1.1电荷及其守恒定律
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知识回顾:用丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦的橡胶棒带负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,根据电荷的这种特点制成了验电器。
当有带电的导体接触验电器小球时,验电器内部的金属箔有一定的张角。
验电器为什么梳子能把小纸屑吸引起来呢?为什么她的头发会立起来呢?油罐车的尾部有一条铁链第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律1. 知识与能力√ 知道自然界存在两种电荷,正电荷和负电荷,知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,并能由此解释生活中的一些物理现象。
√ 理解元电荷的概念,并知道电荷量只能是一系列不连续的整数值。
√ 记住元电荷的值和电子质量,会计算电子的比荷。
过程与方法√ 通过实践摩擦起电的过程了解使物体带电的方法和从微观角度解释带电的本质。
√ 通过静电感应实验学会分析电荷的变化情况。
3.情感态度与价值观√ 理解并掌握电荷守恒定律,并会用电荷守恒定律解释近代微观原子领域的一些实验现象。
教学重点:教学难点:摩擦起电现象的分析感应起电现象的分析电荷守恒定律原子结构内容解析二、电荷守恒定律三、元电荷原子核核外电子(带负电)质子(带正电)中子(不带电)原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外界不显电性。
1、原子结构一、电荷子和中子被核力紧密地束缚在一起。
核力来源于强相互作用,所以原子核的结构一般是很稳定的。
核外电子靠质子的吸引力维系在原子核附近。
多少和运动状况也不相同。
质子、中子数目不同电子运动轨道不同核外电子绕原子核高速运动2、摩擦起电容易受到外界的作用而脱离原子。
当两个物体摩擦时,一些束缚的不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是,原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电。
这就是摩擦起电。
摩擦起电并不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,并使电子从一个物体转移到另一个物体。
用丝绸摩擦的玻璃棒带正电▲用毛皮摩擦的橡胶棒带负电常见的摩擦起电现象:3、自由电子子核的束缚在金属中自由活动,这种电子叫自由电子。
第一章静电场1.1电荷及其守恒定律一、电荷1.物体带电:物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说它带了电或有了电荷。
2.两种电荷(自然界只存在两种电荷)1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷(丝玻正)2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷(毛橡负)3.自由电子和离子金属中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。
(失正得负)4.作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引二、物体带电的三种方式(本质都是自由电子的转移)1.摩擦起电当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来是电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物质则带正电。
2.静电感应当导体靠近带电体时,导体中的自由电子就会受到带电体对它的排斥或者吸引,使导体两端出现异种电荷,近端与带电体异号,远端与带电体同号,这种方式称为感应起电,这种现象称为静电感应。
验电器的原理:两片金箔带同种电荷,彼此相斥而张开3.接触起电不带电的物体与带电体接触,能使不带电的物体带上电荷,这种方式成为接触起电。
分配规律:A带-Q,B带+5Q,AB接触再分开,电荷相加在平分A=B=+2Q三、电荷守恒定律1.内容:电荷既不会创生,也不会消灭,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,电荷的总量保持不变。
在一定情况下,带电粒子可以产生和湮灭。
一个高能光子在一定条件下可以产生一对正、负电子;一对正、负电子可以同时湮灭转化为光子。
现代表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
四、元电荷1.电荷量:电荷量又叫电量,它表示了电荷的多少,其单位是“库仑”,简称“库”,用符号C表示2.元电荷:最小电荷量(即科学实验发现的最小电荷量,最早由美国物理学家密里根测定),用e表示。
电荷量不能连续变化1)e=1.6×10-19C2)质子:所带电荷量与元电荷相同,符号与电子相反。
1.1电荷及其守恒定律【学习目标】1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道静电感应现象,物体带电现象的本质.3.知道什么是元电荷.4.掌握库仑定律并会用库仑定律的公式实行相关的计算.【课前预习】1.自然界中只存有两种电荷:______电荷和________电荷.电荷间的作用规律是:同种电荷相互______,异种电荷相互________.2.用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带____________电荷,毛皮带__________电荷.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带______电荷,丝绸带______电荷.3.原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外界表现为________.金属中距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________________.失去这种电子的原子便成为带____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.把带电体移近不带电的导体,能够使导体靠近带电体的一端带________,远离的一端带________这种现象叫静电感应.利用静电感应使物体带电叫________起电.常见的起电方式还有________和________等.5.电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体______到另一物体,或者从物体的一局部____________到另一局部.6.物体所带电荷的多少叫________________.在国际单位制中,它的单位是________,用________表示.7.最小的电荷量叫________,用e表示,e=________.所有带电体的电荷量都等于e 的____________.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的________.【学习过程】一、电荷1.摩擦起电的原因:2.静电感应的原因:3.起电原因二、电荷守恒定律.1.“电荷的中和”的理解2.电荷的分配例题:两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球相互接触后再分开,则两个小球的带电量分别为____________和_______________三、电荷量1.电荷量的正负号含义2.元电荷的理解3.比荷【课堂检测】1.关于元电荷的理解,以下说法准确的是: ( )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2.元电荷的电量是________, 16 C 电量等于________元电荷.3.如下图,原来不带电的绝缘金属导体MN ,在其两端下面都悬挂着金属验电箔;若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端,可能看到的现象是 ( )A.只有M 端验电箔张开,且M 端带正电B.只有N 端验电箔张开,且N 端带负电C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电D.两端的验电箔都不张开,且左端带正电,右端带负电4.有三个完全一样的球A 、B 、C ,A 球带电荷量为7Q ,B 球带电荷量为-Q ,C 球不带电,将A 、B 两球固定,然后让C 球先跟A 球接触,再跟B 球接触,则三个小球的带电量分别为____________和_______________和_____________【回顾小结】1.电荷起电方式 感应起电 带电本质2.电荷守恒定律内容 电荷的分配3.电荷量电荷量 元电荷 比荷【课后练习】 M N A。
高二物理人教选修3-1第一章导学案 编撰人: 审定人: 姓名: 学号: 组名:
1.1电荷及其守恒定律 预习案
【预习目标】
1.知道两种电荷及其相互作用;
2.知道物体带电的三种方式;
3.知道电荷守恒定律;
4.知道电荷量、元电荷、比荷的概念。
【自主学习】
1.自然界中有两种电荷,即 和 ;同种电荷相互 ,异种电荷相互 。
2.物体的带电方式有三种:
(1)摩擦起电:指 从一个物体 到另一个物体上,失去电子的物体带 电,得到电子的物体带 电。
(2)把带电体移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,叫做感应起电;在这个过程中,导体中的 从导体的一部分 另一部分;导体上靠近带电体的一端带的电荷与带电体的电性 ,远端带的电荷于此带电体的电性 。
(3)当带电体接触不带电的导体时,带电体上的一部分电荷转移到导体上,使导体也带电。
把这个过程称为接触带电。
完全相同的两个带电金属小球接触时,电荷量分配规律:两球带异种电荷的先中和后平均分配;原来两球带同种电荷的总电量平均分配在两球上.
3.电荷守恒定律:电荷既不能 ,也不能 ,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,在转移的过程中,电荷的总量 .
4.元电荷:电子和质子所带等量的异种电荷,电荷量e =1.60×10-19
C.实验指出,所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ,或者是电荷量e 的整数倍.因此,电荷量e 称为元电荷.电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的.
5.比荷:带电粒子的电荷量与其质量的比值m q
.电子的比荷为
kg C m e e
/1076.111⨯= 【预习自测】
1.毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带什么电荷,为什么?( ) A.毛皮带正电,因为毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上; B.毛皮带负电,因为毛皮上的一些负电荷转移到了橡胶棒上;
C.毛皮带正电,因为橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上;
D.毛皮带负电,因为橡胶棒上的一些负电荷转移到了毛皮上。
2.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 端放置,三者均有绝缘支架。
请判断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 。
3.带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的( )
A. C 19
-10.42⨯ B. C 19
-10.46⨯- C. C 18
-10.61⨯- D. C 17
-10.84⨯ 【我的疑惑】
探究案
【学习目标】
1.理解物体带电的三种方式及其实质;【重点 难点】
2.理解电荷守恒定律;【重点】
3.知道电荷量、元电荷、比荷的概念。
一、探究:物体带电的三种方式及其实质 探究1(摩擦起电)
(1)物质的微观结构是怎样的?摩擦起电的原因是什么? (2)摩擦过的物体一定会带电吗? 探究2(感应起电)
实验:取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体A 、B ,使它们彼此接触。
(如图) (1)把带正电荷的球C 移近彼此接触的异体A ,B ,可以看到A ,B 上的金属箔有什么变化?说明什么?
(2)如果先把C 移走,A 和B 上的金属箔有什么变化?说明什么?
(3)如果先把A 和B 分开,然后移开C ,可以看到A 和B 有什么变化?说明什么? (4)如果再让A 和B 接触,A 和B 上的金属箔有什么变化?说明什么?
静电感应:
C A B
+
齐贤集成求索创新百川东到海,何时复西归?少壮不努力,老大徒伤悲。
探究3(接触带电)
当带电体接触不带电的导体时,带电体上的一部分电荷转移到导体上,使导体也带电。
把这个过程称为接触带电。
完全相同的两个带电金属小球接触时,电荷量分配规律:两球带异种电荷的先中和后平均分配;原来两球带同种电荷的总电量平均分配在两球上.
例:有三个相同的金属小球A、B、C,其中小球A带有q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?
二、电荷守恒定律
1.静电感应的实质是什么?是不是创造了电荷?
2.联系摩擦起电的实质,思考使物体带电的实质是什么?总的电荷量满足什么样的规律?
电荷守恒定律:
阅读教材第4页有关内容,了解电荷守恒定律的另一表述:
三、元电荷阅读教材第四页,思考问题:
(1)电荷的多少如何表示?它的单位是什么?
(2)什么是元电荷?一个电子就是一个元电荷吗?
(3)元电荷的数值是多少?它的数值最早是由哪位物理学家测定的?
(4)什么是比荷?电子的比荷是多少?
【巩固练习】
1.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,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
2.验电器是用来检测物体是否带电、带电多少、带电种类的仪器。
小明将一物体a与验电器的金属球接触后,发现两片金属箔张开,那么物体a是否带电?如果只将物体a靠近金属球,金属箔是否张开?为什么?
训练案
1.毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带什么电荷,为什么?()
A.毛皮带正电,因为毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上
B.毛皮带负电,因为毛皮上的一些负电荷转移到了橡胶棒上
C.毛皮带正电,因为橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上
D.毛皮带负电,因为橡胶棒上的一些负电荷转移到了毛皮上
2.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
3.关于电荷守恒定律,下列叙述正确的是()
A.一个物体所带的电量总是守恒的
B.在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电量总是守恒的
C.在一定的条件下,一个系统内的等量的正负电荷即使同时消失,但是这并不违背电荷守恒定律
D.电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换
4.关于元电荷的下列说法中正确的是()
A.元电荷是指电子和质子本身
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=1.6×10-19 C
D.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
5.摩擦后的塑料尺能吸起桌面上的小纸片,并且小纸片会很快地被“弹开”,这是为什么?
6.干燥的天气一个人拖了鞋在地毯上走,聚集了- 48 μC的净电荷。
此人身上有多少个净剩余电子?他的质量增加了多少?(电子质量m=9.1×10-31kg)。