4/7靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋【學(xué)習(xí)目標(biāo)】核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究1．知道使物體帶電的幾種方式。2．理解電荷守恒定律的內(nèi)容。運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識分析靜電現(xiàn)象。通過實(shí)驗(yàn)，觀察并分析靜電現(xiàn)象?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1．運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識分析靜電現(xiàn)象。2．通過實(shí)驗(yàn)，觀察并分析靜電現(xiàn)象。【學(xué)習(xí)過程】知識點(diǎn)一靜電的產(chǎn)生[觀圖助學(xué)]俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)俯視順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)觀察上圖現(xiàn)象你可以得出什么結(jié)論？觀察上圖現(xiàn)象，思考電荷是如何移動(dòng)的？1．電荷（1）電荷量：電荷的多少。在國際單位制中，電荷量的單位為庫侖，簡稱庫，符號為C。（2）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．摩擦起電：當(dāng)兩個(gè)由不同物質(zhì)組成的物體互相摩擦?xí)r，一個(gè)物體中某些原子的電子掙脫了原子核的束縛，轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶等量的正電。3．接觸起電：當(dāng)一個(gè)帶電體接觸導(dǎo)體時(shí)，電荷會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，使導(dǎo)體也帶電。4．感應(yīng)起電：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)體中的自由電子便會(huì)靠近或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷，受附近帶電體影響而使導(dǎo)體上的電荷重新分布的現(xiàn)象稱為靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的方式稱為感應(yīng)起電。[思考判斷]（1）摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程。（×）（2）接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程。（√）（3）玻璃棒無論和什么物體摩擦都會(huì)帶正電。（×）知識點(diǎn)二產(chǎn)生靜電的微觀解釋[觀圖助學(xué)]絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒失去了電子，帶正電；絲綢得到了電子，帶負(fù)電；從整體上看，兩物體摩擦過程中電荷守恒嗎？1．電荷守恒定律表述：電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，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。在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量不變。2．摩擦起電的實(shí)質(zhì)：兩個(gè)不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦，由于摩擦力做功，一個(gè)物體中的電子獲得能量，掙脫原子核的束縛轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。根據(jù)電荷守恒定律，一個(gè)物體失去電子帶正電，另一個(gè)物體得到電子帶負(fù)電。3．感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在附近帶電體所帶電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分。[思考判斷]（1）原來不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷，說明通過摩擦可以創(chuàng)造電荷。（×）（2）不帶電的物體一定沒有電荷。（×）（3）帶等量異種電荷的兩個(gè)導(dǎo)體接觸后，電荷會(huì)消失，這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒。（×）（4）感應(yīng)起電過程仍符合電荷守恒定律。（√）驗(yàn)電器的構(gòu)造、原理及用途1．構(gòu)造2．原理金屬箔片帶同種電荷后，由于同種電荷相互排斥而張開。3．應(yīng)用（1）檢驗(yàn)物體是否帶電。（2）物體帶電的種類。[注意]摩擦起電適用于絕緣體，接觸起電和感應(yīng)起電適用于導(dǎo)體。物體帶電的實(shí)質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，或物體間電荷的重新分配。一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。[拓展]金屬結(jié)構(gòu)中性是指物體內(nèi)有電荷存在，但正負(fù)電荷的絕對值相等，對外不顯電性?！緦W(xué)習(xí)小結(jié)】eq\a\vs4\al(三種起,電方式)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(摩擦起電——絕緣體,\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(接觸起電,感應(yīng)起電))——導(dǎo)體))起電的實(shí)質(zhì)——電荷的轉(zhuǎn)移一個(gè)規(guī)律——電荷守恒定律【達(dá)標(biāo)檢測】[基礎(chǔ)過關(guān)]1．一個(gè)帶電導(dǎo)體與另一個(gè)不帶電導(dǎo)體接觸，下列說法正確的是（）A．兩物體一定帶異種電荷B．兩物體一定帶同種電荷C．兩物體一定帶不等量的同種電荷D．兩物體一定帶等量的同種電荷解析一個(gè)帶電導(dǎo)體與另一個(gè)不帶電導(dǎo)體接觸，電荷會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，所以一定帶同種電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若兩個(gè)導(dǎo)體完全相同，則兩個(gè)導(dǎo)體帶等量的同種電荷，否則兩個(gè)導(dǎo)體帶不等量的同種電荷，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案B2．某次實(shí)驗(yàn)中，老師用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近錫箔屑，發(fā)現(xiàn)錫箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速地向空中散開，如圖所示，下列說法正確的是（）A．錫箔屑被吸引過程會(huì)因?yàn)楂@得電子而帶負(fù)電B．錫箔屑被吸引過程是減速過程C．最后錫箔屑散開是因?yàn)榕鲎矊?dǎo)致D．散開時(shí)錫箔屑帶正電解析用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，錫箔屑被吸引，錫箔屑在被吸引到玻璃棒上之前不帶電，錫箔屑被吸引到玻璃棒上后帶正電，故A錯(cuò)誤；錫箔屑被吸引過程是加速過程，故B錯(cuò)誤；最后錫箔屑散開主要是因?yàn)殄a箔屑帶正電，而同種電荷相互排斥，故C錯(cuò)誤，D正確。答案D3．如圖所示，放在絕緣支架上帶正電的導(dǎo)體球A，靠近放在絕緣支架上不帶電的導(dǎo)體B，導(dǎo)體B用導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)接地，現(xiàn)把S先閉合再斷開，再移走A，則導(dǎo)體B（）A．不帶電 B．帶正電C．帶負(fù)電 D．不能確定解析根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象和電荷間的相互作用，可知S閉合之前B的a端帶負(fù)電荷，b端帶等量正電荷，S先閉合再斷開，再移走A，導(dǎo)體B帶負(fù)電，故選項(xiàng)C正確。答案C4．（多選）用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此對摩擦起電的說法正確的是（）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)，帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等D．同一物體與不同種類的物體摩擦，該物體所帶電荷種類可能不同解析兩物體摩擦?xí)r是否得失電子取決于原子核對電子的束縛力大小，A錯(cuò)誤；由于摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子的得失，所以兩物體帶電種類一定不同，數(shù)量相等，B錯(cuò)誤，C正確；由題中實(shí)驗(yàn)不難看出，同一物體與不同種類的物體摩擦，帶電種類可能不同，D正確。答案CD5．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。如圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（）解析把帶電金屬球移近不帶電的驗(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其電性相反，而遠(yuǎn)離帶電金屬球的另一端和其電性相同，故選項(xiàng)B正確。答案B6．（多選）關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．摩擦起電是用摩擦的方法將其他物質(zhì)變成了電荷B．摩擦起電是通過摩擦將一個(gè)物體中的電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上C．通過摩擦起電的兩個(gè)原來不帶電的物體，一定帶有等量異種電荷D．通過摩擦起電的兩個(gè)原來不帶電的物體，可能帶有同種電荷答案BC能力提升7．（多選）如圖所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金屬箔片。當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)（）A．A端金屬箔片張開，B端金屬箔片閉合B．用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，A端金屬箔片仍張開，B端金屬箔片閉合C．用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，將手和C都移走，兩對金屬箔片均張開D．選項(xiàng)A中兩對金屬箔片分別帶異種電荷，選項(xiàng)C中兩對金屬箔片帶同種電荷解析根據(jù)靜電感應(yīng)的原理知，帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn)了負(fù)電荷，在B端出現(xiàn)了正電荷，相應(yīng)的金屬箔片上帶同種電荷，則A端和B端金屬箔片均張開，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，B端不再帶正電，金屬箔片閉合，選項(xiàng)B正確；用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，只有A端帶負(fù)電，將手和C都移走，不再產(chǎn)生靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電荷便會(huì)分布在整個(gè)枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶負(fù)電，兩對金屬箔片均張開，選項(xiàng)C、D正確。答案BCD8．如圖所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電金屬球，若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，分導(dǎo)體為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的是（）A．沿虛線d切開，A帶負(fù)電，B帶正電，且QB>QAB．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QB＝QAC．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且QB>QAD．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)解析靜電感應(yīng)使得A端帶正電，B端帶負(fù)電。導(dǎo)體原來不帶電，只是在C中正電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向B端移動(dòng)，使B端有多余的電子而帶負(fù)電，A端少了電子，而帶正電。A端移去的電子數(shù)目和B端多余的電子數(shù)目是相同的，因此無論從哪一條虛線切開，兩部分的電荷總量是相等的，但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受C的作用力的強(qiáng)弱是不同的，這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻，越靠近B端，負(fù)電荷密度越大；越靠近A端，正電荷密度越大，因此從不同位置切開時(shí)，QA、QB的值是不同的，D正確。答案D9．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證電荷守恒定律。實(shí)驗(yàn)操作步驟一：手持有機(jī)玻璃棒，用力將兩塊起電板快速摩擦后分開步驟二：將其中一塊起電板插入金屬箔片驗(yàn)電器上端的空心金屬球（不要接觸金屬球）步驟三：將兩塊起電板同時(shí)插入空心金屬球?qū)嶒?yàn)圖解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象金屬箔片張開金屬箔片閉合根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程和觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題：（1）步驟二的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明：________________________________；（2）步驟三的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明：________________________________；（3）該研究性實(shí)