《静电的防止与利用》微课+知识点+习题
《静电感应现象》微课+知识点+习题
知识点：
1.静电的产生（1）摩擦起电：摩擦使电荷发生转移，从而使两物体带上了相异的电荷。（2）感应起电：利用静电感应使导体带电叫做感应起电。（3）静电感应：导体由于受附近带电体的影响而出现带电的现象叫做静电感应。（4）两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。（5）电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。2.原子结构与电荷守恒（1）原子结构：原子由电子和原子核组成，而原子核又由中子和质子组成。其中中子呈电中性，质子带正电，电子带负电。原子所含的电子数和质子数相等，因此不显电性。（2）电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量不变。（3）起电的原因：物体失去电子则带正电，得到电子则带负电。物体带电的实质就是电子的得失。3.静电的应用与防护（1）静电的应用：激光打印机、静电喷雾、静电除尘、静电杀菌等。（2）静电的防护：印刷厂里空气保持适当的湿度、油罐车车尾装有一条拖在地上的铁链等。4.如何确认感应起电使物体带电有不同的方式，在初中阶段我们已经认识到摩擦起电。现在再通过演示实验确认另一种起电方式——感应起电。用一根与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属球（注意：不要接触），会看到验电器的指针发生偏转，这说明验电器的指针带上了电。保持玻璃棒的位置不变，用手接触验电器的金属球，发现指针偏角为零，先把手移开，再把玻璃棒移开，会发现指针又发生了偏转，这种把一带电物体靠近导体可以使导体带电的方式叫感应起电。感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触只是靠近，后者必须直接接触。5.起电的原因（1）摩擦起电：不同的物质对电子的束缚和吸引的能力不相同。两种不同的物质组成的物体相互摩擦时，由于摩擦做功，使得束缚电子能力弱的物质上的电子转移到了吸引电子能力强的物质上。根据电荷守恒定律，从整体上看，一个物体失去了电子，带正电；另一个物体就得到了电子，带负电。例如用毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮对电子束缚能力差，失去电子，电子转移到了橡胶棒上，橡胶棒从而带上了负电。（2）感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会靠近或远离带电体。例如当带正电的玻璃棒靠近金属体时，金属体靠近玻璃棒一端会带上负电，远离玻璃棒的一端会带上正电，如图（a）所示。如果把金属体接地，那么电子会从大地“跑”到金属体上而中和掉金属体一端的正电荷，从而使金属体带上了负电荷，如图（b）和（c）所示。再移开玻璃棒，金属体就带上了负电荷，如图（d）所示。所以，感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分。视频教学：
练习：
例1.一绝缘球A带正电，用绝缘丝线悬挂的一轻小物体B被A吸引，如图所示，试分析B的带电情况。解析：A、B相互吸引，有两种情况：一是A、B带异种电荷；二是其中一个带电，另外一个不带电。因为带电体有吸引轻小物体的性质，所以B可能不带电，也可能带负电。答案：见“解析”。例2.有两个完全相同的带绝缘柄的带电金属小球A、B，分别带有电荷量，让两金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？解析：当两小球接触时，带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，即接触后两小球带电荷量。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球带的正电，这样，共转移的电子电荷量为转移的电子数个答案：电子由B向A转移个。例3.如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属验电箔，C是带正电的小球，下列说法正确的是（）A.把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B.把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C.把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D.把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片已闭合解析：虽然A、B起初都不带电，但带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B同种的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A正确。C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不能变，金属箔片仍张开，B正确。但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间库仑力作用下吸引中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，C错。先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，D错。答案：AB课件：
教案：
（1）掌握两种电荷，了解摩擦起电和感应起电，定性了解自然界仅有的两种电荷间的作用特点（2）了解静电现象及其在生产和生活中的运用（3）了解电荷守恒规律。能用原子结构和电荷守恒规律解释静电现象
感应起电的方法和原理/电荷守恒定律
感应起电的原理——运用电场有关知识，分析、推理出实验现象的成因
1.实验器材：有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒、验电器、AB筒，摩擦起电机
2.课件：视频——静电使长发飘起来；文档——人身静电高达七八千伏
演示摩擦起电机的人造闪电（激发学生的兴趣），让学生分析原因。这是一种静电现象，我们不少同学觉得电既神秘又危险，对电存在很多错误的认识，甚至觉得带电就不能碰。其实不然，播放视频——静电使长发飘起来。反之在某节目中主持人说电流电死人大约要1A左右，其实只要几个mA就能电死人了。所以作为现代生活在电器时代的我们更要好好学习电学。因为这不仅是常识，还是生存的能力。人类从很早就认识了磁现象和电现象，例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载，但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的，到十九世纪才建立了完整的电磁理论。电磁学及其应用对人类的影响十分巨大，在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用，是历史上的一次技术革命，是人类改造世界能力的飞跃，打开了电气化时代的大门。工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中，起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域，给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电，就必须懂得电的知识。在初中我们学过一些电的知识，现在再进一步较深入地学习。
(二)研究两种电荷及摩擦起电的成因（主要是回顾初中的知识）1.实验一：用橡胶棒与毛皮摩擦后，放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。提问一：为什么橡胶棒会吸引碎纸片？答：橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了，带电物体会吸引轻小物体。若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片，会出现什么现象？答：毛皮带上正电，也会吸引轻小物体。教师用实验验证学生的判断。提问二：注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况，会发现被橡胶棒吸起的纸片中，较大的纸片先落下来，这是为什么？答：带电体在空气中不断放电，使它带电量不断减少，因而吸引轻小物体的力也相应减小，所以较大纸片先落下来。师：在初中的学习中，我们已经知道，自然界存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦有机玻璃棒后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，有机玻璃棒带正电，丝绸带负电。物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，这种摩擦起电是怎么形成的呢？答：物体是由带正电的原子核和核外电子构成的。摩擦使物体中的正负电荷分开。（不带电物体，正负电荷等量）失去一些电子的物体带正电。得到一些电子的物体带负电。师：对，我们可以看到这又是一个守恒的过程。即：电荷守恒：电荷不能创造，不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。反之，如果正电荷和负电荷相接触呢？答：会中和。电量消失。师：很好，中和就是等量异种电荷相互抵消的现象。师：电子带有最小的负电荷，质子带有最小的正电荷，它们电量的绝对值相等，一个电子电量
e=1.6×10－19C。任何带电物体所带电量要么等于电子（或质子）电量，要么是它们的整数倍，因此，把1.6×10－19C称为基元电荷。板书：一、电荷与电量1、自然界只存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。2、电荷守恒：电荷不能创造，不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分。3、电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。带电体的电量q=Ne（N为整数）。e=1.6×10－19C称为基元电荷。(三)研究两种电荷间的相互作用及接触起电。提问三：除了吸引轻小物体外，还可以用什么方法来检验物体是否带电？答：用验电器。将待检验物体接触验电器的金属球，若验电器的金属箔片张开，就说明物体带电。师：为什么带电物体会使下方的金属箔片张开呢？答：两箔片带上了与接触物体同种的电荷，电荷间作用的规律是同种电荷相斥，异种电荷相吸。因而两箔片互相排斥。师：两箔片为什么会带上与接触物体同种的电荷？能解释一下吗？答：验电器的金属球与箔片都是金属，金属具有大量自由电子，带负电的物体接触金属球时，多余的电子彼此排斥，跑到了离金属球与箔片的表面上。而带正电的物体缺少电子，箔片上的电子将过来补充，导致箔片上也缺电子而带正电。师：所以用接触的办法得到的是与原物体同种的电荷。大家也可以用这样的方法来解释中和的现象。如果两个一模一样的金属物质相接触，它们的电荷就要平均分配到两个物体上去，即（式中q含正负号）。例1：两个完全一样的绝缘金属球，A带电量Q，B带电量-2Q，将AB相触后分开，AB分别带多少电量？（都是-Q/2）例2：有三个完全一样的绝缘金属球，A带电量Q，BC均不带电，怎样能使B带上3Q/8的电量？（先AC碰，然后BC碰，再AB碰）板书：二、电荷的相互作用：同种电荷相斥，异种电荷相吸。三、起电方式：①摩擦起电②接触起电③感应起电(四)研究静电感应现象和感应起电提问：不用接触，能否用一个带电体A使另一个原本不带电的物体B带上电荷呢？实验方法一：使A带电，B、C端将出现感应电荷，把B、C分开，各自出现净电荷，从而带电。操作：利用起电机使绝缘金属球带电，从而产生电场，把感应电机靠近A摆放，且接触良好。将不带电验电球A先与B接触，再与验电器金属球D接触，如此反复，可见D金属箔张开。同样，可让A与C接触，再与E接触，反复几次，可见E金属箔也张开。由此可知B、C两端带电。此时，若将A上电荷放掉，让A与C接触后与D接触，反复几次，可见D金属箔张角变小，可见B、C两端电荷异号。板书并解释：四、静电感应（1）什么叫静电感应：将不带电的导体靠近带电体时，其自由电荷发生带电体电荷的作用下，发生定向移动，从而重新分布，在其表面不同部分出现了正、负电荷的现象。分析实验：可根据同性相斥、异性相吸，指出本实验中距A近端（B端）有与A异号的电荷，距A远端（C端）电荷与A同号。播放课件——静电感应现象的微观解释实验方法二：如图所示，A带正电，若感应电机C端接地，问B、C端各带什么电荷？（B端带负电荷，C端无净电荷）若此时断开C与地的连线，B、C端带什么电荷？（B端负电荷，C端无电荷）整个导体净余什么电荷？（负电荷）若B端接地，整个导体净余什么电荷？（负电荷）教师实验演示。（接地可用手接触来代替）归纳过程：①将不带电导体B靠近带电体A；②用手轻触B（随便哪一端）；③将手移开；④挪开A；⑤B上带与A相反的电荷。注意：操作顺序不能反。关于手指触碰哪一端的问题，可参考学习手册P3/例例：学习手册P4/4：验电器早已带正电，现将一导体球移近验电器的小球，但不接触，在移动过程中箔片张角减小，则：（D）（可能带负电，也可能不带电）
A球P一定带正电B球P一定带负电C球P一定不带电D球P可能不带电例：利用静电感应的知识解释带电体为什么会吸引轻小物体？（提示：电荷作用力的大小还与远近有关，越近作用力越大。）(五)静电的防护与利用（自学为主，课上阅读归纳）1.利用1)吸附功能；可用于除尘、喷涂等2)杀菌功能：处理种子，处理水，3)放电产生臭氧：强氧化剂，可杀菌2.防止危害——放电导致火花，电击等危害预防方法——尽快导走静电（利用金属或潮湿的空气导电）——α射线照射，使空气电离导电教材本节课后练习4、5
《教材全练》P1-2
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