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1. 静电的产生及其微观解释
鲁科版（2019）物理（必修 第三册）
第一章 静电力与电场强度
目录
素养目标
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
素养目标
1.知道自然界存在两种电荷，知道电荷量的概念及其国际单位
2.会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力
3.理解电荷守恒定律
将梳过头发的塑料梳立刻靠近细小纸屑，纸屑会被吸起(如图)。雷雨天，你能看到撕裂长空的闪电，听到震耳欲聋的雷声。这些都是静电现象。那么，产生静电的常见方式有哪几种？
正确教育
静电的产生
冬天脱毛衣
会看到很多“闪电”
这是为什么呢？
冬天梳头发会
出现头发越梳越蓬松
这是为什么呢？
静电使头发飘起来
（1）两种电荷（富兰克林命名）
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电；用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
电荷
－
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
＋
＋
－
思考：
电荷有大小之分吗？
如何表示电荷的大小呢？
－
＋
1.电荷的多少叫电荷量，用Q或q表示；
2.国际单位:库仑，简称库，符号:C
3.正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
正负不代表大小,只表示电性。
4.历史资料：1881年第1届电学大会确定库仑(C)为电荷量的国际单位
电荷量
视频演示：摩擦起电
将一根用毛会发现验电器原来闭合的金属箔片张开了，表明验电器接触后带电了。
当带电的橡胶棒与验电器的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开。金属箔片张开角度越大，物体所带电荷越多。
接触起电
将一根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近（不接触）验电器的金属球，会观察到什么现象？为什么会出现这种现象？
实验与探究：感应起电
橡胶棒靠近验电器金属球，验电器金属箔片张开。
保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球，会观察到什么现象？这又是为什么？
接着先把手移开，再把橡胶棒移开，又会观察到什么现象？
用手接触验电器的金属球，金属箔片闭合。
手移开后，再把橡胶棒移开，金属箔片张开。
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。这种现象叫作静电感应。
利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
感应起电
公元前600年左右，古希腊学者泰勒斯就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体。
公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一词。
科学书屋
16世纪英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity”（电）这个词。
美国科学家富兰克林发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷。
金属球
金属箔片
金属杆
金属外壳
验电器
验电器是检验物体是否带电和估测物体带电量多少的仪器。
验电器的两种应用方式及原理
1.当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，如图甲。
2.当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球带异种电荷，而金属箔片上会带同种电荷(感应起电)，两个金属箔片在斥力作用下张开，如图乙。
正确教育
产生静电的微观解释
原子的结构
原子
（+）
（不带电）
（中性）
（—）
（+）
原子核
核外电子
质子
中子
一个电子的电荷量与一个质子的电荷量数值相同，约为1.60×10-19 C，原子的电子数与质子数相等，因此物体不显电性
原子核的结构一般是很稳定的
电荷守恒定律
电荷既不会被创造，也不会被消灭，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，电荷的总量保持不变。这个结论叫作电荷守恒定律
+Q2
+Q1
+
+
-Q4
+Q3
即一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变
两个由不同物质组成的物体相互摩擦时，由于摩擦力做功，一个物体中某些原子的电子获得了能量，挣脱了原子核的束缚，转移到另一个物体上。根据电荷守恒定律，从整体上看，一个物体失去了电子带正电，另一个物体就得到电子带等量负电。
摩擦起电的实质：
摩擦为什么能使物体带电？
用丝绸摩擦玻璃棒使其带电
思考
摩擦起电演示图：
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失去电子：带正电
得到电子：带负电
两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷
感应起电
利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电
（electrification by induction）
三种带电方式：
摩擦起电
感应起电
接触起电
本质：都是电荷的转移
感应起电的实质：
在附近带电体所带电荷的作用下，由于电荷间的相互作用，导体中的自由电子从导体的一部分转移到了另一部分。
梳过头发的塑料梳子为何能吸引轻小纸片呢？如图1-8所示，当摩擦后带电的梳子靠近纸片时，纸片在梳子所带电荷的影响下，会出现如图所示的正、负电荷分布（这是电介质的极化现象，其表面出现的是极化电荷，图中仅近似画出纸片两端的极化电荷）。因为靠近梳子端的极化电荷与梳子所带电荷是异种电荷，它们之间相互吸引，所以轻小纸片便被梳子吸引过去了。
梳子为何能吸引纸片
(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是(　　)
A.摩擦起电现象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
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
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
经典例题
BC
答案：BC
解析：摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移，失去电子的带正电，得到电子的带负电，此过程并非创造了电荷，而是总电荷量守恒，A错误，B正确；感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分，是电荷在同一导体内部发生了转移，C正确，D错误。
(多选)如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中能使两球都带电的是(　 　)
A.先把两球分开，再移走棒
B.先移走棒，再把两球分开
C.使棒与甲球瞬时接触，再移走棒
D.先使乙球瞬时接地，再移走棒
经典例题
ACD
答案：ACD
解析：由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以A正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所以C正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D正确。
有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属球接触。在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电子如何转移？转移了多少个电子？
经典例题
均为1.6×10－9 C　自由电子由B向A转移 3.0×1010个
静电的产生及其微观解释
静电的产生
产生静电的
微观解释
电荷
三种起电方式
电荷守恒定律
摩擦起电的实质
感应起电的实质
(多选)如图所示，有一带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器上的金属小球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
AC
解析：验电器的金属箔片之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金属箔片带电荷量的多少。如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金属箔片上的正电荷“上移”，从而使两金属箔片张角减小，选项C正确，B错误；如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷，而远离B球的一面出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金属箔片张角减小，选项A正确，D错误。
如图所示，不带电的导体B在靠近带正电的导体A后，P端和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
答案：A
解析：导体B靠近带正电的导体A后，由于静电感应，靠近A的P端感应出负电荷，而远离A的Q端感应出等量的正电荷。接地后，导体B与大地成为一个新的导体，无论哪一端接地，大地都是这个新导体的远端，而P端仍然是近端，故负电荷仍然在P端，而Q端原来感应出的正电荷被从大地流来的负电荷中和了，断开导线，取走A后，P端的负电荷就留在导体B上，所以导体B带负电，故选A。
两个相同的金属小球M、N，带电荷量分别为－4q和＋2q。两球接触后分开，M、N所带的电荷量分别为(　　)
A.＋3q，－3q
B.－2q，＋4q
C.＋2q，－4q
D.－q，－q
D
答案：D
解析：两个相同的金属小球接触，电荷先中和后均分，则有QM′＝QN′＝ ＝－q，选项D正确。
谢谢观看

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