高二物理人教選修3-1第一章第1節(jié)《電荷及其守恒定律》（新人教）

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歡迎進入物理課堂 第一章靜電場1電荷及其守恒定律 1 自然界中只存在兩種電荷 即 電荷和 電荷 用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是 電荷 用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是 電荷 同種電荷相互 異種電荷相互 2 物體的帶電方式 1 摩擦起電 兩個不同的物體相互摩擦 失去電子的帶 電 獲得電子的帶 電 2 感應(yīng)起電 導(dǎo)體接近 不接觸 帶電體 使導(dǎo)體靠近帶電體一端帶上與帶電體相 的電荷 而另一端帶上與帶電體相 的電荷 正 負 正 負 排斥 吸引 正 負 反 同 3 電荷守恒定律 電荷既不能 也不能 它們只能從一個物體 到另一個物體 或者從物體的一部分 到另一部分 在轉(zhuǎn)移過程中 電荷的總量保持 4 雙選 關(guān)于元電荷的理解 下列說法正確的是 A 元電荷就是電子 BD B 元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量C 元電荷就是質(zhì)子D 物體所帶電量只能是元電荷的整數(shù)倍 創(chuàng)生 消滅 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移 不變 知識點1起電的三種方式1 摩擦起電的原因 當(dāng)兩個物體相互摩擦?xí)r 一些束縛得不緊的 往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 于是原來電中性的物體由于得到電子而帶 失去電子的物體則帶 電子 負電 正電 2 感應(yīng)起電 當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時 由于電荷間相互吸引或排斥 導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體 使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶 電荷 遠離帶電體的一端帶 電荷 這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng) 利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo) 體帶電的過程叫做 起電 異號 3 接觸起電 一個帶電體接觸另一個導(dǎo)體時 由于帶電體電荷間的相互排斥 電荷會 到這個導(dǎo)體上 使這個導(dǎo) 體也帶電 這種方式稱為 起電 轉(zhuǎn)移 4 三種起電方式均能使物體帶電 這三種起電方式中物體所帶電性有何不同 通過摩擦起電和感應(yīng)起電的兩帶電物體的電性相反 而接觸起電時 兩帶電物體的電性相同 同號 感應(yīng) 接觸 三種起電方式的實質(zhì) 1 摩擦起電 實質(zhì)是得失電子 兩帶電物體的電性相反 電量相等 2 感應(yīng)起電 實質(zhì)是導(dǎo)體中自由電荷轉(zhuǎn)移 兩帶電物體的 電性近異遠同 3 接觸起電 實質(zhì)是自由電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物 體 兩帶電物體的電性一定相同 例1 關(guān)于摩擦起電與感應(yīng)起電 以下說法正確的是 A 摩擦起電是因為電荷的轉(zhuǎn)移 感應(yīng)起電是因為產(chǎn)生電荷B 摩擦起電是因為產(chǎn)生電荷 感應(yīng)起電是因為電荷的轉(zhuǎn)移C 不論是摩擦起電還是感應(yīng)起電 都是電荷的轉(zhuǎn)移D 以上說法均不正確 答案 C 解析 不論是摩擦起電還是感應(yīng)起電 其帶電的實質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移 而不是產(chǎn)生電荷 故C正確 觸類旁通 1 下列敘述正確的是 A 摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程B 接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程C 感應(yīng)起電時 由于帶電體和被感應(yīng)導(dǎo)體不接觸 所以一定是產(chǎn)生了電荷D 一對正負電子接觸后 電荷會消失 這種現(xiàn)象叫電子的湮滅 解析 摩擦起電 接觸起電 感應(yīng)起電都是電荷的轉(zhuǎn)移 A C錯 B對 電子 湮滅 不是電子的消失 而是一個正電子結(jié)合一個負電子后整體不再顯示電性 D錯 答案 B 例2 把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下 再分開一定距離 發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥 則A B兩球原來的帶 電情況不可能是 A 帶有等量異種電荷B 帶有等量同種電荷C 帶有不等量異種電荷D 一個帶電 另一個不帶電解析 當(dāng)兩個完全相同的小球分別帶等量異種電荷時 兩球接觸后 都不帶電 不可能相互排斥 故A項是不可能的 答案 A 觸類旁通 2 將不帶電的導(dǎo)體A和帶有負電荷的導(dǎo)體B接觸后移開 關(guān)于導(dǎo)體A的帶電分析正確的是 A 因為A導(dǎo)體上的正電荷轉(zhuǎn)移到B導(dǎo)體 故A帶負電荷B 因為B導(dǎo)體上的負電荷轉(zhuǎn)移到A導(dǎo)體 故A帶負電荷C 因為B導(dǎo)體上的正電荷轉(zhuǎn)移到A導(dǎo)體 故A帶正電荷D 無法確定解析 接觸起電后兩帶電物體所帶電的電性相同 故A導(dǎo)體一定帶負電 C D錯誤 接觸起電過程實質(zhì)是電子由B導(dǎo)體轉(zhuǎn)移到A導(dǎo)體 所以A帶負電荷 故B正確 答案 B 知識點2電荷守恒定律1 電荷既不能創(chuàng)造 也不能消滅 只能從一個物體 到另一個物體 或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 在轉(zhuǎn)移過程中 電荷的總量保持 這個結(jié)論叫做電荷守恒 定律 轉(zhuǎn)移 不變 2 甲 乙兩同學(xué)各拿一帶電小球做實驗 不小心兩小球接觸了一下 結(jié)果兩小球都沒電了 電荷哪里去了呢 是否違背了電荷守恒定律 兩球上的異種電荷中和了 即正 負電荷代數(shù)和為0 對外不顯電性 沒有違背電荷守恒定律 1 電荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一 2 起電過程實質(zhì)上是物體中正 負電荷的分離和轉(zhuǎn)移的過程 不論哪一種起電過程都沒有創(chuàng)造電荷 也沒有消滅電荷 本質(zhì)都是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移 也就是說物體所帶電荷的重新分配 3 電荷的中和現(xiàn)象實質(zhì)上是正 負電荷的結(jié)合過程 當(dāng)電荷的種類 數(shù)量達到異號 等量時 正 負電荷代數(shù)和為0 但在分離 轉(zhuǎn)移 結(jié)合等過程中電荷的總量保持不變 例3 雙選 原來甲 乙 丙三物體都不帶電 今使甲 乙兩物體相互摩擦后 乙物體再與丙物體接觸 最后 得知甲物體帶正電荷1 6 10 15C 丙物體帶電荷量8 10 16C 則對 于最后乙 丙兩物體的帶電情況 下列說法中正確的是 A 乙物體一定帶有負電荷8 10 16 C B 乙物體可能帶有負電荷2 4 10 15CC 丙物體一定帶有正電荷8 10 16CD 丙物體一定帶有負電荷8 10 16C 解析 由于甲 乙 丙原來都不帶電 即都沒有凈電荷 甲 乙摩擦導(dǎo)致甲失去電子1 6 10 15C而帶正電 乙物體得到電子而帶1 6 10 15C的負電荷 乙物體與不帶電的丙物體 相接觸 從而使一部分負電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上 故可知乙 丙兩物體都帶負電荷 由電荷守恒可知乙最終所帶負電荷為 1 6 10 15C 8 10 16C 8 10 16C 故A D正確 答案 AD 觸類旁通 3 如圖1 1 1所示 將帶有負電的絕緣棒移近兩個不帶電的導(dǎo)體球 兩個導(dǎo)體球開始時互相接觸且對地絕緣 下列方 法中不能使兩球都帶電的是 A 先把兩球分開 再移走棒B 先移走棒 再把兩球分開 C 使棒與甲球瞬時接觸 再移走棒 圖1 1 1 D 先將兩球分開 使棒與甲球瞬時接觸再移走棒 然后將兩球接觸 解析 由于靜電感應(yīng) 甲球感應(yīng)出正電荷 乙球感應(yīng)出負電荷 把兩球分開后 它們帶上了等量異種電荷 若先將棒移走 則兩球的異種電荷中和 所以不會帶上電荷 使棒與甲球接觸 則兩球會因接觸而帶上負電荷 若兩球分開 使棒與甲球瞬時接觸則甲球帶上負電 移走棒后兩球會因接觸而帶上負電荷 答案 B 知識點3元電荷 1 60 10 19 e e的整數(shù)倍 1 電荷量 它表示物體所帶電荷的多少 在國際單位制中 它的單位是 用字母 表示 庫侖 C 2 元電荷 最小的電荷量叫做元電荷 用e表示 e C 所有帶電體的電荷量等于 或者 3 有人說質(zhì)子和電子都是元電荷 這種說法你認為對嗎 質(zhì)子或電子所帶電荷的多少叫元電荷 但不能說質(zhì)子和電子是元電荷 1 76 1011C kg 1 帶電體的電荷量不能連續(xù)變化 因為最小的電荷量為1 60 10 19C 2 質(zhì)子及電子所帶電荷量的絕對值與元電荷相等 但不能說它們是元電荷 3 電子的電荷量與質(zhì)量的比叫做電子的比荷 電子的比荷 為 eme 例4 雙選 科學(xué)家在研究原子 原子核及基本粒子時 為了方便 常常用元電荷作為電荷量的單位 關(guān)于元電荷 下 列論述正確的是 A 把質(zhì)子或電子叫元電荷 B 1 6 10 19 C的電荷量叫元電荷 C 電子帶有最小的負電荷 其電荷量的絕對值叫元電荷D 一個帶電物體的帶電量為1 0 10 19C 解析 元電荷不是電荷 它是指電荷所帶的電荷量 電荷 量1 6 10 19C稱為元電荷 質(zhì)子和電子都不是元電荷 它們 所帶電荷量的絕對值是元電荷 所有帶電體的電荷量一定等于 1 6 10 19C或者1 6 10 19C的整數(shù)倍 答案 BC 觸類旁通 4 雙選 關(guān)于元電荷 下列說法正確的是 A 任何一個帶電粒子所帶的電荷都是元電荷B 有一個帶電體的帶電荷量為205 5倍的元電荷C 元電荷是最小的電荷量單位D 元電荷沒有正負之分解析 元電荷是最小的電荷量單位 帶電體的電荷量均為元電荷的整數(shù)倍 元電荷只是電荷量的單位 不是帶電粒子 沒有電性之說 故C D正確 答案 CD 電荷守恒與電量分配 在分析接觸起電物體帶電量的問題時必須注意 1 無論哪種起電方式都是電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移 并沒有創(chuàng)造新的 電荷 2 接觸帶電時 電荷的總量不變 兩接觸物體所帶電的電 性相同 電荷的分配與物體的形狀和大小有關(guān) 3 只有當(dāng)兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球相接觸時 最終所帶的電量才相同 若兩球各帶同種電荷 則只需將電荷量相加 然后均分即可 若為帶不等量異種電荷 則電荷量少的要先被中和 剩余的電荷再均分 例5 完全相同的兩個金屬小球A B帶有相等的電荷量 相隔一定的距離 現(xiàn)讓第三個完全相同的不帶電的金屬小球先后與A B接觸后再移開 1 若A B兩球帶同種電荷 接觸后A B兩球的帶電荷量 之比為多少 2 若A B兩球帶異種電荷 接觸后A B兩球的帶電荷量 之比為多少 觸類旁通 5 有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A B 分別帶有電荷量QA 6 4 10 9C QB 3 2 10 9C 讓兩絕緣金屬小 球接觸 問 1 兩球最后各帶多少電 2 在接觸過程中 電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全