2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 電荷與電場(chǎng) 1 靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)案 教科版選修1 -1.doc
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1 靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.會(huì)識(shí)別靜電現(xiàn)象,通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)摩擦起電現(xiàn)象,知道帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì),知道帶電體的相互作用規(guī)律.(重點(diǎn)) 2.知道電荷守恒定律,會(huì)用電荷守恒定律解釋摩擦起電現(xiàn)象.(重點(diǎn)、難點(diǎn)) 3.了解靜電的利用與防止,知道其中的道理. [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] [知識(shí)梳理] 一、靜電現(xiàn)象 1.不同材料的物體相互摩擦后能吸引輕小物體,就說物體帶了“電”,帶電的物體叫做“帶電體”,通過摩擦使物體帶電的方法被稱為“摩擦起電”. 2.自然界中只存在兩種電荷:正電荷和負(fù)電荷,用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷,用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷. 3.電荷間的相互作用規(guī)律:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引. 二、摩擦起電現(xiàn)象的解釋 1.摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負(fù)電. 2.電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分.在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量保持不變. 3.物體所帶電荷的多少稱為電荷量,簡(jiǎn)稱電量,單位是庫(kù)侖,簡(jiǎn)稱庫(kù),用符號(hào)C表示. 三、靜電的應(yīng)用和防止 1.應(yīng)用 利用靜電的性質(zhì),人們已開發(fā)了許多靜電技術(shù)的應(yīng)用項(xiàng)目.如:靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電加速器、靜電噴涂與靜電植絨. 2.危害 常見的靜電的危害方式有:使物體粘連或纏繞、靜電點(diǎn)火. 3.靜電危害的防止辦法 常見到的防止靜電的辦法有:采用消除靜電裝置、增加空氣濕度、使用抗靜電材料. [基礎(chǔ)自測(cè)] 1.思考判斷 (1)任意兩個(gè)物體間摩擦?xí)r都能起電.( ) (2)兩物體相互吸引,一定是帶異種電荷.( ) (3)任何帶電的實(shí)質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移.( ) (4)摩擦起電的實(shí)質(zhì)是創(chuàng)造了電荷.( ) (5)三種起電方式中,感應(yīng)起電違背了電荷守恒定律.( ) [提示] (1) (2) (3)√ (4) (5) 2.已知元電荷數(shù)值為e=1.610-19C,某個(gè)物體帶電量不可能是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):37032000】 A.1.610-19C B.3.210-19C C.4.810-19C D.610-19C D [任何物體的帶電量都是元電荷電量的整數(shù)倍,故D物體帶的電量不可能,故選D.] 3.對(duì)于一個(gè)已經(jīng)帶電的物體,下列說法中正確的是( ) A.物體上一定有多余的電子 B.物體上一定缺少電子 C.物體的帶電量一定是e整數(shù)倍 D.物體的帶電量可以是任意的一個(gè)值 C [已經(jīng)帶電的物體,可能是有多余的電子帶負(fù)電,也可能是缺少電子帶正電,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤.物體的帶電量一定是元電荷e的整數(shù)倍,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.] 4.一帶負(fù)電的絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中,經(jīng)過一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)該小球上凈電荷幾乎不存在了,這說明( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):37032001】 A.小球上原有負(fù)電荷逐漸消失了 B.在此現(xiàn)象中,電荷不守恒 C.小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了 D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的,不遵循電荷守恒定律 C [根據(jù)電荷守恒定律,電荷不能消滅,也不能創(chuàng)生,只會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,故A錯(cuò)誤.此過程中電荷仍然守恒,電荷沒有消失,只是被潮濕的空氣導(dǎo)走而已,仍然遵循電荷守恒定律,故B、D錯(cuò)誤.金屬小球上的負(fù)電荷減少是由于潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了,故C正確.] [合 作 探 究攻 重 難] 三種起電方式與電荷守恒 1.摩擦起電 (1)用摩擦的方法使物體帶電:兩個(gè)不同種類的物體相互摩擦,其中一個(gè)物體失去電子而帶正電,另一個(gè)物體獲得電子而帶等量的負(fù)電. (2)摩擦起電的原因:不同物質(zhì)組成的物體,由于原子核對(duì)核外電子的束縛能力不同,在摩擦過程中由于摩擦力做功,對(duì)核外電子的束縛能力弱的原子失去電子而帶正電,對(duì)核外電子的束縛能力強(qiáng)的原子獲得電子而帶負(fù)電,且兩個(gè)物體帶等量的正、負(fù)電荷. (3)摩擦起電的本質(zhì):一個(gè)物體失去電子帶正電,另一個(gè)物體得到這些電子而帶負(fù)電.即摩擦起電是由物體間電荷的轉(zhuǎn)移引起的. 2.接觸起電 (1)方法:用一個(gè)不帶電的物體去接觸另一個(gè)帶電的物體,帶電物體的凈電荷的一部分就會(huì)轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體上,使原來不帶電的物體帶電. (2)規(guī)律:兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球發(fā)生接觸時(shí),同種電荷總電荷量平均分配,異種電荷先中和后再平分;兩個(gè)導(dǎo)體球分離后,各帶等量的同種電荷(恰好中和時(shí),兩導(dǎo)體球都不帶電). 3.感應(yīng)起電 (1)方法:用帶電的物體靠近沒有帶電的物體,也能使沒有帶電的物體帶電.例如,將一個(gè)帶電的物體靠近一個(gè)原來沒有帶電的金屬導(dǎo)體,金屬內(nèi)部的自由電子就會(huì)發(fā)生移動(dòng),從而在導(dǎo)體表面出現(xiàn)“感應(yīng)電荷”.如果將帶電的物體靠近絕緣體,絕緣體內(nèi)部的電子雖然不會(huì)自由移動(dòng),但帶電物體的作用會(huì)使絕緣體內(nèi)部電子的方向發(fā)生改變,出現(xiàn)“極化”現(xiàn)象,使其帶電. (2)規(guī)律:感應(yīng)起電時(shí),原來不帶電的導(dǎo)體的兩端同時(shí)感應(yīng)出等量的異種電荷,且靠近帶電體的一端感應(yīng)出的電荷與帶電體帶的電荷是異種電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端感應(yīng)出的電荷與帶電體帶的電荷是同種電荷. (3)感應(yīng)起電的本質(zhì):感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正、負(fù)電荷分開,使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,即物體中發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移. 4.電荷守恒定律的理解 “起電”并不是創(chuàng)造電荷,只是電荷在不同物體或物體不同部分間的轉(zhuǎn)移.當(dāng)一個(gè)物體得到電荷時(shí),其他物體失去電荷;它所得到的電荷就是其他物體失去的電荷.任何孤立系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變.在一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部,電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,但是在這個(gè)過程中系統(tǒng)的總的電荷是不改變的.這就是電荷守恒定律. (多選)把兩個(gè)相同的金屬小球接觸一下再分開一小段距離,發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥,則這兩個(gè)金屬小球原來的帶電情況可能是( ) A.兩球原來帶有等量異種電荷 B.兩球原來帶有等量同種電荷 C.兩球原來帶有不等量異種電荷 D.兩球中原來只有一個(gè)帶電 BCD [同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引,當(dāng)兩小球相互接觸時(shí),利用電荷守恒定律可知,電荷會(huì)重新分布,可以使原來不帶電的物體帶電,也可以使原來帶電的物體的帶電荷量發(fā)生變化,所以接觸以后會(huì)使物體的帶電情況發(fā)生多種變化.] 兩種帶電的物體(完全相同)相互接觸時(shí),若是同種電性電荷則電荷量平分,若是異種電荷則電荷要先中和后平分. [針對(duì)訓(xùn)練] 1.關(guān)于摩擦起電和電荷,下列說法正確的是( ) A.摩擦起電的過程是使本來沒有電子和質(zhì)子的物體產(chǎn)生了電子和質(zhì)子的過程 B.摩擦起電的過程是使金屬導(dǎo)體的電子和質(zhì)子分離且反向移動(dòng)的過程 C.用絲綢摩擦玻璃棒,電子從玻璃棒轉(zhuǎn)移到絲綢,玻璃棒因?yàn)殡娮訑?shù)少于質(zhì)子數(shù)而帶正電 D.電解液中的正負(fù)離子個(gè)數(shù)一定相同 C [摩擦起電實(shí)質(zhì)是由于兩個(gè)物體的原子核對(duì)核外電子的約束能力不相同,因而電子可以在物體間轉(zhuǎn)移.若一個(gè)物體失去電子,其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多,我們說它帶正電荷.若一個(gè)物體得到電子,其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少,我們說它帶負(fù)電荷.使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷. A、摩擦起電現(xiàn)象使電子轉(zhuǎn)移,而不是產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;B、質(zhì)子處在原子核內(nèi)部,在摩擦中不可能使質(zhì)子發(fā)生移動(dòng);故B錯(cuò)誤;C、絲綢摩擦玻璃棒摩是因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體而形成的;兩種不同材料的絕緣體相互摩擦后,同時(shí)帶上等量異號(hào)電荷;故C正確;D、電解液中的正、負(fù)離子都可以移動(dòng),正、負(fù)離子的個(gè)數(shù)可以相同也可以不同,電解液中的電流是正、負(fù)離子同時(shí)做定向移動(dòng)形成的,故D錯(cuò)誤.] 常見的靜電現(xiàn)象 1.尖端放電:帶電導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集,該部位附近的電場(chǎng)特別強(qiáng),容易產(chǎn)生尖端放電. 高壓電氣設(shè)備的金屬元件,表面制作的很光滑,是為了避免尖端放電而造成事故和損失.避雷針則是利用尖端放電的原理來保護(hù)高大建筑物等設(shè)施的,為便于放電,避雷針必須制作成針狀(或尖頭)的. 2.避雷原理:帶電云層靠近高大建筑物時(shí),由于受云層產(chǎn)生的電場(chǎng)的作用,與帶電云層所帶電荷電性相同的電荷被排斥而流入大地,建筑物上留下了與帶電云層所帶電荷電性相反的電荷.當(dāng)電荷累積到足夠多時(shí),會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的放電即雷擊現(xiàn)象. 當(dāng)建筑物安裝了避雷針時(shí),在避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷不能夠大量累積,它會(huì)通過針尖逐漸放出,比較緩慢的中和云層所帶電荷,有效避免了強(qiáng)烈的放電即雷擊現(xiàn)象,保護(hù)了建筑物. 3.防止靜電危害的基本方法是:盡快把靜電導(dǎo)走,避免越積越多(一旦電荷積累到相當(dāng)多時(shí),可產(chǎn)生上千伏以上的電壓).如油罐車后裝一條拖在地上的鐵鏈,工廠里保持一定的濕度等,都是為了及時(shí)導(dǎo)走靜電荷,消除靜電的危害. (多選)下列措施中,屬防止靜電危害的是( ) A.油罐車后有一條拖在地面上的鐵鏈條 B.小汽車上有一根露在外面的小天線 C.在印染廠中保持適當(dāng)?shù)臐穸? D.在地毯中夾雜0.05~0.07 mm的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維 ACD [油罐車后裝一條拖在地面上的鐵鏈條,可以及時(shí)導(dǎo)走油罐車上產(chǎn)生(摩擦等原因)的靜電荷,避免電荷越積越多,從而產(chǎn)生高壓放電,使油罐車起火爆炸,所以A項(xiàng)正確.在地毯中夾雜不銹鋼絲,同樣是為了導(dǎo)走摩擦產(chǎn)生的靜電荷,而印染廠中保持適當(dāng)濕度,是為了使靜電荷及時(shí)散失,避免干擾印染的質(zhì)量,所以C、D項(xiàng)正確.而在小汽車外露出一根小天線,是為了接收電磁波(收音機(jī)等),如果小天線不露在汽車外,車內(nèi)處于被金屬包圍的環(huán)境中,因靜電屏蔽作用,無法收到無線電信號(hào),因此,B項(xiàng)錯(cuò)誤.] (1)根據(jù)靜電產(chǎn)生的特點(diǎn),采用不同的方法消除靜電的危害. (2)防止靜電危害的基本方法是:盡快把靜電導(dǎo)走,避免過多的電荷積累. [針對(duì)訓(xùn)練] 2.身穿化纖衣服的人在晚上脫衣時(shí),會(huì)看到電火花,并伴有“叭叭”的響聲,其原因是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):37032002】 A.由于化纖衣物間的摩擦產(chǎn)生了靜電 B.人體本身帶電 C.空氣帶電,在衣物上產(chǎn)生放電現(xiàn)象 D.以上說法都不正確 A [正常情況下,物體(包括氣體物質(zhì))都是電中性的,人體、空氣本身是不可能帶電的,故B、C錯(cuò)誤. 晚上脫衣時(shí),衣物間的摩擦產(chǎn)生靜電,積聚的大量電荷導(dǎo)致火花放電,故A正確.] [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1.用毛皮摩擦過的硬橡膠棒,靠近一個(gè)塑料小球時(shí)( ) A.若塑料小球被硬橡膠棒吸引,說明塑料小球必定帶正電 B.若塑料小球被硬橡膠棒吸引,說明塑料小球必定帶負(fù)電 C.若塑料小球被硬橡膠棒排斥,說明塑料小球必定帶正電 D.若塑料小球被硬橡膠棒排斥,說明塑料小球必定帶負(fù)電 D [用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶上負(fù)電荷,塑料小球被吸引時(shí),小球可能不帶電(帶電體能吸引輕小物體),也可能帶正電,但塑料小球如果被排斥,則小球必定帶電,且與橡膠棒帶同種電荷.] 2.(多選)下列說法中,正確的是( ) A.物體不帶電荷是因?yàn)樵撐矬w中沒有正、負(fù)電荷 B.物體中有大量的正、負(fù)電荷,當(dāng)它失去部分負(fù)電荷后,就會(huì)顯正電性 C.橡膠棒與毛皮摩擦過程中,創(chuàng)造出了負(fù)電荷 D.正、負(fù)電子對(duì)可以同時(shí)湮沒,轉(zhuǎn)化為光子,但是電荷守恒定律仍成立 BD [物體內(nèi)正負(fù)電荷數(shù)相等也不顯示電性,但有電荷存在,故A錯(cuò)誤;由于正電荷比較多,故B正確;用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電,是摩擦過程中毛皮上的電子即負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到了硬橡膠棒上,故C錯(cuò)誤;因?yàn)殡姾刹粫?huì)憑空消失,故D正確,故選BD.] 3.為了防止靜電的危害,應(yīng)盡快把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走,下面措施中不是防止靜電危害的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):37032003】 A.油罐車后面裝一條拖地的鐵鏈 B.電工鉗柄上套有絕緣膠套 C.飛機(jī)輪上裝搭地線 D.印刷車間中保持適當(dāng)?shù)臐穸? B [要注意區(qū)分靜電和電源,電工鉗柄上套有絕緣膠套是為了使工人與電源隔離開,并不是為了防止靜電.] 4.兩個(gè)懸掛著的通電小球,相互作用情況如圖111所示,那么A球一定( ) 圖111 A.帶正電荷 B.帶負(fù)電荷 C.不帶電 D.帶與B球相同的電荷 D [同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,所以A、B一定帶同種電荷,故D正確.]- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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