粤教版高中物理选修3-1全套PPT课件.ppt

1、粤教版高中物理选修31全套PPT课件认识静静电1了解一些静电现象，并能解释这些现象的成因。2知道三种起电方式，并能理解三种起电方式的物理实质。3知道什么是元电荷，理解电荷守恒定律。1人们经过大量的实验发现：自然界中只存在_种电荷。习惯上用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做_。同种电荷相互排斥，异种电荷相互_。2物体所带的电荷一般是不同的，电荷的多少叫做_。正电荷的电荷量用_来表示，负电荷的电荷量用_来表示。等量的异种电荷完全抵消的现象叫做_。3电荷守恒定律：电荷既不会_，也不能_，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分。在

2、转移的过程中，电荷的_不变。答案：1两负电荷吸引 2电荷量正数负数中和 3创造消灭代数和考点一 静电的产生1摩擦起电摩擦起电：当两个不同的物体互相摩擦时，束缚能力弱的物体的部分电子往往会转移到另一个物体上，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电，这就是摩擦起电。玻璃棒和丝绸摩擦后，玻璃棒和丝绸分别带了电荷，这是因为()A丝绸中的电子转移到玻璃棒上B丝绸中的质子转移到玻璃棒上 C玻璃棒中的电子转移到丝绸上D玻璃棒中的原子转移到丝绸上解析：丝绸和玻璃棒对电子的束缚、吸引能力不相同，摩擦过程中玻璃棒上的电子转移到丝绸上，玻璃棒带正电。答案：C练习练习1（双选）关于摩擦起电

3、，下列说法正确的()A用梳子和头发摩擦后能够吸引轻小物体，因为摩擦使梳子带电B摩擦后梳子带电后头发就不带电了C摩擦带电产生了电荷，使自然界中的电荷数增加了D摩擦带电的本质是电荷发生了转移解析：摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体上，失去电子带正电，得到电子带负电，并没有创造电荷。答案：AD2感应起电感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。（双选）如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接

4、触)时，验电器的金属箔张角减小，则()A金属球可能不带电B金属球可能带负电C金属球可能带正电D金属球一定带负电解析：验电器的金属箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，同种电荷相排斥，张开角度的大小取决于两金箔带电量的多少。如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C。如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B的端面出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选

5、项D。答案：AB3接触带电接触带电：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方法。考点二 元电荷与电荷守恒定律物质由中性的原子组成，原子由原子核和电子组成。原子核中的质子和电子带有等量异种的电荷，质子的电荷量e1.601019 C，实验指出，任何带电体的电荷量都是e的整数倍。因此e被称为元电荷。电荷守恒定律内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一个部分。在转移的过程中，电荷的代数和不变。目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为e，d夸克带电量为 e，e为基元电荷。下

6、列论断可能正确的是()A质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成。练习练习2科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述不正确的是()A把质子或电子叫元电荷B1.601019 C的电量叫元电荷C电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷D质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷A 外形完全相同的两个金属小球的电

7、荷转移规律1若两个小球各带同种电荷q1、q2，两者接触后再分开，每个小球带电荷量为 。2若两个小球带异种电荷q1、q2，两者接触后再分开，每个小球带电荷量为 。半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开。(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为_。(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为_。祝您探究静探究静电力力一、点电荷一、点电荷本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体,它是一个理想化的模型。现有一个半径为20 cm的带电圆盘,能否把它看做点电荷?答案：能否把带电圆盘看做点电荷,不能只看大

8、小,要视具体情况而定。例如,若考虑它与10 m 远处的一个电子的作用力时,完全可以把它看做点电荷;若电子距圆盘只有1 mm时,这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面,而不能看做点电荷。二、库仑定律二、库仑定律1.探究方法:控制变量法(1)探究电荷间的作用力的大小跟距离的关系电荷量不变时,电荷间的距离增大,作用力减小;距离减小时,作用力增大。(2)探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系电荷间距离不变时,电荷量增大,作用力增大;电荷量减小,作用力减小。2.库仑定律(1)内容:在真空中两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上。同种电荷

9、相斥,异种电荷相吸(3)静电力常量k=9.0109 Nm2/C2(4)点电荷之间的作用力称为静电力,又叫做库仑力有同学认为,公式 中,当r0时,两者的库仑力F趋向无穷大,你认为可能吗?为什么?答案：不可能因为库仑定律仅适用于真空中的点电荷,当两带电体无限靠近,即r0时,带电体不能看成点电荷,当然就不能应用库仑定律来计算。应用库仑定律前切记其适用范围。1.在中学物理中,库仑定律的表达式只适用于真空中的点电荷。2.两个点电荷之间的静电力作用是相互的,它们遵循牛顿第三定律。3.两个点电荷之间的相互作用力都独立地满足库仑定律的表达式,不因其他电荷的存在而受影响;任何一个电荷所受的静电力等于周围其他各个

10、点电荷对它的作用力的合力。4.两个带电球体间的库仑力应用库仑定律时,电荷的“正、负号”有无必要代入公式?答案：计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行.用公式计算库仑力大小时,不必将表示电荷q1、q2的带电性质的正、负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入公式中从而算出力的大小;力的方向再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引判断。【例题】(2015安徽理综)由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带的电荷量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为 ,式中k为静电力常量.若用国际单位制的基本单位表示,k的单位应为()A.kgA2m3B.kgA2m3s4C.kgm2C2

11、D.Nm2A-2答案：B 迁移应用1.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l是球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是()迁移应用答案：D解析：由于a、b两球所带异种电荷相互吸引,使它们各自的电荷分布不均匀,即相互靠近的一侧电荷分布较密集,又l=3r,不满足lr的要求,故不能将带电球壳看成点电荷,所以不能应用库仑定律,故 。万有引力定律适用于两个可看成质点的物体,两球壳虽然不满足lr,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀,两球壳

12、可看做质量集中于球心的质点,可以应用万有引力定律,故2.真空中有两个点电荷q1、q2,相距18 cm,已知q1是正电荷,其电荷量为1.810-12 C,它们之间的引力大小为F=1.010-12 N,求q2的电荷量及带电性质。答案：2.010-12 C,负电解析：由于是真空中两个点电荷,符合运用库仑定律解题的条件根据库仑定律 得:因为电荷间表现为引力,可见q2是负电荷库仑力作用下的平衡问题遇到这类问题,一般的处理方法:1.受力分析,分清受什么力;2.状态分析,平衡状态还是其他状态;3.根据规律列方程求解。(2015浙江理综)(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球

13、A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0106 C 的正电荷。两线夹角为120,两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2;静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,A、B球可视为点电荷),则()A.支架对地面的压力大小为2.0 NB.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 NC.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 ND.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866 N1.在真空中有两个相距为r的点电荷A和B,所带

14、电荷量分别为q1=-q和q2=4q,现要将第三个带电荷量为q3的点电荷C放入,要求放入C后三个电荷均处于平衡状态,对C的电荷量及电性有何要求?答案：A、B固定时,对C的电性和电荷量没有要求;A、B不固定时,q3=4q.C距离A的距离均为r。解析：(1)若A、B固定,要让C平衡,只要使C所受的A、B对它的静电力大小相等,方向相反即可。C受力平衡,必须和A、B在同一直线上,因为A、B带异种电荷,所以C不可能在它们之间。再根据库仑定律,静电力和距离的二次方成反比可推知C应该在A、B的连线上A的左侧(离小电荷量的电荷近一点的地方),如图所示。设C离A的距离是x,根据库仑定律和平衡条件列式将q1、q2的

15、已知量代入得x=r,对C的电性和电荷量没有要求(2)若A、B不固定,要同时使三个电荷受的静电力的合力都等于零,需要同时分析三个电荷的受力情况。要使三个电荷都处于平衡状态,就对C的电性有要求。C不能带负电。若C带负电,则A、B都不能平衡;同时C也不能处于A、B的中间或B的外侧,只能在A的左侧如图所示.根据库仑定律和平衡条件,对C,2.(2014浙江理综)(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间

16、距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则()电场强强度度1知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。2理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的。3能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算。4知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算。5知道什么是电场线，理解电场线可以形象地表示电场的方向和强弱。6了解一个点电荷、两个等量点电荷、带电平行板间电场线的分布。7认识匀强电场。1电场：电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质_发生的，电荷的周围都存在_。2电场强度(1)电场中某一点的电荷受到的_跟它的_的比值，叫做该点的电场强度，简称_。用E表示。定义式：_。本公式适用于_。答案：1电场电场 2(1)电场力F电荷量q场强 E 所有电场电场强度是_，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向_；跟负电荷在该点所受的电场力的方向方向_。(2)真空中点电荷电场场强_。本公式适用于_。答案：