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- 2021-05-28 发布
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甘肃省永昌县第一中学高中物理 第1章 第1节电荷及其守恒定律导学案 新人教版选修3-1
全章概述
本章主要研究静电场的基本性质及带电粒子在静电场中的运动问题。场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。正确理解场强和电势的物理意义,是掌握好本章知识的关键。本章的其他内容,如导体在电场中的静电感应现象和静电平衡问题,实质上是电场中力的性质研究的继续;电势差、电场力的功、电势能的变化等是电场的能的性质讨论的延伸;带电粒子在电场中的运动问题则是电场中上述两性质的综合运用。本章的内容是电学的基础知识,也是学习以后各章的准备知识。
新课标要求
1.掌握库仑定律和电荷守恒定律。
2.了解电场、电场强度及电场线,能进行电场强度的计算,特别是在匀强电场中的计算。
3.掌握电场力做功与电势能的关系,理解电势,能画出等势面。
4.根据做功原理,能够计算两点间的电势差。
5.理解电势差与电场强度的关系,能进行简单计算。
6,了解电容器的构成及常用的电容器,掌握平行板电容器的性质。
二次备课
7.掌握带电粒子在电场中的加速及偏转,并会对其进行计算。
一、导入新课,展示目标
1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.
2.知道使物体带电的三种方式.
3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念.
二、课前自学,提出问题
1.摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩擦过的________所带的电荷是__________,用毛皮摩擦过的____________所带的电荷是__________.______电荷相斥,______电荷相吸.
2.当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带______,失去电子的物体则带______,这就是____________的原因.
3.当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带______电荷,远离带电体的一端带______电荷,这种现象叫做__________.利用静电感应使金属导体带电的过程叫做__________.
4.电荷既不会______,也不会______,它只能从一个物体______到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变.这个结论叫做电荷守恒定律.电荷守恒定律现在的表述是:一个与外界没有____________的系统,电荷的代数和保持不变.
5.迄今为止科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量.质子、正电子所带的电荷量与它相同,但符号相反.人们把这个最小的电荷量叫做________,用e表示.实验还指出,所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍.这就是说,电荷量是不能连续变化的物理量.电子的电荷量e与电子的质量me之比,叫做电子的________.
三、学习过程
1、师导生学,合作探究
探究一、电荷
[问题设计]
1.在干燥的实验室里,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是否两棒上产生了电荷呢?
图1
2.如图1所示,取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触.起初它们不带电,贴在下部的金属箔是闭合的.
(1)把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔有什么变化?
(2)这时把A和B分开,然后移去C,金属箔又有什么变化?
(3)再让A和B接触,又会看到什么现象?
[要点提炼]
1.电荷具有吸引轻小物体的性质.电荷与电荷之间存在相互作用,这种作用满足牛顿第三定律.
2.摩擦起电的原因:当两个物体相互摩擦时,一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体,于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带____电,失去电子的物体则带____电.
3.感应起电的原因:当一个带电体靠近导体时,由于电荷之间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带______电荷,远离带电体的一端带______电荷.
4.三种起电方式的实质都是_________的转移.
二次备课
探究二、电荷守恒定律
[问题设计]
前面学习了三种不同的起电方式,其本质都是电子的得失.那么,在一个封闭的系统中,电荷的总量能增多或减少吗?
[要点提炼]
1.____________的本质是:______从一个物体转移到另一个物体;____________的本质是电荷从物体的一部分转移到另一部分.
2.电荷守恒定律的内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的______保持不变.
探究三、元电荷
[问题设计]
1.通过实验测得带电微粒所带电荷量分别为:1.60×10-19 C、3.20×10-19 C、4.80×10-19 C、……,通过这些数据你能发现什么规律?
2.物体的带电荷量可以是任意的吗?带电荷量可以是4×10-19 C吗?
[要点提炼]
1.所有带电体的带电荷量或者______e,或者是e的________.
2.质子和电子所带电荷量与元电荷相等,但不能说电子和质子是元电荷.
[延伸思考] 元电荷是不是电荷?
2、互动交流,突破疑难
例1 关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
B.两种不同材料的绝缘体相互摩擦后,同时带上等量异号电荷
C.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
例2 一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在了,这说明( )
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引起的,仍然遵循电荷守恒定律
例3 下列关于元电荷的说法中正确的是( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷
C.元电荷没有正负之分
D.元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的
图2
例4 如图2所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
A.A端金箔张开,B端金箔闭合
B.用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合
C.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开
D.选项A中两对金箔分别带异号电荷,选项C中两对金箔
带同号电荷
方法点拨 感应起电的判断方法
(1)带电体靠近导体时,导体上靠近带电体的一端感应出与带电体性质不同的电荷,远离带电体的一端感应出与带电体性质相同的电荷.
(2)接地的某导体与地球组成一个新导体,在感应起电时该导体为近带电体端,感应出与带电体性质不同的电荷,地球为远带电体端,感应出与带电体性质相同的电荷.