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- 2021-05-25 发布
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1.1 电荷及其守恒定律
学习
目标
1.知道自然界存在两种电荷,并且只存在两种电荷。知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
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。
3.理解电荷守恒定律。
4.知道电荷量的概念及其国际单位。
5.关注存在元电荷的事实,知道元电荷的概念,知道电荷量不能连续变化。
学习
疑问
学习
建议
【预学能掌握的内容】
1.电荷
(1)物质的电结构:原子由带______的原子核和带____的电子组成,电子绕原子核高速旋转。原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量______,所以整个原子对外界较远位置表现为________。
金属原子中离原子核较远的电子,往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种能自由活动的电子叫做__________,失去电子的原子便成了带正电的________。
(2)三种起电方式。
①摩擦起电:用丝绸摩擦的玻璃棒带________,则丝绸带上________,这是因为玻璃棒上的部分______转移到了丝绸上;用毛皮摩擦过的橡胶棒带________,毛皮带________,这是因为毛皮上的部分________转移到了橡胶棒上。
②感应起电:把带电体移近不带电的导体,可以使靠近带电体的一端带______电荷,远离的一端带________电荷,这种现象叫做__________,利用静电感应使物体带电的过程叫做________。
③接触起电:不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷,这种使物体带电的方式叫做________,两个完全相同的带同种电荷的物体接触后,会使电荷量______。
2.电荷守恒定律
电荷既不会________,也不会______,它只能从物体的一部分转移到__________,或者从一个物体转移到______。在转移过程中,电荷的______保持不变。
另叙为:一个与外界没有________交换的系统,电荷的________保持不变。
3.元电荷
所有带电体的电荷量都等于e或者是e的整数倍,其中e=______________。这就是说电荷量不能是________,电荷量e的数值最早由美国物理学家________通过实验测得。
电子的电荷量与质量的比值叫做电子的______,电子的比荷=__________。
思考:有人说电子或质子是元电荷,对吗?质子或电子的比荷相同吗?
【合作探究一】
1.怎样理解三种起电方式
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生条件
现象
原因
实质
(1)感应起电成功的关键在于先分开两物体(或先断开接地线),然后再移去带电体。
(2)两个完全相同的带同种电荷的金属球,接触后再分开时各自的带电荷量可用公式QA′=QB′=计算。若带异种电荷,则先中和后平分,QA、QB含有表示电性的正负号。
2.如何理解电荷守恒定律
(1)电荷守恒定律和能量守恒定律一样,也是自然界中最基本的守恒定律。
(2)两种比较典型的摩擦起电现象:一是用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带 电;
二是用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带 电。玻璃棒和橡胶棒上带的电都不是凭空产生的,而是通过摩擦使物体之间发生了电子得失的现象,符合 定律,可以推断:与玻璃棒摩擦过的丝绸要带 电,与橡胶棒摩擦过的毛皮要带 电。
(3)带等量异种电荷的两金属球相接触,发生电荷 ,两球都不再带电,这个过程中两球所带电荷的总量并没有变(为零),电荷也是 的。
(4)电荷守恒定律的广泛性:任何电现象都不违背电荷守恒定律,涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。如:由一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子和一个负电子,一对正、负电子可同时湮没、转化为光子。在这种情况下,带电粒子总是成对产生或湮没,电荷的代数和不变。
【典题探究】
类型一 感应起电的理解
【例1】 如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下列方法中能使两球都带电的是( )。
A.先把两球分开,再移走棒 B.先移走棒,再把两球分开
C.使棒与甲球瞬时接触,再移走棒 D.先使乙球瞬时接地,再移走棒
变式训练1:例题中,若先把甲球接地后断开,再移走绝缘棒,甲、乙两球带电情况如何?
类型二 电荷量转移的计算
【例2】 有两个完全相同的带电金属小球A、B,分别带电荷量为QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两个小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?
变式训练2:例题中,若QB=+3.2×10-9 C,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?
【课堂检测】
1下列说法正确的是( )。
A.物体所带的电荷量可以是任意实数
B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷
C.摩擦起电的过程,是一个物体失去电子另一个物体得到电子的过程
D.玻璃棒与任何物体摩擦均会带上正电荷
2对于元电荷的理解,下列说法正确的是( )。
A.元电荷就是指电子或质子本身
B.所有的带电体的带电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取e=1.60×10-19 C
D.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
3 M、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1.60×10-10 C,且它们与外界无电荷的转移,则下列判断中正确的是( )。
A.在摩擦前M和N的内部均无任何电荷
B.摩擦过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后一定带负电荷1.60×10-10 C
D.M在摩擦的过程中共失去1.60×10-10个电子
4如图所示,用起电机使金属球A带正电,靠近验电器B,则( )。
A.验电器金箔张不开,因为球A没有和B接触
B.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金箔张开,因为验电器下部箔片带上了正电
5有两个完全相同的金属球A、B,A球所带电荷量为q,B球所带电荷量为-q,现要使A、B所带电荷量为-,应该怎么办?
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