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高中物理人教版 (新课标)选修311 简单的逻辑电路学案设计
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修311 简单的逻辑电路学案设计，共6页。学案主要包含了学习目标，重点难点，学法指导，知识链接，学习过程，训练测试，参考答案，学习反思等内容，欢迎下载使用。
1.1 《电荷及其守恒定律》导学案
【学习目标】
1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念。
2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。
3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。
4．知道电荷守恒定律。
5．知道什么是元电荷。
【重点难点】
利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
【学法指导】
认真阅读教材，观察实验，体会起电的方式和实质，体会电荷守恒定律的内涵
【知识链接】
1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的？它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？
2、电荷的基本性质是什么呢？
【学习过程】
一．电荷
1.电荷的种类：自然界中有_________种电荷
①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫_________电荷；
②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫_______电荷。
2.电荷间相互作用的规律：同种电荷相互____________，异种电荷相互_________。
二．使物体带电的三种方法
问题一：
思考a：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？物质的微观结构是怎样的？
思考b：什么是摩擦起电，为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？
（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释（原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。）
（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．
实质：电子的转移． 结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．
1. 摩擦起电
产生？结果？
实质：摩擦起电实质是电子从一个物体__________到另一个物体上。得到电子，带________；失去电子，带_________
例1．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ ）
A．毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了 B．毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了[来源:学|科|网Z|X|X|K]
C．橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了 D．橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了
问题二：
思考a：接触带电的实质是什么呢？
思考b：两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者所带电量怎样分配呢？
电中和现象及电荷均分原理：
a.两个带__________电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。
b.两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新 分配，这种现象叫做电荷均分原理。
2. 接触带电
产生？结果？
实质：自由电子在_________________的转移。
例2. 两个完全相同的金属球，一个带+6×10-8C的电量，另一个带－2×10-8C的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？
问题三：
（1）思考a：金属为什么能够成为导体？
（2）【演示】[来源:]
思考a：把带正电荷的球C移近导体A，箔片有什么变化，现象说明了什么呢？然后又移走C呢？
思考b：如果先把A和B分开，然后移开C，箔片什么变化，这种现象又说明什么呢？
思考c：在上一步的基础上，再让A和B接触，又会看到什么现象呢？这个现象说明了什么呢？
（3）什么是静电感应和感应起电？感应起电的实质什么呢？
3. 感应起电
⑴静电感应：当一个带电体__________导体时，可以使导体带电的现象，叫做静电感应。
⑵感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。
实质：自由电子从__________物体的一部分转移到另一部分。
规律：近端感应________种电荷，远端感应________种电荷。
静电感应的原因？
分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。
得出电荷守恒定律．
例3. 如图所示，将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A和B 接触，再将带负电的导体C移近导体A，然后把导体A、B分开，再移去C，则 ( )
A．导体A带负电，B带正电
B．导体A带正电，B带负电
C．导体A失去部分负电荷，导体C得到负电荷
D．导体A带正电是由于导体B的部分电子转移到A上，故A、B带等量异种电荷
小结：使物体带电的方式及本质
三．电荷守恒定律
1、电荷守恒定律的两种表述：
表述一：
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。
例4．关于电荷守恒定律，下列叙述正确的是： ( )
A．一个物体所带的电量总是守恒的；
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，但是这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；
四．元电荷
阅读课本并回答
（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？
（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？
（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？
（4）什么是比荷？电子的比荷是多少？
1. 电荷量：电荷的多少，简称电量。单位：___________，符号：__________
2. 元电荷是一个电子或质子所带的电荷量，它是电荷量的最 单位。
元电荷的值：e=__________，最早由美国物理学家__________测定。
注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。
3. 比荷（荷质比）：带电体的_______________与其________的比值。
比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为C/㎏
例5．关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．物体所带的电荷量应该是某些特定值
C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C
例6．5个元电荷的电量是________， 16 C电量等于________元电荷．
五．验电器和静电计
1、人们选用什么仪器来判断物体是否带电？它的工作原理是什么？
阅读课本了解验电器和静电计的结构和功能 静电计(指针式验电器)
2、思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象
【训练测试】
1．下列叙述正确的是
( )
A．摩擦起电是创造电荷的过程
B．接触起电是电荷转移的过程
C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D．带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没
2．用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是
( )
A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子
B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷
C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等
D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同
3．关于元电荷，下列说法中正确的是
( )
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19C
D．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的[来源:Z|xx|k.Cm]
4．如图所示，导体A带正电，当带负电的导体B靠近A时，A带的
( )
A．正电荷增加
B．负电荷增加
C．正、负电荷均增加
D．电荷数不变
5．如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以
( )
A．甲图中两球一定带异种电荷
B．乙图中两球一定带同种电荷
C．甲图中两球至少有一个带电
D．乙图中两球只有一个带电
6．(2009·福建仙游现代中学高二检测)把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一小段距离，发现两球间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是
( )
A．A和B原来带有等量异种电荷
B．A和B原来带有同种电荷
C．A和B原来带有不等量异种电荷
D．A和B原来只有一个带电[来源:Z。xx。k.Cm]
【参考答案】
1．答案：B
解析：根据电荷守恒定律知只有B项正确．
2．答案：CD
解析：两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小，A错．由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，数量相等，B错C对．由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D对．
3．答案：BCD
4．答案：D
解析：当带负电的导体B靠近导体A时，两导体之间无接触，由电荷守恒定律可知，A带的电荷数不变，只是电荷重新在导体端面上发生了分布(电荷重新分布是由电荷之间相互作用力产生的)．
5．答案：BC
解析：若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也可能一个带电荷，另一个不带电荷．当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋于远离带电物体，这一过程类似于静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力．综合上述，B、C选项正确．
6．答案：BCD
【学习反思】
物体带电的实质是什么？摩擦起电和感应起电有什么不同？
1.1 《电荷及其守恒定律》导学案
【学习目标】
1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念。
2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。
3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。
4．知道电荷守恒定律。
5．知道什么是元电荷。
【重点难点】
利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
【学法指导】
认真阅读教材，观察实验，体会起电的方式和实质，体会电荷守恒定律的内涵
【知识链接】
1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的？它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？
2、电荷的基本性质是什么呢？
【学习过程】
一．电荷
1.电荷的种类：自然界中有_________种电荷
①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫_________电荷；
②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫_______电荷。
2.电荷间相互作用的规律：同种电荷相互____________，异种电荷相互_________。
二．使物体带电的三种方法
问题一：
思考a：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？物质的微观结构是怎样的？
思考b：什么是摩擦起电，为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？
（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释（原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。）
（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．
实质：电子的转移． 结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．
1. 摩擦起电
产生？结果？
实质：摩擦起电实质是电子从一个物体__________到另一个物体上。得到电子，带________；失去电子，带_________
例1．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ ）
A．毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了 B．毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了[来源:学|科|网Z|X|X|K]
C．橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了 D．橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了
问题二：
思考a：接触带电的实质是什么呢？
思考b：两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者所带电量怎样分配呢？
电中和现象及电荷均分原理：
a.两个带__________电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。
b.两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新 分配，这种现象叫做电荷均分原理。
2. 接触带电
产生？结果？
实质：自由电子在_________________的转移。
例2. 两个完全相同的金属球，一个带+6×10-8C的电量，另一个带－2×10-8C的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？
问题三：
（1）思考a：金属为什么能够成为导体？
（2）【演示】[来源:]
思考a：把带正电荷的球C移近导体A，箔片有什么变化，现象说明了什么呢？然后又移走C呢？
思考b：如果先把A和B分开，然后移开C，箔片什么变化，这种现象又说明什么呢？
思考c：在上一步的基础上，再让A和B接触，又会看到什么现象呢？这个现象说明了什么呢？
（3）什么是静电感应和感应起电？感应起电的实质什么呢？
3. 感应起电
⑴静电感应：当一个带电体__________导体时，可以使导体带电的现象，叫做静电感应。
⑵感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。
实质：自由电子从__________物体的一部分转移到另一部分。
规律：近端感应________种电荷，远端感应________种电荷。
静电感应的原因？
分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。
得出电荷守恒定律．
例3. 如图所示，将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A和B 接触，再将带负电的导体C移近导体A，然后把导体A、B分开，再移去C，则 ( )
A．导体A带负电，B带正电
B．导体A带正电，B带负电
C．导体A失去部分负电荷，导体C得到负电荷
D．导体A带正电是由于导体B的部分电子转移到A上，故A、B带等量异种电荷
小结：使物体带电的方式及本质
三．电荷守恒定律
1、电荷守恒定律的两种表述：
表述一：
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。
例4．关于电荷守恒定律，下列叙述正确的是： ( )
A．一个物体所带的电量总是守恒的；
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，但是这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；
四．元电荷
阅读课本并回答
（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？
（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？
（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？
（4）什么是比荷？电子的比荷是多少？
1. 电荷量：电荷的多少，简称电量。单位：___________，符号：__________
2. 元电荷是一个电子或质子所带的电荷量，它是电荷量的最 单位。
元电荷的值：e=__________，最早由美国物理学家__________测定。
注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。
3. 比荷（荷质比）：带电体的_______________与其________的比值。
比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为C/㎏
例5．关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．物体所带的电荷量应该是某些特定值
C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C
例6．5个元电荷的电量是________， 16 C电量等于________元电荷．
五．验电器和静电计
1、人们选用什么仪器来判断物体是否带电？它的工作原理是什么？
阅读课本了解验电器和静电计的结构和功能 静电计(指针式验电器)
2、思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象
【训练测试】
1．下列叙述正确的是
( )
A．摩擦起电是创造电荷的过程
B．接触起电是电荷转移的过程
C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D．带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没
2．用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是
( )
A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子
B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷
C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等
D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同
3．关于元电荷，下列说法中正确的是
( )
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19C
D．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的[来源:Z|xx|k.Cm]
4．如图所示，导体A带正电，当带负电的导体B靠近A时，A带的
( )
A．正电荷增加
B．负电荷增加
C．正、负电荷均增加
D．电荷数不变
5．如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以
( )
A．甲图中两球一定带异种电荷
B．乙图中两球一定带同种电荷
C．甲图中两球至少有一个带电
D．乙图中两球只有一个带电
6．(2009·福建仙游现代中学高二检测)把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一小段距离，发现两球间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是
( )
A．A和B原来带有等量异种电荷
B．A和B原来带有同种电荷
C．A和B原来带有不等量异种电荷
D．A和B原来只有一个带电[来源:Z。xx。k.Cm]
【参考答案】
1．答案：B
解析：根据电荷守恒定律知只有B项正确．
2．答案：CD
解析：两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小，A错．由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，数量相等，B错C对．由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D对．
3．答案：BCD
4．答案：D
解析：当带负电的导体B靠近导体A时，两导体之间无接触，由电荷守恒定律可知，A带的电荷数不变，只是电荷重新在导体端面上发生了分布(电荷重新分布是由电荷之间相互作用力产生的)．
5．答案：BC
解析：若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也可能一个带电荷，另一个不带电荷．当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋于远离带电物体，这一过程类似于静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力．综合上述，B、C选项正确．
6．答案：BCD
【学习反思】
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