4/7靜電的產生及其微觀解釋【學習目標】核心素養物理觀念科學思維科學探究1．知道使物體帶電的幾種方式。2．理解電荷守恒定律的內容。運用原子結構模型和電荷守恒的知識分析靜電現象。通過實驗，觀察并分析靜電現象。【學習重難點】1．運用原子結構模型和電荷守恒的知識分析靜電現象。2．通過實驗，觀察并分析靜電現象。【學習過程】知識點一靜電的產生[觀圖助學]俯視逆時針轉動俯視順時針轉動觀察上圖現象你可以得出什么結論？觀察上圖現象，思考電荷是如何移動的？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：當兩個由不同物質組成的物體互相摩擦時，一個物體中某些原子的電子掙脫了原子核的束縛，轉移到另一個物體上，于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶等量的正電。3．接觸起電：當一個帶電體接觸導體時，電荷會發生轉移，使導體也帶電。4．感應起電：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電子便會靠近或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷，受附近帶電體影響而使導體上的電荷重新分布的現象稱為靜電感應。利用靜電感應使金屬導體帶電的方式稱為感應起電。[思考判斷]（1）摩擦起電是創造電荷的過程。（×）（2）接觸起電是電荷轉移的過程。（√）（3）玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電。（×）知識點二產生靜電的微觀解釋[觀圖助學]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：電荷既不能被創造，也不能被消滅，只能從物體的一部分轉移到另一部分，或者從一個物體轉移到另一個物體。在轉移過程中，電荷的總量不變。2．摩擦起電的實質：兩個不同物質組成的物體相互摩擦，由于摩擦力做功，一個物體中的電子獲得能量，掙脫原子核的束縛轉移到另一個物體上。根據電荷守恒定律，一個物體失去電子帶正電，另一個物體得到電子帶負電。3．感應起電的實質是在附近帶電體所帶電荷的作用下，導體中的自由電荷從導體的一部分轉移到了另一部分。[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導體接觸后，電荷會消失，這種現象叫電荷的湮沒。（×）（4）感應起電過程仍符合電荷守恒定律。（√）驗電器的構造、原理及用途1．構造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．應用（1）檢驗物體是否帶電。（2）物體帶電的種類。[注意]摩擦起電適用于絕緣體，接觸起電和感應起電適用于導體。物體帶電的實質是電荷發生了轉移，或物體間電荷的重新分配。一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和保持不變。[拓展]金屬結構中性是指物體內有電荷存在，但正負電荷的絕對值相等，對外不顯電性。【學習小結】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,感應起電))——導體))起電的實質——電荷的轉移一個規律——電荷守恒定律【達標檢測】[基礎過關]1．一個帶電導體與另一個不帶電導體接觸，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帶電導體與另一個不帶電導體接觸，電荷會發生轉移，所以一定帶同種電荷，選項A錯誤，B正確；若兩個導體完全相同，則兩個導體帶等量的同種電荷，否則兩個導體帶不等量的同種電荷，選項C、D錯誤。答案B2．某次實驗中，老師用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近錫箔屑，發現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因為獲得電子而帶負電B．錫箔屑被吸引過程是減速過程C．最后錫箔屑散開是因為碰撞導致D．散開時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，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錯誤；錫箔屑被吸引過程是加速過程，故B錯誤；最后錫箔屑散開主要是因為錫箔屑帶正電，而同種電荷相互排斥，故C錯誤，D正確。答案D3．如圖所示，放在絕緣支架上帶正電的導體球A，靠近放在絕緣支架上不帶電的導體B，導體B用導線經開關接地，現把S先閉合再斷開，再移走A，則導體B（）A．不帶電 B．帶正電C．帶負電 D．不能確定解析根據靜電感應現象和電荷間的相互作用，可知S閉合之前B的a端帶負電荷，b端帶等量正電荷，S先閉合再斷開，再移走A，導體B帶負電，故選項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，實驗結果如圖所示，由此對摩擦起電的說法正確的是（）A．兩個物體摩擦時，表面粗糙的易失去電子B．兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類及數量不同的電荷C．兩個物體摩擦起電時，帶上電荷的種類不同但數量相等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時是否得失電子取決于原子核對電子的束縛力大小，A錯誤；由于摩擦起電的實質是電子的得失，所以兩物體帶電種類一定不同，數量相等，B錯誤，C正確；由題中實驗不難看出，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電器，驗電器的金屬箔片張開。如圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是（）解析把帶電金屬球移近不帶電的驗電器，會改變驗電器上的電荷分布；由于電荷間同性相斥、異性相吸，使得驗電器上靠近帶電金屬球的一端和其電性相反，而遠離帶電金屬球的另一端和其電性相同，故選項B正確。答案B6．（多選）關于摩擦起電現象，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變成了電荷B．摩擦起電是通過摩擦將一個物體中的電子轉移到另一個物體上C．通過摩擦起電的兩個原來不帶電的物體，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，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金屬箔片。當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時（）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．用手觸摸枕形導體B端后，將手和C都移走，兩對金屬箔片均張開D．選項A中兩對金屬箔片分別帶異種電荷，選項C中兩對金屬箔片帶同種電荷解析根據靜電感應的原理知，帶正電的導體C放在枕形導體附近，在A端出現了負電荷，在B端出現了正電荷，相應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A錯誤；用手觸摸枕形導體B端后，B端不再帶正電，金屬箔片閉合，選項B正確；用手觸摸枕形導體B端后，只有A端帶負電，將手和C都移走，不再產生靜電感應，A端所帶負電荷便會分布在整個枕形導體上，A、B端均帶負電，兩對金屬箔片均張開，選項C、D正確。答案BCD8．如圖所示，左邊是一個原先不帶電的導體，右邊C是后來靠近導體的帶正電金屬球，若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導體切開，分導體為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數值分別為QA、QB，則下列結論正確的是（）A．沿虛線d切開，A帶負電，B帶正電，且QB>QAB．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負電，且QB＝QAC．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負電，且QB>QAD．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負電，而QA、QB的值與所切的位置有關解析靜電感應使得A端帶正電，B端帶負電。導體原來不帶電，只是在C中正電荷的作用下，導體中的自由電子向B端移動，使B端有多余的電子而帶負電，A端少了電子，而帶正電。A端移去的電子數目和B端多余的電子數目是相同的，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，自由電子在不同位置所受C的作用力的強弱是不同的，這樣導致電子在導體上的分布不均勻，越靠近B端，負電荷密度越大；越靠近A端，正電荷密度越大，因此從不同位置切開時，QA、QB的值是不同的，D正確。答案D9．某研究性學習小組的同學設計了以下實驗方案來驗證電荷守恒定律。實驗操作步驟一：手持有機玻璃棒，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：將兩塊起電板同時插入空心金屬球實驗圖解實驗現象金屬箔片張開金屬箔片閉合根據以上實驗過程和觀察到的現象，回答下列問題：（1）步驟二的實驗現象說明：________________________________；（2）步驟三的實驗現象說明：________________________________；（3）該研究性實