1.1 静电现象 课件 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦静电现象，涵盖摩擦、接触、感应三种起电方式，元电荷及电荷守恒定律，通过“想一想”（玻璃棒吸引纸屑）“情境链接”（脱衣噼啪声）等生活实例导入，以“基础落实”“教材拓展”搭建从现象到微观本质（电子转移）的学习支架。 其亮点在于紧扣物理观念（如电荷守恒定律辨析），融合科学思维（感应起电“近异远同”规律、电荷分配计算模型）与科学探究（验电器制作实验），通过“易错辨析”纠偏认知，“典例剖析+规律方法”提炼思路，助力学生深化理解，教师可高效突破重难点。

第一章　静电场的描述 第一节　静电现象 学习目标 1.了解摩擦起电和感应起电,会从物质微观结构的角度认识物体带电的本质.(物理观念) 2.知道电荷量、元电荷、比荷的概念,知道电荷量不能连续变化.(物理观念) 3.理解电荷守恒定律,会运用电荷守恒定律解释生活中的静电现象.(物理观念) 基础落实·必备知识全过关 一、各种起电方式 1.摩擦起电 用　　　　的方法使物体带电的过程.  2.接触起电 通过接触传导使物体带电的方式. 3.静电感应 由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷　　　　　　的现象.  摩擦 重新分布 想一想 用丝绸摩擦过的玻璃棒和琥珀分别去接触碎纸屑和羽毛.能观察到什么现象?怎样解释? 提示 用丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑,用丝绸摩擦过的琥珀能够吸引羽毛;原因是用丝绸摩擦过的玻璃棒和琥珀都带了电,带电体能吸引轻小物体. 二、元电荷 1.电荷量:物体所带电荷数量的　　　　,简称电量,符号是Q或q.其国际单位是　　　　,符号是　　　　.  2.正电荷和负电荷 (1)用丝绸摩擦过的　　　　所带的电荷叫作正电荷.  (2)用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫作　　　　.  3.元电荷:一个电子(或质子)所带电量的　　　　叫作元电荷,用e表示,在通常的计算中,取e=　　　　　　　 C.  4.比荷:电子的电量e与电子的质量me之　　,叫作电子的比荷,其值为 =1.76×1011 C/kg.  多少 库仑 C 玻璃棒 负电荷 绝对值 1.60×10-19 比 三、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　　　　到其他物体,或者从物体的一部分　　　　到另一部分.在任何转移的过程中,电荷的　　　　保持不变.  2.适用范围:电荷守恒定律不仅在一切　　　　　　　　中成立,而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的定律.  转移 转移 总量 宏观物理过程 四、静电现象的解释 1.摩擦起电的解释 (1)解释:两种不同材料的物体互相摩擦时,使一个物体中一些原子的电子获得了　 　　,挣脱了原子核的　　　　,转移到了另一个物体上.如毛皮摩擦硬橡胶棒时,毛皮失去电子而带　　　　,硬橡胶棒上出现多余的 　 　　而带负电.  (2)实质:电子从一个物体转移到另一个物体的过程. 能量 束缚 正电 电子 2.感应起电的解释 (1)解释:当带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向　　　　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.  (2)实质:在带电体上的　　　　的作用下,导体上的正负电荷重新分布,使电荷从导体的一部分转移到另一部分.  靠近 电荷 情境链接 在干燥的冬季,晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,还伴有闪光;早上梳头发时,头发可能会飘起来,这些现象背后的共同原因是什么? 提示 通过摩擦产生了静电. 教材拓展 阅读教材第6页“实践与拓展”,查找资料,了解范德格拉夫起电机的工作原理.其主要作用是什么? 提示 产生高电压. 易错辨析 (1)电荷守恒定律是自然界的基本定律之一.(　　) (2)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍.(　　) (3)不带电的物体内部没有任何电荷.(　　) (4)不论何种起电方式,实质都是电荷的转移.(　　) (5)摩擦起电与接触起电的结果是一样的.(　　) √ √ × 不带电的物体带等量的正、负电荷,对外不显电性. √ × 摩擦起电的两个物体带等量异种电荷,接触起电的两个物体带同种电荷. 重难探究·能力素养全提升 探究点一　对三种起电方式的理解 导学探究 图甲是古老的摩擦起电机,图乙是感应起电机.结合图片,思考下列问题. (1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷? (2)感应起电能发生在绝缘体上吗?原因是什么? 提示 (1)两个绝缘体摩擦时,其中一个绝缘体失去电子,另一个绝缘体得到电子,分别带上了正、负电荷. (2)感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中的电子不能自由移动. 知识归纳 　 　起电并不是创造了电荷 1.三种起电方式的比较 比较项 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生 条件 两种不同材料的物体相互摩擦时 带电体靠近导体时 导体与带电体接触时 现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端带上等量异种电荷 导体带上与带电体电性相同的电荷 比较项 摩擦起电 感应起电 接触起电 微观 解释 不同物质的原子核对核外电子的约束力不同,摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体上 导体中的自由电子受到带电体对它的排斥(或者吸引),而移向导体的远端(或者近端) 电荷间的相互作用,使得自由电子在带电体和导体上重新分布 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 2.摩擦起电时电荷转移的规律 (1)原子核中的质子不能脱离原子核,电子发生了转移. (2)电中性的两个物体相互摩擦,带正电的物体一定是失去了电子,带负电的物体一定是获得了电子. 3.感应起电的电荷分布规律 (1)近异远同:用带电体靠近不带电的导体时,会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷,远离带电体的一端会感应出与带电体电性相同的电荷. (2)等量异性:用带电体靠近不带电的导体时,会在原不带电的导体两端感应出等量异种电荷. 典例剖析 【例题1】如图所示,将均匀带正电的导体棒移近两个不带电的相同导体球,两导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列说法正确的是(　　) A.先把两导体球分开,再移走导体棒,则甲带负电,乙带正电 B.先移走导体棒,再把两导体球分开,则甲、乙均带负电 C.先将导体棒接触一下其中的一导体球,再把两导体球分开,则两导体球均带正电,但甲所带电荷量更多 D.手摸一下甲,然后移走导体棒,再把两导体球分开,则甲、乙带等量正电荷 A 解析 先把两导体球分开,再移走导体棒,两导体球由于感应起电,带正电的导体棒吸引负电荷到甲,则甲带负电、乙带正电,A正确;先移走导体棒,此时两导体球中的电荷又发生中和,不再带电,再把两导体球分开,同样甲、乙不带电,B错误;先将导体棒接触一下其中的一个导体球,再把两导体球分开,是接触起电,甲、乙带正电,甲、乙两导体球相同,则甲、乙所带电荷量相等,C错误;手摸一下甲,相当于将甲接地然后断开,此时甲带负电,乙不带电,然后移走导体棒,甲、乙两导体球中的负电荷均分,再把两导体球分开,甲、乙带等量负电荷,D错误. 规律方法　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. 3.用手摸一下导体,再移开手,相当于先把导体接地,然后再与大地断开. 对点演练 1.如图所示,放在绝缘支架上带正电荷的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B用导线经开关S接地,现把开关S先闭合再断开,再移走A,则导体B(　　) A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.不能确定 C 解析 根据静电感应现象和电荷间的相互作用,可判断导体B带负电,故C正确. 探究点二　对电荷守恒定律和元电荷的理解 导学探究 某同学用自制的验电器进行了一些探究实验.如图所示,验电器带负电,经过一段时间后,该同学发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了.关于此问题,他跟学习小组讨论后形成了下列观点,你认为哪些是正确的? ①金属球上原有的负电荷逐渐消失了. ②在此现象中,电荷不守恒. ③金属球上负电荷减少的原因可能是潮湿的空气将电子导走了. ④该现象是由电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律. 提示 带负电的验电器在潮湿的空气中,经过一段时间后,负电荷(电子)被潮湿的空气导走了,但电荷在转移的过程中仍然守恒.故③④正确. 知识归纳 1.“中性”与“中和”的区别 (1)电中性的物体是有电荷存在的,只是正、负电荷的代数和为零,对外不显电性. (2)电荷的中和是指等量正、负电荷接触呈现电中性的过程,正、负电荷本身依然存在,并没有消失. 2.物体带电的实质 不论哪一种起电方式都没有创造电荷,也没有消灭电荷,本质都是电荷发生了转移. 3.完全相同的金属球接触后电荷量的分配规律 4.元电荷 (1)元电荷是最小的电荷量,而不是实物粒子.元电荷无正、负之分. (2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷. 典例剖析 【例题2】 完全相同的两金属小球A、B带有相等的电荷量,相隔一定的距离,让第三个完全相同的不带电的金属小球C先后与A、B接触再移开. (1)若A、B两小球带同种电荷,求接触后A、B两小球所带电荷量大小之比. (2)若A、B两小球带异种电荷,求接触后A、B两小球所带电荷量大小之比. 答案 (1)2∶3　(2)2∶1 规律方法　电荷均分的前提条件是两导体完全相同,不同的导体接触后再分开,每个导体上所带电荷量不一定满足平均分配规律. 对点演练 2.有两个完全相同的带电金属小球A、B,所带电荷量分别为QA=6.4×10-9 C、QB=3.2×10-9 C,让这两个金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移?电子转移的个数是多少?  解析 在两小球接触过程中,由于A所带的电荷量比B的多,B上的电子会转移到A上,直至两小球带上等量的正电荷.接触后,两小球各自所带的电荷量为 答案 电子由B转移到A　1.0×1010 探究点三　验电器的原理和应用 导学探究 制作一个验电器,将带电体靠近验电器上端的金属球但不与验电器接触,验电器的金属箔片是否会张开? 提示 会张开. 知识归纳 验电器的两种应用方式及原理 带电体接 触验电器 当带电体与验电器上端的金属球接触时,带电体与验电器中的电荷发生转移,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,金属箔片因相互排斥而张开   带电体靠 近验电器 当带电体靠近验电器上端的金属球时,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),两金属箔片在斥力作用下张开   典例剖析 【例题3】 如图所示,某同学利用验电器做静电感应实验.他先用包装用的气泡膜和PVC管摩擦,使PVC管因为失去电子而带电.一只手拿带电的PVC管靠近(但不接触)验电器上端的金属球,发现验电器的金属箔片张开,然后用另一只手接触验电器上端的金属球,发现金属箔片闭合.下列对此实验的说法正确的是(　　) A.验电器的金属箔片张开,是因为此时金属箔片带负电,但验电器整体仍是电中性的 B.用手接触验电器时电子从验电器流向手 C.如果移开另一只手,再撤去PVC管,验电器的金属箔片又张开,验电器整体带负电 D.如果移开接触验电器金属球的手,再撤去PVC管,验电器的金属箔片依然闭合 C 解析 PVC管因为失去电子而带正电,当其靠近验电器上端的金属球时,验电器上端的金属球会带负电,则金属箔片带正电,A错误;因PVC管带正电,验电器上端的金属球感应出负电荷,相应的金属箔片会出现多余正电荷,手接触验电器上端的金属球,金属箔片闭合,所以手接触验电器上端的金属球时,是电子从手流向验电器,使金属箔片不带电,B错误;由于手接触验电器上端的金属球时,电子从手流向验电器,验电器整体带负电,此时移开手,再撤去PVC管,则验电器整体带负电,验电器的金属箔片仍会张开,C正确,D错误. 教你析题 读取题干 获取信息 气泡膜和PVC管摩擦,PVC管因为失去电子而带电 PVC管带正电 PVC管靠近(但不接触)验电器上端的金属球 感应起电,验电器上端的金属球带负电 验电器的金属箔片张开 金属箔片带正电 另一只手接触验电器上端的金属球,金属箔片闭合 正电荷被中和 教你破题 对点演练 3.(2025海南卷)带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a,则关于验电器金属小球a和金属箔b,下列说法正确的是(　　) A.a、b都带正电 B.a、b都带负电 C.a带负电、b带正电 D.a带正电、b带负电 C 解析 由题目可知,验电器本来不带电,由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a,使得金属小球a带负电荷,从而导致金属箔b带上正电荷.故选C. 学以致用·随堂检测全达标 1 2 3 4 5 1.(元电荷)(多选)关于元电荷的理解,下列说法正确的是(　　) A.元电荷就是电子 B.元电荷表示1 C的电荷量 C.元电荷表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 CD 解析 元电荷是最小的电荷量,大小为e=1.6×10-19 C,跟电子或质子所带电荷量相等,不是电荷种类,物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍,故C、D正确. 1 2 3 4 5 2.(摩擦起电)古希腊的一些女性外出时喜欢穿柔软的丝绸衣服,戴琥珀做的首饰.人们发现,不管将琥珀首饰擦得多干净,它很快就会吸上一层灰尘,这主要是因为(　　) A.琥珀是一种树脂化石,树脂具有黏性,容易吸附灰尘 B.经丝绸摩擦后的琥珀带电,能吸引灰尘 C.室外的灰尘比较多,在琥珀上积聚的速度比较快 D.琥珀本身能创造电荷,吸引灰尘 B 解析 琥珀本身不带电,琥珀首饰经丝绸摩擦后,通过电荷的转移(并不是创造)便带有了电荷,由于带电体能够吸引轻小物体,所以带电的琥珀会将轻小的灰尘吸附在它表面.故选B. 1 2 3 4 5 3.(电荷守恒定律)(2025江西高一期末)捕蝇草的叶片在受到触碰时,细胞膜外的钙离子(Ca2+)内流,导致电位发生变化,叶片会迅速闭合.若某次触碰时,流入细胞的钙离子(Ca2+)数目为1.5×1012个,则这些钙离子(Ca2+)携带的总电荷量为(　　) A.2.4×10-7 C B.4.8×10-7 C C.7.2×10-7 C D.9.6×10-7 C B 解析 每个钙离子(Ca2+)带2个元电荷,即单个钙离子(Ca2+)的电荷量q=2e=2×1.6×10-19 C,总电荷量Q=nq,其中n=1.5×1012个,代入得Q=1.5×1012×2×1.6×10-19 C=4.8×10-7 C,故选B. 1 2 3 4 5 4.(感应起电)学习了静电感应后,爱思考的小明想起初中物理老师演示过如图所示的实验,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近悬挂的乒乓球时,乒乓球会被吸引,小明猜想玻璃棒会吸引乒乓球可能是因为静电感应现象,若他的猜想是正确的,你认为图中乒乓球上感应电荷的分布情况合理的是(　　) D 1 2 3 4 5 解析 若小明的猜想是正确的,根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知乒乓球的左侧带有负电荷,右侧带有正电荷.故选D. 1 2 3 4 5 5.(电荷守恒定律) 早起梳头是大多数人的生活习惯,假设某天早上某人梳头,梳子和头发互相摩擦后,头发带正电且所带电荷量为1.6×10-10 C,下列说法正确的是(　　) A.摩擦的过程中电子从梳子转移到头发上 B.梳子在摩擦后一定带负电且所带电荷量绝对值为1.6×10-10 C C.头发在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子 D.元电荷就是电子,元电荷数值是由美国物理学家密立根测定的 B 解析 梳子和头发摩擦后,头发带正电,可知摩擦的过程中电子从头发转移到梳子上,故A错误;摩擦后头发带正电且所带电荷量为1.6×10-10 C,则梳子一定带负电且所带电荷量绝对值为1.6×10-10 C,故B正确;头发在摩擦过程中失去电子的个数为n= =1.0×109,故C错误;元电荷数值是由美国物理学家密立根测定的,元电荷等于电子所带电荷量的绝对值,但元电荷不是电子,故D错误. 1 2 3 4 5 (1)电荷量为Q的金属球与不带电的金属球接触后,两金属球均带的电荷量,电性与原带电金属球的电性相同. (2)若两金属球带同种电荷Q1、Q2,接触后每个金属球所带的电荷量均为总电荷量的一半,即Q1'=Q2'=,电性与两金属球原来所带电荷的电性相同. (3)若两金属球带异种电荷Q1、-Q2,接触后先中和等量的异种电荷,剩余的电荷量平均分配,即Q1″=Q2″=,电性与接触前所带电荷量大的金属球的电性相同. 解析 (1)设A、B所带电荷量均为q,则A、C接触后,A、C所带电荷量为qA=qC=q C与B接触后,B、C所带电荷量为 qB=qC'=q 故A、B所带电荷量大小之比为. (2)设A带正电荷,B带负电荷,且所带电荷量大小均为Q. 则C与A接触后,A、C所带电荷量为QA=QC=Q. C与B接触后,B、C所带电荷量为 QB=QC'==-Q 故A、B所带电荷量大小之比为. QA'=QB'==4.8×10-9 C 共转移的电荷量为ΔQ=QB'-QB=4.8×10-9 C-3.2×10-9 C=1.6×10-9 C 转移的电子个数为n==1.0×1010 . $