1.1 静电现象 课件 -2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第一章 静电场的描述 1.静电现象 实验1：如图所示，拿一把塑料直尺在头发上来回摩擦几下，然后将塑料直尺移近碎纸屑堆，观察发生的现象，探究其中的原因。 一、各种起电方式 从实验1可见，经摩擦后的塑料直尺会吸引碎纸屑，这是因为经过摩擦的塑料直尺带上了电而对碎纸屑有了吸引力.这种用摩擦的方法使物体带电的过程叫作摩擦起电. 实验2：如图所示，将带有绝缘柄的金属小球D先与带电体接触，再与验电器上部的金属球A接触，观察两片金属箔C、C′是否张开。重复多次，观察金属箔张开角度的变化情况，探究其中的原因 从实验2可见，验电器的两片金属箔张开了一定的角度，重复次数越多，两片金属箔开的角度越大，这是由于通过传导，金属小球D上的电荷不断传递至两片金属箔. 实验3：如图 (a)所示，取两个由绝缘柱支撑着的空心铝罐A和B，起初它们彼此接触且不带电，铝罐A的左端和铝罐B的右端各自安装有两片金属箔. (1)如图 (b)所示，将带电金属小球C移近铝罐A的左侧，观察铝罐A和B各自的两片金属箔有什么变化 (2)如图 (c)所示，全属小球C和铝罐A保持在原来的位置上，手持铝罐B的绝缘柱，将其移开，观察铝罐A、B各自的两片金属箔有什么变化? (3)如图 (d)所示，把金属小球C和铝罐B轻轻移走，观察铝罐A的两片金属箔又有什么变化? 从实验3的(1)中可见，铝罐A和B各自的两片金属箔都张开了相同的角度 从(2)中可见，铝罐A的两片金属箔张开的角度比(1)中的稍大一点，铝罐B的两片金属箔张开的角度比(1)中的稍小一点 从(3)中可见，铝罐A的两片金属箔张开的角度比(2)中的稍小一点，这说明铝罐A、B都带上了电荷。由于电荷间相互吸引或排斥，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由于受附近带电体影响面引起导体中正负电荷重新分布的现象叫作静电感应( electrostatic induetion) 【例1】用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是（　　） A. a带正电，b带负电 B. a带负电，b带正电 C. a、b均带正电 D. a、b均带负电 a b c C 典例分析 + _ 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 正电荷：被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，用“+”表示。 负电荷：被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，用“-”表示。 二、元电荷 1.两种电荷 （举例： C) （举例： C ) 说明：比较带电的多少,比较其电荷量的绝对值; 电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质。 讨论：电荷的多少如何表示？单位是什么？ 2.电荷量：物体所带电荷数量的多少，简称电量。符号：Q或q 单位：库仑（C） 正电荷用正数表示 负电荷用负数表示 任何带电物体所带电量都等于电子或侄子所带电量的整数倍。人们把一个电子（或质子）所带电量的绝对值叫做元电荷（elementary charge），用e表示。 密立根 Millikan （1868－1953） 密立根利用油滴实验测量出电子的电荷量，获得1932年的诺贝尔物理学奖。在计算中，我们可以取 电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷 元电荷——电荷量的最小单位 三、电荷守恒定律 观察与思考： 手持有机玻璃棒，用力将两块由不同材料制成的起电板快速地摩擦后分开，如图 (a)所示 将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(注意不要接触金属球)，如图 (b)所示，我们可以观察到什么现象? 接着抽出这块板，再将两块板互不接触地同时插入空心金属球(同样不接触金属球)，如图 (c)所示，我们可以观察到什么现象? 请解释实验中所发生的现象. 实验中，两块起电板摩擦前呈电中性，净电荷量为零。 在图 (b)中可看到箔片张开，即箔片带电，说明插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷； 在图 (c)中可看到箔片闭合，说明两块起电板带有等量异种电荷，净电荷量为零，所以系统的电荷是守恒的. 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。这个规律叫做电荷守恒定律（law of conservation of charge）。 三、电荷守恒定律 电荷守恒定律更普遍的表述： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。 四、静电现象的解释 电荷转移 一个物体 另一个物体 感应起电: 物体的一部分 另一个部分 摩擦起电: 15 摩擦起电的原因：摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，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。 动画演示 16 金属模型 金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由移动，这种电子叫做自由电子。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上振动而不移动，自由电子穿梭其中，使金属成为导体。 【例2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B分别带有电荷量 QA＝6.4×10－9 C， QB＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移 了多少？ 解析　首先弄清平分． 当两个小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量． 典例分析 【例3】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B分别带有电荷量 QA＝6.4×10－9 C， QB＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移 了多少？ 一、各种起电方式 1.摩擦起电 2.静电感应 三、电荷守恒定律 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。 四、静电现象的解释 二、元电荷 课堂小结 e = 1.610-19C 1.绝缘细线上端固定,下端挂一个轻质金属小球a；在a旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示，现使b带电，则( ) A.b将吸引a，吸住后不放开 B.b先吸引a，接触后又把a排斥开 C.a、b之间不发生相互作用 D.b立即把a排斥开 B a b 跟踪练习 2.如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带负电的小球，下列说法正确的是( )。 A.把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B.把C移近导体A，先把A、B分开，然后移走C，A、B上的金属箔片仍张开 C.先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D.先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片已闭合 AB － A B C 3.科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是( ) A.把质子或电子叫元电荷 B.1.60×10-19C的电量叫元电荷 C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷 D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷 BCD 4．对元电荷的理解，正确的是（ ） A．元电荷就是电子 B．元电荷就是质子 C．元电荷表示所带电量跟电子电量数值相等 D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍 CD 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 QA′＝QB′＝(QA＋QB)/2＝eq \f(6.4×10－9－3.2×10－9,2) C＝1.6×10－9 C. 在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和且继续转移，使B球带QB′的正电，这样，共转移的电子电荷量为 ΔQ＝－QB＋QB′＝3.2×10－9 C＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C， 转移的电子数n＝eq \f(ΔQ,e)＝eq \f(4.8×10－9 C,1.6×10－19 C)＝3.0×1010(个)． $$