物理：1.1《电荷及其守恒定律》导学案(新人教版选修3-1).docVIP

电荷及其守恒定律2013年8月19日1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相 ，异种电荷互相 。 2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝ C。实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的 。所以，电荷量e称为 。电荷量e的数值最早是由美国物理学家 测得的。 3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫 。常见的起电方式有 、 和 等。例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带 电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现 电荷。 4．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不会 ，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对 表现为电中性。 6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。所以金属导电时只有 在移动。 ［范例精析］ 例1 图1-1-1所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电。试问：（1）如何使A、B都带等量正电？（2）如何使A、B都带等量负电？（3）如何使A带负电B带等量的正电？ 解析 利用静电感应的原理可以轻松解决本题。（1）把AB紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，把A与B分开后再用手摸一下B，则B所带的负电荷就被中和，再把A与B接触一下，A和B就带等量正电荷。（2）把AB紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，再用手摸一下A或B，则A所带的正电荷就被中和，而B端的负电荷不变，移去C以后再把A与B分开，则A和B就带等量负电荷。（3）把AB紧密靠拢，让C靠近A，则在A端感应出负电荷，B端感应出等量正电荷，马上把A与B分开后，则A带负电B带等量的正电。 拓展 把AB紧密靠拢，让C接触A或B，然后移去C。再把A与B分开，则A、B都带等量正电。其它的方法读者可以进一步思考。 例2　绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜。在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1-1-2所示，现使b带正电，则( ) A.b将吸引a，吸住后不放开 B.b先吸引a，接触后又把a排斥开 C.a、b之间不发生相互作用 D.b立即把a排斥开 解析 b带电后，由于静电感应，a的近b端和远b端分别出现等量的负电荷和正电荷，b对a的吸引作用大于排斥作用。a、b接触后带同种电荷，又相互排斥。故选项B正确。 拓展本题中如果a的表面不是镀有铝膜，则a的近b端和远b端不会分别出现等量的负电荷和正电荷，但是由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以正确的选项仍然是B。 例3　请你归纳一下，我们学习了哪些起电的方法？这些起电方法的共同特点是什么？ 解析 我们学习了摩擦起电、感应起电和接触起电三种起电方法。这些起电方法的共同特点是（1）起电过程中都是负电荷在转移；（2）起电过程中电荷量是守恒的。 拓展 为什么起电过程中都是负电荷在转移呢？因为正电荷被束缚在原子核内，不能随便移动。 例4 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？ 解析 两个完全相同的金属球接触后再分开，要平均分配电量，故两球均带 q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(－2×10-8)]/2C=2×10-8C，带正电。 拓展 两个完全相同的金属球接触后再分开，再平均分配电量时，异种电荷先中和，再将剩余电荷除以2即为每个金属球所带的电量。 ［能力训练］ 1.关于元电荷的理解，下列说法正确的是( BD ) A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟一个电子所带电