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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(fù)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
2、中中子呈電
中性,質(zhì)子帶正電,電子帶負(fù)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(fù)電。物體帶電的實(shí)質(zhì)就 是電子的得失。
3. 靜電的應(yīng)用與防護(hù)
( 1 )靜電的應(yīng)用:激光打印機(jī)、靜電噴霧、靜電除塵、靜電殺菌等。
( 2 )靜電的防護(hù):印刷廠里空氣保持適當(dāng)?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(rèn)感應(yīng)起電
使物體帶電有不同的方式,在初中階段我
3、們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到摩擦起電。現(xiàn)在再通過演示實(shí)驗(yàn)確
認(rèn)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(yàn)電器的金屬球 (注意:不要接觸),會(huì)看到驗(yàn)電器的指
針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這說明驗(yàn)電器的指針帶上了電。保持玻璃棒的位置不變,用手接觸驗(yàn)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(huì)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(duì)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
4、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(qiáng)的物質(zhì)上。根據(jù)電荷守恒定律,從整體上看,一個(gè)物體失去了電子,帶正電;另一個(gè)物體就得到
了電子,帶負(fù)電。例如用毛皮摩擦橡膠棒時(shí),毛皮對(duì)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(fù)電。
(2)感應(yīng)起電:當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體內(nèi)的自由電子會(huì)靠近或遠(yuǎn)離帶電體。例
如當(dāng)帶正電的玻璃棒靠近金屬體時(shí), 金屬體靠近玻璃棒一端會(huì)帶上負(fù)電, 遠(yuǎn)離玻璃棒的一端會(huì)帶上
正電,如圖(a)所示。如果把金屬體接地,那么電子會(huì)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(fù)電荷,如圖( b)和(c)所示。再移開玻璃
5、棒,金屬體就帶上 了負(fù)電荷,如圖(d)所示。所以,感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在帶電體上電荷的作用下,導(dǎo)體上的正負(fù)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。
/
O %:
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(gè)帶電,另外一
個(gè)不帶電。因?yàn)閹щ婓w有吸引輕小物體的性質(zhì),所以 B可能不帶電,也可能帶負(fù)電。
答案:見“解柝”
例2.有兩個(gè)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
Q魚-64 x 10冉C,以二
6、-32 乂 10",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(dāng)兩小球接觸時(shí),帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配。由于 兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量。
。/二。,1 +0)二x 10^ - 3.2 x 10^0=1.6 x 10^C
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Qj的正電,這樣,共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為
△。二-03 + Q,=S2xlO"C+L6xlO"C=4.8xlO"C
轉(zhuǎn)移的電子數(shù)過=絲=43xlO:C二J。乂101。個(gè)
呂 16xW19C
答案:電子由B
7、向A轉(zhuǎn)移30 *1010個(gè)。
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
卜部貼有金屬驗(yàn)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(shí),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(duì)A、B內(nèi)的電荷有力的作用,
8、使A、B中的自由電子向左移動(dòng),使得 A端積累了負(fù)電荷,B端積累了正電荷,其下部貼有的金屬
箔片因?yàn)榻佑|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(shí)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(huì)馬上在其相互之
間庫(kù)侖力作用下吸引中和,不再帶電,所以金屬箔片都不會(huì)張開, C錯(cuò)。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(huì)張開, D錯(cuò)。
答案:AB
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