(共396页)教科版高中物理选修3-1〖全册〗教学案全集

（共19套396页）教科版高中物理选修3-1（全册）

教学案全集

第1节电荷__电荷守恒定律

1．自然界中有两种电荷, 富兰克林把它们命名为正、负电

荷：同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引。

2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接

触起电, 这三种起电方式的实质都是电子在物体之间

或物体内部的转移。

3．电荷既不会创生, 也不会消灭, 在电荷的转移过程中, 总量保持不变。 4．元电荷e ＝1.6×10－19

C, 所有带电体的电荷量都等于

e 的整数倍。

5．密立根通过油滴实验确定了电荷量的不连续性, 并测

定了元电荷的数值。

一、摩擦起电 两种电荷 1．摩擦起电

通过摩擦使物体带电的方法。 2．两种电荷及作用

(1)两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电, 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。 (2)作用：同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引。 3．电荷量

(1)定义：电荷的多少, 简称电量。 (2)单位：国际单位制中是库仑, 符号：C 。 常用单位及其换算关系：1 C ＝106 μC ＝109 nC 。 4．原子结构及电性

(1)原子⎩⎨⎧

电子：带负电

原子核⎩⎪⎨

⎪⎧

质子：带正电中子：不带电

(2)原子的电性⎩⎪⎨⎪

⎧

中性：核外电子数等于质子数正电：失去电子

负电：得到电子

5．对摩擦起电的微观解释

不同物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同, 两种不同的物质相互摩擦时, 由于摩擦力做功, 使得束缚能力弱的物体失去电子而带正电, 吸引能力强的物质得到电子而带负电。

二、电荷守恒定律 1．元电荷

一个电子所带电量的绝对值, 是电荷的最小单元, 记作：e＝1.6×10－19_C。任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍。

2．电荷守恒定律

电荷既不能被创造, 也不能被消灭, 它们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。也就是说, 在任何自然过程中, 电荷的代数和是守恒的。

三、静电感应与感应起电

1．静电感应

当带电体靠近不带电的导体时, 由于电荷的相互作用, 使不带电的导体两端出现等量异种电荷的现象。

2．感应起电

利用静电感应使导体带电的方法。

3．感应起电的适用条件

感应起电只适用于导体。绝缘体的电子因不能自由移动而不能感应起电。

1．自主思考——判一判

(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。(×)

(2)两不带电的物体相互摩擦后, 若一个带正电, 另一个一定带等量的负电。(√)

(3)摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子。(×)

(4)元电荷实质上是指电子和质子本身。(×)

(5)元电荷不是电荷, 而是一个表示电荷量的数值。(√)

(6)在摩擦起电过程中两物体均带了电, 违背了电荷守恒定律。(×)

2．合作探究——议一议

(1)

图1-1-1

图1-1-1中笑容灿烂的女生为什么又“怒发冲冠”？

提示：图中的女生手扶静电起电机, 身体带上了静电, 头发因带了同种电荷而相互排斥, 所以头发呈辐射状。

(2)如图1-1-2所示, 橡胶棒AB向右靠近带电小球时, A、B两端能否出现感应电荷？为什么？

图1-1-2

提示：不能。因为橡胶棒为绝缘体, 其内部电子不能自由移动, 故其两端不会出现感应电荷。

(3)带有等量异种电荷的两金属球接触后发生电荷的中和, 此时电荷消失了吗？

提示：电荷的中和是指等量异种电荷相遇时对外不显电性的现象, 电荷并没有消失。

电荷间的相互作用

[典例](多选)如图1-1-3所示, a、b、c、d为四个带电小球, 两球之间的作用分别为a 吸引d, c排斥a, b排斥c, d吸引b, 则()

图1-1-3

A．有两个小球带同种电荷

B．有三个小球带同种电荷

C．c、d小球带同种电荷

D．c、d小球带异种电荷

[解析]由d吸引a, d吸引b可知, a与b带同种电荷, 且与d带异种电荷；由c排斥a, c排斥b可知, c与a、b带同种电荷, c与d带异种电荷, A、C错, B、D对。

[答案]BD

电荷间的相互作用规律为“同性相斥, 异性相吸”。判断电荷间的相互作用, 有时也可以用假设法进行分析。

1．有一质量较小的小球A, 用绝缘细线悬吊着, 当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时, 看到它们先相互吸引, 接触后又互相排斥, 则以下判断中正确的是() A．接触前, A、B一定带异种电荷

B．接触前, A、B可能带异种电荷

C．接触前, A球一定不带任何净电荷

D．接触后, A球一定带负电荷

解析：选B用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B带负电靠近小球A时, 先相互吸引, 说明接触前A不带电或带正电, 故B对；而接触后, 二者相互排斥, 说明二者又肯定带了同种电荷, 但是何种电荷无法判断。故只能选B。

2.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的附近, 有一个绝缘金属球b, 开始时a、b均不带电, 如图1-1-4所示, 现使b带电, 则()

图1-1-4

A．a、b之间不发生相互作用

B．b将吸引a, 吸住后不分开

C．b立即把a排斥开

D．b先吸引a, 接触后又把a排斥开

解析：选D b球带电后, 吸引a球, 接触后两球带上同种电荷相互排斥又分开。

3．有A、B、C三个塑料小球, A和B, B和C, C和A间都是相互吸引的, 如果A带正电, 则()

A．B、C球均带负电

B．B球带负电, C球带正电

C．B、C球中必有一个带负电, 而另一个不带电

D．B、C球都不带电

解析：选C A带正电, A吸引C, 则C可能带负电或不带电；A吸引B, 则B可能带负电或不带电；若B带负电, B又吸引C, 则C此时不带电；同理, 若C带负电, 则B不带电。

三种起电方式的理解

1．三种起电方式