触前两球的库仑力是斥力，则相互接触后的库仑力是引力解析：如果相互接触前两球的库仑力是引力，且两球带不等量的异种电荷，则相互接触后的库仑力是斥力，A 、B 错误．如果相互接触前两球的库仑力是斥力，则两球带同种电荷，则相互接触后带等量的同种电荷，相互间的库仑力仍是斥力，C 正确，D 错误．答案：C2．如图所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷为中心的圆，M 点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从虚线上N 点移动到M 点，则电荷所受电场力( )A ．大小不变B ．方向不变C ．逐渐减小D ．逐渐增大解析：由电场线的分布情况可知，N 点电场线比M 点电场线疏，则N 点电场强度比M 点电场强度小，由电场力公式F ＝qE 可知正点电荷从虚线上N 点移动到M 点的过程中，电场力逐渐增大，电场力方向与点所在的电场线的切线方向一致，所以一直在变化，故D 正确．答案：D3．如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab ＝5 cm ，bc ＝3 cm ，ca ＝4 cm.小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线．设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则( )A ．a 、b 的电荷同号，k ＝169B ．a 、b 的电荷异号，k ＝169C ．a 、b 的电荷同号，k ＝6427D ．a 、b 的电荷异号，k ＝6427解析：对小球c 所受库仑力分析，画出a 对c 的库仑力和b 对c 的库仑力，若a 对c 的库仑力为排斥力，a 、c 的电荷同号，则b 对c 的库仑力为吸引力，b 、c 电荷为异号，a 、b 的电荷为异号；若a 对c 的库仑力为引力，a 、c 的电荷异号，则b 对c 的库仑力为斥力，b 、c 电荷为同号，a 、b 的电荷为异号，所以a 、b 的电荷为异号．设ac 与ab 的夹角为θ，利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得，F ac ＝k 0q a q c(ca )2，F bc＝k 0q c q b (bc )2，tan θ＝34，tan θ＝F bc F ac ，a 、b 电荷量的比值k ＝q a q b ，联立解得k ＝6427，选项D 正确．答案：D一、单选题1．由n 个带电量均为Q的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为R的圆环固定在竖直平面内。
高中物理电荷守恒教案
高中物理电荷守恒教案
目标：学生能够理解电荷守恒定律的概念，并能够应用这一定律来解决问题。
教学目标：
1. 理解电荷守恒的概念；
2. 掌握电荷守恒定律的表达方式；
3. 能够应用电荷守恒定律解决简单的问题。
教学重点：
1. 电荷守恒的概念；
2. 电荷守恒定律的表达方式；
3. 应用电荷守恒定律解决问题。
教学过程：
1. 导入（5分钟）
教师可以通过举例子引入电荷守恒的概念，让学生了解电荷守恒是什么，并且重要性。
2. 理论讲解（15分钟）
教师讲解电荷守恒的概念及定律的表达方式，通过实例让学生理解电荷守恒定律的具体内容。
3. 练习与讨论（20分钟）
教师设计一些简单的问题让学生进行练习，并进行讨论，引导学生运用电荷守恒定律解决问题。
4. 拓展（10分钟）
教师可以带领学生进一步思考，拓展相关知识，探讨电荷守恒在其他领域的应用。
5. 总结与反思（5分钟）
教师总结本节课的内容，让学生进行反思，巩固所学知识。
教学资源：
1. 教材；
2. 实验器材；
3. 讲义。
教学反馈：
教师可以通过课堂练习、讨论、考试等方式对学生所学知识进行检测，并及时给予反馈。
同时，可以观察学生的学习情况，及时调整教学方法，提高教学效果。
教学延伸：
学生可以通过查阅资料，了解电荷守恒在电动力学、电磁学等领域的应用，并展开讨论与研究。
电荷及其守恒定律教案
电荷及其守恒定律教案一、教学目标知识与技能：1. 理解电荷的定义和分类；2. 掌握电荷守恒定律的内容及其应用。
过程与方法：1. 通过实验观察电荷的相互作用；2. 运用逻辑推理和数学表达式描述电荷守恒定律。
情感态度价值观：1. 培养学生的探究精神和团队合作意识；2. 培养学生对自然科学的热爱和好奇心。
二、教学重点与难点重点：1. 电荷的定义和分类；2. 电荷守恒定律的内容及其应用。
难点：1. 电荷守恒定律的数学表达式推导；2. 电荷守恒定律在复杂电路中的应用。
三、教学准备实验器材：1. 塑料棒；2. 丝绸；3. 玻璃棒；4. 金属箔；5. 验电器；6. 电池；7. 小灯泡；8. 导线。
教学工具：1. PPT；2. 黑板；3. 粉笔。
四、教学过程环节一：导入1. 利用PPT展示自然界中的电现象，引导学生思考电荷的存在和性质；2. 提问：什么是电荷？电荷有哪些分类？环节二：探究电荷的相互作用1. 分组实验：每组用塑料棒和丝绸进行摩擦，观察塑料棒带电现象；2. 提问：电荷之间是如何相互作用的？同种电荷和异种电荷之间有何不同？环节三：电荷守恒定律的发现1. 讲解电荷守恒定律的实验现象；2. 引导学生通过实验观察和逻辑推理，发现电荷守恒定律；3. 提问：电荷守恒定律的意义是什么？如何用数学表达式表示？环节四：电荷守恒定律的应用1. 举例说明电荷守恒定律在简单电路中的应用；2. 引导学生运用电荷守恒定律解决实际问题；3. 提问：电荷守恒定律在复杂电路中如何应用？环节五：总结与拓展1. 回顾本节课所学内容，总结电荷的定义、分类和电荷守恒定律；2. 布置课后作业：运用电荷守恒定律分析实际电路问题；3. 引导学生关注电荷守恒定律在生活和科技中的应用。
五、课后作业1. 总结电荷的定义、分类和电荷守恒定律；2. 运用电荷守恒定律分析实际电路问题；3. 探究电荷守恒定律在生活和科技中的应用。
六、教学评价评价目标：1. 学生对电荷定义和分类的理解程度；2. 学生对电荷守恒定律的掌握和应用能力；3. 学生在实验和问题解决中的探究精神和团队合作意识。
《电荷及其守恒定律》高中物理教案
《电荷及其守恒定律》高中物理教案一、教学目标1.知识与技能：o理解电荷的概念，能够区分正电荷和负电荷。
o掌握电荷守恒定律的内容，能解释相关现象。
o了解常见的带电方法和电荷的相互作用。
2.过程与方法：o通过实验观察，培养学生的观察能力和实验操作能力。
o引导学生通过归纳和总结，自主构建电荷及其守恒定律的知识体系。
3.情感态度与价值观：o激发学生对物理学习的兴趣和好奇心。
o培养学生的科学探究精神和合作学习能力。
二、教学重点与难点1.教学重点：电荷的概念、电荷守恒定律。
2.教学难点：电荷守恒定律的理解和应用。
三、教学准备1.实验器材：静电发生器、各种带电体、验电器等。
2.多媒体课件：包含电荷及其守恒定律的相关内容、图片、视频等。
四、教学过程1.导入新课o通过展示日常生活中的静电现象（ 如衣物贴身、静电电击等）引起学生的兴趣。
o提问学生是否了解这些现象背后的原理，引出本节课的主题——电荷及其守恒定律。
2.新课内容讲解o电荷的概念：介绍正电荷和负电荷，以及电荷的单位 库仑）。
o电荷的相互作用：通过实验演示同种电荷相斥、异种电荷相吸的现象，总结电荷间的相互作用规律。
o电荷守恒定律：阐述电荷既不能创生也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，总量是守恒的。
3.实验探究o分组进行实验，让学生亲自操作静电发生器、验电器等器材，观察电荷的转移和守恒现象。
o引导学生分析实验结果，加深对电荷守恒定律的理解。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题，让学生运用所学知识解决问题。
o组织学生讨论电荷守恒定律在日常生活中的应用，如静电防护、雷电现象等。
5.课堂小结o总结本节课的主要内容，强调电荷守恒定律的重要性。
o鼓励学生在日常生活中留意电荷及其守恒现象，培养观察力和思考能力。
6.布置作业o要求学生完成相关练习题，巩固所学知识。
o鼓励学生收集有关电荷及其守恒定律的资料或案例，下节课分享交流。
《电荷及电荷守恒定律》高中物理教案
《电荷及电荷守恒定律》高中物理教案1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．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．1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点：电荷守恒定律难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
预习导学→引导点拨→突出重点，突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升1．自然界中存在两种电荷，即电荷和电荷．2．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为电中性．3．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。
在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。
失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。
所以金属导电时只有在移动．4．物体的带电方式：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带电，获得电子的带电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相的电荷，而另一端带上与带电体相的电荷．5．电荷守恒定律：电荷既不能，也不会，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，电荷量的总量保持不变．6．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝ C．实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的．所以，电荷量e称为．电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。
7．下列叙述正确的是（）A．摩擦起电是创造电荷的过程B．带等量异种电荷的两个导体接触后电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没C．接触起电是电荷转移的过程D．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电8．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C．元电荷就是质子 D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的？它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？2、电荷的基本性质是什么呢？1.电荷的种类：自然界中有种电荷①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫电荷；②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫电荷。
电荷及其守恒定律(导)学案
学案1电荷及其守恒定律[目标定位] 1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．一、电荷及三种起电方式[问题设计]1．在干燥的实验室里，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸带何种电荷呢？玻璃棒和丝绸带电的原因是什么？答案负电．玻璃棒上的电子向丝绸上转移，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电．2．如图1所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的．图1(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？(4)再把带正电物体C和A接触，金属箔片又有什么变化？答案(1)C移近导体A，两侧金属箔片都张开；(2)金属箔片仍张开，但张角变小；(3)A、B接触，金属箔片都闭合；(4)两侧金属箔片都张开．[要点提炼]1．摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电．2．感应起电：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号电荷，远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电．3．接触起电：电荷从带电体转移到不带电的物体上．4．三种起电方式的实质都是自由电子的转移．[延伸思考]带正电的金属球A与不带电的金属球B接触，电荷是如何转移的？答案电子从B转移到A上，使B带上了正电荷．二、电荷守恒定律[问题设计]1．电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？答案不会2．前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子在物体之间或物体内部转移．那么，在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗？答案在一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变．[要点提炼]1．电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它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．这个结论叫做电荷守恒定律．2．电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．说明：(1)电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量保持不变”．(2)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．若两个完全相同的金属小球接触后再分开，将平分电荷，两小球带电荷量都为Q＝Q1＋Q22(式中电荷量Q1和Q2均包含它们的正负号)．[延伸思考]1．怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”？答案“电荷的总量”可理解为正、负电荷的代数和．2．“电荷的中和”，是电荷消失了吗？“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗？答案不是．“电荷的中和”是指两个带等量异种电荷的物体，其带电电荷量达到等量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体相互接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程，在此过程中电荷仍然守恒．三、元电荷[问题设计]1．物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×10－19C吗？答案物体的带电荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19C的整数倍．由于4×10－19C是1.60×10－19C的2.5倍，所以带电荷量不能是4×10－19C.2．电子和质子就是元电荷吗？答案元电荷是电荷量的单位，不是物质；电子和质子是实实在在的粒子．[要点提炼]1．电荷量：电荷的多少叫电荷量．国际单位是库仑，简称库，用C表示．2．元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用e表示．所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的．3．电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷．说明：(1)所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．(2)质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷．一、对三种起电方式的理解例1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了电子和质子B．两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异号电荷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造成的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解析摩擦起电的实质是由于两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．答案BD例2如图2所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带正电导体C时()图2A．A端金箔张开，B端金箔闭合B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D．选项A中两对金箔分别带异号电荷，选项C中两对金箔带同号电荷解析根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电荷，在B 端出现了正电荷，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布．金箔上带电相斥而张开．选项A错误．用手触摸枕形导体后，B端不再是最远端，人是导体，人脚下的地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合．选项B正确．用手触摸枕形导体后，只有A端带负电，将手和C都移走，不再有静电感应，A端所带负电便会分布在整个枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔张开．选项C正确．从以上分析看出，选项D正确．答案BCD二、对电荷守恒定律的理解例3原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15 C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C解析由于甲、乙、丙原来都不带电，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．答案AD三、对元电荷的理解例4下列关于元电荷的说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷C．元电荷没有正负之分D．元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的解析元电荷是指电子或质子所带电荷量的大小，但元电荷不是带电粒子，也没有电性之说，A项错误，C项正确；元电荷是最小的带电单位，所有带电体的带电荷量一定等于元电荷的整数倍，B项错误；元电荷的电荷量e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的，D项正确．答案CD1．(对摩擦起电的理解)毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电．这是因为() A．空气中的正电荷转移到了毛皮上B．空气中的负电荷转移到了橡胶棒上C．毛皮上的电子转移到了橡胶棒上D．橡胶棒上的电子转移到了毛皮上答案C解析摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，电中性的物体若失去了电子就带正电，得到了电子就带负电．由于毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，失去了电子的毛皮带正电，所以C正确．2．(对元电荷的理解)保护知识产权，抑制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患．某同学有一次购买了盗版的物理参考书，做练习时，发现有一个带电质点的电荷量数据看不清，只能看清是9.________×10－18 C，拿去问老师．如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个()A．9.2×10－18 C B．9.4×10－18 CC．9.6×10－18 C D．9.8×10－18 C答案C3．(对电荷守恒定律的理解)有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量为Q A＝6.4×10－9 C、Q B＝－3.2 ×10－9 C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？答案电子由球B转移到球A 3.0×1010个解析在接触过程中，由于B球带负电，其上多余的电子转移到A球，中和A球上的一部分正电荷直至B 球为中性不带电，同时，由于A 球上有净正电荷，B 球上的电子会继续转移到A 球，直至两球带上等量的正电荷．在接触过程中，电子由球B 转移到球A .接触后两小球各自的带电荷量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C 共转移的电子电荷量为ΔQ ＝－Q B ＋Q B ′＝3.2×10－9 C ＋1.6×10－9 C ＝4.8×10－9 C转移的电子数为n ＝ΔQ e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C ＝3.0×1010个题组一 对三种起电方式的理解1．下列关于电现象的叙述中正确的是( )A ．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B ．摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总同时带等量的异号电荷C ．摩擦起电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子的物体就一定显正电性D ．摩擦起电的过程，是通过摩擦创造等量异号电荷的过程答案 BC解析 物体间通过摩擦做功，使电子获得能量摆脱原子核的束缚而发生转移，哪个物体会失去电子决定于其原子核对电子束缚能力的大小．因此，对同一物体用不同的物体摩擦，该物体可能带正电，也可能带负电，故A 错误；但两物体间摩擦时，一个物体得到多少电子，另一物体必定失去多少电子，故B 正确；呈电中性的物体得到电子必定带负电，反之带正电，故C 正确；摩擦起电并不是创造了电荷，而是电荷的转移，故D 错误．2.如图1所示，将带正电的球C 移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是( )图1A ．枕形导体中的正电荷向B 端移动，负电荷不移动B ．枕形导体中电子向A 端移动，正电荷不移动C ．枕形导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D ．枕形导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动答案 B解析导体中自由电子可以自由移动，带正电荷的是原子核，不能移动．3．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是()A．摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体B．摩擦起电说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷C．感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D．感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体答案AC解析摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体．故A正确．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷，电荷只是发生转移．故B错误．感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一部分．故C正确．感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分．电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触起电．故D错误．4．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列四个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()答案B解析由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球和箔片带等量异号电荷，A、C两项错误．验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷，D项错误．5.绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b不带电，如图2所示，现使b球带电，则()图2A．a、b之间不发生相互作用B．b将吸引a，吸在一起不分开C．b立即把a排斥开D．b先吸引a，接触后又把a排斥开答案D解析b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥．题中“近旁”表示能吸引并能接触．D对．6．挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图3甲、乙所示，则( )图3A ．甲图中两球一定带异种电荷B ．乙图中两球一定带同种电荷C ．甲图中两球至少有一个带电D ．乙图中两球只有一个带电答案 BC解析 题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球，带电物体具有吸引轻小物体的性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以可以判断出题图甲的现象可以是两个带异种电荷的小球，也可以是一个小球带电而另一个小球不带电；两个小球由于相互排斥而出现题图乙中的现象，则必须都带电且是同种电荷．题组二 对元电荷的理解7．下列说法中正确的是( )A ．元电荷是电子所带的电荷量B ．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C ．物体所带电荷量可以是任意值D ．元电荷的值通常取e ＝1.60×10－19 C 答案 BD解析 所有带电体的电荷量或者等于e ，或者是e 的整数倍，这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量．由以上分析可知正确选项为B 、D.8．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的( )A ．2.4×10－19 CB ．－6.4×10－19C C ．－1.6×10－18 C D ．4.0×10－17 C答案 A 解析 任何带电体所带的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷为e ＝1.60×10－19 C ，选项A 中电荷量为32e ，B 中电荷量为－4e ，C 中电荷量为－10e ，D 中电荷量为250e .选项B 、C 、D 中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A 是不可能的．题组三 对电荷守恒定律的理解9．导体A 带5q 的正电荷，另一完全相同的导体B 带－q 的负电荷，将两导体接触一会后再分开，则导体B的带电荷量是()A．－q B．q C．2q D．4q答案C10．M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10C，下列判断中正确的是()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10 CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10－10个电子答案C11.如图4所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球．若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的有()图4A．沿虚线c切开，A带负电，B带正电，且Q A>Q BB．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q A＝Q BC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q A＜Q BD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关答案D解析静电感应使得A带正电，B带负电．导体原来不带电，只是在带正电的导体球C静电感应的作用下，导体中的自由电子向B部分转移，使B部分带了多余的电子而带负电，A 部分少了电子而带正电．根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，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左右两部分所带电荷量的值Q A、Q B是不同的，故只有D正确．12．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q A＝________ C，q B＝________ C，q C ＝________ C.答案5×10－67.5×10－67.5×10－613．完全相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，现让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与A 、B 接触后再移开．(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后A 、B 两球的带电荷量之比为________．(2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后A 、B 两球的带电荷量之比为________．答案 (1)2∶3 (2)2∶1解析 (1)设A 、B 带电荷量均为q ，第三个小球先与A 接触，静电荷平均分配，两球分别带电荷量为q 2，第三个小球再与B 接触，静电荷平均分配，分别带电荷量为q 2＋q 2＝34q ，所以接触后A 、B 两球的带电荷量之比为2∶3.(2)设A 带的电荷量为q ，B 带的电荷量为－q ，第三个小球先与A 接触，静电荷平均分配，分别为q 2，再与B 接触，先中和，然后静电荷再平均分配，分别带电荷量为12q ＋(－q )2＝－q 4.所以，接触后A 、B 两球的带电荷量之比为2∶1.。
第一节 电荷及其守恒定律 学案好!!!!
邹城一中学案编制人：田佑涛审核人：张圣金审批人：相龙虎【预习导引】一、电荷1．电荷有两种，摩擦过的带正电，用摩擦过的带负电．2．摩擦起电：两个物体相互摩擦时，电子往往从一个物体到另一个物体，得到电子的物体带电，失去电子的物体带电。
这就是摩擦起电。
3．感应起电：当一个带电体靠近导体时，导体中的自由电荷发生移动，导体靠近带电体一端电，远离的一端带电．这种现象叫做静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫做。
二、电荷守恒定律1．电荷既不能，也不能 ,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，电荷的保持不变．这个结论叫做电荷守恒定律．2．电荷守恒定律也常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的总是保持不变的．三、元电荷1．电荷量：叫做电荷量，在国际单位制中单位是，用符号C表示．2．元电荷：、所带的电荷量是科学实验发现的最小电荷量，这个最小的电荷量叫做元电荷。
元电荷的值e= 。
3.比荷：电子的与电子的之比，叫做电子的比荷。
e/m= 。
【自学检测】1．关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是 ( )A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C．不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 D．以上说法均不正确2．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，c是带正电的小球，下列说法正确的是 ( )A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，再把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔已闭合D .先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触， A上的金属箔片张开，而B 上的金属箔已闭合3．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成．u夸克带电荷量为2/3e,d夸克带电荷量为一1/3e，e为基元电荷．下列论断可能正确的是 ( ) A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2 个u夸克和1个d夸克组成D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1 个u夸克和1个d夸克组成4．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和质子本身 B．一个带电体的电荷量可能是-3×10-9C C．元电荷的值通常取作e=1.60×10-9CD．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的【交流与讨论】一几种起电方式的实质1. 通过毛皮摩擦橡胶棒，丝绸摩擦玻璃棒说明摩擦起电的实质2. 接触带电：不带电的物体与带电体接触，这种方式能使不带电的物体带上电荷，称为接触起电．讨论用带电物体与不带电物体接触或两个带相反电荷但所带电荷量不同的物体相接触，电荷怎样变化？3．通过右图实验讨论说明感应起电的方法及实质（1）方法(2)感应起电的实质是？思考（1）当带电体与验电器导体棒的上端直接接触时金属铂片怎样变化？（2）当带电体靠近验电器导体棒时金属铂片怎样变化？（3）三种起电方式的本质是否相同？二电荷守恒定律的应用1. 内容：2．一个高能光子产生一对正、负电子时，或一对正负电子、湮灭转化为光子时，电荷守恒定律是否仍然成立？3. 例：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Q1= 6.4×10-9C，Q2= -3.2×10-9C．，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少?三元电荷1.电荷量2.元电荷3.比荷注意：（1）带电物体电荷量不可能是任意的一个数值，它只能是元电荷e的整数倍。
第六章 学案26电荷及其守恒定律库仑定律(学) (1)
学案30 带电粒子在电场中的运动(一)一、概念规律题组1．下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后，速度最大的是( )A ．质子(11H)B ．氘核(21H)C ．α粒子(42He) D ．钠离子(Na ＋) 1．A [据qU ＝12mv 2可得v ＝2qU m ，对四种粒子分析，质子的qm最大，故选项A 正确．] 2．两平行金属板间为匀强电场，不同的带电粒子都以垂直于电场线的方向飞入该匀强电场(不计重力)，要使这些粒子经过匀强电场后有相同大小的偏转角，则它们应具备的条件是( )A ．有相同的动能和相同的比荷B ．有相同的动量(质量与速度的乘积)和相同的比荷C ．有相同的速度和相同的比荷D ．只要有相同的比荷就可以 2．C [由偏转角tan θ＝qlU/mv 20d 可知在确定的偏转电场中l ，d 确定，则偏转角与q/m 和v 0有关．]3．某示波器在XX ′、YY ′不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图所示偏转电压，则在光屏上将会看到下列哪个图形(圆为荧光屏，虚线为光屏坐标)( )3．D [加图示偏转电压后，光斑将在x 轴方向向一侧匀速运动，然后回到O 点重复这一运动；y 轴方向，偏转电压恒定，所以光斑在y 轴方向位移恒定．D 正确．]4．两平行金属板相距为d ，电势差为U ，电子质量为m ，电荷量为e ，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图所示，OA ＝h ，此电子具有的初动能是( )A.edh UB ．edUhC.eUdhD.eUh d4．D二、思想方法题组5．如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y ，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的( )A ．增大偏转电压UB ．减小加速电压U 0C ．增大极板间距离D ．将发射电子改成发射负离子5．AB [电子在加速电场中加速时：U 0e ＝12mv 2而进入偏转电场时，它的偏转位移(在竖直方向上的位移)y ＝12at 2＝12·Ue dm ·l 2v 2＝Ul 24dU 0.由上式可知：偏转电压U 增大，y 增大；加速电压U 0减小，y 增大；d 减小，y 增大，而y 与q 、m 无关．]6．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落在A 、B 、C 三点，可以判断( )A ．落在A 点的小球带正电，落在B 点的小球不带电B ．三个小球在电场中运动的时间相等C ．三个小球到达极板时的动能关系为E kA >E kB >E kCD ．三个小球在电场中运动时的加速度关系为a A >a B >a C6．A [从图中落点可知，C 到达下极板时间最短，A 到达下极板时间最长，即t C <t B <t A ，由y ＝12at 2可知，a C >a B >a A ，根据牛顿第二定律，F 合C >F 合B >F 合A ；结合题中三者带电性质，可知，C 带负电，B 不带电，A 带正电，三电荷运动至下极板过程中，根据动能定理得W C >W B >W A ，故ΔE kC >ΔE kB >ΔE kA ，而初动能相同，所以到达下极板时，E kC >E kB >E kA .综上，A 正确，B 、C 、D 错．]思维提升1．用运动学公式和牛顿定律处理带电粒子在电场中的直线运动时，只适用于匀强电场；而动能定理可适用于匀强电场，也可用于非匀强电场，因而一般用公式qU ＝12mv 2分析带电粒子在电场中的加速问题．2．据W ＝qU 知，电场力对带电粒子做的功，只与初、末位置间的电势差有关，而与电场强度、两点间的距离无关．3．带电粒子在电场中运动时，是否考虑重力应具体分析．一般情况下，微观粒子(电子、质子)不计重力，宏观颗粒(油滴、小球)应考虑重力．4．带电粒子在电场中的偏转是类平抛运动，平抛运动的规律在这里仍然适用，特别是两个推论应熟记．一、带电粒子在电场中的直线运动1．带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速；直线还是曲线)，然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法是：(1)采用运动和力的观点：牛顿第二定律和运动学知识求解．(2)用能量转化的观点：动能定理和功能关系求解．2．对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握电场力的特点．电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还跟带电粒子的电性和电荷量有关．在匀强电场中，同一带电粒子所受电场力处处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同．(2)是否考虑重力要依据情况而定．基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量)．带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确暗示外，一般都不能忽略重力． 【例1】 (2011·北京·24)静电场方向平行于x 轴，其电势φ随x 的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和d 为已知量．一个带负电的粒子在电场中以x ＝0为中心、沿x 轴方向做周期性运动，已知该粒子质量为m 、电荷量为－q ，其动能与电势能之和为－A(0<A<qφ0)．忽略重力．求：(1)粒子所受电场力的大小； (2)粒子的运动区间； (3)粒子的运动周期．例1 (1)qφ0d(2)－d ⎝⎛⎭⎫1－A qφ0≤x ≤d ⎝⎛⎭⎫1－A qφ0(3)4d qφ02m (qφ0－A ) 解析 (1)由题图可知，0与d(或－d)两点间的电势差为φ0， 电场强度的大小E ＝φ0d，粒子所受电场力的大小F ＝qE ＝qφ0d.(2)设粒子在[－x 0，x 0]区间内运动，速率为v ，由题意得 12mv 2－qφ＝－A ① 由题图可知φ＝φ0⎝⎛⎭⎫1－|x|d ② 由①②得12mv 2＝qφ0⎝⎛⎭⎫1－|x|d －A ③ 因动能非负，有qφ0⎝⎛⎭⎫1－|x|d －A ≥0， 得|x|≤d ⎝⎛⎭⎫1－Aqφ0， 0<A<qφ0， 故x 0＝d ⎝⎛⎭⎫1－Aqφ0④ 粒子的运动区间满足－d ⎝⎛⎭⎫1－A qφ0≤x ≤d ⎝⎛⎭⎫1－Aqφ0. (3)考虑粒子从－x 0处开始运动的四分之一周期，根据牛顿第二定律，粒子的加速度 a ＝F m ＝qE m ＝qφ0md⑤ 由匀加速直线运动规律得t ＝2x 0a. 将④⑤代入，得t ＝2md 2qφ0⎝⎛⎭⎫1－A qφ0. 粒子的运动周期T ＝4t ＝4dqφ02m (qφ0－A ).[规范思维] 带电物体在匀强电场中受恒定的电场力，做匀变速直线运动，可用牛顿定律和运动学公式求解，若是非匀强电场，加速度不恒定，只能用动能定理或功能关系分析求解．二、带电粒子在电场中的偏转在图中，设带电粒子质量为m ，带电荷量为q ，以速度v 0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U ，若粒子飞离偏转电场时的偏距为y ，偏转角为θ，则tan θ＝v y v x ＝a y t v 0＝qUl mdv 20，y ＝12a y t 2＝qUl 22mdv 20带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于极板中线的中点．所以侧移距离也可表示为y ＝l2tan θ，所以粒子好像从极板中央沿直线飞出去一样．若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U 0加速后进入偏转电场的，则qU 0＝12mv 20，即y ＝Ul 24dU 0，tan θ＝y x ＝Ul 2dU 0.由以上讨论可知，粒子的偏转角和偏距与粒子的q 、m 无关，仅决定于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的．【例2】 如图所示，甲图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置．乙图为该装置中加速与偏转电场的等效模拟．以y 轴为界，左侧为沿x 轴正向的匀强电场，场强为E.右侧为沿y 轴负方向的匀强电场．已知OA ⊥AB ，OA ＝AB ，且OB 间的电势差为U 0.若在x 轴的C 点无初速度地释放一个电荷量为q 、质量为m 的正离子(不计重力)，且正离子刚好通过B 点．求：(1)C 、O 间的距离d ；(2)粒子通过B 点的速度大小．例2 (1)U 04E(2)5qU 02m解析 (1)设正离子到达O 点的速度为v 0(其方向沿x 轴的正方向)则正离子由C 点到O 点由动能定理得：qEd ＝12mv 20－0①而正离子从O 点到B 点做类平抛运动，则： OA ＝12·qU 0OA ·m t 2②AB ＝v 0t ③ 而OA ＝AB ④ 由①②③④得d ＝U 04E.(2)设正离子到B 点时速度的大小为v B ，正离子从C 到B 过程中由动能定理得：qEd ＋qU 0＝12mv 2B －0解得v B ＝5qU 02m. [规范思维] 偏转问题的分析处理方法(1)类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识．(2)从力学的观点和能量的观点着手．按力学问题的分析方法加以分析，分析带电粒子在运动过程中其他形式的能和动能之间的转化过程时，可应用动能定理，也可以用能量守恒定律．三、带电粒子在电场中运动的综合问题 【例3】 (2011·洛阳模拟)如图所示，两平行金属板A 、B 长L ＝8 cm ，两板间距离d ＝8 cm ，A 板比B板电势高300 V ．一带正电的粒子电荷量q ＝10－10 C ，质量m ＝10－20 kg ，沿电场中心线RO 垂直电场线飞入电场，初速度v 0＝2×106 m/s ，粒子飞出平行板电场后经过界面MN 、PS 间的无电场区域后，进入固定在O 点的点电荷Q 形成的电场区域，(设界面PS 右边点电荷的电场分布不受界面的影响)．已知两界面MN 、PS 相距为12 cm ，D 是中心线RO 与界面PS 的交点，O 点在中心线上，距离界面PS 为9 cm ，粒子穿过界面PS 最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc 上．(静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2)(1)求粒子穿过界面MN 时偏离中心线RO 的距离多远？到达PS 界面时离D 点多远？(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹． 例3 (1)3 cm 12 cm (2)轨迹图见解析解析 (1)粒子穿过界面MN 时偏离中心线RO 的距离(侧向位移) y ＝12at 2＝qU 2md (L v 0)2 ＝10－10×3002×10－20×0.08×(0.082×106)2 m ＝0.03 m ＝3 cm带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS 线交于E ，设E 到中心线的距离为Y.则Y ＝12×10－2v 0v y ＋y＝0.122×106×10－10×30010－20×0.08×0.082×106m ＋0.03 m ＝0.12 m ＝12 cm(2)第一段是抛物线，第二段是直线，第三段是曲线，轨迹如图所示． [规范思维] 解答此类问题应从以下两方面入手．(1)对复杂过程要善于分阶段分析，联系力学中的物理模型，从受力情况、运动情况、能量转化等角度去研究．(2)经常把电场与牛顿定律、动能定理、功能关系、运动学知识、电路知识等综合起来，把力学中处理问题的方法迁移到电场中去．【基础演练】1.(海南高考)一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向．两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a 和b ，从电容器边缘的P 点(如图9所示)以相同的水平速度射入两平行板之间．测得a 和b 与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2.若不计重力，则a 和b 的比荷之比是( )A ．1∶2B ．1∶8C ．2∶1D ．4∶1 1．D 2．(2011·安徽·18)图10(a)为示波管的原理图．如果在电极YY ′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX ′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是( )(b) (c)2.B3．(2011·广东·21)图为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列表述正确的是( )A ．到达集尘极的尘埃带正电荷B ．电场方向由集尘极指向放电极C ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 3.BD4.真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A 、B 之间有加速电场，C 、D 之间有偏转电场，M 为荧光屏．今有质子、氘核和α粒子均由A 板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是( )A ．三种粒子从B 板运动到荧光屏经历的时间相同 B ．三种粒子打到荧光屏上的位置相同C ．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2D ．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶44.B5.(2010·济南质检)如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L ，板间距离为d ，在板右端L 处有一竖直放置的光屏M ，一带电荷量为q ，质量为m 的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M 屏上，则下列结论正确的是( )A ．板间电场强度大小为mg/qB ．板间电场强度大小为2mg/qC ．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D ．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 5.BC 6.(2011·厦门月考)如图所示，质量相同的两个带电粒子P 、Q 以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P 从两极板正中央射入，Q 从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中( )A ．它们运动的时间t Q ＞t PB ．它们运动的加速度a Q ＜a PC ．它们所带的电荷量之比q P ∶q Q ＝1∶2D ．它们的动能增加量之比ΔE kP ∶ΔE kQ ＝1∶26．C [设P 、Q 两粒子的初速度是v 0，加速度分别是a P 和a Q ，粒子P 到上极板的距离是h/2，它们做类平抛运动的水平距离为l.则对P ，由l ＝v 0t P ，h 2＝12a p t 2P ，得到a P ＝hv 20l 2，同理对Q ，l ＝v 0t Q ，h ＝12a Q t 2Q，得到a Q ＝2hv 20l 2.可见t P ＝t Q ，a Q ＝2a P 而a P ＝q P E m ，a Q ＝q Q E m ，可见，q P ∶q Q ＝1∶2.由动能定理知，它们的动能增加量之比ΔE kP ∶ΔE kQ ＝ma P h2∶ma Q h ＝1∶4.综上，选C.]【能力提升】7．(2011·黄冈模拟)如图所示，带电的粒子以一定的初速度v 0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L ，板间距离为d ，板间电压为U ，带电粒子的电荷量为q ，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则( )A ．在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为Uq4B ．在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为38UqC ．在粒子下落前d 4和后d4的过程中，电场力做功之比为1∶2D ．在粒子下落前d 4和后d4的过程中，电场力做功之比为2∶17．B [电场力做总功W ＝12Uq ，前、后t2时间内偏转位移之比为1∶3，则做功之比为1∶3，所以后t/2时间内对粒子做功38Uq ；粒子下落前、后d/4的过程中电场力做功之比为1∶1.C 、D 错误．]8.(2011·河南郑州联考)如图所示，在真空中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d ，电容为C ，上板B 接地．现有大量质量均为m ，带电荷量为q 的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A 的正中央P 点．如果能落到A 板的油滴仅有N 滴，且第N ＋1滴油滴刚好能飞离电场，假设落到A 板的油滴的电荷量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g ，则( )A ．落到A 板的油滴数N ＝3Cdmg4q 2B ．落到A 板的油滴数N ＝Cdmg4q 2C ．第N ＋1滴油滴经过电场的整个过程中增加的动能为mgd8D ．第N ＋1滴油滴经过电场的整个过程中减少的机械能为3mgd88．ACD [第一滴油滴在电容器中运动时，只受重力作用．设板长为l ，板间距为d ，由平抛运动的知识有v 0＝l2gd.当第N ＋1滴油滴恰好离开电容器时，必定是沿下极板的边缘飞出，油滴的加速度为a ＝g －Eq m ，由类平抛运动知d 2＝12(g －Eq m )t 2，又t ＝l v 0，而E ＝U d ＝Nq Cd ，可以求得N ＝3Cdmg 4q 2，A 正确．因为电场力做了负功，电势能增加了，而电场力做功为W ＝－3mgd 8.由动能定理有Ek ＝W ＝12mgd －38mgd ＝mgd8.] 9.(北京高考)两个半径均为R 的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d ，极板间的电势差为U ，板间电场可以认为是均匀的．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷量为e ，质子和中子的质量均视为m ，忽略重力和空气阻力的影响，求 (1)极板间的电场强度E ；(2)α粒子在极板间运动的加速度a ； (3)α粒子的初速度v 0.9．(1)E ＝U d (2)a ＝eU 2md (3)v 0＝R2deUm解析 (1)极板间场强E ＝Ud.①(2)α粒子电荷量为2e ，质量为4m ，所受电场力F ＝2eE ＝2eUd ，②α粒子在极板间运动的加速度a ＝F 4m ＝eU2md ③(3)由d ＝12at 2，得t ＝2da＝2d m eU ④ v 0＝R t ＝R 2deU m.⑤10.如图所示，M 、N 为两块水平放置的平行金属板，板长为l ，两板间的距离也为l ，板间电压恒定．今有一带负电粒子(重力不计)以一定的初速度沿两板正中间垂直进入电场，最后打在距两平行板右端距离为l 的竖直屏上．粒子的落点距O 点的距离为l2.若大量的上述粒子(与原来的初速度一样，并忽略粒子间相互作用)从MN 板间不同位置垂直进入电场．试求这些粒子落在竖直屏上的范围并在图中画出．10．见解析解析 设粒子质量为m ，带电荷量为q ，初速度为v 0，则有v 0t ＝l ，y ＝12at 2，tan θ＝v y v 0＝atv 0，y ＋ltan θ＝l2， 所以12a·l 2v 20＋l·al v 20＝l2，3al ＝v 20.由题意可分析出大量粒子垂直射入偏转电场后情况，如上图甲、乙所示．能飞出平行板的粒子范围是l －y.其中y ＝12a·l 2v 20＝12·v 203l ·l2v 20＝16l ，粒子落在竖直屏上的范围是从O 点到O 点以上56l 处之间的水平带状区域．易错点评1．示波管中，粒子的水平偏转与竖直偏转互不影响、各自独立．又因运动的是电子，所以总向电势高的极板一侧偏转．2．带电粒子在电场中的偏转问题常与电容器相结合，因而应熟记电容器的几个关系，特别是E ＝Ud 应用较多．3．不要把类平抛运动理解为必须是水平方向的匀速和竖直方向的匀加速，而要看所受恒力的方向，一般是把运动分解为垂直于恒力方向的匀速直线运动和沿恒力方向初速为0的匀加速直线运动．。
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电荷及电荷守恒学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
电荷及守恒定律学案
课前预习学案
一、预习目标
认识电荷，知道电荷守恒定律，了解点电荷、元电荷
二、预习内容
【问题1】自然界存在几种电荷，它们之间的相互作用如何
【问题2】摩擦可以产生静电，你能找出一两件通过摩擦带上电的物体吗说说它们分别带的是正电还是负电
【问题3】电荷的多少叫做电荷量，用表示。
在国际单位制中，电荷量的单位是，简称，用符号表示。
元电荷e=
【问题4】甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了！电荷哪里去了呢消失了你能帮他们解释一下原因吗
【问题5】想一想，在什么情况下带电体可以看成点电荷呢
三、提出疑惑
课内探究学
一、学习目标
1．认识电荷，了解点电荷、元电荷、感应起电。
2．知道电荷守恒定律。
3．探究点电荷的相互作用规律，知道库仑定律
二、学习过程
【问题1】①请你自制一个简易验电器。
器材准备：一小段金属丝，两条长约2cm 、宽约4mm 的金属箔，一个带有塑料瓶盖的透明玻璃瓶。
②摩擦过的物体一定会带电吗摩擦身边的物体，并用做好的验电器判定它们在摩擦后是否都带上了电。
【问题2】①如图所示，两个互相接触的导体A 和B 不带电，
现将带正电的导体C 靠近A
判断A 、B 带电情况如何
若先将A 、B 分开再移走C ，则A ，B ；
若先将C 移走再把A 、
B 分开，则A ，B 。
②讨论交流：接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么总的电荷量满足什么样的规律
③电荷守恒定律的内容
三、反思总结
四、当堂检测
1、关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）
A ．物体所带的电荷量可以为任意实数
B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值
C ．物体带电＋×10-9C ，这是因为该物体失去了×1010个电子
D ．物体带电荷量的最小值为×10-19C
2如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 都带电的是 ( )
图
A．先把两球分开，再移走棒
B．先移走棒，再把两球分开
C．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开
D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电
3．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这
是因为（）
A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷
B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷
C.被吸引的轻小物体一定是带电体
4．一个带正电的验电器如图所示，
当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电
器中金属箔片的张角减小，则（）
A．金属球A可能不带电
B．金属球A一定带正电
C．金属球A可能带负电
D．金属球A一定带负电
课后练习与提高
1．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减
小，由此可判断（）
A．验电器所带电荷量部分被中和
B．验电器所带电荷量部分跑掉了
C．验电器一定带正电
D．验电器一定带负电
2．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（）
A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷
B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移
C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体
D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
3．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（）
A. 2.4×10-19C -19C -18C -17C有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有×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是多少。