第1章 第1节 静电的产生及其微观解释（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

　第1章　静电力与电场强度 第1节　静电的产生及其微观解释(强基课逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 1.通过实验，了解静电现象。 2.能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。 学考 层级 1.通过验电器等实验器材，认识生活中的静电现象。 2.能理解静电现象的本质，能从微观角度解释静电现象。 选考 层级 能对静电现象的综合问题进行分析，对生活中静电现象进行解释。 逐点清(一)　静电的产生 [多维度理解] 1.电荷量：电荷的多少称为电荷量。在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，简称库，符号为C。 2.三种起电方式 (1)摩擦起电：通过摩擦的方式使物体带电，如图甲所示。 (2)接触起电：通过与带电体接触的方式使物体带电，如图乙所示。 (3)感应起电：通过静电感应使金属导体带电，如图丙所示。 3.验电器：检验物体是否带电和估测物体带电多少的仪器，如图丁所示。 4.静电感应：受附近带电体影响而使导体上的电荷重新分布的现象。 　　[微点拨]　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 两个由不同物质组成的物体摩擦时 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的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)带电体 电荷之间的相互作用 实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。 (×) (2)两个正电荷相互排斥，两个负电荷相互吸引。 (×) (3)在静电感应过程中，金属导体内部的正电荷与负电荷移动方向相反。 (×) 2.小红在科技馆用手触摸静电球时，头发丝一根根飘起来，出现“怒发冲冠”的有趣现象，如图所示。头发丝飘起的原因是 (　　) A.异种电荷相互吸引 B.同种电荷相互排斥 C.异种电荷相互排斥 D.同种电荷相互吸引 解析：选B　当小红用手触摸静电球时，她的身体就会带上电荷，即她的头发会带上和静电球同种的电荷(但不能确定是正电荷还是负电荷)，由于同种电荷相互排斥，故此时她的头发丝一根根飘起，选项B正确。 3.在感应起电中，带负电的物体靠近带绝缘底座的导体时，如图所示，M处将 (　　) A.带正电　　　　　　　 B.带负电 C.不带电 D.以上均有可能 解析：选B　感应起电过程是由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体近端相对于带电体感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，由图知M为导体远端，则M处带负电。故选B。 逐点清(二)　产生静电的微观解释 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.原子结构 如图所示为原子模型示意图 原子 2.电荷守恒定律 电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在转移的过程中，电荷的总量不变。 3.电子的电荷量 一个电子的电荷量与一个质子的电荷量数值相同，约为1.60×10-19 C。  4.物体带电的实质 (1)摩擦起电是电子从某一物体转移到另一物体上。 (2)感应起电是在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。 　　[微点拨] 1.起电过程的实质 不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷。本质都是电荷发生了转移，也就是物体所带电荷的重新分布。 2.守恒的广泛性 (1)电荷守恒定律和能量守恒定律一样，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)电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 　　[典例]　有两个完全相同的带电金属球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C，QB=-3.2×10-9 C，让两带电金属球接触。在接触后，A、B球带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移，转移了多少? 　　[解析]　当两带电金属球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。 由于两金属球相同，剩余正电荷均分，即接触后两金属球带电荷量QA'=QB'== 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'的正电荷。 共转移的电子电荷量为：ΔQ=QB-QB'=(-3.2×10-9-1.6×10-9)C=-4.8×10-9 C。 [答案]　1.6×10-9 C　1.6×10-9 C　电子由B球转移到了A球，转移的电荷量为-4.8×10-9 C 　　[思维建模] 　　完全相同的导体接触时电荷量的分配情况： (1)若为带电导体和不带电导体接触，则电荷量平分。 (2)若两个带电导体带同种电荷，则总电荷量平分。 (3)若两个带电导体带异种电荷，则先中和，剩下的电荷量再平分。 [全方位练明] 1.M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10 C，下列判断正确的是 (　　) A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B.摩擦的过程中电子从N转移到了M C.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 C D.M在摩擦过程中失去了1.6×1010个电子 解析：选C　物体内含有带电的质子和电子，选项A错误；两个物体相互摩擦后，一个物体失去电子带正电，另一个物体得到电子带等量的负电，电子由M转移到N，选项B错误，C正确；因一个电子带电荷量大小为1.6×10-19 C，所以M在摩擦过程中失去的电子个数为n==109个，选项D错误。 2.如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动和分布情况是 (　　) A.枕形金属导体中的正电荷向B端移动，电子向A端移动，两端带等量电荷 B.枕形金属导体中电子向A端移动，正电荷不移动，两端带等量电荷 C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动，A端电荷量大 D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动，B端电荷量大 解析：选B　枕形金属导体中自由电子可以自由移动，带正电荷的是原子核，不能定向移动，由电荷守恒定律得，枕形金属导体两端电荷量相等。 逐点清(三)　验电器的原理与应用 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 验电器的两种应用方式及原理 1.带电体接触验电器：当带电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。 　　[典例]　(双选)某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后，先后进行了如下操作：①将橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图1)；②保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球(如图2)；③接着先把手移开，再把橡胶棒移开(如图3)。关于验电器的金属箔片张开的情况及分析，以下说法正确的是 (　　) A.操作①中，验电器金属箔片不张开，因为橡胶棒与金属球没有接触 B.操作①中，随着橡胶棒逐渐靠近验电器金属球，金属箔片张开的角度越来越大，因为感应电荷越来越多，金属箔片上聚集的负电荷也越来越多 C.操作②中，手接触验电器金属球，金属箔片闭合，金属球上的电荷通过手导入到大地中 D.操作③中，金属箔片从闭合到又张开一定的角度，因为金属球上的电荷重新分布 [解析]　操作①中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近验电器的金属球时，由于静电感应，验电器的金属小球带正电，则金属箔片带负电，从而张开；随着橡胶棒逐渐靠近验电器金属球，金属箔片张开的角度越来越大，因为感应电荷越来越多，金属箔片上聚集的负电荷也越来越多，A错误，B正确；操作②中，手接触验电器金属球，验电器金属球成为近端，带正电荷，大地成为远端，带负电荷，验电器金属箔片上负电荷流入大地，使得金属箔片闭合，C错误；操作③中，若先把手移开，再把橡胶棒移开，金属球上的电荷因失去橡胶棒的约束重新分布，导致金属箔片又张开，D正确。 [答案]　BD [全方位练明] 1.(2025·海南高考)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 解析：选C　由“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”可知，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带正电荷，故选C。 2.若验电器原来带正电，如图所示，用一根带大量负电荷的金属棒接触验电器的金属球，金属箔片的张角将 (　　) A.先变小后变大　　 B.变大 C.变小 D.先变大后变小 解析：选A　验电器原来带正电，用一根带大量负电荷的金属棒接触验电器的金属球，金属棒上的部分负电荷先中和验电器上的正电荷，验电器的金属箔片张角变小，剩余的负电荷继续向验电器转移，验电器的金属箔片的张角又会变大，故选项A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $