第1章 第1节 静电的产生及其微观解释-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理必修第三册同步导学案配套PPT课件（鲁科版）

第1节　静电的产生及其微观解释 第1章　静电力与电场强度 [学习目标]　1.知道自然界只存在正、负两种电荷;知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;知道电荷量的概念及其国际单位。2.经历摩擦起电和感应起电的实验过程,了解使物体带电的方法,能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质(难点)。3.理解电荷守恒定律(重点)。 课时作业 巩固提升 要点1　静电的产生 要点2　产生静电的微观解释 要点3　验电器的原理及使用 内容索引 要点1　静电的产生 一 4 梳理 必备知识 自主学习 1.电荷 (1)分类:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为　　　　;用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为　　　　。  (2)电荷量:电荷的　　　　。在国际单位制中,电荷量的单位为 　　　　,简称　　　,符号为C。  (3)电荷间的相互作用:同种电荷相互　　　,异种电荷相互　　　。  正电荷 负电荷 多少 库仑 库 排斥 吸引 2.三种起电方式 (1)摩擦起电、　　　起电、　　　起电是常见的三种起电方式。  (2)感应起电 一个带电物体靠近导体时,受附近带电体影响而使　　　上的电荷重新分布的现象称为　　　　　。利用　　　　　使金属导体带电的方式称为感应起电。  接触 感应 导体 静电感应 静电感应 [思考与讨论] 图甲是古老的摩擦起电机,图乙是感应起电机。结合图片,思考: (1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷? 提示:(1)两个绝缘体摩擦时,其中一个物体失去电子,另一个物体得到电子,分别带上了正、负电荷。 (2)感应起电能发生在绝缘体上吗?原因是什么? 提示: (2)感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。 1.三种起电方式的比较 归纳 关键能力 合作探究   摩擦起电 感应起电 接触起电 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 导体带上与带电体相同电性的电荷 原因 不同物质原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子,带负电;束缚能力弱的失电子,带正电 电子在电荷间的相互作用下发生转移,近端带异种电荷,远端带同种电荷 在电荷间的相互作用下,电子从一个物体转移到另一个物体上   摩擦起电 感应起电 接触起电 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 说明 无论哪种起电方式,发生转移的都是电子,正电荷不会发生转移 2.静电感应中接地问题的近端与远端 遇到接地问题时,导体与大地组成一个导体,则带电体靠近时,该导体可视为近端物体,与带电体带异种电荷,地球可视为远端,与带电体带同种电荷。 [例1]　(多选)如图所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体,起初都不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球。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,然后移去C, A、B上的金属箔片张开 C.把C移近导体A,先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片张开 D.把C移近导体A,先把A、B分开,再把C移走,最后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合 AB A、B开始都不带电,把C移近导体A时,由于静电感应使A、B中的自由电子向左移动,使得A端带负电荷,B端带正电荷,所以两边的金属箔片都张开,A正确。先把A、B分开,再移走C,A、B仍然带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,金属箔片都不会张开,B正确,D错误。但如果先移走C,A、B上的感应电荷会马上中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,C错误。 方法总结 感应起电的判断方法 1.当带电体靠近导体时,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,如图甲所示。 2.导体接地时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端导体,带异种电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷,如图乙、丙所示。 说明:用手摸一下导体,再移开手指,相当于先把导体接地,然后再与大地断开。 [针对训练]　1.关于摩擦起电和感应起电,下列说法正确的是(　　) A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷 B.感应起电是因为电荷的转移,摩擦起电是因为产生电荷 C.不论是摩擦起电还是感应起电都是因为电荷的转移 D.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体可能带上异种电荷 C 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,感应起电的实质是电子在电荷间相互作用下,从物体的一部分转移到另一部分,两个过程都没有产生电荷,选项A、B错误,C正确;一个带电体接触一个不带电的物体,两物体带同种电荷,D错误。 2.(2024·山东济宁期中)如图所示,把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近,导体的A端感应出正电荷,B端感应出负电荷。关于使导体带电的以下说法中正确的是(　　) A.如果用手摸一下导体的B端,B端自由电子将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带负电 B.如果用手摸一下导体的A端,大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和,手指离开,移去带电体C,导体带负电 C.如果用手摸一下导体的中间,由于中间无电荷,手指离开,移去带电体C,导体不带电 D.无论用手摸一下导体的什么位置,导体上的自由电子 都经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电 答案:D 如果用手摸一下导体的B端,B端自由电子将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电,故A错误;如果用手摸一下导体的A端,B端自由电子将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电,故B错误;如果用手摸一下导体的中间,B端自由电子将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电,故C错误;无论用手摸一下导体的什么位置,导体上的自由电子都经人体流入大地, 手指离开,移去带电体C,导体带正电,故D正确。 二 要点2　产生静电的微观解释 21 1.电荷守恒定律 表述:电荷既不能被创造,也不能被　　　,只能从物体的一部分转移到　　　　　,或者从一个物体转移到　　　　　　。在转移的过程中,电荷的　　　不变。  梳理 必备知识 自主学习 消灭 另一部分 另一个物体 总量 2.摩擦起电的实质:两个由不同物质组成的物体相互摩擦时,根据电荷守恒定律,从整体上看,一个物体失去电子带　　　电,另一个物体得到电子带　　　电。  3.感应起电的实质:在附近带电体所带电荷的作用下,自由电荷从导体的一部分转移到了另一部分。 正 负 [思考与讨论] 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? 提示:电荷“中和”了,不违背电荷守恒定律。 1.使物体带电的实质不是创造了电荷,而是物体所带的电荷发生了转移,起电的过程就是物体间或物体内部电荷的重新分布。 2.电荷的中和是带等量异种电荷的两物体接触时,经过电子的转移,物体达到电中性的过程。 3.导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关,当两个完全相同的金属球接触时,电荷量将平均分配,即最后两个球带等量的同种电荷或均不带电。 归纳 关键能力 合作探究 [例2]　完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量,相隔一定的距离。今让第三个完全相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开。 (1)若A、B两球带同种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大? [答案]　(1)2∶3　 (1)设A、B带电荷量均为q,则A、C接触后,A、C带电荷量为qA=qC=q。 C再与B接触后,B、C所带电荷量为 qB=qC'==q。 故A、B带电荷量大小之比为 ==。 (2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大? [答案]　(2)2∶1 (2)设A带正电,B带负电,且所带电荷量大小均为Q,则C与A接触后,A、C带电荷量为qA'=qC″=+Q。 C再与B接触后,B、C带电荷量为 qB'=qC‴==-Q, 故A、B带电荷量大小之比为 ||==。 方法总结 1.电荷守恒定律同能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都不违背电荷守恒定律。 2.三种起电过程都没有创造电荷,其本质都是电子的转移,即起电过程是物体所带电荷的重新分布。 3.接触起电过程中,电荷的分配与导体的形状、大小有关,两个完全相同的小球接触后再分开,两球将平分电荷。 [针对训练]　3.(2024·浙江富阳中学期中)下列关于起电现象的描述,正确的是(　　) A.摩擦起电的本质是创造了新的电荷 B.一带正电物体靠近不带电的导体时,不带电的导体将带负电荷 C.无论通过何种方式使物体带电,本质都是电荷在物体之间或者内部转移,并没有创造新电荷 D.两个完全一样的金属球,一球带电荷量+0.4 C,另一球带电荷量-0.2 C,两球接触后再分开,则每球带电荷量是+0.3 C C 摩擦起电的实质是电子的转移,故A错误;带正电的物体靠近不带电的金属导体,由于电子被吸引,导体上靠近带正电物体的部分带负电,远离带正电物体的部分带正电,导体整体不带电,故B错误;无论通过何种方式使物体带电,本质都是电荷在物体之间或者内部转移,并没有创造新电荷,故C正确;两个完全一样的金属球,一球带电荷量+0.4 C,另一球带电荷量-0.2 C,两球接触后再分开,电荷先中和再均分,每球带电荷量是+0.1 C,故D错误。 三 要点3　验电器的原理及使用 33 1.带电体接触验电器:当带电的物体与验电器上面的金属球接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开,如图甲所示。 2.带电体靠近验电器:当带电体靠近验电器的金属球时,带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷,而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电),两箔片在斥力作用下张开,如图乙所示。 [例3]　(2024·浙江嘉兴期中)某同学在研究静电感应时,用带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是(　　) B 由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故验电器的上端应带上与带电金属球异号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷,故B正确。 [针对训练]　4.(2024·山东青岛期末)如图所示,用橡胶球A摩擦头发,然后将A靠近验电器上的金属小球B,下列说法正确的是(　　) A.验电器的金属箔片不会张开,因为球A没有和B接触 B.验电器的金属箔片张开,因为金属箔片带上了正电 C.验电器的金属箔片张开,因为金属箔片带上了负电 D.验电器的金属箔片张开,因为金属球B和金属箔片都带上了正电 C 用橡胶球A摩擦头发,橡胶球A带负电,将A靠近验电器上的金属小球B,发生静电感应现象,金属小球B带正电,金属箔片带上了负电,验电器的金属箔片张开,故选C。 四 课时作业 巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 [A组　基础巩固练] 1.(多选)如图,用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦,实验结果如图所示。由此对摩擦起电的说法正确的是(　　) 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子 B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷 C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等 D.同一物体与不同种类的物体摩擦,该物体所带电荷的种类可能不同 答案:CD 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 两个物体摩擦时得失电子的情况取决于原子核对电子的束缚力大小,A错误;由于摩擦起电的实质是电子的得失,所以两物体带电种类一定不同,但数量相等,B错误,C正确;由题中实验不难看出,同一物体与不同种类的物体摩擦,带电种类可能不同,D正确。 2.如图所示,导体A带电荷量为5q的正电荷,另一完全相同的导体B带电荷量为q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体带的电荷量为(　　) A.-q　　　　　　　　　 B.q C.2q D.4q 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 相同带电体接触后,电荷量先中和、后平分,故选项C正确。 3.如图所示,原来不带电的金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔。若使带负电的金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是(　　) A.只有M端验电箔张开,且M端带正电 B.只有N端验电箔张开,且N端带正电 C.两端的验电箔都张开,且N端带负电,M端带正电 D.两端的验电箔都张开,且两端都带正电 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 使带负电的金属球A靠近原来不带电的金属导体MN的M端时,由于静电感应,M、N两端会出现等量异种电荷,N端带负电,M端带正电,两端的验电箔都张开,故C正确,A、B、D错误。 4.用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持其中一根玻璃棒,靠近被吊起的另一根玻璃棒时,现象如图甲箭头所示两者远离。而手持用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒时,现象如图乙箭头所示靠近。那么(　　) A.图甲中两玻璃棒互相吸引 B.图乙中橡胶棒与玻璃棒互相排斥 C.图甲、乙中的玻璃棒带异种电荷 D.图乙表明异种电荷互相吸引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D 5.如图所示,Q带负电荷,导体P的a端接地。下列说法中正确的是(　　) A.导体P的a端不带电荷,b端带负电荷 B.导体P的a端带正电荷,b端不带电 C.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷, 且正、负电荷的电荷量相等 D.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 导体P接地时与大地可视为一个新的导体,a为靠近Q的一端,而大地为远离Q的一端,由于静电感应,靠近Q的一端会带上电性与Q相反的电荷,即a端带上正电荷,接地的过程b端感应出来的负电荷被导入大地,大地端则带上电性与Q相同的电荷,所以b端不带电,故B正确。 6.用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒靠近不带电验电器的金属小球a(如图),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、b均带负电 C.a、b均带正电 D.a带负电,b带正电 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 7.(多选)A和B都是不带电的物体,它们互相摩擦后A带负电荷 1.6×10-10 C。下列判断中正确的是(　　) A.在摩擦前A和B的内部电荷量为零 B.摩擦的过程中电子从A转移到了B C.A在摩擦过程中一定得到了1×109个电子 D.A在摩擦过程中一定失去了1.6×10-19 C的电子 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 AC [B组　综合强化练] 8.如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是(　　) A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地 B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地 C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体 D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 当闭合开关S1、S2中的任何一个时,便把大地与导体连通,由于静电感应,a端应感应出负电荷,大地远处应感应出正电荷,因此无论是闭合开关S1,还是闭合开关S2,都应有电子从大地流向导体,故C选项正确。 9.(多选)如图所示,a、b、c、d为四个带电小球,两球之间的作用分别为a吸d,b斥c,c斥a,d吸b,则(　　) A.仅有两个小球带同种电荷 B.仅有三个小球带同种电荷 C.c、d小球带同种电荷 D.c、d小球带异种电荷 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 BD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 由d吸a,d吸b可知,a与b带同种电荷,且与d带异种电荷;由c斥a,c斥b可知,c、a、b带同种电荷,则c与d带异种电荷,所以A、C错,B、D对。 10.绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的附近有一绝缘金属球b。开始时,a、b都不带电,如图所示。现使a、b分别带正、负电,则(　　) A.b将吸引a,吸引后不放开 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 因a带正电、b带负电,异种电荷相互吸引,则轻质小球a将向b靠拢并与b接触,当小球a与b接触后,将对两球所带的电荷进行重新分配,结果两球带同种电荷将会被排斥开;若a、b原来所带电荷量相等,则a、b接触后中和而都不带电,a、b将自由分开,故B正确。 11.如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,使验电器的金属箔片张开。关于这一现象,下列说法正确的是(　　) A.两个金属箔片上带异种电荷 B.两个金属箔片上均带负电荷 C.有电子从金属箔片转移到玻璃棒上 D.将玻璃棒移走,则金属箔片立即合在一起 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,若将其接触验电器的金属球,此时两个箔片上均带正电荷;在此过程中,一部分电子会从验电器向玻璃棒转移;移走玻璃棒后,箔片仍带电,不会立即合在一起,选项C正确。 [C组　培优选做练] 12.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近导体的带正电的金属球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且QB>QA B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QB=QA C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QB>QA D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而QA、QB的值与所切的位置有关 答案:D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 静电感应使得A端带正电,B端带负电。导体原来不带电,只是在C中正电荷的作用下,导体中的自由电子向B端移动,使B端有多余的电子而带负电,A端少了电子,因而带正电。A端减少的电子数目和B端增加的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量大小总是相等的,但由于电荷之间的作用力与距离有关,自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的,这样导致电子在导体上的分布不均匀,越靠近B端, 负电荷密度越大,越靠近A端,正电荷密度越大,因此 从不同位置切开时,总有QA=QB,但QA、QB的值是 不同的,D正确。 13.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明同学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。对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是(　 　) A.摩擦使笔套带电 B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异种电荷 C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受的吸引力大于圆环的重力 D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 ABC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 笔套与头发摩擦,因它们的原子核束缚电子的能力不同,而使笔套带电,这种起电方式叫摩擦起电,选项A正确;当带电的笔套靠近金属箔圆环时,圆环上部感应出与笔套相异的电荷,下部感应出与笔套相同的电荷,即上、下部感应出的电荷等量异号,选项B正确;圆环被吸引上来,由静止变为运动,力是改变物体运动状态的原因,圆环被吸引,则圆环所受的吸引力大于圆环的重力,选项C正确;笔套碰到圆环后,由于笔套是绝缘体,电荷无法被全部中和,选项D错误。 $$