内容正文:
第九章 静电场及其应用
第1节 电荷
1
【实验引入】当堂引入环节,教师展示现象“神奇的报纸”,展开报纸,把报纸平铺在墙上;用铅笔的侧面迅速地在报纸上摩擦几下后,报纸就像粘在墙上一样掉不下来了。
思考:为什么铅笔擦过的报纸粘在黑板上?
新知导入
1.了解电荷的发现历程,知道自然界只有正、负两种电荷,掌握电荷量的概念、单位及正负含义。
2.理解摩擦起电、感应起电、接触起电的本质,能通过微观原子结构解释起电原因。
3.掌握电荷守恒定律的两种表述,能运用定律分析、解释常见静电现象与电荷分配问题。
4.了解密立根油滴实验的意义,会进行简单的电荷量计算。
学习目标
3
一、 电荷的发现、电荷种类及其电荷量
公元前600年左右,古希腊学者泰勒斯就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体。
公元1世纪,我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一词。
1.电荷的发现
新知探究
1 、电荷的发现
16世纪英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity”(电)这个词。
美国科学家富兰克林发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同,并命名了正电荷和负电荷。
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2、电荷的种类
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
自然界中只存在正、负两种电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
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3、 电荷量
电荷有大小多少之分吗?如何表示电荷的大小呢?
(1)电荷的多少叫电荷量,用Q或q表示;
(3)正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值。正负不代表大小,
只表示电性。
(2)国际单位:库仑,简称库,符号:C
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二、 摩擦起电的实质
问题1:摩擦过的物体为什么会带电呢?
原子
原子核
核外电子
质子
中子
(正电)
(不带电)
(中性)
(负电)
(正电)
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1.摩擦起电原因
原子内部的质子和中子被紧密地束缚在一起构成原子核,原子核的结构一般是很稳定的。通常离原子核较远的电子受到的束缚较弱,容易受到外界的作用而脱离原子。当两种物质组成的物体互相摩擦时,一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上。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。这就是摩擦起电的原因。
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摩擦起电的实质:电子的得与失
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2. 金属的微观结构
(1)金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动,这种电子叫作自由电子(free electron);
(3)失去自由电子的原子便成为带正电的离子(ion),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附近振动而不移动。
3.金属导电原因
金属中有自由电子,自由电子可自由穿梭。
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三、电荷守恒定律
【思考与讨论】 “电荷中和”是不是正负电荷一起消失?“电荷的总量保持不变”中电荷总量如何理解?
不是。正负电荷的电荷量不变。
表述一:电荷既不能创生,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,系统的电荷总数保持不变。
表述二: 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。
它是自然界重要的基本规律之一。
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1、微观结构及摩擦起电原因
问题2:丝绸与玻璃棒哪一个束缚电子的能力较强?
思考讨论
问题1:玻璃棒失去的电子到了哪里?摩擦后的丝绸电性如何?
电子从玻璃棒转移到了丝绸上,证明丝绸束缚电子能力强。
用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电,证明负电荷从玻璃 棒转移到丝绸上。
四、静电感应
2、接触带电
问题3:带负电的小球与不带电的相同小球相接触,电荷如何转移?带正电的小球与不带电的相同小球相接触,电荷又将如何转移?
不带电小球带负电;不带电小球带正电。
新知探究
3、静电感应实验分析
【演示实验】 请同学们观察实验现象并记录:
①带正电的小球C靠近但不接触不带电的导体A和B,
观察金属箔;
②手握绝缘柱分开导体A和B,再移走C,观察金属箔;
③导体A和B接触,观察现象;
④若先移走C,再分开导体A和B,又会看到什么现象。
新知探究
问题1:若小球C带负电,又会产生什么现象?C是吸引导体中的正电荷还是排斥负电荷?
【思考与讨论】
问题3:小球C并未与导体接触,导体A、B如何带电?
问题1:金属箔片为什么会张开?
问题2:导体A和B的电性和所带电荷量有何特点?
电荷间相互作用。
电荷量相同,电性相反。
电荷量相同,电性相同。
【问题拓展】
问题2:若将金属导体的B端接地,又会观察到什么现象?
A带正电,B带负电;排斥导体中负电荷。
整个导体带负电。
新知探究
问题3:若将金属导体的A端接地,又会观察到什么现象?
整个导体带负电。
问题5:带正电的小球C是将金属中的正电荷排斥到远端,还是将电子吸引到近端?
将电子吸引到近端。
整个导体带负电。
问题4:若用手触摸将金属导体的A、B两端接,会观察到什么现象?
新知探究
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
当堂检测
2.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
当堂检测
例3.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
当堂检测
电荷
电
荷
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
电荷守恒定律
电荷量的总量保持不变
静电感应
摩擦起电、感应起电、接触起电
元电荷
课堂小结
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