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1、第1節(jié)? 靜電現(xiàn)象及其微觀解釋
一. 教學(xué)內(nèi)容:
第1節(jié)? 靜電現(xiàn)象及其微觀解釋
二. 教學(xué)過程:
1. 靜電的產(chǎn)生
(1)摩擦起電:摩擦使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移,從而使兩物體帶上了相異的電荷。
(2)感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使導(dǎo)體帶電叫做感應(yīng)起電。
(3)靜電感應(yīng):導(dǎo)體由于受附近帶電體的影響而出現(xiàn)帶電的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。
(4)兩種電荷:用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電。
(5)電荷間的相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
2. 原子結(jié)構(gòu)與電荷守恒
(1)原子結(jié)構(gòu):原子由電子和原子核組成,而原子核又由中子和質(zhì)子組成。其中中子呈電中性,質(zhì)
2、子帶正電,電子帶負電。原子所含的電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等,因此不顯電性。
(2)電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。在任何轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量不變。
(3)起電的原因:物體失去電子則帶正電,得到電子則帶負電。物體帶電的實質(zhì)就是電子的得失。
3. 靜電的應(yīng)用與防護
(1)靜電的應(yīng)用:激光打印機、靜電噴霧、靜電除塵、靜電殺菌等。
(2)靜電的防護:印刷廠里空氣保持適當?shù)臐穸取⒂凸捃囓囄惭b有一條拖在地上的鐵鏈等。
4. 如何確認感應(yīng)起電
使物體帶電有不同的方式,在初中階段我們已經(jīng)認識到摩擦起電?,F(xiàn)在再通過演示實驗確認
3、另一種起電方式——感應(yīng)起電。
用一根與絲綢摩擦過的玻璃棒靠近驗電器的金屬球(注意:不要接觸),會看到驗電器的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這說明驗電器的指針帶上了電。保持玻璃棒的位置不變,用手接觸驗電器的金屬球,發(fā)現(xiàn)指針偏角為零,先把手移開,再把玻璃棒移開,會發(fā)現(xiàn)指針又發(fā)生了偏轉(zhuǎn),這種把一帶電物體靠近導(dǎo)體可以使導(dǎo)體帶電的方式叫感應(yīng)起電。
感應(yīng)起電和摩擦起電的不同是前者沒有接觸只是靠近,后者必須直接接觸。
5. 起電的原因
(1)摩擦起電:不同的物質(zhì)對電子的束縛和吸引的能力不相同。兩種不同的物質(zhì)組成的物體相互摩擦?xí)r,由于摩擦做功,使得束縛電子能力弱的物質(zhì)上的電子轉(zhuǎn)移到了吸引電子能力強的物質(zhì)上。根據(jù)電荷守
4、恒定律,從整體上看,一個物體失去了電子,帶正電;另一個物體就得到了電子,帶負電。例如用毛皮摩擦橡膠棒時,毛皮對電子束縛能力差,失去電子,電子轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上,橡膠棒從而帶上了負電。
(2)感應(yīng)起電:當帶電體靠近導(dǎo)體時,導(dǎo)體內(nèi)的自由電子會靠近或遠離帶電體。例如當帶正電的玻璃棒靠近金屬體時,金屬體靠近玻璃棒一端會帶上負電,遠離玻璃棒的一端會帶上正電,如圖(a)所示。如果把金屬體接地,那么電子會從大地“跑”到金屬體上而中和掉金屬體一端的正電荷,從而使金屬體帶上了負電荷,如圖(b)和(c)所示。再移開玻璃棒,金屬體就帶上了負電荷,如圖(d)所示。所以,感應(yīng)起電的實質(zhì)是在帶電體上電荷的作用下,導(dǎo)體上的
5、正負電荷發(fā)生了分離,使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分。
【典型例題】
例1. 一絕緣球A帶正電,用絕緣絲線懸掛的一輕小物體B被A吸引,如圖所示,試分析B的帶電情況。
解析:A、B相互吸引,有兩種情況:一是A、B帶異種電荷;二是其中一個帶電,另外一個不帶電。因為帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì),所以B可能不帶電,也可能帶負電。
答案:見“解析”。
例2. 有兩個完全相同的帶絕緣柄的帶電金屬小球A、B,分別帶有電荷量,讓兩金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少?
解析:當兩小球接觸時,帶電荷量少的負電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配。由于兩小球相同,剩余正電荷必均
6、分,即接觸后兩小球帶電荷量。
在接觸過程中,電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,不僅將自身電荷中和,且繼續(xù)轉(zhuǎn)移,使B球帶的正電,這樣,共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為
轉(zhuǎn)移的電子數(shù)個
答案:電子由B向A轉(zhuǎn)移個。
例3. 如圖所示,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬驗電箔,C是帶正電的小球,下列說法正確的是(??? )
A. 把C移近導(dǎo)體A時,A、B上的金屬箔片都張開
B. 把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,然后移去C,A、B上的金屬箔片仍張開
C. 把C移近導(dǎo)體A,先把C移走,再把A、B分開,A、B上的金屬箔片仍張開
D. 把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分
7、開,再把C移去,然后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片已閉合
解析:雖然A、B起初都不帶電,但帶正電的小球C對A、B內(nèi)的電荷有力的作用,使A、B中的自由電子向左移動,使得A端積累了負電荷,B端積累了正電荷,其下部貼有的金屬箔片因為接觸帶電,也分別帶上了與A、B同種的電荷。由于同種電荷間的斥力,所以金屬箔片都張開,A正確。C只要一直在A、B附近,先把A、B分開,A、B上的電荷因受C的作用力不可能中和,因而A、B仍帶等量異種的感應(yīng)電荷,此時即使再移走C,因A、B已經(jīng)絕緣,所帶電荷量也不能變,金屬箔片仍張開,B正確。但如果先移走C,A、B上的感應(yīng)電荷會馬上在其相互之間庫侖力作用下吸引中和,不再帶電,所以金屬箔片都不會張開,C錯。先把A、B分開,再移走C,A、B仍然帶電,但重新讓A、B接觸后,A、B上的感應(yīng)電荷完全中和,金屬箔片都不會張開,D錯。
答案:AB