物理必修 第三冊(cè)1 電荷學(xué)案設(shè)計(jì)

這是一份物理必修 第三冊(cè)1 電荷學(xué)案設(shè)計(jì)，共18頁(yè)。學(xué)案主要包含了電荷及起電方式，電荷守恒定律及元電荷等內(nèi)容，歡迎下載使用。
電荷新 課 程 標(biāo) 準(zhǔn)學(xué) 業(yè) 質(zhì) 量 目 標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解靜電現(xiàn)象。2.能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識(shí)分析靜電現(xiàn)象。合格性考試1.初步形成電荷的概念,理解電荷守恒定律。2.明確不同的起電方式和不同起電方式的實(shí)質(zhì)。選擇性考試1.知道正、負(fù)電荷的規(guī)定及電荷間相互作用的規(guī)律。2.了解驗(yàn)電器的構(gòu)造、原理,并借助驗(yàn)電器感受摩擦起電、感應(yīng)起電的過(guò)程。必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、電荷及起電方式以上四個(gè)圖,均發(fā)生了帶電現(xiàn)象,物體帶電是怎么回事?電荷有哪些特性?怎樣使物體帶上電呢?提示:物體帶電是發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移;同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引;可以通過(guò)摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電的方式使物體帶電。1.兩種電荷:(1)電荷的分類(lèi):①正電荷:和用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷。②負(fù)電荷:和用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷。(2)電荷的性質(zhì):同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引;且?guī)щ婓w有吸引輕小物體的性質(zhì)。2.物質(zhì)的微觀(guān)結(jié)構(gòu):(1)原子結(jié)構(gòu): (2)原子電性:原子核的正電荷的數(shù)量與核外電子負(fù)電荷的數(shù)量一樣多,整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為電中性。(3)離子的電性:失去電子的原子為帶正電的離子;得到電子的原子為帶負(fù)電的離子。3.摩擦起電:兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r,電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,原來(lái)呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電,丟失電子的物體則帶正電。4.感應(yīng)起電:(1)自由電子:金屬中離原子核較遠(yuǎn)的能脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)的電子。(2)靜電感應(yīng):當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷,遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷的現(xiàn)象。(3)感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程。5.接觸起電:帶電體接觸導(dǎo)體時(shí),電荷轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體上,使導(dǎo)體帶同種性質(zhì)的電荷。二、電荷守恒定律及元電荷、比荷1.電荷守恒定律:(1)內(nèi)容:電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過(guò)程中,電荷的總量保持不變,這個(gè)結(jié)論叫作電荷守恒定律。(2)在發(fā)生正、負(fù)電荷產(chǎn)生或湮沒(méi)的過(guò)程中,電荷的代數(shù)和不變,所以電荷守恒定律的另一種表述是:一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持不變。2.元電荷:(1)電荷量:用來(lái)表示電荷的多少,其單位是庫(kù)侖,簡(jiǎn)稱(chēng)庫(kù),用C表示。(2)元電荷:①最小的電荷量叫作元電荷,用e表示,計(jì)算中,常取e=1.60×10-19 C。②對(duì)元電荷的三點(diǎn)理解:a.元電荷沒(méi)有正、負(fù)之分,也不是實(shí)物粒子;b.質(zhì)子及電子所帶電荷量的絕對(duì)值與元電荷相等,但不能說(shuō)它們是元電荷;c.電荷量不能連續(xù)變化,自然界中帶電體的電荷量都是元電荷e的整數(shù)倍。3.比荷:帶電粒子的電荷量與質(zhì)量的比叫作比荷。雖然電荷有正負(fù),但這里的電荷量取絕對(duì)值,因此比荷只有正數(shù)。電子的比荷為=1.76×1011 C/kg。(1)用絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒帶正電,證明正電荷從絲綢轉(zhuǎn)移到玻璃棒上。(×)(2)摩擦起電的過(guò)程是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的過(guò)程。(√)(3)原來(lái)不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷,說(shuō)明通過(guò)摩擦可以創(chuàng)造電荷。(×)(4)電子的電荷量e的數(shù)值最早是由庫(kù)侖通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的。(×)(5)元電荷就是質(zhì)子或電子。(×)(6)所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍。(√)關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一　三種起電方式的比較 摩擦起電接觸起電感應(yīng)起電產(chǎn)生條件兩種不同物質(zhì)構(gòu)成的絕緣體摩擦導(dǎo)體與帶電體接觸帶電體靠近導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)毛皮摩擦橡膠棒帶電體接觸驗(yàn)電器帶電體靠近驗(yàn)電器現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷驗(yàn)電器帶上與帶電體相同電性的電荷驗(yàn)電器兩端出現(xiàn)等量異種電荷,且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同”起電原因不同物質(zhì)的原子核對(duì)核外電子的束縛能力不同而發(fā)生電子的得失電荷之間的相互作用導(dǎo)體中的自由電子受帶正(負(fù))電物體吸引(排斥)而靠近(遠(yuǎn)離)帶電體起電實(shí)質(zhì)均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移(教材二次開(kāi)發(fā)·P3[實(shí)驗(yàn)]改編)如圖所示,取一對(duì)用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸。起初它們不帶電,貼在下部的金屬箔片是閉合的。探討:(1)把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,金屬箔片有什么變化?(2)這時(shí)把A和B分開(kāi),然后移去C,金屬箔片又有什么變化?(3)再讓A和B接觸,又會(huì)看到什么現(xiàn)象?(4)再把帶正電物體C和A接觸,金屬箔片又有什么變化?提示:(1)C移近導(dǎo)體A,兩側(cè)金屬箔片都張開(kāi);(2)金屬箔片仍張開(kāi);(3)A、B接觸,金屬箔片都閉合;(4)兩側(cè)金屬箔片都張開(kāi)。【典例】如圖所示,當(dāng)將帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體AB時(shí),枕形導(dǎo)體上的電荷移動(dòng)情況是 (　　)A.正電荷向B端移動(dòng),負(fù)電荷不移動(dòng)B.帶負(fù)電的電子向A端移動(dòng),正電荷不移動(dòng)C.正、負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)D.正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)【解析】選B。金屬導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是自由電子的移動(dòng),即枕形金屬導(dǎo)體中的自由電子向A端移動(dòng),正電荷不移動(dòng)。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 (多選)(母題追問(wèn))在【典例】中若把C改成帶負(fù)電的小球,如圖所示,置于枕形金屬導(dǎo)體AB附近,導(dǎo)體的A端感應(yīng)出正電荷,B端感應(yīng)出負(fù)電荷。關(guān)于使導(dǎo)體帶電的以下說(shuō)法中正確的是(　　)A.如果用手摸一下導(dǎo)體的B端,B端自由電子將經(jīng)人體流入大地,手指離開(kāi),移去帶電體C,導(dǎo)體帶正電B.如果用手摸一下導(dǎo)體的A端,大地的自由電子將經(jīng)人體流入導(dǎo)體與A端的正電荷中和,手指離開(kāi),移去帶電體C,導(dǎo)體帶負(fù)電C.如果用手摸一下導(dǎo)體的中間,由于中間無(wú)電荷,手指離開(kāi),移去帶電體C,導(dǎo)體不帶電D.無(wú)論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置,導(dǎo)體上的自由電子都經(jīng)人體流入大地,手指離開(kāi),移去帶電體C,導(dǎo)體帶正電【解析】選A、D。無(wú)論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置,都會(huì)使枕形導(dǎo)體通過(guò)人體與大地相連,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體上的自由電子將經(jīng)人體流入大地,使得導(dǎo)體帶正電,手指離開(kāi),移去帶電體C,導(dǎo)體帶正電,故選A、D。【加固訓(xùn)練】　　如圖所示,用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒和驗(yàn)電器的金屬球接觸,使驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi),關(guān)于這一現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是????????????? (　　)A.兩片金屬箔片上帶異種電荷B.兩片金屬箔片上均帶負(fù)電荷C.箔片上有電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上D.將玻璃棒移走,則金屬箔片立即合在一起【解析】選C。自然界只存在兩種電荷,正電荷和負(fù)電荷,絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電,即缺少電子,若將其接觸驗(yàn)電器的金屬球,此時(shí)兩個(gè)箔片帶同種電荷,即帶正電荷;在此過(guò)程中,一部分電子會(huì)從驗(yàn)電器的金屬球轉(zhuǎn)移到玻璃棒;移走玻璃棒時(shí),箔片仍帶電,不會(huì)立即合在一起,選項(xiàng)C正確。知識(shí)點(diǎn)二　電荷守恒定律　電荷分配規(guī)律1.“中性”與“中和”的理解:(1)中性:物體內(nèi)有電荷存在,但正、負(fù)電荷的絕對(duì)值相等,對(duì)外不顯電性。(2)中和:兩個(gè)帶有等量異種電荷的帶電體相遇達(dá)到電中性的過(guò)程。2.兩金屬導(dǎo)體接觸后電荷量的分配規(guī)律:(1)當(dāng)兩個(gè)帶同種電荷的導(dǎo)體,材料、形狀不同時(shí),接觸后再分開(kāi),只能使兩者均帶電,但無(wú)法確定電荷量的多少。(2)若使兩個(gè)完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2,則有　甲、乙兩同學(xué)各拿一帶電小球,做實(shí)驗(yàn)時(shí)不小心兩小球接觸了一下,結(jié)果兩小球都沒(méi)電了!討論:(1)電荷到哪里去了呢?是否違背了電荷守恒定律?(2)兩帶電導(dǎo)體接觸后,電荷量一定相同嗎?提示:(1)兩球上的異種電荷中和了,即正、負(fù)電荷代數(shù)和為0,對(duì)外不顯電性;沒(méi)有違背電荷守恒定律。(2)不一定。【典例】有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬球A、B,分別帶有電荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,讓兩絕緣金屬球接觸。在接觸后,A、B帶電荷量各是多少?此過(guò)程中電荷發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移了多少?【解析】當(dāng)兩球接觸時(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。由于兩球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩球帶電荷量QA′=QB′= = C=1.6×10-9 C。在接觸過(guò)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QB′的正電荷。這樣,共減少的電子電荷量為:Q減=QB-QB′=(-3.2×10-9-1.6×10-9) C=-4.8×10-9 C。答案:均為1.6×10-9 C　電子由B球轉(zhuǎn)移到了A球,轉(zhuǎn)移了4.8×10-9 C (多選)原來(lái)甲、乙、丙三物體都不帶電,今使甲、乙兩物體相互摩擦后,乙物體再與丙物體接觸,最后,得知甲物體帶正電荷1.6×10-15 C,丙物體帶電荷量的大小為8×10-16 C。則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情況,下列說(shuō)法中正確的是(　　)A.乙物體一定帶有負(fù)電荷8×10-16 CB.乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×10-15 CC.丙物體一定帶有正電荷8×10-16 CD.丙物體一定帶有負(fù)電荷8×10-16 C【解析】選A、D。由于甲、乙、丙原來(lái)都不帶電,即都沒(méi)有凈電荷,甲、乙摩擦導(dǎo)致甲失去電子帶1.6×10-15 C的正電荷,乙物體得到電子而帶1.6×10-15 C的負(fù)電荷;乙物體與不帶電的丙物體相接觸,從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上,故可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷,由電荷守恒可知乙最終所帶負(fù)電荷為1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正確。【加固訓(xùn)練】 (多選)已知驗(yàn)電器帶上正電荷后,驗(yàn)電器上的金箔張開(kāi)了一定角度,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.如果用另一帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角更大,則可以判定帶電體一定帶正電B.如果用另一帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角變小,則可以判定帶電體一定帶負(fù)電C.如果用另一帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角先變小后變大,則可以判定帶電體一定帶負(fù)電D.如果用另一導(dǎo)體靠近驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角變大,則可以判定導(dǎo)體一定帶負(fù)電【解析】選A、C。驗(yàn)電器上帶正電荷后,驗(yàn)電器上的金箔張開(kāi)一定角度,如果用另一個(gè)帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角變大,說(shuō)明電荷量變大,則帶電體一定帶正電,故A正確;如果用另一帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角變小,則帶電體可能帶負(fù)電,也可能不帶電,也可能帶正電,但電荷量較小,故B錯(cuò)誤;如果用另一帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角先變小后變大,則可以判定帶電體帶負(fù)電,接觸時(shí)電荷量先中和后平分,故C正確;如果用另一導(dǎo)體靠近驗(yàn)電器的金屬球,金箔張角變大,是由于靜電感應(yīng),同種電荷相斥,金屬箔上的正電荷增加,張角增大,故導(dǎo)體帶正電,D錯(cuò)誤。【拓展例題】考查內(nèi)容:驗(yàn)電器的原理和應(yīng)用【典例】(多選)某驗(yàn)電器金屬小球和金屬箔均帶負(fù)電,金屬箔處于張開(kāi)狀態(tài)?，F(xiàn)用絕緣柄將帶有少量負(fù)電荷的硬橡膠棒向驗(yàn)電器的金屬小球稍許移近,則驗(yàn)電器金屬箔????????????? (　　)A.張角稍許增大B.張角稍許減小C.硬橡膠棒的稍許靠近,致使小球上的電子向金屬箔移動(dòng)D.硬橡膠棒的稍許靠近,致使金屬箔上的質(zhì)子向金屬小球移動(dòng)【解析】選A、C。硬橡膠棒稍許靠近金屬小球時(shí),負(fù)電荷間產(chǎn)生排斥力,致使小球上電子向金屬箔上移動(dòng)。而金屬箔上質(zhì)子即使受到吸引力也無(wú)法移動(dòng)。金屬小球上電子向金屬箔上聚集,金屬箔上負(fù)電荷增多,兩金屬箔片間排斥力增大,故兩金屬箔片間張角增大。情境·模型·素養(yǎng)中央電視臺(tái)某節(jié)目中介紹說(shuō),蜜蜂在飛行過(guò)程中由于與空氣摩擦產(chǎn)生靜電,因此蜜蜂在飛行中就可以吸引帶正電的花粉。探究:(1)蜜蜂本身帶什么電荷?(2)蜜蜂飛行過(guò)程中,電荷如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移?【解析】(1)蜜蜂飛行過(guò)程可以吸引帶正電的花粉,蜜蜂本身帶負(fù)電。(2)蜜蜂在飛行過(guò)程中與空氣摩擦產(chǎn)生靜電,蜜蜂帶負(fù)電,說(shuō)明摩擦過(guò)程中,空氣中的電子轉(zhuǎn)移到蜜蜂身上。答案:見(jiàn)解析干燥的天氣里一個(gè)人脫了鞋在地毯上走,身上聚集了-4.8×10-5 C的電荷。已知電子質(zhì)量me=9.1×10-31 kg,電子電荷量e=-1.6×10-19 C。探究:(1)多少個(gè)電子的電荷量等于-3.2×10-5 C?(2)此人身上有多少個(gè)剩余電子?(3)他的質(zhì)量增加了多少?【解析】(1)每個(gè)電子電荷量為e=-1.6×10-19 C,則-3.2×10-5 C的電量需要的電子為n==2×1014個(gè)。(2)此人身上有電子為n′==3×1014個(gè)。(3)電子質(zhì)量me=9.1×10-31 kg,所以他的質(zhì)量增加m=3×1014×9.1×10-31 kg=2.73×10-16 kg。答案:(1)2×1014個(gè)　(2)3×1014個(gè)　(3)2.73×10-16 kg課堂檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.以下關(guān)于靜電現(xiàn)象的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.穿著化纖服裝的人在晚上脫衣服時(shí)?？吹介W光并伴有輕微的“噼啪”聲,這是由摩擦起電所造成的現(xiàn)象B.脫化纖服裝時(shí),由于摩擦起電產(chǎn)生的電壓可能高達(dá)幾千伏C.摩擦起電產(chǎn)生的電壓總是很低的,因此不會(huì)對(duì)人造成傷害D.脫化纖服裝時(shí),由于摩擦起電產(chǎn)生的靜電能量很微小,通常不會(huì)對(duì)人造成傷害【解析】選C。穿著化纖服裝的人在晚上脫衣服時(shí),常會(huì)看到“閃光”并伴有輕微的“噼啪”聲,這是由于衣服和衣服、衣服和皮膚摩擦起電所造成的現(xiàn)象,A正確。摩擦起電有的電壓高,有的電壓低,出現(xiàn)“噼啪”聲大約有上萬(wàn)伏的電壓了,B正確,C錯(cuò)誤。脫化纖服裝時(shí),雖然摩擦起電產(chǎn)生的電壓高,但是電流很小,通常不會(huì)對(duì)人造成傷害,D正確。因選錯(cuò)誤選項(xiàng),故選C。2.(多選)將一帶負(fù)電的通過(guò)絕緣支架支撐的金屬小球置于潮濕的空氣中,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)該小球上帶的負(fù)電荷幾乎不存在了。這說(shuō)明(　　)A.小球上原有的負(fù)電荷徹底消失了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)象是由電子轉(zhuǎn)移引起的,仍然遵循電荷守恒定律【解析】選C、D。金屬小球上的負(fù)電荷減少是由于電子通過(guò)潮濕的空氣轉(zhuǎn)移到外界,但是這些電子并沒(méi)有徹底消失,就小球和整個(gè)外界組成的系統(tǒng)而言,其電荷的總量仍保持不變,仍遵循電荷守恒定律,故A、B錯(cuò)誤,C、D正確。3.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器,驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi),如圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況,正確的是(　　)【解析】選B。把帶電金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器,會(huì)改變驗(yàn)電器上的電荷分布;由于電荷間同性相斥、異性相吸,使得驗(yàn)電器上靠近帶電金屬球的一端和金屬球電性相反,而遠(yuǎn)離帶電金屬球的一端和金屬球電性相同,故選項(xiàng)B正確。【加固訓(xùn)練】　　如圖所示,有一帶正電的驗(yàn)電器,將不帶電的金屬球A接觸驗(yàn)電器的小球B時(shí),驗(yàn)電器的金箔張角(　　)A.變大　　　　　　　　　　　 B.變小C.不變        D.先變小,后變大【解析】選B。有一帶正電的驗(yàn)電器,將不帶電的金屬球A接觸驗(yàn)電器的小球B時(shí),金屬球A將帶正電,根據(jù)電荷守恒定律有,驗(yàn)電器的電荷減小,驗(yàn)電器的金箔張角減小,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。4.如圖所示是一幅科普漫畫(huà),漫畫(huà)中的英文意思是“(電子)不能被分成兩半”,這幅科普漫畫(huà)要向讀者傳達(dá)的主要物理知識(shí)應(yīng)該是(　　)A.電子帶負(fù)電荷B.電子是構(gòu)成原子的粒子C.電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅D.所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍【解析】選D。題干中說(shuō)“(電子)不能被分成兩半”,表達(dá)的意思是電子所帶的電荷量是最小電荷量,不能再分為更小的電荷量,所有帶電體的電荷量都是電子所帶電荷的整數(shù)倍,因此D項(xiàng)符合題意,A、B、C錯(cuò)誤。5.如圖所示,一厚度不計(jì)的金屬圓桶帶電荷總量為Q=+4×10-6 C。(1)此時(shí),金屬桶內(nèi)、外表面帶電荷量分別為多少?(2)如果用絲線(xiàn)在桶內(nèi)懸掛一帶電荷量q=-2×10-6 C的帶電小球,桶內(nèi)、外表面帶電荷量分別為多少?(3)若桶內(nèi)金屬小球與內(nèi)表面接觸一下,桶內(nèi)、外表面帶電荷量分別為多少?(4)若小球懸掛時(shí),用手接觸一下桶外表面,然后再將小球從桶中取出,則金屬桶內(nèi)、外表面帶電荷量又為多少?【解析】(1)由于帶電金屬的電荷只分布在金屬的外表面上,所以開(kāi)始時(shí)金屬桶內(nèi)表面不帶電,外表面帶的電荷量為+4×10-6 C;(2)如果用絲線(xiàn)在桶內(nèi)懸掛一帶電荷量q=-2×10-6 C的小球,根據(jù)電容器的特點(diǎn)可知,金屬桶的內(nèi)表面將帶上與小球相等的正電荷,即內(nèi)表面的帶電量是+2×10-6 C,所以外表面的帶電量為(4×10-6-2×10-6) C=2×10-6 C;(3)若桶內(nèi)金屬小球與內(nèi)表面接觸一下則正、負(fù)電荷首先要中和,此時(shí)金屬桶的內(nèi)表面的電荷將變成0,而外表面的帶電量仍然為:(4×10-6-2×10-6) C=2×10-6 C;(4)若小球懸掛時(shí),用手接觸一下桶外表面,人與金屬桶組成新的導(dǎo)體,所以金屬桶的外表面的電荷將被中和,然后再將小球從桶中取出,則金屬桶內(nèi)表面的電荷將再次變成0,內(nèi)表面的電荷全部轉(zhuǎn)移到外表面,所以外表面電荷量又為+2×10-6 C答案:(1)q內(nèi)=0,q外=+4×10-6 C(2)q內(nèi)=q外=+2×10-6 C(3)q內(nèi)=0,q外=+2×10-6 C(4)q內(nèi)=0,q外=+2×10-6 C
課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)一　電　　荷　 (15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每題5分,共20分)1.如果天氣干燥,晚上脫毛衣時(shí),會(huì)聽(tīng)到“噼啪”的響聲,還會(huì)看到電火花,這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是 (　　)A.人身體上產(chǎn)生電流B.接觸帶電造成的C.摩擦起電造成的D.感應(yīng)起電造成的【解析】選C。在干燥的天氣中脫毛衣時(shí),毛衣與里面的衣服摩擦,使它們帶有異種電荷,電荷放電,發(fā)出“噼啪”聲,所以屬于摩擦起電,故A、B、D錯(cuò)誤、C正確。故選C。2.(2020·本溪高二檢測(cè))下列敘述正確的是 (　　)A.摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過(guò)程B.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程C.感應(yīng)起電時(shí),由于帶電體和被感應(yīng)導(dǎo)體不接觸,所以一定是產(chǎn)生了電荷D.一對(duì)正、負(fù)電子接觸后,電荷會(huì)消失,這種現(xiàn)象叫電子的湮滅【解析】選B。摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電都是電荷的轉(zhuǎn)移,A、C錯(cuò),B對(duì);正、負(fù)電子接觸是電荷的中和,整體不再顯示電性,并不是電荷消失,D錯(cuò)。3.保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、抵制盜版是我們每個(gè)公民的責(zé)任與義務(wù)。盜版書(shū)籍影響我們的學(xué)習(xí)效率甚至給我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)隱患。小華有一次不小心購(gòu)買(mǎi)了盜版的物理參考書(shū),做練習(xí)時(shí),他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)關(guān)鍵數(shù)字看不清,拿來(lái)問(wèn)老師,如果你是老師,你認(rèn)為可能是下列哪個(gè)數(shù)值????????????? (　　)A.6.2×10-19 C　　 B.6.4×10-19 CC.6.6×10-19 C  D.6.8×10-19 C【解析】選B。任何帶電體的帶電荷量均是元電荷的整數(shù)倍,即是1.6×10-19 C的整數(shù)倍,由計(jì)算可知,只有B選項(xiàng)中的數(shù)值是1.6×10-19 C的整數(shù)倍,故B正確。4.掛在絕緣細(xì)線(xiàn)下的兩個(gè)輕質(zhì)小球,表面鍍有金屬薄膜,由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離,分別如圖甲、乙所示,則????????????? (　　) A.甲圖中兩球一定帶異種電荷B.乙圖中兩球一定帶異種電荷C.甲圖中兩球至少有一個(gè)帶電D.乙圖中兩球至多有一個(gè)帶電【解析】選C。題目中的小球都是鍍有金屬薄膜的輕質(zhì)小球,帶電物體具有吸引輕小物體的性質(zhì),同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,所以可以判斷出甲圖的現(xiàn)象:可以是兩個(gè)帶異種電荷的小球,也可以是一個(gè)小球帶電而另一個(gè)小球不帶電;兩個(gè)小球由于相互排斥而出現(xiàn)乙圖中的現(xiàn)象,則必須都帶電且是同種電荷,故選C。【加固訓(xùn)練】(多選)把兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開(kāi)一小段距離,發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥,則A、B兩球原來(lái)的帶電情況可能是????????????? (　　)A.A和B原來(lái)帶等量異種電荷B.A和B原來(lái)帶有同種電荷C.A和B原來(lái)帶異種不等量電荷D.A原來(lái)帶電,B原來(lái)是中性的【解析】選B、C、D。兩個(gè)小球原來(lái)分別帶等量異種電荷,接觸后電荷完全中和,兩球不存在排斥力,故A不可能。兩個(gè)小球原來(lái)分別帶同種電荷,把兩個(gè)完全相同的小球接觸后電荷重新平分,帶上等量同種電荷,存在排斥力,故B可能。兩個(gè)小球原來(lái)分別帶不等量異種電荷,小球接觸后電荷先中和再平分,帶上等量同種電荷,存在排斥力,故C可能。原來(lái)其中一個(gè)帶電,把兩個(gè)完全相同的小球接觸后電荷平分,帶上等量同種電荷,存在排斥力,故D可能。二、計(jì)算題(10分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)5.(2020·德州高二檢測(cè))有三個(gè)相同的絕緣金屬小球A、B、C,其中A小球帶有3×10-3 C的正電荷,B小球帶有2×10-3 C的負(fù)電荷,小球C不帶電。先讓小球C與小球A接觸后分開(kāi),再讓小球B與小球A接觸后分開(kāi),最后讓小球B與小球C接觸后分開(kāi),試求這時(shí)三個(gè)小球的帶電荷量分別為多少。【解析】總電荷量是守恒的,小球接觸后平分電荷量;C、A接觸后,A、C都帶 C=1.5×10-3 C的正電荷量,讓小球B與A接觸后分開(kāi),A、B都帶 C=-2.5×10-4 C的負(fù)電荷量,最后讓小球B與小球C接觸后,B、C都帶 C=6.25×10-4 C的正電荷量。故最終三個(gè)小球的帶電荷量分別為qA=-2.5×10-4 C,qB=6.25×10-4 C,qC=6.25×10-4 C。答案:qA=-2.5×10-4 C　qB=6.25×10-4 C　qC=6.25×10-4 C　 (10分鐘·20分)6.(6分)(多選)用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖,由此對(duì)摩擦起電的說(shuō)法正確的是(　　)A.兩個(gè)物體摩擦?xí)r,表面粗糙的易失去電子B.兩個(gè)物體摩擦起電時(shí),一定同時(shí)帶上種類(lèi)以及數(shù)量不同的電荷C.兩個(gè)物體摩擦起電時(shí),帶上電荷的種類(lèi)不同但數(shù)量相等D.同一物體與不同種類(lèi)物體摩擦,該物體的帶電種類(lèi)可能不同【解析】選C、D。題目沒(méi)有提到物體的粗糙程度,所以不能判斷出表面粗糙的物體易失去電子,故A錯(cuò)誤;摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中總電荷量保持不變,所以?xún)蓚€(gè)物體摩擦起電時(shí),一定同時(shí)帶上種類(lèi)不同但數(shù)量相同的電荷,故B錯(cuò)誤,C正確;用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦,棉布分別帶負(fù)電與帶正電,說(shuō)明同一物體與不同種類(lèi)的物體摩擦?xí)r,該物體的帶電種類(lèi)可能不同,故D正確。7.(14分)有兩個(gè)完全相同的絕緣金屬球A、B,A球所帶電荷量為q,B球所帶電荷量為-q,現(xiàn)要使A、B球所帶電荷量都為-,應(yīng)該怎樣實(shí)現(xiàn)?【解析】方法一:用手碰A球,A球失去電荷,將A、B球接觸,A、B兩球都帶上-的電荷量,再用手碰A,A又失去電荷,再把A、B球接觸,則A、B球都帶上-的電荷量。方法二:用一個(gè)與A、B完全相同的不帶電的金屬球與A接觸,A球帶電荷量變?yōu)?/span>,再把A、B球接觸,A、B球帶電荷量都變?yōu)?。答案:見(jiàn)解析【加固訓(xùn)練】　　(2020·邯鄲高二檢測(cè))半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有相等的電荷量,相隔一定的距離,現(xiàn)讓第三個(gè)半徑也相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后再移開(kāi)。(1)若A、B帶同種電荷,求接觸后兩球所帶的電荷量之比;(2)若A、B帶異種電荷,求接觸后兩球所帶的電荷量之比。【解析】(1)若A、B帶同種電荷,設(shè)所帶電荷量為q,第三個(gè)小球先與A接觸,電荷量平均分配,各帶電荷量;第三個(gè)小球再與B接觸,兩球電荷量之和平均分配,各帶電荷量q。因此A、B帶電荷量之比=。(2)若A、B兩球帶異種電荷,設(shè)A所帶電荷量為q,B所帶電荷量為-q,則第三個(gè)小球先和A接觸,電荷量平均分配,各帶電荷量;第三個(gè)小球再和B接觸,先中和再平均分配,各帶電荷量-q。所以A、B電荷量之比=。設(shè)A為-q,B為q,同理=。答案:(1)2∶3　(2)2∶1