2019高中物理 第一章 電流 1.1 電荷 庫(kù)侖定律課件 新人教版選修1 -1.ppt

《2019高中物理 第一章 電流 1.1 電荷 庫(kù)侖定律課件 新人教版選修1 -1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高中物理 第一章 電流 1.1 電荷 庫(kù)侖定律課件 新人教版選修1 -1.ppt（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第一章電場(chǎng)電流 一 電荷庫(kù)侖定律 讀一讀 辨一辨 一 電荷閱讀教材第2 4頁(yè) 接引雷電下九天 和 電荷 部分 知道電荷間有相互作用 初步從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理解物體帶電的本質(zhì) 1 1752年6月 富蘭克林在美國(guó)費(fèi)城進(jìn)行了著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn) 證明了閃電是一種放電現(xiàn)象 跟地上的電是一樣的 統(tǒng)一了天電和地電 使人類擺脫了對(duì)雷電現(xiàn)象的迷信 讀一讀 辨一辨 2 電荷 1 種類自然界中只存在兩種電荷 分別是正電荷和負(fù)電荷 其中用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電荷 用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒帶負(fù)電荷 2 相互作用同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 3 電荷量電荷的多少叫電荷量 用Q或q表示 在國(guó)際單位制中 單位為庫(kù)侖 符號(hào)為C 通常 正電荷量用正數(shù)表示 負(fù)電荷量用負(fù)數(shù)表示 讀一讀 辨一辨 3 起電方式 1 摩擦起電 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 感應(yīng)起電 把電荷移近不帶電的導(dǎo)體 可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象 叫作感應(yīng)起電 讀一讀 辨一辨 二 電荷守恒閱讀教材第4頁(yè) 電荷守恒 部分 初步理解電荷守恒定律 理解元電荷的概念 1 電荷守恒定律的內(nèi)容是什么 答案 電荷既不能創(chuàng)生 也不能消滅 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)移的過(guò)程中 電荷的總量不變 2 什么叫元電荷 物體所帶電荷量與元電荷有什么關(guān)系 答案 最小的電荷量叫元電荷 用e表示 數(shù)值上等于一個(gè)電子所帶電荷量的絕對(duì)值 即e 1 60 10 19C 實(shí)驗(yàn)指出 任何帶電體的電荷量都等于e或者是e的整數(shù)倍 讀一讀 辨一辨 三 庫(kù)侖定律閱讀教材第4 6頁(yè) 庫(kù)侖定律 部分 掌握庫(kù)侖定律的內(nèi)容 理解點(diǎn)電荷的概念 1 內(nèi)容 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力 跟它們電荷量的乘積成正比 跟它們距離的二次方成反比 作用力的方向在它們的連線上 2 表達(dá)式 F 靜電力常量k 9 0 109N m2 C2 3 庫(kù)侖定律的適用條件是什么 答案 1 在真空中 2 點(diǎn)電荷 4 什么是點(diǎn)電荷 實(shí)際帶電體看成點(diǎn)電荷的條件是什么 答案 如果帶電體間的距離比它們自身線度的大小大得多 以至帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì) 帶電體可看作點(diǎn)電荷 它是理想化的模型 實(shí)際上并不存在 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 玻璃棒和絲綢摩擦后 玻璃棒帶正電說(shuō)明絲綢上的正電荷移動(dòng)到玻璃棒上 解析 玻璃棒和絲綢摩擦?xí)r 電子會(huì)由玻璃棒移動(dòng)到絲綢上 玻璃棒因失去電子而帶正電 答案 2 甲物體帶有 3C電荷 乙物體帶有 5C電荷 甲帶的電荷量大于乙?guī)У碾姾闪?解析 正負(fù)號(hào)表示物體帶電荷的正負(fù) 比較電荷的多少時(shí)只能看物體帶電荷的數(shù)量 與正 負(fù)無(wú)關(guān) 答案 讀一讀 辨一辨 3 一個(gè)物體所帶的電荷量可能是1 80 10 19C 解析 帶電體所帶的電荷量是元電荷的整數(shù)倍 1 80 10 19不是1 60 10 19的整數(shù)倍 答案 讀一讀 辨一辨 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 探究一對(duì)起電方式的理解如圖所示 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 1 把帶正電的物體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 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 要點(diǎn)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) 但張角變小 3 A B接觸 金屬箔片都閉合 4 兩側(cè)金屬箔片都張開(kāi) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 使物體帶電的方法有三種 摩擦起電 感應(yīng)起電和接觸帶電 1 摩擦起電是由于相互摩擦的物體的電子的得失 而使物體分別帶上等量異種電荷 玻璃棒與絲綢摩擦?xí)r 由于玻璃棒容易失去電子而帶正電 橡膠棒與毛皮摩擦?xí)r 由于橡膠棒容易得到電子而帶負(fù)電 2 靜電感應(yīng)是當(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 利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫作感應(yīng)起電 3 接觸帶電是指一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體跟另一個(gè)帶電的金屬導(dǎo)體接觸后分開(kāi) 不帶電的導(dǎo)體便帶上了電荷 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 例題1 多選 如圖所示 A B為相互接觸的用絕緣柱支撐的金屬導(dǎo)體 在它們的下部貼有金屬箔片 起初它們不帶電 C是帶正電的小球 下列說(shuō)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(kāi)B 把C移近導(dǎo)體A后 先把A B分開(kāi) 然后移去導(dǎo)體C A B上的金屬箔片仍張開(kāi)C 把C靠近A穩(wěn)定后 先把C移走 再把A B分開(kāi) A B上的金屬箔片仍張開(kāi)D 把C靠近A穩(wěn)定后 先把A B分開(kāi) 再把C移走 然后重新讓A B接觸 A上的金屬箔片張開(kāi) 而B(niǎo)上的金屬箔片閉合 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 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 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(kāi) 選項(xiàng)A正確 C在A B附近時(shí) 先把A B分開(kāi) 則A B分別帶上了等量的異種電荷 移去C后 A B上的電性和電荷量不變化 兩金屬箔片張開(kāi) 選項(xiàng)B正確 如果先移走C A B上的感應(yīng)電荷會(huì)在其相互之間的作用下吸引中和 不再帶電 所以金屬箔片都不會(huì)張開(kāi) 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 先把A B分開(kāi) 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(kāi) 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 AB 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 歸納總結(jié) 1 靜電感應(yīng)中 中性導(dǎo)體在兩側(cè)同時(shí)感應(yīng)等量異種電荷 感應(yīng)的過(guò)程 就是導(dǎo)體內(nèi)電荷重新分布的過(guò)程 2 注意靜電感應(yīng)現(xiàn)象中要放上帶電體后將兩物體分開(kāi) 兩物體帶等量異種電荷 若先將物體分開(kāi)再移入帶電體 移去帶電體后 兩物體均不會(huì)帶電 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練1下列說(shuō)法正確的是 A 摩擦起電和靜電感應(yīng)都是使物體的正 負(fù)電荷分開(kāi) 而總電荷量并未變化B 用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒帶負(fù)電 是摩擦過(guò)程中硬橡膠棒上的正電荷轉(zhuǎn)移到了毛皮上C 用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電 是摩擦過(guò)程中玻璃棒得到了正電荷D 物體不帶電 表明物體中沒(méi)有電荷解析 摩擦起電和感應(yīng)起電的本質(zhì)都是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 不是正電荷在運(yùn)動(dòng) 正電荷處在原子核上無(wú)法移動(dòng) 只有得到多余的電子帶負(fù)電 失去電子帶正電 物體顯示中性時(shí) 是正 負(fù)電荷等量 不是沒(méi)有電荷 故只有選項(xiàng)A正確 答案 A 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二電荷守恒定律的理解及其應(yīng)用小明同學(xué)用自制的驗(yàn)電器進(jìn)行了一些探究實(shí)驗(yàn) 如圖所示 小明使驗(yàn)電器帶了負(fù)電荷 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 他發(fā)現(xiàn)該驗(yàn)電器的金屬箔片 用包裝巧克力的錫箔紙制作 幾乎閉合了 關(guān)于此問(wèn)題 他跟學(xué)習(xí)小組討論后形成了下列觀點(diǎn) 你認(rèn)為哪些是正確的 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 金屬球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了 在此現(xiàn)象中 電荷不守恒 金屬球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了 該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的 仍然遵循電荷守恒定律 要點(diǎn)提示帶負(fù)電的驗(yàn)電器在潮濕的空氣中 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 金屬球上的負(fù)電荷 電子 被潮濕的空氣導(dǎo)走了 但電荷在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中仍然守恒 故 正確 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 總量 含義 指電荷的代數(shù)和 2 起電過(guò)程中電荷變化 不論哪一種起電過(guò)程都沒(méi)有創(chuàng)造電荷 也沒(méi)有消滅電荷 本質(zhì)都是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移 也就是說(shuō)物體所帶電荷重新分配 3 守恒的廣泛性 電荷守恒定律同能量守恒定律一樣 是自然界中最基本的規(guī)律 任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律 4 電荷守恒定律與三種起電方式完全對(duì)應(yīng) 守恒定律中所謂的 電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 對(duì)應(yīng)的是摩擦起電與接觸起電 電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 對(duì)應(yīng)的是感應(yīng)起電 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 導(dǎo)學(xué)號(hào)66824001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 9C QB 3 2 10 9C 問(wèn) 1 讓兩絕緣金屬球接觸后 A B所帶電荷量各是多少 此過(guò)程中電荷發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移了多少 2 A B兩球接觸前固定好 讓第三個(gè)與它們相同的小球C反復(fù)與A B接觸 最終A B兩球的電荷量和電性如何 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 1 兩小球接觸時(shí) 電荷量少的負(fù)電荷先被中和 剩余的正電荷再重新分配 即接觸后兩小球的電荷量 在接觸過(guò)程中 電子由B球轉(zhuǎn)移到A球 自身的 凈 電荷全部中和后 繼續(xù)轉(zhuǎn)移 直至其帶QB 的正電荷 這樣 共轉(zhuǎn)移的電荷量為 Q QB QB 1 6 10 9C 3 2 10 9C 4 8 10 9C 2 由于三球完全相同 反復(fù)接觸后三球最終電荷量相同 均分中和后的電荷量 故A B均帶正電 電荷量為 答案 1 均為1 6 10 9C電子由B球轉(zhuǎn)移到了A球 轉(zhuǎn)移的電荷量為4 8 10 9C 2 均為 10 9C均為正電 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 歸納總結(jié)導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀 大小有關(guān) 當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后 電荷將平均分配 即最后兩個(gè)球一定帶等量的同種電荷 若兩個(gè)球原先帶同種電荷 電荷量相加后均分 若兩個(gè)球原先帶異種電荷 則電荷先中和再均分 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2 多選 原來(lái)不帶電的甲 乙兩物體相互摩擦 沒(méi)有其他物體參與電荷的交換 發(fā)現(xiàn)甲物體帶了9 6 10 16C的正電荷 以下結(jié)論正確的是 A 甲物體失去了6 103個(gè)電子B 乙物體失去了6 103個(gè)電子C 乙物體帶9 6 10 16C的負(fù)電荷D 乙物體帶9 6 10 16C的正電荷解析 根據(jù)摩擦起電的特點(diǎn) 甲物體帶了9 6 10 16C的正電荷 說(shuō)明甲物體失去了9 6 10 16C的負(fù)電荷 即失去了 6 103個(gè)電子 由電荷守恒定律可知 乙物體得到了6 103個(gè)電子 帶9 6 10 16C的負(fù)電荷 答案 AC 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究三對(duì)點(diǎn)電荷與庫(kù)侖定律的理解現(xiàn)有一個(gè)半徑為20cm的帶電圓盤 能否把它看作點(diǎn)電荷 庫(kù)侖定律能否用來(lái)計(jì)算任意帶電體間相互作用的靜電力 要點(diǎn)提示不一定 能否把帶電圓盤看作點(diǎn)電荷 不能只看大小 要視具體情況而定 若考慮它與10m遠(yuǎn)處的一個(gè)電子的作用力時(shí) 完全可以把它看作點(diǎn)電荷 若電子距圓盤只有1mm 這一帶電圓盤就相當(dāng)于一個(gè)無(wú)限大的帶電平面 因而不能看作點(diǎn)電荷 不能 庫(kù)侖定律是有適用條件的 只能用來(lái)計(jì)算真空中點(diǎn)電荷間相互作用的靜電力 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 能否應(yīng)用庫(kù)侖定律的關(guān)鍵是看帶電體是否能看成點(diǎn)電荷 是否滿足庫(kù)侖定律的條件 2 計(jì)算靜電力的大小時(shí) 只代入Q1 Q2的大小 不代入正負(fù)號(hào) 當(dāng)帶電體是均勻帶電球體時(shí) r應(yīng)為球心距 3 判斷靜電力方向的關(guān)鍵是判斷兩帶電體的電性 庫(kù)侖力一定作用在兩者連線上 同種電荷間相互排斥 異種電荷間相互吸引 4 點(diǎn)電荷與元電荷的區(qū)別與聯(lián)系 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 5 庫(kù)侖定律中的三個(gè)關(guān)鍵詞 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 6 庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的比較 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題3 甲球帶有4 8 10 16C的正電荷 乙球帶有3 2 10 16C的負(fù)電荷 放在真空中相距為10cm的地方 甲 乙兩球的半徑遠(yuǎn)小于10cm 1 試求兩球之間的庫(kù)侖力 并說(shuō)明是引力還是斥力 2 將兩個(gè)導(dǎo)體球相互接觸 再放回原處 能否求出兩球間的庫(kù)侖力是多大 是斥力還是引力 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 1 因?yàn)閮汕虻陌霃蕉歼h(yuǎn)小于10cm 因此可以作為兩個(gè)點(diǎn)電荷來(lái)處理 根據(jù)庫(kù)侖定律有 兩球帶異種電荷 它們之間的作用力是引力 2 由于題中并沒(méi)有說(shuō)明兩個(gè)導(dǎo)體球是否完全一樣 因此我們無(wú)法知道兩球接觸再放回原處后各自電荷量的多少 也就無(wú)法求出它們之間庫(kù)侖力的大小 但可以肯定兩球放回原處后 它們之間的作用力變?yōu)槌饬?答案 1 1 38 10 19N引力 2 力的大小無(wú)法求出斥力 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 歸納總結(jié)如果兩個(gè)導(dǎo)體球完全相同 接觸后電荷量重新分配 兩球所分電荷量相同 由庫(kù)侖定律可計(jì)算出兩球之間的作用力 本題中兩球沒(méi)說(shuō)明是完全相同的 就不能應(yīng)用上述規(guī)律求解接觸后帶的電荷量的多少 在解題時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析題目所給條件 不能僅憑經(jīng)驗(yàn)做題 探究一 探究二 探究三 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練3導(dǎo)學(xué)號(hào)66824002真空中有甲 乙兩個(gè)點(diǎn)電荷 相距為r 它們間的靜電力為F 若甲的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 乙的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的 它們間的距離變?yōu)?r 則它們之間的靜電力變?yōu)?解析 根據(jù)題目給出的條件知 符合庫(kù)侖定律條件 答案 B 12345 1 三種起電方式的理解 冬天人穿毛衣時(shí)很容易產(chǎn)生靜電 這種產(chǎn)生靜電的方式屬于 A 感應(yīng)起電B 接觸起電C 摩擦起電D 毛衣本身就帶電解析 感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在其他帶電體的影響下電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 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 毛衣本身不帶電 但在與皮膚摩擦?xí)r很容易產(chǎn)生靜電 這種產(chǎn)生靜電的方式屬于摩擦起電 選項(xiàng)C正確 答案 C 12345 2 元電荷的理解 關(guān)于元電荷的理解 下列說(shuō)法正確的是 A 元電荷就是電子B 元電荷就是質(zhì)子C 1C的電荷量叫作元電荷D 物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍解析 最小的電荷量叫作元電荷 電荷量為1 60 10 19C 電子 質(zhì)子的電荷量與元電荷相同 但它們是微觀粒子 不是元電荷 選項(xiàng)A B C錯(cuò)誤 物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 選項(xiàng)D正確 答案 D 12345 3 靜電感應(yīng)的理解 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) 如圖所示表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況 正確的是 12345 解析 把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器 若金屬球帶正電荷 則將導(dǎo)體上的自由電子吸引上來(lái) 這樣驗(yàn)電器的上部將帶負(fù)電荷 箔片帶正電荷 若金屬球帶負(fù)電荷 則將導(dǎo)體上的自由電子排斥到最遠(yuǎn)端 這樣驗(yàn)電器的上部將帶正電荷 箔片帶負(fù)電荷 故選項(xiàng)B正確 答案 B 12345 4 點(diǎn)電荷的理解 下列說(shuō)法正確的是 A 點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體B 點(diǎn)電荷就是體積和電荷量都很小的帶電體C 根據(jù)F k可知 當(dāng)r 0時(shí)F D 靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗(yàn)得出的解析 點(diǎn)電荷是帶電體的理想模型 實(shí)際帶電體在體積和形狀上對(duì)問(wèn)題的研究沒(méi)有影響或影響不大時(shí) 都可以當(dāng)成點(diǎn)電荷 A B錯(cuò)誤 庫(kù)侖定律僅適用于真空中靜止的點(diǎn)電荷 當(dāng)r 0時(shí) 庫(kù)侖定律不成立 C錯(cuò)誤 靜電力常量是庫(kù)侖通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得 D正確 答案 D 12345 5 多選 庫(kù)侖定律和電荷守恒定律 兩個(gè)半徑 材料完全相同的金屬小球 所帶電荷量之比為1 7 間距為r 把兩球相互接觸后再放回原來(lái)的位置上 則相互作用力可能為原來(lái)的 答案 CD