高中物理 第一章 静电场 第1节 静电现象及其微观解释知识导航素材 鲁科版选修3-1（通用）

PAGE第1节静电现象及其微观解释思维激活1.在天气干燥的日子里，你与人握手、触摸金属器具、脱化纤衣服时，会感觉到有一股“魔力”把你“猛击”一下，夜间还可能闪出火花.你知道这股“魔力”是怎么回事吗？2.我们经常在路上看到油罐车的后面拖着一条尾巴(铁链)，你知道这条铁链是做什么用的吗？ 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 ：1.提示:这是由于静电力作用的结果.2.提示:在运输过程中油和油罐摩擦会产生静电，铁链可以将静电导走以避免发生爆炸事故.自主整理1.静电的产生(1)使物体带电的三种方式_____________——通过摩擦的方式使物体带电._____________——通过与带电体接触的方式使物体带电._____________——通过静电感应使物体带电.(2)静电感应导体由于_____________而出现带电的现象.(3)带电体的电性物理学规定：_____________带正电，_____________带负电.更多试验结果表明：_____________电荷相互排斥，_____________电荷相互吸引.2.原子结构与电荷守恒(1)电荷守恒定律电荷既不能_____________，也不能_____________，只能_____________，或者_____________.在任何转移的过程中，_____________不变.(2)利用原子结构对物体带电的解释使物体带电的过程实际上是物体_____________电子的过程，原来不带电的物体_____________电子带负电，_____________电子带正电.3.静电的应用与防护(1)静电的应用激光打印、静电复印_____________、_____________、等.(2)静电的防护防止静电产生危害的方法是及时将_____________导走.答案：1.(1)摩擦起电接触起电感应起电(2)受附近带电体的影响(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒用毛皮摩擦过的橡胶棒同种异种2.(1)创造消灭从物体的一部分转移到另一部分从一个物体转移到另一个物体电荷的总量(2)得失得到失去3.(1)静电除尘静电喷雾(2)产生的电荷高手笔记三种方式产生静电的原因(1)摩擦起电：不同的物体束缚电子的能力不同.当物体相互摩擦时，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电，相对应的另一物体就会得到电子而带负电.例如：玻璃棒与丝绸摩擦时，由于玻璃棒容易失去电子而带正电；硬橡胶棒与毛皮摩擦时，由于硬橡胶棒容易得到电子而带负电.(2)接触带电：电子是在不断移动的.一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开，一部分电子会从带电的导体上转移到不带电的导体上，从而使不带电导体带电.(3)感应带电：利用静电感应使物体带电.当带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动，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.(4)产生静电的实质：在带电体的作用下，导体上的电荷发生了分离，从一个物体转移到另一个物体(摩擦起电、接触带电)，或从导体的一部分转移到另一部分(感应起电)，从而使导体显示出电性.但电荷的总量是不变的.名师解惑1.带电体为什么能吸引轻小物体？剖析:轻小物体中有些是导体(如金属屑).当带电体靠近小导体时，由于静电感应，小导体靠近带电体的一端感应出与带电体相反的电荷，另一端感应出同种电荷.由于异种电荷离得近，同种电荷离得远，吸引作用大于推斥作用，小导体就被吸引过来.轻小物体中更多的是绝缘体，如纸屑等.绝缘体也是电介质.在电介质原子中，由于原子核对电子的束缚作用较强，所以电子不能自由移动.从分子结构来分，电介质的分子可分为有极分子和无极分子两类.有极分子可以堪称一对离得很近的正负电荷，叫做电偶极子.通常状况下有极分子排列杂乱无章，因此对外不显电性.当导体靠近它们时，在带电体的电场作用下，有极分子的极子能够转向，大致沿电场方向排列.这时，在电介质的前后表面将出现等量的异种电荷.同样地，由于异种电荷离得近，吸引作用较强，它们就被吸引过来了.2.为什么感应起电后用手触摸导体靠近带电体的一端，导体仍显示与带电体相反的电性？(如：带正电的导体C靠近不带电的导体A，A由于静电感应带电.用手触摸A右端后撤去C，发现A带负电)剖析:因为当带正电的导体C靠近不带电的导体A时，A上会由于静电感应带电.用相当于导体的手去触摸导体A，不管是触摸靠近C的一端还是远离C的一端，都相当于将A与地球连在了一起.由于电荷有同性相斥、异性相吸的关系，与C上电荷同性的电荷将会移动到地球上，而与C上电性相异的电荷就留在了A上.所以A上显示负电性.讲练互动【例1】如图，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B时，验电器金箔张角减小，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：验电器的金箔张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷的多少.若A球带负电，靠近B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”(实质是金属导体内的自由电子下移与金箔上的正电荷中和，使金箔带的正电减少)，从而使两金箔夹角减少，B正确，同时否定C.若A不带电，在靠近B时，发生静电感应使A球电荷发生极性分布，靠近B的一端出现负的感应电荷，而背向B的一端出现正的感应电荷.A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，从而使张角减小，选项A正确，同时否定D.答案：AB绿色通道电荷间的相互作用规律和静电感应现象是解决这类问题的关键.变式训练1.当某带电导体靠近不带电的验电器的金属小球时，两金箔张角将如何变化？解析：带电导体靠近不带电的验电器时，验电器的金属球会由于静电感应带电，同时金箔的一端也相应的带电，张角会张开.答案：张角张开【例2】现有一带负电的电荷A，另有一不能拆开的导体B，而再也找不到其他的导体可供利用.你如何能使导体B带上正电？解析：因为A带负电，要使B带正电，如果用接触带电只能使B带负电，所以必须用静电感应的方法才可以.由静电感应的原理可知，要使B带正电还需另外一块导体，但没有这块导体.实际上人体就是一块很好的导体，只要把A靠近B，用手摸一下B，拿开手，再拿开A，B就带上了正电.答案：将A靠近B，同时用手触摸B，把手拿开，再拿开A，B就带上了正电.绿色通道本题仍属静电感应问题，解决的关键在于怎样找到另一块导体，如果不能考虑到人体的导电性，思维将陷入误区.变式训练2.将带负电的电荷A靠近不带电的导体B，同时用一导线从导体B靠近A的一端接地，问B上将带什么电？解析：A靠近B，B由于静电感应带电，靠近A的一端带正电，远离A的一端带负电.导线使B在靠近A的一端接地，这时B和地可以看作一个整体.负电荷向远离A的一端移动到了地面上，正电荷就留在了B上，所以B带正电.体验探究问题1:你能否不用胶水、胶布等粘合的东西而把报纸贴在墙上不掉下来？导思:轻巧的物体带静电后就能够被吸附，那么，若让报纸带上静电，是否也可被吸附呢?探究:将报纸打开平铺在墙上，用直尺或梳子的侧面在报纸上迅速地摩擦几下，报纸就像粘在墙上一样掉不下来了.问题2：博物馆里有些古书已经非常陈旧，在翻的时候无论怎样小心，书页都可能破损，而在博物馆的实际工作中又经常有翻阅它们的必要，这些书页应该怎样去翻呢？导思:古书由于陈旧，书页不容易分开而且容易破损，那么可以想个办法使书页容易分开.利用同种电荷相斥、异种电荷相吸的性质，可以使书页分开.探究:给书卷充电,书中相邻各页得到同性的电荷之后就会相互排斥，因而可以毫发无伤地一页页分开来.