1.1 静电的产生及其微观解释 课件-2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第三册

第1节 静电的产生及其微观解释 学习目标 1. 认识两种基本电荷及三种起电方式的原理与特点。 2. 掌握电荷守恒定律，能够运用该定律并结合原子结构知识，分析相关静 电现象。 一、静电的产生 1. 自然界中的电荷只有两种，即 电荷和 电荷。用丝绸摩擦 过的玻璃棒所带的电荷规定为 电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的 电荷规定为 电荷。 2. 电荷量：电荷的多少称为电荷量，用Q或q表示。在国际单位制中，其 单位是 ，简称 ，符号是 ⁠。 正 负 正 负 库仑 库 C 知识梳理： 3. 三种起电方式。 (1)摩擦起电。 (2)接触起电。 将一根用毛皮摩擦而带电的橡胶棒跟验电器的金属球接触，会发现验电器 原来闭合的金属箔片张开了，表明接触后的验电器带电了。验电器是 ⁠ 物体是否带电和 物体带电多少的仪器。 (3)感应起电。 受附近带电体影响而使导体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。 检 验 估测 静电感应 静电感应 二、产生静电的微观解释 1. 物质的微观结构。 (1)原子结构： 原子核 质子：带　正电　 中子：不带电 核外电子：带　负电　 原子 正电 负电 (2)原子电性：原子的电子数与质子数 ，因此物体不显电性。但当 物体受到外界影响，电子发生 ，物体就会显电性。 相等 转移 2. 最小电荷量：一个电子的电荷量与一个质子的电荷量数值相同，约 为 ，是最小的电荷量，又称元电荷。 3. 电荷守恒定律：电荷既不能被 ，也不能被 ，只能从 物体的一部分 到另一部分，或者从一个物体 ⁠到另一个物 体。在转移的过程中，电荷的 不变。 1.60×10－19C 创造 消灭 转移 转移 总量 考点一　三种起电方式的理解 例1　(多选)如图所示，A、B为两个相互接触的、用绝缘支柱支撑的金属 导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小 球，下列说法中正确的是(　AB　)。 AB 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 上的金属箔片仍然张开 C. 先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开 D. 先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的箔片张开， 而B上的箔片闭合 典例精析： 把C移近导体A时，会产生静电感应现象，导体B的右端会感应出正电荷， 导体A的左端会感应出负电荷，所以A、B上的金属箔片都张开，且A的左 端带负电，B的右端带正电，故选项A正确；先把A、B分开，然后移去 C，则A仍然带负电，B带正电，金属箔片仍然张开，故选项B正确；先把 C移走，A、B感应出来的电荷立刻中和，再把A、B分开后，A、B上的金 属箔片不会张开，故选项C错误；先把A、B分开，再把C移走，此时A、B 带等量的异种电荷，然后重新让A、B接触，A与B上的电荷中和，A、B上 的金属箔片闭合，故选项D错误。 归纳: 1. 当带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，会使导体靠近带 电体的一端带上异种电荷，远离带电体的一端带上同种电荷。 2. 三种起电方式对比。 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 体性质相同的电 荷 摩擦起电 感应起电 接触起电 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 得到电子，带负电；束缚能 力弱的失去电子，带正电 电子在电荷间相互 作用下发生转移， 近端带异种电荷， 远端带同种电荷 在电荷间相互作 用下，电子从一 个物体转移到另 一个物体上 实 质 电荷在物体之间或物体内部的转移 变式训练1:下列有关起电的说法正确的是(　C　)。 A. 摩擦起电说明电荷是可以创造的 B. 感应起电的过程中电荷总量不守恒 C. 接触起电的实质是物体的电子发生了转移 D. 等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭 C 变式训练2:下列说法正确的是(　A　)。 A. 摩擦起电的本质是自由电子的转移 B. 摩擦起电是通过摩擦产生了正电荷和电子 C. 感应起电是通过感应产生了自由电子的现象 D. 金属能发生感应起电是因为金属内有自由移动的正电荷 A 考点二　电荷守恒定律的理解 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Q1＝ 6.4×10－9 C，Q2＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触的过 程中，电子如何转移并转移了多少？ 电子由B球转移到A球，转移了3.0×1010个电子。 解析：两小球接触后所带电荷量相等，且为QA′＝QB′＝ C＝1.6×10－9 C。在接触过程中，电子由B球转移到A 球，不仅将自身的负电荷全部中和，且电子继续转移，使B球带QB′的正 电荷，因此共转移电子的电荷量为ΔQ＝3.2×10－9 C＋1.6×10－9 C＝ 4.8×10－9 C。转移的电子数为 n＝＝3.0×1010个，即B球向A球转移了 3.0×1010个电子。 归纳: 两金属球接触后电荷量的分配规律 1. 当两个金属球大小不同时，接触后再分开，只能确定两者均带电，无法 确定电荷量的多少。 2. 若两个完全相同的金属球带电荷量的绝对值分别为q1、q2，则有： (1)带同种电荷⇒金属球相接触⇒总电荷量平分⇒均带电荷量。 (2)带异种电荷⇒金属球相接触⇒先中和再平分⇒均带电荷量。 变式训练1:导体球A带正电荷7q(q＞0)，另一完全相同的导体球B带负 电荷－q，将两导体球接触一会儿后再分开，则此时B所带电荷量qB为 (　D　)。 A. －q B. q C. 2q D. 3q D 变式训练2: (多选)一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了，这说明(　CD　)。 A. 小球上原有的负电荷逐渐消失了 B. 在此现象中，电荷不守恒 C. 小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了 D. 该现象是由于电子的转移产生的，仍然遵循电荷守恒定律 CD 考点三　对静电现象的解释 例3　(多选)静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电 现象的记载，《春秋纬•考异邮》中有“玳瑁吸喏”之说，下列属于静电 现象的是(　ABD　)。 A. 梳过头发的塑料梳子能吸起纸屑 B. 带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引 C. 通电导线在靠近指南针时，指南针有时会发生偏转 D. 从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉 ABD 归纳: 静电现象的本质是物体表面电荷分布的不平衡，大多数源于摩擦起电或感 应起电，在干燥环境中，静电现象会显著增强。带电体具有吸引轻小物体 的特性。同时，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 变式训练1:(多选)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的附近有一金属球b。开始时，a、b都不带电，如图所 示。现使a、b分别带上正、负电，则下列情况可能发生的是(　BD　)。 A. b将吸引a，接触后不放开 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先吸引a，接触后a、b不发生相互作用，自由分开 BD 变式训练1:(多选)M和N是两个原来都不带电的物体，它们相互摩擦后M带正电荷，电荷量为1.6×10－10C，且它们与外界无电荷的转移。则下列判断中正确的有(　BC　)。 A. 摩擦前M和N内部不存在电荷 B. M在摩擦过程中向N转移109个电子 C. N在摩擦后一定带1.6×10－10C的负电荷 D. N在摩擦过程中向M转移109个质子 BC 摩擦起电的本质是电子的转移，摩擦前M和N内部都有电荷，故A错误； 互相摩擦后M带1.6×10－10 C的正电荷，故应该是M上1.6×10－10 C的电荷 转移到N上，转移的电子数n＝＝109个，故B正确；N原来是电中 性，摩擦后M上1.6×10－10 C的电荷转移到N上，N在摩擦后一定带1.6×10 －10 C的负电荷，故C正确；在摩擦过程中转移的只能是电子，质子不能在 物体间转移，故D错误。 $