第九章 静电场及其应用 1 电荷-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（人教版2019）

第九章　静电场及其应用 1．电荷 1．知道自然界中有两种电荷：正电荷、负电荷，知道电荷量的概念，了解摩擦起电及其原因，认识金属导电及绝缘体不导电的原因。2.理解静电感应现象及其特点，了解感应起电。3.理解摩擦起电、感应起电的实质，从而认识和理解电荷守恒定律。4.知道元电荷、比荷的概念。 一　电荷 1．自然界的电荷只有两种：正电荷、负电荷。 2．电荷量 电荷的多少叫作电荷量，用Q表示，有时也可以用q来表示。在国际单位制中，它的单位是库仑，简称库，符号是C。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。 3．摩擦起电及其原因 (1)摩擦起电：由于摩擦而使物体带电的方式。 (2)原因：当两种物质组成的物体互相摩擦时，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正电。 4．金属导电及绝缘体不导电的原因 (1)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，这种电子叫作自由电子。失去自由电子的原子便成为带正电的离子，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，只有自由电子穿梭其中，这就使金属成为导体。 (2)绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。 二　静电感应 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。 2．感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。 三　电荷守恒定律 1．内容：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，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。 2．更普遍的表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 四　元电荷 1．元电荷 电荷量是不能连续变化的物理量。迄今为止，实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同，电性相反。人们把这个最小的电荷量叫作元电荷，用e表示，e＝1.60×10－19__C，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e的整数倍。 2．比荷：带电体的电荷量与质量之比。 想一想 (1)下图是部分不同物质的原子核对电子束缚能力强弱的排序图，毛皮与图中的什么物体摩擦最容易起电？它们摩擦后毛皮带正电还是负电？ 提示：由图可知，毛皮的原子核束缚电子的能力最弱，梳子的原子核束缚电子的能力最强，故毛皮与梳子摩擦最容易起电；毛皮失去电子带正电，梳子得到电子带负电。 (2)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的电荷量……”，这道题有科学性错误吗？ 提示：有。因为＝＝31.25，不是正整数，即物体所带的电荷量不等于元电荷的整数倍，这是不可能的。 探究1　电荷　摩擦起电 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：富兰克林通过实验发现，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。电荷的作用有什么规律？ 提示：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 活动2：为什么说自然界只有两种电荷？ 提示：因为迄今为止，人们没有发现对正电荷和负电荷这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。 活动3：根据图甲分析，丝绸摩擦过的玻璃棒为什么带正电？摩擦后丝绸带电吗？ 提示：丝绸与玻璃棒摩擦的过程中，双方的外层电子由于摩擦获得能量而变得活跃，丝绸束缚电子的能力较强，在摩擦的过程中会获得电子而带负电，而玻璃棒相比较而言束缚电子的能力较弱，会失去电子而带正电。 活动4：根据图乙物理模型分析，金属为什么容易导电？ 提示：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，形成自由电子。失去自由电子的原子便成为带正电的离子，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，只有自由电子穿梭其中，这就使金属成为导体。 1．两种电荷 自然界中只有两种电荷，即正电荷和负电荷。与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同的是正电荷，与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同的是负电荷。 2．两种电荷的相互作用 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3．原子结构 4．摩擦起电的原因 (1)通常离原子核较远的电子受到的束缚较弱，容易受到外界的作用而脱离原子。 (2)在两物体相互摩擦的过程中，束缚电子能力强的会从对方得到电子而带负电，束缚电子能力弱的会失去电子而带正电。 5．金属导电与绝缘体不导电的原因 金属中存在大量在带正电的离子间自由运动的自由电子；绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。摩擦起电的物体就是绝缘体。 6．拓展：不带电轻小物体能被带电体吸引的原因 不带电轻小物体(绝缘体)A靠近带电体B时，由于同种电荷相斥，异种电荷相吸，在B中电荷的作用下，A中的少量异种电荷会向靠近B