第一章 第一节 静电现象-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步全程学习全书word（粤教版）

[本章学业要求] 物理观念:能了解库仑定律、电场强度的内涵,会用电场线描述电场,知道电场是一种物质;了解电势能、电势和电势差的内涵,知道匀强电场中电势差与电场强度的关系,形成与静电力、电场强度、电势能、电势差相关的相互作用观念、物质观念和能量观念。 科学思维:在熟悉情境中运用点电荷、试探电荷和电场线等模型分析静电问题。能体会用比值定义新物理量的方法,能体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法;能用与电势能、电势差相关的证据解释静电现象;能采用不同方式解决静电场问题。 科学探究:能了解库仑扭秤实验,并能提出相关问题;能通过验电器、静电计等探索静电现象,获取信息;能分析实验信息,形成初步结论。 科学态度与责任:通过电势能与重力势能的对比,能体会类比与创新在物理学研究中的重要性;通过了解库仑扭秤实验,能体会科学研究的一些共性与创新;能坚持实事求是,在合作中既能坚持观点又能纠正错误;能对公众利用和防护静电的一些行为发表自己的观点,有进行科学普及的兴趣和责任感。 第一节　静电现象 [课标引领] 学业质量水平要求 合格性考试 1.初步形成电荷的概念,理解电荷守恒定律。 2.明确不同的起电方式及其实质。 3.知道元电荷的概念,理解电荷量是不连续的 选择性考试 1.知道正、负电荷的规定及电荷间相互作用的规律。 2.了解验电器的构造、原理,并借助验电器感受摩擦起电、感应起电的过程 一、各种起电方式 以上四幅图,均发生了带电现象,物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?怎样使物体带上电呢? 答案:物体带电是发生了电子的转移。带电荷的物体能吸引轻小物体;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。可以通过摩擦起电、感应起电和接触起电的方式使物体带电。 1.两种电荷的性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 2.物体带电的三种方法:摩擦起电、感应起电、接触起电。 二、元电荷 电子和质子就是元电荷吗? 答案:元电荷是最小的电荷量,不是物质;电子和质子是实实在在的粒子,不是元电荷。 1.电荷量:物体所带电荷数量的多少叫作电荷量,简称电量,常用符号Q或q表示,其国际单位是库仑,符号为 C。 2.元电荷:科学实验发现电子所带的电量最小,且其他带电体所带电量是电子或质子电量的整数倍,人们把一个电子或质子所带电量的绝对值叫作元电荷,用e表示,在计算中通常取e=1.60×10-19 C。 3.比荷:电子的电量e与电子的质量me之比,叫作电子的比荷,其值为=1.76×1011 C/kg。 三、电荷守恒定律 某同学两手各拿一带电小球,做实验时不小心将两小球接触了一下,结果两小球都没电了!电荷到哪里去了呢?是否违背了电荷守恒定律? 答案:电荷“中和”了,所谓电荷的中和现象是指带有等量异种电荷的物体发生接触时,带负电的那个物体会将多余的电子传给因缺少电子而带正电的物体,使得两个物体的原子都恢复电中性的过程。其本质仍然是电荷从一个物体转移到另一个物体,电荷没有消失,不违背电荷守恒定律。 1.内容:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到其他物体,或者从物体的一个部分转移到另一部分。在任何转移的过程中,电荷的总量保持不变。 2.适用范围:电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立,而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律。 四、静电现象的解释 1.摩擦起电 当两种不同材料的物体互相摩擦时,使一个物体中的一些原子的电子获得了能量,挣脱了原子核的束缚,转移到了另外一个物体上。如玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒容易失去电子而带正电,丝绸因有了多余电子而带负电。 2.感应起电 当一个带电体靠近导体时,导体中的自由电子会向靠近或远离带电体的地方移动。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。 1.判断 (1)摩擦起电的过程就是创造电荷的过程。(　×　) (2)带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫作电荷的湮灭。(　×　) (3)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。(　√　) 2.用金属做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上,如图所示。请你帮小明解释一下原因。 答案:笔套与头发摩擦后,能够吸引圆环,说明笔套上带了电荷,即摩擦使笔套带电。笔套靠近圆环时,由于静电感应,会使圆环上、下部感应出异种电荷。由于圆环所受吸引力大于圆环所受的重力,圆环被吸引到笔套上。 3.小明这样描述一道题目,其中有一句:“……有一个物体带5.0×10-18 C的电量……”关于该物体的带电量你认为可能吗? 答案:不可能。因为==31.25,不是正整数,即物体的电荷量不等于元电荷的整数倍