第1章 第1节 电荷 电荷守恒定律 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版2019）

　 第1节　电荷　电荷守恒定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道自然界中存在两种电荷，知道电荷量的概念及其国际单位，知道元电荷的概念。 (2)知道三种起电方式及电荷守恒定律。 科学思维 会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察静电感应现象并分析规律，分析得出电荷守恒定律。 科学探究 通过观察静电感应现象，理解带电体靠近导体时感应起电的过程。 科学态度与责任 (1)理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。 (2)体会电荷量的不连续性。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、摩擦起电　两种电荷 1．自然界中只有两种电荷：正电荷和负电荷。 2．电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3．电荷量：电荷的多少叫作电荷量，简称电荷。在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，用字母C表示，常用的电荷量单位还有微库(μC)和纳库(nC)。1 μC＝10－6 C,1 nC＝10－9 C。 4．元电荷：电荷的最小单元，记作e＝1.6×10－19 C，任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍。 5．摩擦起电的解释：两个不同种类且不带电的物体相互摩擦时，一个物体的原子中有一些外层电子挣脱原子核的束缚并转移到另一个物体上去，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，且两物体带的电荷等量异号。 二、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另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。 2．另一种表述：在任何自然过程中，电荷的代数和是守恒的。 三、静电感应 1．静电感应：当一个带电体靠近不带电的导体时，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．验电器 (1)结构(如图所示)： (2)原理：当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时，会发生静电感应，金属球带负电，下端的金属箔片带正电，且箔片因相互作用而张开。 (3)应用：将带正电的玻璃棒接触验电器的金属球，验电器带上正电，将待检验的带电体靠近验电器的金属球，如果金属箔片张角变大，则它带正电，反之则带负电。 [微点拨]　摩擦起电和感应起电不是创造电荷，只是电荷的转移。 1.用摩擦过丝绸的玻璃棒和摩擦过的琥珀分别去接触碎纸屑和羽毛。 结果发现摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑，摩擦过的琥珀能够吸引羽毛。请对以下相关结论作出判断： (1)摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑，说明玻璃棒带电。(√) (2)丝绸摩擦琥珀后琥珀带负电。(√) (3)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。(×) (4)摩擦起电的过程就是电荷转移的过程。(√) 2.如图所示，带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后不带电了，是电荷不守恒吗？ 提示：金属小球上的电荷量减少，是由于电子通过空气导电转移到外界。虽然小球电荷量减少，但是这些电子并没有消失，对于小球和整个外界组成的系统而言，电荷的总量仍保持不变，遵循电荷守恒定律。 3.如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，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C移近导体A，金属箔片有什么变化？ (2)这时把导体A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？ (3)再让导体A和B接触，又会看到什么现象？ 提示：(1)C移近导体A，两侧金属箔片都张开； (2)两侧金属箔片仍张开，但张角变小； (3)导体A、B接触，两侧金属箔片都闭合。 新知学习(一)| 　[任务驱动] 中央电视台某节目中介绍说，蜜蜂除了用脚采集花粉之外，在飞行过程中蜜蜂与空气摩擦产生静电，因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉。 (1)蜜蜂本身带什么电？ 提示：蜜蜂在飞行过程中可以吸引带正电的花粉，故蜜蜂本身带负电。 (2)蜜蜂在飞行过程中与空气摩擦产生静电，电荷如何实现转移？ 提示：蜜蜂在飞行过程中与空气摩擦产生静电，蜜蜂带负电，说明摩擦过程中，空气中的电子转移到蜜蜂身上。　　　 [重点释解] 1．静电感应与感应起电 (1)静电感应：把带电体移近不带电的导体，导体上的电荷分布会发生变化的现象。 (2)产生：如图所示，把带正电的球C移近金属导体AB时，由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体的A、B两端带上了等量的异种电荷。 (3)感应起电：利用静电感应使金属导体带电的方式。 (4)规律：近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷。 2．三种起电方式的对比 方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 两种不同物体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触时 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” 导体带上与带电导体电性相同