9.1 电荷 课件 (共23张PPT) -2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

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9.1 电荷 课件 (共23张PPT) -2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

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(共23张PPT)
1 电荷
学习任务一 电荷
学习任务二 静电感应
学习任务三 电荷守恒定律
学习任务四 元电荷
备用习题
随堂巩固
学习任务一 电荷
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)两种电荷:正电荷和负电荷.
(2) 电荷量电荷的多少.电荷量的单位是______,符号为C.
(3) 电荷间相互作用:同种电荷相互______,异种电荷相互______.
库仑
排斥
吸引
(4)电中性:原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的,每个原子中质子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电中性.
(5) 摩擦起电的实质:当两种物质组成的物体相互摩擦时,一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带____电,本质上是__________造成的.

电子转移
(6) 金属导电的原因:金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动,这种能自由运动的电子叫作__________,失去自由电子的原子便成为带正电的_____,它们在金属内部排列起来,每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动,只有__________穿梭其中,这就使金属成为导体.绝缘体之所以不导电是因为其中几乎不存在能自由移动的电荷.
自由电子
离子
自由电子
例1 如图所示,均不带电的橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,这是因为( )
C
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
[解析] 摩擦起电是因为电子由一个物体转移到另一个物体上,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电.毛皮与橡胶棒摩擦,毛皮上的电子转移到了橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带负电,故选项C正确.
学习任务二 静电感应
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)静电感应: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___________便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带______电荷,远离带电体的一端带______电荷.
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程.
自由电荷
异种
同种
[科学探究] 如图所示,分别用绝缘柱支撑的导体,使它们彼此接触.起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的.
(1) 把带正电荷的物体移近导体,金属箔片______(选填“张开”或“不变”).
(2) 这时把分开,然后移去,金属箔片张角______(选填“变小”“变大”或“不变”)
(3) 再让接触,金属箔片______(选填“闭合”或“张角变小”).
张开
变小
闭合
例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,在两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是( )
C
A.闭合开关,有电子从枕形导体流向大地 B.闭合开关,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关,有电子从大地流向枕形导体 D.闭合开关,没有电子通过开关
[解析] 由于静电感应,两端出现等量的负、正电荷.当闭合开关中的任何一个以后,便把大地与枕形导体连通,使大地与枕形导体组成一个新的大导体,枕形导体为近端,感应出负电荷,大地为远端,感应出正电荷,因此无论是闭合开关还是闭合开关,都有电子从大地流向枕形导体,故选项C正确.
变式 如图所示,用起电机使金属球带上正电荷,并靠近验电器,则( )
D
A.验电器金属箔片不张开,因为金属球没有和验电器上的金属小球接触
B.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都感应出了正电荷
C.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都感应出了负电荷
D.验电器金属箔片张开,因为验电器的金属箔片上感应出了正电荷
[解析] 当带正电荷的金属球A靠近原来不带电的验电器的金属小球时,金属小球由于静电感应会带上负电荷,金属箔片由于静电感应会带上正电荷,验电器的金属箔片张开的原因是金属箔片上感应出了正电荷,同种电荷相互排斥,故选项D正确.
【要点总结】
三种起电方式的比较
摩擦起电 感应起电 接触起电
产生及 条件 两物质组成物体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电体接触时
现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同” 导体带上与带电体相同电性的电荷
原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 自由电荷在带电体与导体之间发生转移
实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移 学习任务三 电荷守恒定律
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(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______到另一个物体,或者从物体的一部分______到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持______.
(2) 电荷守恒定律更普遍的表述:一个与外界没有电荷______的系统,电荷的________保持不变.
转移
转移
不变
交换
代数和
例3 有三个相同的金属小球,其中小球带有的正电荷,小球带有的负电荷,小球不带电.先让小球与小球接触后分开,再让小球与小球接触后分开,最后让小球与小球接触后分开,试求这时三个小球的带电荷量分别为多少?
[答案] ; ;
[解析] 让小球与小球接触后分开,则这时各带有的正电荷,再让小球与小球接触后分开,则所带电荷量均为,最后让小球与小球接触后分开,则所带电荷量均为,则最终所带电荷量分别为.
【要点总结】
电荷的分配规律
(1)在两小球接触时,电荷先中和后分配.
(2)两个完全相同的金属球接触后再分开,电荷的分配规律:
①若两球带同种电荷,电荷量分别为,则接触后两球的电荷量相等..
②若两球带异种电荷,电荷量分别为,则接触后两球的电荷量相等..
学习任务四 元电荷
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1) 元电荷:迄今为止,实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量.人们把这个最小的电荷量叫作元电荷,用表示._____________C,元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的.所有带电体的电荷量都是的整数倍.
(2) 比荷:带电粒子的电荷量与______之比叫作比荷.
质量
[物理观念](1)元电荷是最小的电荷量,而不是实物粒子,元电荷无正、负之分.
(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷.
例4 (多选)关于电荷量,以下说法中正确的是( )
BCD
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.物体带电荷量为,这是因为该物体失去了个电子
D.物体所带电荷量的最小值为
[解析] 物体带电的原因是电子的得失,带正电是因为失去了电子,带负电是因为得到了电子.物体所带电荷量是不能连续变化的,只能是的整数倍,物体的带电荷量为,则它失去电子的个数为个.
1.如图所示,导体A带正电,当带负电的导体B靠近A(未接触)时,导体A带(  )
A.正电荷增加
B.负电荷增加
C.正、负电荷均增加
D.电荷量不变
D
[解析] 当带负电的导体B靠近导体A时,两导体之间无接触,由电荷守恒定律可知,A带的电荷量不变,只是电荷在导体端面上重新分布(电荷的重新分布是由电荷之间的相互作用力引起的).
2. (多选)如图所示,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、b排斥c、c排斥a、d吸引b,则 (   )
A.仅有两个小球带同种电荷
B.仅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
BD
[解析] 由d吸引a、d吸引b,可知a与b带同种电荷,且a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,故选项A、C错误,选项B、D正确.
3. 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.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地
B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体
D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2
C
[解析] 在S1、S2都闭合前,对于枕形导体,它的电荷是守恒的,由于静电感应,a、b两端出现等量的负、正电荷,当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与枕形导体连通,使大地与枕形导体组成一个新的大导体,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统电荷守恒,由于静电感应,a端仍带负电荷,大地为远端,感应出正电荷,因此无论是闭合开关S1还是闭合开关S2,都有电子从大地流向枕形导体,故选项C正确.
4.如图所示,用一根丝绸摩擦过的玻璃棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下验电器小球a,然后拿开玻璃棒,验电器小球a和金箔b的带电情况是 (  )
A.手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前,a不带电、b带正电
B.手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前,a、b均带正电
C.拿开玻璃棒后a、b带负电
D.拿开玻璃棒后a带负电,b带正电
C
[解析] 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前,根据感应起电a带负电电,b不带电,A、B错误;
拿开玻璃棒后,a、b电荷重新分布,导致a、b带负电,故C正确,D错误.
1.(电荷)东汉王充在《论衡·乱龙篇》中有“顿牟掇芥,磁石引针”的描述,显示了中国古人对电磁的正确认知.“顿牟掇芥”意思是玳瑁的壳经摩擦后会产生静电,可以吸引芥一类的轻小物体.下列说法正确的是( )
B
A.玳瑁壳摩擦后创造了电荷 B.玳瑁壳摩擦后转移了电荷
C.玳瑁壳摩擦后一定带正电 D.轻小物体原本一定也带电
[解析] 根据电荷守恒定律知,电荷即不会创生也不会消灭,只会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,电荷的总量保持不变,选项A错误,B正确;玳瑁壳摩擦后不一定带正电,要看它与什么材料摩擦,选项C错误;带电体可以吸引轻小物体,轻小物体原本可以不带电,选项D错误.
2.(电荷守恒定律)关于电荷守恒定律,下列叙述不正确的是( )
A
A.一个物体所带的电荷量总是守恒的
B.在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电荷量总是守恒的
C.在电荷转移的过程中,电荷的总量保持不变
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
[解析] 根据电荷守恒定律可知,单个物体所带的电荷量是可以改变的,A错误;在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电荷量总是守恒的,B正确;根据电荷守恒定律可知,C正确;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,D正确.
3.(静电感应)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是( )
B
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 带电的金属球靠近不带电的验电器时,发生静电感应,在验电器的金属球上感应出异种电荷,在金属箔片上感应出同种电荷,故选项B正确.
4.(元电荷)一个带电质点的电荷量数据不完整,只能看清6.________,你认为该带电质点的电荷量可能是( )
B
A. B. C. D.
[解析] 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,即的整数倍,由计算可知,只有B选项是的整数倍,故选项B正确.

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