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人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用1 电荷课堂教学课件ppt
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这是一份人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用1 电荷课堂教学课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了内容索引，学习目标，活动方案，答案C，答案A，检测反馈，答案D，答案B等内容，欢迎下载使用。
1．知道自然界中只存在两种电荷，会用原子结构模型解释摩擦起电的原因．2．观察并会分析静电感应现象，会用原子结构模型解释感应起电的原因．3．理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性．4．知道电荷量、元电荷、比荷的概念，体会电荷量是不连续的．
1．两种电荷公元前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的现象．人们还发现，摩擦后能吸引轻小物体的现象，并不是琥珀所独有的，像玻璃棒、硬橡胶棒、硫磺块或水晶块等，用毛皮或丝绸摩擦后，也能吸引轻小物体．物体有了这种吸引轻小物体的性质，就说它带了电，或有了电荷．用摩擦的方法使物体带电叫作摩擦起电．迄今为止，人们没有发现对正、负电荷都排斥或都吸引的电荷，所以自然界只有正、负两种电荷．
活动一：知道电荷量，解释摩擦、接触起电的原因
(1) 物体所带电荷数量的多少，叫作电荷量．电荷量的符号及单位是什么？【答案】 Q或q；库仑，简称“库”，用C表示．
(2) 测量电荷量的最简单的仪器是验电器．阅读教材中“做一做：验电器”，了解验电器和静电计的结构．①当带电体和验电器的金属球接触时，就会有一部分电荷传到两块金属箔片上，它们就因带同种电荷互相排斥而张开，所带电荷量愈多，张角就愈______(选填“大”或“小”)．
②如果静电计原已带了电，我们再把同种电荷加到它上面，指针的偏转角就会变______(选填“大”或“小”)；把异种电荷逐渐加上去，就会看到指针的偏转角开始时缩小，减到零之后又复张开，这时它所带的是______(选填“先”或“后”)加上去的那种电荷．这些事实表明，两种电荷就像正数和负数一样，同种的放在一起互相增强，异种的放在一起互相抵消．两种电荷互相完全抵消叫作中和．正、负电荷的电荷量可用正、负值表示．
2．摩擦起电(1) 阅读教材“电荷”部分第3、4段，回答下列问题：摩擦起电时，两个相互摩擦的物体间发生转移的是电子还是正电荷？是同时带上种类不同的电荷吗？电荷量大小相等吗？【答案】 电子；是；相等．
(2) 如图所示，在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中( )A．玻璃棒带正电，丝绸不带电B．丝绸与玻璃棒带电情况完全相同C．玻璃棒中的负电荷转移到丝绸上，丝绸带负电D．丝绸中的正电荷转移到玻璃棒上，玻璃棒带正电
【解析】 丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，丝绸带负电，A、B错误；微观解释是玻璃棒上的电子转移到丝绸上，玻璃棒带正电，丝绸带负电，C正确，D错误．
(2) 如果两个完全相同的金属球带异种电荷，接触后再分开，电荷量将如何分配？【答案】 先中和再平分．
1．观察金属的微观结构模型(见教材图9.1－2)，你认为金属能够导电的原因是因为金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，还是在自己的平衡位置附近振动而不移动的正离子？【答案】 自由电子．
活动二：观察并分析静电感应现象
2．观察实验，写出实验现象并解释．如图所示，彼此接触的导体A和B被绝缘柱支撑住，它们均不带电，贴在下面的金属箔是闭合的．(1) 将带正电的物体C移近导体A，金属箔会有什么变化？【答案】 A、B上的金属箔片都张开．
(2) 先将A、B分开，再移去C，金属箔会有什么变化？【答案】 金属箔片仍然张开，但张角变小． (3) 再让A、B接触，金属箔又将会有什么变化？【答案】 金属箔片都闭合．
(4) 利用金属的微观结构模型，解释看到的现象．【答案】 因为C的正电荷吸引金属导体中的自由电子，A端有多余电子积累而带负电，B端因失去电子带正电．A、B分离时A带负电，B带正电，并且A、B两导体所带电荷等量异号．移去C后，积累在A端和B端的电荷会在两部分导体中重新分布，原来积累在A、B两端的电荷有一部分会分散掉，所以金属箔张角变小．再让A、B接触，由于它们所带电荷等量、异号，所以电荷中和，金属箔闭合．
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(近端)带异种电荷，远离带电体的一端(远端)带同种电荷．这种现象叫作静电感应．利用静电感应使金属导体带电叫作感应起电，所带电荷叫作感应电荷．
如图所示，不带电导体B在靠近带正电荷的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是( )A．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带负电B．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电C．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将不带电D．若用导线将P接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电
【解析】 导体B在靠近带正电荷的导体A时，导体B上的自由电子会向P端运动，导体B的P端因有了多余的电子而带负电，Q端因失去电子而带正电，用接地导线接导体B的任何部位，大地的负电荷都会中和B导体Q端的正电荷，因此断开导线，再取走导体A，导体B将带负电，故A正确，B、C、D错误．
总结：凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个更大导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球可视为远端，带同种电荷，如图所示．
1．三种起电方式的比较．
活动三：理解电荷守恒定律，知道元电荷、比荷的概念
2．追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，它常使人们揭示出隐藏在物理现象背后的客观规律．阅读教材“电荷守恒定律”部分，理解电荷守恒定律的两种表述，下列叙述不正确的是( )A．一个物体所带的电荷量总是守恒的B．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的C．在一定的条件下，一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消失，也并不违背电荷守恒定律D．电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换
【解析】 根据电荷守恒定律，单个物体所带电荷量是可以改变的，在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的，若一个系统内的等量的正、负电荷同时消失，并不违背电荷守恒定律，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故A错误，B、C、D正确．故选A.
3．元电荷e又称“基本电荷量”，是自然界存在的最小电荷量，最早是由美国科学家密立根用实验测得的．(1) 元电荷e的数值是多少？元电荷e是电荷吗？电子和质子就是一个元电荷吗？【答案】 e＝1.60×10-19 C；元电荷是电荷量；不是．
(2) 所有带电体的电荷量都是e的整数倍，即电荷量是不能连续变化的物理量．物体的电荷量可以写成q＝ne(n＝1，2，3，…)．在活动二的实验中，导体分开后，A带上了－1.0×10-8 C的电荷．实验过程中，是电子由A转移到B还是由B转移到A？A、B得到或失去的电子数各是多少？【答案】 电子由B转移到A，A得到的电子数与B失去的电子数均为6.25×1010.
1．对物体带电现象的叙述，正确的是( )A．不带电的物体一定没有电荷B．带电物体一定具有多余的电子C．一根带电的导体棒放在潮湿的房间时，过了一段时间后，发现导体棒不带电了，该过程中电荷不守恒D．摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体
【解析】 元电荷是最小的电荷量单位，而不是带电粒子，带电体的电荷量均为元电荷的整数倍，元电荷没有正负之分，故C正确．
2．科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位．关于元电荷，下列论述正确的是( )A．电子和质子都是元电荷B．一个带电体的电荷量为元电荷的 205.5 倍C．元电荷是最小的电荷量单位D．元电荷有正负之分
3．A 和 B 都是不带电的物体，它们互相摩擦后A带负电荷1.6×10 -10 C，下列判断正确的是( )A．在摩擦前A和B的内部电荷量不一定为零，但总量一定为零B．摩擦的过程中电子从A转移到了BC．A在摩擦过程中一定得到了 1×109 个电子D．A在摩擦过程中一定失去了 1.6×10-19 C的电子
4．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片．C是带正电的小球，并移近导体A，则( )A．A带正电，B带负电B．先把C移走，再把A、B分开，A上的金属箔片仍张开C．先把A、B分开，然后移去C，A上的金属箔片闭合D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片闭合【答案】 D
5．如图所示，设想在真空环境中将带电导体球靠近不带电的导体．若沿虚线1将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为Q左、Q右；若沿虚线2将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为Q′左、Q′右.下列推断正确的是( )A．Q左＋Q右可能为负B．Q左＋Q右一定等于Q′左＋Q′右C．Q左＋Q右可能为正D．Q左＋Q右一定大于Q′左＋Q′右
【解析】 由题意可知，静电感应现象，使得导体的左侧带正电，右侧带负电，根据电荷守恒可知，左侧部分转移的电子数目和右侧部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，导体整体不带电，所以Q左＋Q右一定等于Q′左＋Q′右，都等于0，故A、C、D错误，B正确．
6．如图所示，回答下列问题．
(1) 将一根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图甲所示)，会观察到什么现象？为什么会出现这种现象？
【答案】验电器金箔会张开，这是因为用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近验电器的金属球时，由于电荷间的相互作用，使电子移向金箔，两金箔因带负电，相互排斥而张开一定角度．
(2) 保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球(如图乙所示)，会观察到什么现象？这又是为什么？【答案】用手接触验电器的金属球，会观察到金箔闭合，这是因为金箔上的电子通过手被导走了．
(3) 接着先把手移开，再把橡胶棒移开，又会观察到什么现象？【答案】橡胶棒移开后，金属球所带正电荷失去了橡胶棒所带负电荷的束缚，将重新分布，金箔又因带上正电荷张开一定角度．
1．知道自然界中只存在两种电荷，会用原子结构模型解释摩擦起电的原因．2．观察并会分析静电感应现象，会用原子结构模型解释感应起电的原因．3．理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性．4．知道电荷量、元电荷、比荷的概念，体会电荷量是不连续的．
1．两种电荷公元前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的现象．人们还发现，摩擦后能吸引轻小物体的现象，并不是琥珀所独有的，像玻璃棒、硬橡胶棒、硫磺块或水晶块等，用毛皮或丝绸摩擦后，也能吸引轻小物体．物体有了这种吸引轻小物体的性质，就说它带了电，或有了电荷．用摩擦的方法使物体带电叫作摩擦起电．迄今为止，人们没有发现对正、负电荷都排斥或都吸引的电荷，所以自然界只有正、负两种电荷．
活动一：知道电荷量，解释摩擦、接触起电的原因
(1) 物体所带电荷数量的多少，叫作电荷量．电荷量的符号及单位是什么？【答案】 Q或q；库仑，简称“库”，用C表示．
(2) 测量电荷量的最简单的仪器是验电器．阅读教材中“做一做：验电器”，了解验电器和静电计的结构．①当带电体和验电器的金属球接触时，就会有一部分电荷传到两块金属箔片上，它们就因带同种电荷互相排斥而张开，所带电荷量愈多，张角就愈______(选填“大”或“小”)．
②如果静电计原已带了电，我们再把同种电荷加到它上面，指针的偏转角就会变______(选填“大”或“小”)；把异种电荷逐渐加上去，就会看到指针的偏转角开始时缩小，减到零之后又复张开，这时它所带的是______(选填“先”或“后”)加上去的那种电荷．这些事实表明，两种电荷就像正数和负数一样，同种的放在一起互相增强，异种的放在一起互相抵消．两种电荷互相完全抵消叫作中和．正、负电荷的电荷量可用正、负值表示．
2．摩擦起电(1) 阅读教材“电荷”部分第3、4段，回答下列问题：摩擦起电时，两个相互摩擦的物体间发生转移的是电子还是正电荷？是同时带上种类不同的电荷吗？电荷量大小相等吗？【答案】 电子；是；相等．
(2) 如图所示，在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中( )A．玻璃棒带正电，丝绸不带电B．丝绸与玻璃棒带电情况完全相同C．玻璃棒中的负电荷转移到丝绸上，丝绸带负电D．丝绸中的正电荷转移到玻璃棒上，玻璃棒带正电
【解析】 丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，丝绸带负电，A、B错误；微观解释是玻璃棒上的电子转移到丝绸上，玻璃棒带正电，丝绸带负电，C正确，D错误．
(2) 如果两个完全相同的金属球带异种电荷，接触后再分开，电荷量将如何分配？【答案】 先中和再平分．
1．观察金属的微观结构模型(见教材图9.1－2)，你认为金属能够导电的原因是因为金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，还是在自己的平衡位置附近振动而不移动的正离子？【答案】 自由电子．
活动二：观察并分析静电感应现象
2．观察实验，写出实验现象并解释．如图所示，彼此接触的导体A和B被绝缘柱支撑住，它们均不带电，贴在下面的金属箔是闭合的．(1) 将带正电的物体C移近导体A，金属箔会有什么变化？【答案】 A、B上的金属箔片都张开．
(2) 先将A、B分开，再移去C，金属箔会有什么变化？【答案】 金属箔片仍然张开，但张角变小． (3) 再让A、B接触，金属箔又将会有什么变化？【答案】 金属箔片都闭合．
(4) 利用金属的微观结构模型，解释看到的现象．【答案】 因为C的正电荷吸引金属导体中的自由电子，A端有多余电子积累而带负电，B端因失去电子带正电．A、B分离时A带负电，B带正电，并且A、B两导体所带电荷等量异号．移去C后，积累在A端和B端的电荷会在两部分导体中重新分布，原来积累在A、B两端的电荷有一部分会分散掉，所以金属箔张角变小．再让A、B接触，由于它们所带电荷等量、异号，所以电荷中和，金属箔闭合．
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(近端)带异种电荷，远离带电体的一端(远端)带同种电荷．这种现象叫作静电感应．利用静电感应使金属导体带电叫作感应起电，所带电荷叫作感应电荷．
如图所示，不带电导体B在靠近带正电荷的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是( )A．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带负电B．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电C．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将不带电D．若用导线将P接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电
【解析】 导体B在靠近带正电荷的导体A时，导体B上的自由电子会向P端运动，导体B的P端因有了多余的电子而带负电，Q端因失去电子而带正电，用接地导线接导体B的任何部位，大地的负电荷都会中和B导体Q端的正电荷，因此断开导线，再取走导体A，导体B将带负电，故A正确，B、C、D错误．
总结：凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个更大导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球可视为远端，带同种电荷，如图所示．
1．三种起电方式的比较．
活动三：理解电荷守恒定律，知道元电荷、比荷的概念
2．追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，它常使人们揭示出隐藏在物理现象背后的客观规律．阅读教材“电荷守恒定律”部分，理解电荷守恒定律的两种表述，下列叙述不正确的是( )A．一个物体所带的电荷量总是守恒的B．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的C．在一定的条件下，一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消失，也并不违背电荷守恒定律D．电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换
【解析】 根据电荷守恒定律，单个物体所带电荷量是可以改变的，在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的，若一个系统内的等量的正、负电荷同时消失，并不违背电荷守恒定律，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故A错误，B、C、D正确．故选A.
3．元电荷e又称“基本电荷量”，是自然界存在的最小电荷量，最早是由美国科学家密立根用实验测得的．(1) 元电荷e的数值是多少？元电荷e是电荷吗？电子和质子就是一个元电荷吗？【答案】 e＝1.60×10-19 C；元电荷是电荷量；不是．
(2) 所有带电体的电荷量都是e的整数倍，即电荷量是不能连续变化的物理量．物体的电荷量可以写成q＝ne(n＝1，2，3，…)．在活动二的实验中，导体分开后，A带上了－1.0×10-8 C的电荷．实验过程中，是电子由A转移到B还是由B转移到A？A、B得到或失去的电子数各是多少？【答案】 电子由B转移到A，A得到的电子数与B失去的电子数均为6.25×1010.
1．对物体带电现象的叙述，正确的是( )A．不带电的物体一定没有电荷B．带电物体一定具有多余的电子C．一根带电的导体棒放在潮湿的房间时，过了一段时间后，发现导体棒不带电了，该过程中电荷不守恒D．摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体
【解析】 元电荷是最小的电荷量单位，而不是带电粒子，带电体的电荷量均为元电荷的整数倍，元电荷没有正负之分，故C正确．
2．科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位．关于元电荷，下列论述正确的是( )A．电子和质子都是元电荷B．一个带电体的电荷量为元电荷的 205.5 倍C．元电荷是最小的电荷量单位D．元电荷有正负之分
3．A 和 B 都是不带电的物体，它们互相摩擦后A带负电荷1.6×10 -10 C，下列判断正确的是( )A．在摩擦前A和B的内部电荷量不一定为零，但总量一定为零B．摩擦的过程中电子从A转移到了BC．A在摩擦过程中一定得到了 1×109 个电子D．A在摩擦过程中一定失去了 1.6×10-19 C的电子
4．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片．C是带正电的小球，并移近导体A，则( )A．A带正电，B带负电B．先把C移走，再把A、B分开，A上的金属箔片仍张开C．先把A、B分开，然后移去C，A上的金属箔片闭合D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片闭合【答案】 D
5．如图所示，设想在真空环境中将带电导体球靠近不带电的导体．若沿虚线1将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为Q左、Q右；若沿虚线2将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为Q′左、Q′右.下列推断正确的是( )A．Q左＋Q右可能为负B．Q左＋Q右一定等于Q′左＋Q′右C．Q左＋Q右可能为正D．Q左＋Q右一定大于Q′左＋Q′右
【解析】 由题意可知，静电感应现象，使得导体的左侧带正电，右侧带负电，根据电荷守恒可知，左侧部分转移的电子数目和右侧部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，导体整体不带电，所以Q左＋Q右一定等于Q′左＋Q′右，都等于0，故A、C、D错误，B正确．
6．如图所示，回答下列问题．
(1) 将一根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图甲所示)，会观察到什么现象？为什么会出现这种现象？
【答案】验电器金箔会张开，这是因为用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近验电器的金属球时，由于电荷间的相互作用，使电子移向金箔，两金箔因带负电，相互排斥而张开一定角度．
(2) 保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球(如图乙所示)，会观察到什么现象？这又是为什么？【答案】用手接触验电器的金属球，会观察到金箔闭合，这是因为金箔上的电子通过手被导走了．
(3) 接着先把手移开，再把橡胶棒移开，又会观察到什么现象？【答案】橡胶棒移开后，金属球所带正电荷失去了橡胶棒所带负电荷的束缚，将重新分布，金箔又因带上正电荷张开一定角度．
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