物理教科3-1教师用书全册导学案(2)

解答：构成物质的原子本身就是由带电微粒组成的．原子包括原子核(质子和中子)和核外电子．不同物质的原子核束缚电子的能力不同，所以在摩擦过程中，束缚电子能力强的原子核相对束缚电子能力弱的原子核易获得电子而带负电，束缚电子能力弱的原子核易失去电子而带正电．因此，摩擦起电的原因实质上是电子的转移，电荷的总量保持不变，产生的结果是两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．(说明：只有不同的绝缘物质间的摩擦才会起电)

主题3：感应起电(重点探究)

情景：如图甲所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在下方的金属箔是闭合的．

问题：(1)把带正电荷的球C移近导体A，金属箔有什么变化？说明什么问题？ (2)保持C不动，先把A和B分开，然后移去C，金属箔是否有什么变化？ (3)再让A和B接触，又会看到什么变化？说明什么？

解答：(1)会发现A、B上的两金属箔片均张开，表明A、B两导体均带了电．

(2)分开A、B再移走C后，可以看到金属箔仍张开(如图乙所示)，说明A、B仍带电．

(3)再次让A和B接触后，会发现A、B上的两金属箔片均闭合，表明A和B分开后所带的是异种电荷，且异种电荷是等量的．

主题4：电荷守恒定律、元电荷

问题：阅读教材中的小资料“元电荷”和“电荷守恒定律”，思考并回答下列问题．

－

(1)有人说质子和电子都是元电荷，这种说法对吗？有没有可能一个粒子的电荷量为4.0×1019 C？为什么？

(2)电中性物体中有无电荷存在？所谓“电荷的中和”是不是正负电荷一起消失了？对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷的总量”你是怎么理解的？

解答：(1)质子或电子所带电荷量叫元电荷．元电荷并非一个粒子，质子和电子不能说是元电荷．

－

不可能．任何一个粒子所带的电荷量都应该是元电荷的整数倍，而电荷量4.0×1019 C不是元电荷的整数倍．

(2)电中性物体中是有电荷存在的，只是电荷的代数和为0；“电荷的中和”是指两种电荷的数量相等，这时正负电荷的代数和为0；“电荷的总量”是指电荷的代数和．

一、感应起电

例1 如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且跟地绝缘．下列关于两导体球带电情况的说法正确的是( )

A．先把两球分开，再移走棒，则乙带负电 B．先移走棒，再把两球分开，则两球均带正电

C．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒，则两球均带负电 D．先使乙球瞬时接地，再移走棒，则两球均带正电

【分析】甲、乙两个导体球互相接触时就相当于一个导体，甲在带电绝缘的近端，乙在远端．感应起电的关键是保持绝缘棒不动而先将两导体球分开，然后再移走带电绝缘棒．

【解析】由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以A正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所以C正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D正确．

【答案】ACD

【点拨】无论哪种起电方式都是电荷发生转移，并没有创造新的电荷：①感应起电是由于电荷间的相互作用，同种电荷相斥、异种电荷相吸使电荷在导体中转移；②接触起电时，两球所带电的电性与带电棒的电性相同．

二、摩擦起电

例2 材料不同的物体相互摩擦后会带电，某同学为了探究一些材料对电子的束缚能力而设计了如下实验：

①用毛皮分别摩擦橡胶棒和玻璃棒，摩擦后的玻璃棒与橡胶棒相互吸引；

②用聚乙烯材料的物体摩擦不带电的橡胶棒，摩擦后的橡胶棒与用毛皮摩擦后的玻璃棒相互排斥． 根据以上实验现象，将毛皮、橡胶、玻璃、聚乙烯这几种材料对电子的束缚能力按照由强到弱的顺序排序，其中正确的是( )

A．聚乙烯、橡胶、毛皮、玻璃 B．玻璃、毛皮、橡胶、聚乙烯 C．橡胶、聚乙烯、毛皮、玻璃 D．无法确定

【分析】解答本题时应注意以下几个方面：摩擦起电过程中电荷守恒；相互摩擦的过程中，束缚电子能力强的物体获得电子带负电，束缚能力弱的物体失去电子带正电．

【解析】毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电．步骤①，用毛皮分别摩擦后的玻璃棒与橡胶棒相互吸引，说明玻璃棒带正电，即三者束缚电子的能力依次为：橡胶、毛皮、玻璃．步骤②，用聚乙烯材料摩擦后的橡胶棒与用毛皮摩擦后的玻璃棒相互排斥，说明橡胶棒带正电，即聚乙烯束缚电子的能力强于橡胶．所以总的顺序为：聚乙烯、橡胶、毛皮、玻璃，故A正确．

【答案】A

【点拨】当两个不同材料的绝缘体相互摩擦时，物体带正电还是带负电取决于对电子束缚能力的相对强弱，我们知道毛皮摩擦橡胶棒时橡胶棒带负电，但不是用任何材料的物体摩擦橡胶棒后橡胶棒都带负电．

三、电荷守恒定律的应用

－

例3 有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×109 C、QB＝－3.2×10－9

C．让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个？ 【分析】当两个完全相同的金属小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩余的电荷再重新分配．注意金属中只有电子是可以转移的．

【解析】根据电荷守恒定律，当两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球所带电荷量为：

QA＋QB6.4×109－3.2×109－

QA′＝QB′＝＝ C＝1.6×109 C

22

－

－

在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带上QB′的正

－－－

电，这样，共转移的电子电荷量为：ΔQ＝－QB＋QB′＝3.2×109 C＋1.6× 109 C＝4.8×109 C

9

ΔQ4.8×1010

转移的电子数为n＝＝个． －19个＝3.0×10e1.6×10

－

【答案】电子由B球转移到A球 转移的电子数为3.0×1010个

【点拨】两个相同金属小球相互接触后，电荷先中和后均分的过程，这是电子转移的过程．在解答接触带电的问题时要注意电荷的电性．

1．(考查摩擦起电、感应起电的实质)下列关于物体带电的说法正确的是( ) A．静电感应不是创造电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另外一部分 B．摩擦起电前，两物体都不带电，说明两物体内都没有电荷

C．摩擦起电时，一个物体得到一些电子而带正电，另一物体失去一些电子而带负电 D．一个带电物体跟另一个不带电物体接触，两物体可能带上异种电荷

【解析】静电感应的实质是电荷的转移，A对；摩擦起电前，物体不带电是指“电中性”，物体内有带正电的原子核和核外带负电的电子，只是它们的代数和为零，B错；摩擦起电时，得到电子应带负电，而失去电子会带正电，C错；带电物体与不带电物体接触，电荷会发生转移，且两物体带同种电荷，D错误．

【答案】A

2．(考查摩擦起电)用不带电的棉布分别与不带电的丙烯塑料板和不带电的乙烯塑料板摩擦，实验结果如图所示．由此判断下列关于摩擦起电的说法正确的是( )

A．两个物体摩擦起电时，表面粗糙的易失去电子

B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量都不同的电荷 C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等

D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体所带电荷种类可能不同

【解析】两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子束缚能力的大小，A错．由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，但数量相等，B错、C对．由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D对．

【答案】CD

3．(考查感应起电、电荷间的作用)如图所示，挂在绝缘细线下的轻质小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以( )

A．甲图中的两球一定带异种电荷 B．乙图中的两球一定带同种电荷 C．甲图中的两球可能只有一个带电 D．乙图中的两球可能只有一个带电

【解析】若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也可能一

个带电，另一个不带电．当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋向于远离带电物体，这一过程类似于静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力．综合上述，B、C选项正确．

【答案】BC

4．(考查感应起电、接触起电、电荷守恒)如图所示，用绝缘细线悬挂一轻质小球b，并在b球表面镀有一层金属膜，在b球旁边有一金属球a，开始时a、b均不带电．若给a球带电，则( )

A．a将吸引b，吸住后不放开 B．a把b排斥开

C．a先吸引b，接触后又把b排斥开 D．a、b之间不发生相互作用 【解析】a球带电，b产生静电感应，靠近a侧出现与a异种的电荷，远离a侧出现与a同种的电荷．虽然在b上感应电荷等量、异号，但由于异种电荷距a球近，所以表现为a对b有引力作用．当a吸引b且接触后，使a、b带上同种电荷，a、b之间呈现斥力，由于相互排斥而分开．所以C正确，A、B、D错．

【答案】C

§1.2 库 仑 定 律

1．知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法．

2．理解库仑定律的含义及其表达公式，知道静电力常量． 3．能用库仑定律结合物体的平衡条件解决实际问题．

4．通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性．

1．重点难点

教学重点：正确理解点电荷概念和库仑定律． 教学难点：应用库仑定律解决实际问题． 2．教学建议

教学中可根据教材的安排开展“讨论交流”，引导学生明确物理研究总是从最简单的情形入手，抓住主要因素、忽略次要因素，建立理想模型——点电荷．在课堂上完成实验探究，通过控制变量法让学生自己归纳总结出决定电荷间作用力大小的因素，并由学生完成教材中“实验探究”的几个填空．可通过向学生介绍物理学史，让学生感受形象思维(对称法)的魅力．

1．探究影响点电荷之间相互作用力的因素

(1)点电荷：当一个带电体本身的线度比它到其他带电体的距离________很多，以至于在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的________及电荷在其上的分布状况无关紧要，该带电体就可看做一个带

电的点，这样的电荷称为点电荷．

(2)探究结论：电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而________，随它们之间距离的减小而________． 2．库仑定律

(1)内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成________，与它们之间________________成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的________．

(2)表达式：F＝________．

(3)静电力常量：库仑定律公式中的k叫做静电力常量，k的数值为________． (4)适用条件：真空中________________． 参考答案：

1．(1)小 形状 (2)增大 增大

Q1Q22．(1)正比 距离的平方 连线 (2)k2

r(3)9.0×109 N·m2/C2 (4)静止的点电荷

主题1：质点与点电荷

问题：比较力学中的质点与电学中的点电荷，二者的相同点在哪里？

解答：质点是只有质量，没有大小的点；点电荷是只有电荷量，没有大小的点．它们都采用了抓住主要因素，忽略次要因素的物理学研究问题的方法．它们都是理想化的物理模型，实际情况中并不存在，但实际情况中物体或带电体在一定条件下可被视为质点或点电荷．

主题2：点电荷间相互作用力的探究

情景：为了探究电荷之间的相互作用力跟哪些因素有关，可设计如图所示的实验进行探究．实验分两步：一是保持两小球的电荷量不变，改变两球间的距离；二是保持两小球的距离不变，改变悬挂小球的电荷量．

问题：(1)这个实验采用的是什么实验方法？ (2)实验中由这两个步骤各得到什么结论？ 解答：(1)控制变量法．

(2)①小球的电荷量保持不变时，两小球间的距离越大，相互作用力越小(丝线偏离竖直方向的角度越小)．

②两小球间的距离保持不变时，悬挂小球的电荷量越小，相互作用力越小(丝线偏离竖直方向的角度越小)．

主题3：库仑实验

情景：电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？也就是说，带电体之间的相互作用力是否与电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比？法国物理学家库仑于1785年利用如图所示的库仑扭秤实验解决了上述问题．

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库物理教科3-1教师用书全册导学案(2)在线全文阅读。