资源简介 (共51张PPT)第九章 静电场及其应用必修第三册 人教版20191. 电荷同学们,今天开启必修第三册第九章第一节“电荷”的学习。在这里,你将认识自然界的两种电荷,探究物体带电的奥秘,理解电荷守恒的神奇规律。从摩擦起电的现象,到微观电荷的转移,一步步揭开电的面纱。让我们一起走进奇妙的静电世界,用科学思维解锁电荷的本质,在实验与推理中,构建起对电现象的清晰认知,开启电磁学探索之旅!导入新课(1)你知道视频中小男孩的头发为什么分散开吗?导入新课(2)想一想将一个气球与头发相摩擦后,再靠近头发,你会看到什么现象?头发会随着气球飘起来。然后再让气体靠近纸屑,你又会看到什么现象?会看到碎纸屑沾到气球上。那为什么会发生这些现象呢?学习目标物理观念 1.了解两种电荷,知道电荷量、元电荷,通过原子模型理解带电是电荷转移。2.知道电荷守恒定律,能认识电荷量量子化,理解电荷转移总量不变 。科学思维 1.会用原子模型分析起电现象,能推理电荷守恒与量子化特征。2.能质疑起电问题,思考本质,培养创新思维 。科学探究 1.会观察起电实验,能分析本质;能设计实验验电荷规律、记数据。2.能证守恒定律,会析误差,提升探究力 。科学态度 与责任 1.通过电现象激发好奇,主动探究生活电原理。2.体会守恒思想普适性,理解物理学科本质。学习目标重点难点重点 1.两种电荷及相互作用、电荷量概念;2.起电方式(摩擦、感应、接触)及电荷转移本质;3.电荷守恒定律;4.元电荷(e=1.6×10 19 C)及电荷量量子化。难点 1.从原子结构理解带电微观机制;2.电荷守恒定律在接触起电等场景中的定量应用;3.元电荷与微观粒子电荷量的关联。1. 电荷2. 三种起电方式3. 电荷守恒定律4. 元电荷5. 课堂总结6. 练习与应用7. 提升训练学习内容一、电荷第1节 电荷一、电荷王充与《论衡》公元前600年希腊学者泰勒斯摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。公元1世纪我国学者王充《论衡》书中写下“顿牟掇芥”一语。16世纪英国科学家吉尔伯特根据琥珀的希腊文创造了英语中“电”(electricity)这个词,用来表示琥珀经过摩擦以后具有的性质,认为其带有电荷。命名了正、负电荷美国科学家富兰克林电荷的发现一、电荷1.物体带电:物体具有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:自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷电荷的分类一、电荷电荷的作用一、电荷注意 两个物体带异种电荷相互吸引,但是相互吸引的物体不一定是带异种电荷,因为带电体还具有吸引轻小物体的特性。提问 相互吸引的物体一定是带异种电荷吗?总结:电荷的作用一、电荷电荷的多少物体带电的多少有大小多少之分吗 如何表示电荷的大小呢?有电荷量一、电荷电荷的多少3、比较电荷带电的多少:电荷量的绝对值大的带电多。说明:尽管电荷量有正负值(正号一般省略),但这里的“+”“-”号代表_____________,正负不代表大小,只表示电性。1、定义:电荷的多少叫作电荷量,用符号___或___来表示。2、单位:_____,简称___,符号___。正电荷的电荷量为_____,负电荷的电荷量为______。思考:QA=-1.6C,QB=0.8C。A和B哪个带电体所带的电量更多?电荷量Qq库仑库C正值负值电荷的种类一、电荷物质的微观结构原子原子核(正电)核外电子(负电)质子(正电)中子(不带电)(中性)一、电荷【例题1】“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓。秋天取茎,放置干燥处晾干,将其茎髓制成小球。这种小球密度很小,且绝缘,过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见,一般中药店里有售。在图中,两个通草球甲和乙悬挂在支架上,彼此吸引。关于该现象判断正确的是( )A.甲小球一定带了电 B.乙小球一定带了电C.甲、乙小球可能带有同种电荷 D.两个小球中有一个可能不带电D【解析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,同时,带电物体还可吸引轻小物质,故甲乙两个小球可能带异种电荷,也可能一个带电,一个不带电,D正确。一、电荷故选D。二、三种起电方式第1节 电荷摩擦起电二、三种起电方式通过摩擦使物体带电的现象,叫摩擦起电。思考:摩擦为什么能使物体带电?动画演示点击播放★可见:摩擦起电并不是创造了电,而只是将电子由一个物体转移到另一个物体。注意:两个互相摩擦的物体一定同时带上异种电荷,且电荷量相等接触起电二、三种起电方式带电物体与不带电的物体相互接触,使不带电的物体带上电荷的方式称为接触起电。++++验电器金属杆金属箔想一想:是产生新的电荷了吗?接触起电有什么特点 并没有产生新的电荷,而是电荷从一个物体转移到了另一物体,二者所带电量的总和不变接触起电二、三种起电方式带电物体与不带电的物体相互接触,使不带电的物体带上电荷的方式称为接触起电。思考:两个完全相同的小球接触起电的分配原则?先中和 再均分感应起电二、三种起电方式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种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。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感应起电。感应起电二、三种起电方式感应起电并没有产生新的电荷,而是在带电体的作用下,导体上的电荷从导体的一部分转移到了另一部分。规律:近端 ( 靠近带电体端 ) 感应异种电荷,远端 ( 远离带电体端 ) 感应同种电荷。近异远同三种起电方式的比较起电方式 摩擦起电 接触起电 静电感应产生条件现象原因实质 一般是两不同绝缘体摩擦时导体与带电导体接触时导体靠近带电体时两物体带上等量异种电荷导体上带上与带电体相同电性的电荷导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同”原子核对电子束缚力弱的物体失去电子,强的得到电子自由电子从一物体转移到另一物体导体中的自由电子从物体的一端转移到另一端均为电子在物体之间或物体内部的转移二、三种起电方式验电器→静电计二、三种起电方式作用:①检验物体是否带电②粗略判断物体带电的多少原理:同种电荷互相排斥结构:金属球、金属杆、金属箔等把金属箔换成指针,并用金属制作外壳,这样的验电器又叫作静电计。静电计是通过静电感应检测带电体带电的相对数量的静电仪器。【例题2】如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是( )A.闭合S1,有电子从枕形导体流向地B.闭合S2,有电子从枕形导体流向地C.闭合S1,有电子从地流向枕形导体D.闭合S2,没有电子通过S2C二、三种起电方式【解析】枕型导体在带正电的金属棒附近时,枕型导体上的自由电子会向金属棒的右边运动,金属棒的右端因有了多余的电子而带负电,左端因缺少电子而带正电;而当闭合任何开关时,导体就会与大地连接,会使大地的电子流入枕形导体,当处于静电平衡时,枕形导体是个等势体,故C正确,A、B、D错误。故选C。二、三种起电方式【例题3】富兰克林为研究雷电现象,设计了如图所示的装置,避雷针线路与接地线分开,并在分开处装上帽形的金属钟A与B,两钟之间以丝线悬挂一个金属小球C,A钟下方用导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D,避雷针上空附近的云不带电时,三个金属小球均静止下垂。若带负电的云接近避雷针顶端时,则( )A.避雷针顶端带负电B.接地线上有正电荷流入大地C.金属小球C会在A与B之间摆动,不断来回撞击A与BD.验电器D上的两个金属小球最后会下垂并相互接触D二、三种起电方式【解析】根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥,可知若带负电的云接近避雷针顶端时,避雷针顶端带正电,A错误;金属内的正电荷不会移动,B错误;由A选项分析可知,验电器D下端带负电,小球C在验电器D下端的吸引下撞击A,然后和A带同种电荷负电,然后相互排斥,和B接触,此时电子通过B导入大地,然后C不带电,如此反复,验电器下端两小球始终带负电,所以两小球相互排斥,C错误,D正确。故选D。二、三种起电方式三、电荷守恒定律第1节 电荷三、电荷守恒定律问题:1、电荷的中和现象,是否是电荷消失 2、物体显中性,是否是物体中没有电荷 3、各种起电过程是否是创造了电荷 起电的本质:无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.三、电荷守恒定律表述一: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,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,系统的电荷总量保持不变.表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。四、元电荷第1节 电荷四、元电荷电荷的总量是守恒的,那么,物体的所带的电荷量是任意数值吗?我们可不可以测出物体所带电荷量的多少呢?思考与讨论人们又是用什么方法测量电荷量的大小的呢?四、元电荷1.元电荷:任何带电物体所带电荷量是最小电荷量的整数倍。电荷量是不能连续变化的。称这个最小电荷量为元电荷,用e表示。美国的密立根通过油滴实验测得e=1.60 ×10-19 C。注:质子/电子的电荷量与元电荷数值相等,但不能说它们是元电荷。2.比荷(荷质比):带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷。【例题4】保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的哪一个 ( )A.6.2×10-19 C B.6.4×10-19 CC.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 CB四、元电荷【解析】电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,其数值为e=6.2×10-19 C,物体的带电量都为e的整数倍,即将4个选项中的电量除以e得数为整数倍的为正确的数字,只有6.4×10-19 C满足条件,B正确。故选B。四、元电荷五、课堂总结第1节 电荷五、课堂总结二、电荷守恒定律电荷既不能创生,也不能消灭,它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,系统的电荷总数保持不变。一、电荷三、几个基本概念:电荷量元电荷比荷1.自然界只有两种电荷2.使物体带电的方法:摩擦起电感应起电接触起电六、练习与应用第1节 电荷1. 如图所示,用塑料梳快速梳头发丝多次,观察到头发散开了,产生这种现象的主要原因是( )A.塑料梳与头发丝之间相互摩擦起电B.头发丝所受重力小,自然松散C.头发丝受到空气浮力作用而散开D.由于摩擦起电,头发丝带同种电荷而相互排斥六、练习与应用AD【解析】塑料梳与头发丝摩擦起电,头发丝上带的是同种电荷,同种电荷相互排斥,所以头发丝会向四周散开, A、D正确。故选AD。六、练习与应用六、练习与应用2. 如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,使验电器的金属箔张开,关于这一现象,下列说法正确的是( )A.两金属箔上带异种电荷B.两金属箔上均带负电荷C.金属箔上有电子转移到玻璃棒上D.若将玻璃棒移走,则金属箔会立即合在一起C【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,和验电器的金属球接触后,两金属箔上带同种正电荷,由于相互排斥而张开,A、B错误;因金属箔带上了正电,则金属箔上有电子转移到玻璃棒上,C正确;移走金属棒时,箔片仍带电,不会立即合在一起,D错误。故选C。六、练习与应用六、练习与应用3. 如图所示,小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜PVC和管摩擦,使PVC管因为失去电子而带电。左手拿带电的PVC管靠近(但不接触)验电器,发现验电器的金属箔片张开,然后用右指接触验电器上端的金属圆球,发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是( )A.发现验电器箔片张开,是因为此时箔片带负电,但验电器整体仍是电中性的B.右指接触验电器时电子从验电器流向手指C.如果松开右手,再撤去PVC管,验电器的箔片又会张开,验电器整体带负电D.如果松开右手,再撤去PVC管,验电器的箔片依然闭合C【解析】PVC管因为失去电子而带正电,当其靠近验电器时,那么验电器的金属球会带负电,则箔片带正电,A错误;因PVC管带正,验电器的金属球感应出负电荷,相应的金属箔会出现剩余正电荷,手指接触验电器,使得验电器接地,中和金属箔上剩余的正电荷,使金属箔不带电,所以右指接触验电器时,是电子从手指流向验电器,B错误;由于手指接触验电器时,电子从手指流向验电器,验电器整体带负电,此时松开右手,再撤去PVC管,因验电器整体带负电,验电器的箔片仍会张开,C正确,D错误。故选C。六、练习与应用七、提升训练第1节 电荷1. 如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图,核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,手(图中为右手)按在金属球上,并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷,过一段时间后,体验者的头发便会四处散开,甚至倒立,十分有趣,在此状态下,下列分析正确的是( )A.若用左手也去摸金属球,会被电击B.若用左手与旁边的观众握手,会被电击C.若右手离开金属球,则头发会立刻恢复常态D.若右手离开金属球而且走下绝缘凳,头发会立刻恢复常态BD七、提升训练【解析】若用左手也去摸金属球,不会被电击,A错误;若用左手与旁边的观众握手,会发生放电现象而被电击,B正确;若右手离开金属球,电荷不会转移,则头发仍然四处散开,C错误;若右手离开金属球而且走下绝缘凳,则电荷将进入大地,人体将不再带电,头发会立刻恢复常态,D正确误。故选BD。七、提升训练2. 如图所示,不带电的导体B在靠近带正电的导体A后,P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷,则以下说法正确的是( )A.若用导线将Q端接地,然后断开,再取走A,则导体B将带负电B.若用导线将Q端接地,然后断开,再取走A,则导体B将带正电C.若用导线将Q端接地,然后断开,再取走A,则导体B将不带电D.若用导线将P端接地,然后断开,再取走A,则导体B将带正电A七、提升训练【解析】如图枕型导体在带正电的小球附近时,枕型导体上的自由电子会向金属棒的左边运动,金属棒的左端因有了多余的电子而带负电,右端因缺少电子而带正电;而用导线接地,接导体的任何部位,右端的正电荷被中和,因此导体将带负电,A正确,B、C、D错误。故选A。七、提升训练 展开更多...... 收起↑ 资源预览