1.1电荷及电荷守恒定律
电荷及其守恒定律
三、电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一 个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部 分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总 量保持不变。
物理学的基本定律之一 。它指出，对于一个孤
立系统，不论发生什么变化 ，其中所有电荷的
代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明，如
果某一区域中的电荷增加或减少了，那么必定
（2）什么是元止,科学实验发现的最小电荷量就是电子所 带的电量.质子.正电子所带的电量与它相同,但符号 相反.人们把这个最小的电荷量叫做元电荷.
一个电子所带电量为元电荷
.
8
元电荷
元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验
测得到的．尽管质子、电子的电荷量的数值皆
得到电子：带负电 失去电子：带正电
(2)特点：两物体带等量异种电荷
.
14
起电的原因
原子的核式结构 原子是电中性的
摩擦起电的原因： 束缚电子本领弱的物体带失去电 子带正电， 束缚电子本领强的物体得到电子 带等量的负电
丝绸 - 玻璃 + 毛皮 + 橡胶 -
思考：玻璃无论与什么 物质摩擦都带正电吗? 玻璃棒与毛皮摩擦后带负电
电荷、电量、带电体三个词往往不加区分地使 用，其中电荷一词用得最广． 在某些情况下，电荷实际指带电体本身．
（2）.电荷量的国际单位是：库仑，符号：C
.
7
探究思考：
（1）电荷量有正负吗？如何比较两个 电荷量？
电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质 比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值
②用手指摸甲球。
③手指移开。
④移开乙球。
⑤⑥甲甲球球带不正带B电 电C。 。
下列操作过程和所得结论正确的有（
化学 三大守恒定律
引言：化学是一门研究物质组成、性质和变化的科学。
在化学的实验和理论研究中，守恒定律是一个非常重要的概念。
在上一篇文章中，我们已经介绍了化学三大守恒定律中的质量守恒定律和能量守恒定律。
在本文中，我们将继续探讨第三个守恒定律电荷守恒定律以及两个相关概念电流守恒定律和电功率守恒定律。
正文：1.电荷守恒定律：电荷守恒定律是一个基本的物理定律，指出在一个封闭系统中，电荷的总量是不变的。
简单来说，这意味着电荷既不能被创造也不能被销毁，只能从一个物体转移到另一个物体。
这个定律的数学表达式可以表示为：总电荷=进入的电荷离开的电荷。
2.电流守恒定律：电流守恒定律是基于电荷守恒定律的一个推论。
它指出，在一个封闭电路中，电流的总和等于零。
换句话说，电流无法在电路中的任何一点消失，而必须通过电路中的每一个点。
这个定律的数学表达式为：总电流=进入的电流离开的电流。
3.电功率守恒定律：电功率守恒定律是基于能量守恒定律和电流守恒定律的推论，它指出，在一个电路中，电功率的总和等于零。
这个定律的数学表达式可以表示为：总电功率=进入的电功率离开的电功率。
现在，让我们详细阐述每个大点下的小点。
I.电荷守恒定律：1.1电荷的基本单位1.2电荷的性质和量度1.3电荷的转移和分布1.4电荷守恒定律的实验验证1.5应用案例：电化学反应中的电荷转移II.电流守恒定律：2.1电流定义和单位2.2电流的测量和方向2.3电流的连贯性和分布2.4电流守恒定律的实验验证2.5应用案例：并联电路和串联电路中的电流分布III.电功率守恒定律：3.1电功率的定义和单位3.2电功率的测量和计算3.3电功率与电流、电压的关系3.4电功率守恒定律的实验验证3.5应用案例：电能的转化与利用总结：在本文中，我们详细探讨了化学三大守恒定律中的电荷守恒定律及其推论电流守恒定律和电功率守恒定律。
电荷守恒定律指出电荷在封闭系统中的总量是不变的，而电流守恒定律和电功率守恒定律则是基于电荷守恒定律推导出的。
选修3-1 1.1电荷及其守恒定律
2.在图 在图1.1-2所示的实验中 最终 带上了 所示的实验中,最终 带上了-10 在图 所示的实验中 最终A带上了 8C的电荷．实验中，是电子由 转移到 的电荷． 转移到B 的电荷 实验中，是电子由A转移到 还是由B转移到 转移到A 还是由 转移到 ？得到或失去的电子数 各是多少？ 各是多少？
元电荷就是电子? 元电荷就是电子? 物体带电量: 物体带电量
Q = n e , n为 整 数
例1：科学家在研究原子、原子核及基本粒子时， ：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， 为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关 于元电荷，下列论述正确的是： 于元电荷，下列论述正确的是： A、把质子或电子叫元电荷． 、把质子或电子叫元电荷． B、1.60×10-19C的电量叫元电荷． 的电量叫元电荷． 、 × 的电量叫元电荷 C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对 、电子带有最小的负电荷， 值叫元电荷． 值叫元电荷． D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对 、质子带有最小的正电荷， 值叫元电荷． 值叫元电荷． 答案： 、 、 ． 答案：B、C、D．
使物体带电的方法： 1、摩擦起电
摩擦起电的原因： 摩擦起电的原因：在摩擦起电的过程 中，一些被原子核束缚得不紧的电子 转移到另一个物体上， 转移到另一个物体上，于是失去电子 的物体带正电， 的物体带正电，得到电子的物体带负 电。
2、感应起电 感应起电
3、接触起电 接触起电
二、电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消灭， 电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物 体转移到另一个物体， 体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转 移到另一部分，在转移过程中， 移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保 持不变。 持不变。
1.1 电荷及其守恒定律
验电器和静电计
金属外壳 导体棒 指针 刻度
金属箔
验电器
静电计
验电器的感应起电
电荷在验电器的不同 部分间转移，使金属 小球和箔片都带上了 等量异号电荷，使箔 片张开 。
是否只有当带电体与导体棒的上端直靠近时金 属箔片才开始张开？
2、使物体带电的方法：
（3）、接触带电
使物体带电的方法除摩擦起电、感应起 电外，还有接触带电 通过与带电体直接接触，电子从一个物 体转移到另一个物体上，从而使不带电的物 体带上同种电荷的过程。
金属球 金属杆ຫໍສະໝຸດ － －－－ －－箔片 箔片
－ －
2、使物体带电的方法：
（3）、接触带电 微观解释： 电荷从一个物体转移到另一个物体
• 电荷中和现象及电荷均分原理： • （1）带等量异种电荷的物体相互接触后都不
显电性，这种现象叫做电中和现象。
• （2）两个相同的带电金属导体接触后，电荷要 重新平均分配，这种现象叫做电荷均分原理。
QA QB 6.4 10 9 3.2 10 9 QA QB C 1.6 10 9 C 2 2 QB QB QB 1.6 10 9 C (3.2 10 9 )C 4.8 10 9 C
QB 4.8 10 9 C 3.0 1010 电子由B转移到A 转移电子数n e 1.6 10 19 C
电闪雷鸣，是一种常出现在暴风雨中 的自然现象，它是那样的神秘，来去匆 匆，稍纵即逝。它给人们带来甘霖，同 时也给人们带来恐惧。几千年以来人们 一直想探究其中的奥秘，更想将它驾驭 于手中。美国科学家富兰克林就曾冒着 生命危险，尝试用风筝去捕捉雷电。
闪电是如何形成的？
电是那样的实在，给我们的生活带来 极大的方便．电又是那样的神奇，让 人看不见，摸不着． 电是什么？我们又该如何认识它呢？
课件11：1.1 电荷及其守恒定律
没有正负。电子和质子是实实在在的粒子，不是元电荷，虽然其 电荷量为一个元电荷。
电荷量是不能连续变化的，所有带电体所带电荷量只能是元电 荷的整数倍
（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测 定的？
电荷的代数和总是保持不变。
4、元电荷：电荷量e 1.60 1019C称为元电荷.
5、电子和质子的电荷量 均为e，所有带电体的电荷量
或者等于 e，或者是 e的整数倍.
6、电子的比荷：e me
1.60 1019 C 0.911030 k g
1.76
1011
C
/
k
g
验电器的主要作用有： （1）检验导体是否带电。 （2）检验导体所带电性。 静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验 电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又 具备验电器不能替代的某些作用。 （1）定量测量两导体间的电势差。 （2）定量测量某导体的电势。
1、自然界存在两者电荷 （1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电 (2)感应起电-近异远同 (3)接触起电 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，
元电荷的值 e 1.601019 C 美国科学家密立根
（4）什么是比荷？电子的比荷是多少？
带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷
电子的比荷为：e me
1.601019 C 0.911030 kg
1.761011C / kg
4、验电器和静电计
静电计(指针式验电器)
验电器
验电器与静电计在作用上的不同
物理必修二1.1《电荷及其守恒定律》
1.1 电荷及其守恒定律
1、物质的微观结构是怎样的？ 原子的构成 原子 （中性） （正电） 原子核 核外电子 （负电） 质子 （正电） 中子 （不带电）
核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用 而脱离原子。
2、氧原子（O）、钠离子(Na+)、氯离子 (Cl-)的核外电子排布图。说明物体原子带电的 原因。
1.三种起电方法 摩擦起电、感应起电、接触起电
２.起电的本质
无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电 荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷.
电荷守恒定律：
表述一： 电荷既不能创造, 也不能消灭, 它只能从 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, 在转移的过程中，系统的 电荷总数保持不变. 表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷 的代数和总是保持不变。
– –– – –– ––
A
+ B +++
++ ++
如先移开带电球，再分开 AB，A、B还能带电吗？
AB重新接触后，导体不带 电了，说明A、B分开后带
+
–
+
等量异种电荷. 重新接触后 等量异种电荷发生中和.
＋
－
＋ ＋－
－
＋
－
＋
－
－
＋－
＋
＋
－
－ －
＋ ＋
＋ ＋
＋
－ －
＋
－ －
－ －
＋
＋
－ －
＋ ＋
＋ ＋
4、元电荷： 电荷量e 1.60 10 C称为元电荷.
5、电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电荷量 或者等于e，或者是e的整数倍.
高中物理必修二第九章—1.1电荷、电荷守恒定律
③所有带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍
3、比荷：微观粒子所带的电量值与其质量的比值叫 做微观粒子的荷质比，简称比荷。
比荷的特点：比荷是描述微观粒子的基本物理量，相 当于宏观物体的密度。同种粒子，比荷相同且不变； 不同种类的粒子，比荷一般不同。
电子的比荷：e/m=1.76×1011C/kg。 质子的比荷：e/m=9.59×107C/kg。 科学家是通过测量微观粒子的比荷来识别粒子的。
⑶A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，
则A_带___负__电__， B_带__负__电__；
例题6、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放 置．用手接触B端，移去手指再移去Q，AB带何种 电荷 __负__电__荷____ ．若手的接触点改在A端，情况 又如何___负__电__荷____ 。
Q
粒子 π＋ π－
u
d
u/
d/
电荷量 ＋e －e ＋2e/3 －e/3 －2e/3 ＋e/3
A、π+由u和d/组成， B、π+由d和u/组成， C、π－由u和d/组成， D、π－由d和u/组成
例题9. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验 电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电荷
的分布情况，正确的是：( B )
特点：⑴摩擦起电的实质是电子的转移。
⑵相互摩擦的两个物体一定会带上等量的异种电荷。
2、感应起电：
视频：感应起电 ⑴静电感应：把一个带电的物体靠近一个不带电的绝
缘导体时，导体两端将带上等量异种电荷的现象， 叫做静电感应．
＋
－
＋
－
＋－
＋
－
＋
－
＋
－＋
高中物理 1.1 电荷 电荷守恒定律
C－
AB
电2、荷科及学其家在守研恒究定原律子、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，下列论述正确的是( BCD ) A.把质子或电子叫元电荷． B.1.60×10-19C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．
一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而 带负电。
那么还有没有别的方法使物体带电？物体带电的实质又是什么？
电电荷荷及量其：电守荷恒的定多律少叫电荷量
符号： Q（q） 单位： 库仑（C） 正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
元电荷：电荷的最小单位。其大小等于电子所带的电荷量
符号： e
－＋
电1、荷如及图其所守示，恒A定、律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箔片，C是带负电的小球， 下列说法正确的是（ A B）
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，然后移走C，A、B上的金属箔 片仍张开
C.先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D.先把A、B分开，再把C移走，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
电感荷应及起其电守：恒定律
金
属 模 型
原子核 金属原子
自由电子
电静荷电及感其应守: 恒当定一律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，远离带电体的一端带 同号电荷。这种现象叫做静电感应。
感应起电: 利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应 起电。 实质: 电荷从物体的一部分转移到另一部分
1.1电荷及其守恒定律
自由电子：
金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核 的束缚在金属中自由活动，这种电子叫自由电子。 （金属导电的根本原因是自由电子的移动。）
静电感应：
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， 远离带电体的一端带同号电荷。这种现象叫静电 感应。（静电感应实现了电荷的分开是电荷在物 体内的转移。）
油罐车的尾部有一条铁链
第一章 静电场
1.1 电荷及其守恒定律
电荷>>起电
1、什么叫起电？ 使不带电的物体带电的过程。
二、使物体起电的方法：
一般物体不带电，是否其内部没有电荷？ 试从物质微观结构的角度解释橡胶棒带负 电的实质?
一、电荷
1、原子结构 质子（带正电） 原子核 原子 中子（不带电） 核外电子（带负电） 原子核的正电荷数量与电子的负电荷数 量一样多，所以整个原子对外界不显电性。
√
√
A.导体B带负电; B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电 荷,并且电荷量大小相等; C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边 的电荷量小于右边的电荷量; D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总 电荷量保持不变.
2、图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属 球，它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况 中，判断A、B两球的带电情况： （1）A、B接触后分开，再移去C， 正电 负电 则A________ ，B______ ； （2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开， 不带电 不带电 则A_______ ，B_______ ． （3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C ， 负电 负电 则A________， B_______；
二、电荷守恒定律
高二讲义(1)——电荷及电荷守恒定律
第1节 电荷及其守恒定律[知能准备]◆ 1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷．◆ 2．物体的带电方式有三种：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另一端带上与带电体相 的电荷．（3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．◆ 3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，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，在转移的过程中，电荷的总量 ．◆ 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的．◆ 5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111⨯=． 【同步导学】● 1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷．● 2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变．【例1】 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）A ．物体所带的电荷量可以为任意实数B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值C ．物体带电＋1.60×10-9C ，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D ．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C【例2】 如图1—1—1所示，将带电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对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是 （ ）A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 ● 3．“中性”和“中和”的区别“中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显示电性，表现不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际图1—1—上其中都有等量的异种电荷．“中和”是两个带等量（或不等量）的异种电荷的带电体相接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移、抵消（或部分抵消），最后都达到中性（或单一的正、负电性）状态的一个过程．【同步检测】❖1．一个带正电的验电器如图1—1—3所示，当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则（）A．金属球A可能不带电B．金属球A一定带正电C．金属球A可能带负电D．金属球A一定带负电❖2．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移❖3．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C❖4．有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A= ，q B= ，q C= ．第2节库仑定律[知能准备]◆1．点电荷：无大小、无形状、只有电荷量的一个点叫．它是一个理想化的模型．◆2．库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的成正比，跟它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的．◆3．库仑定律的表达式：F =221 r qqk；【同步导学】●1．点电荷是一个理想化的模型．实际问题中，只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体方可视为点电荷．一个带电体能否被视为点电荷，取决于自身的几何形状与带电体之间的距离图1—1—3的比较，与带电体的大小无关．● 2．库仑定律的适用范围：真空中（干燥的空气也可）的两个点电荷间的相互作用，也可适用于两个均匀带电的介质球，不能用于不能视为点电荷的两个导体球．【例1】 半径为r 的两个相同金属球，两球心相距为L (L ＝3r)，它们所带电荷量的绝对值均为q ，则它们之间相互作用的静电力FA ．带同种电荷时,F ＜22L q kB ．带异种电荷时,F ＞22Lq k C ．不论带何种电荷,F ＝22Lq k D ．以上各项均不正确 ● 3．库仑力是矢量．在利用库仑定律进行计算时，常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算，求得库仑力的大小；然后根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来确定库仑力的方向． ● 4．系统中有多个点电荷时，任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力，然后再用力的平行四边形定则求其矢量和．【例2】 如图1—2—2所示，三个完全相同的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示，它应是 （ ）A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4 【例3】 两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上，如图1—2—3所示，若θ1＝θ2,则下述结论正确的是1一定等于q 2 1/ m 1＝q 2/ m 2 1一定等于m 2 1＝q 2, m 1＝ m 2【拓展】：如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样？如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样？(两球仍处同一水平线上)● 5．库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库仑力毕竟也是一种力，同样遵从力的合成和分解法则，遵从牛顿定律等力学基本规律．动能定理，动量守恒定律，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一样使用．这就是：电学问题，力学方法．【例4 】a 、b 两个点电荷，相距40cm ，电荷量分别为q 1和q 2，且q 1＝9 q 2，都是图1-2-3 图1-2-2正电荷。
1.1电荷及其守恒定律
4．一个带正电的验电器如图所示，当一个 金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器 AC 中金属箔片的张角减小，则（ ） A．金属球A可能不带电 A B．金属球A一定带正电 B C．金属球A可能带负电 D．金属球A一定带负电
+ +
敢于挑战吗？
• 1．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验 电器时，发现它的金属箔片的张角减小， 由此可判断（ C ） • A．验电器所带电荷量部分被中和 • B．验电器所带电荷量部分跑掉了 • C．验电器一定带正电 • D．验电器一定带负电
• 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。电荷量是不能连续变 化的物理量。最早由美国物理学家密立根值q/m，符号：C/㎏。
三、看你掌握了多少
例：如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电， 现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支 架。请 判断A、B带电情况如何？ 若先将A、B分开再移走C，则A 带负电，B 带正电； 若先将C移走再把A、B分开，则A不带电 ，B 不带电。
C + A B
图1.1-2
• 1、关于物体的带电荷量，以下说法中正确 的是（ BCD ） • A．物体所带的电荷量可以为任意实数 • B．物体所带的电荷量只能是某些特定值 • C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该 物体失去了1.0×1010个电子 • D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C
2、如图所示，将带电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对地绝缘，下述几种 方法中能使两球都带电的是 ( )AC A．先把两球分开，再移走棒 B．先移走棒，再把两球分开 C．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电
- -- 甲 乙
1.1：电荷及其守恒定律
课题：§1.1电荷守恒学习目标：1.知道两种电荷以及它们的作用规律．2.掌握三种起电方式及其实质．3.知道电荷守恒定律及元电荷的概念.学教过程：一、电荷：1、电荷的种类：自然界只存在两种电荷，即 电荷和 电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是 电荷;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是 电荷。
2、使物体带电的几种方式 （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，带上等量导种的电荷。
摩擦起电的实质是：电荷的 （2）接触带电：不带电物体接触另一个带电物体，使电荷从带电体转移一部分到不带电的物体上。
两个完全相同的带电金属小球接触时电荷量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分，原带同种电荷的总电荷量平分。
①若初始状态两个小球中仅有一个带电（设01≠q ，02=q ），则两球接触后，电荷总量平分，电性不变，即2121q q q ='=' ②若初始状态两个小球带同种电荷（设为1q ，2q ），则两球接触后，电荷总量平分，电性不变，即22121q q q q +='=' ③若初始状态两个小球带异种电荷（设为1q ，2q -），则两球接触后，异种电荷先中和，剩余净电荷再平分，即22121q q q q -='='所谓的“净电荷”就是中和后剩余的正电荷或负电荷练习1、如图所示，半径相同的两个金属小球，A 、B 带相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F ．今让第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开．这时A 、B 、C 三球所带的电量分别是多少？（3）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相异的电荷，而另一端带上与带电体电荷相同的电荷。
① 感应起电的原理：当带一个带电物体接近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，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，远离带电体的一端带同号电荷。
高中物理选修三1.1电荷及其守恒定律
【例 2】 (多选)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对地绝缘，下列方法中能使两球都带 电的是( )
A．先把两球分开，再移走棒 B．先移走棒，再把两球分开 C．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒 D．先使乙球瞬时接地，再移走棒
【解析】 本题考查了感应起电和接触起电，关键是掌握如何 使物体带电．当带负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球时，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，则两球上 原先感应出的异种电荷会立即中和，这时再分开两球，两球均不会 带电，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，则大地为远端，甲、乙两球为近 端，由于静电感应甲、乙两球带正电，负电荷流入大地，再将棒移 走，则两球都带正电荷，所以 D 正确．
1 故 A、B 带电荷量大小之比为qqAB′′＝214QQ＝21. 【答案】 (1)2：3 (2)2：1
变式训练 3 放在绝缘支架上的两个完全相同的金属小球 A、B 分别带有电荷量 QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，让两个金 属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个？
【答案】 ACD
变式训练 1 (多选)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(不接触)时，验电器的箔片张角减小， 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：验电器的箔片之所以张开，是因为它们都带了正电荷．张 开的角度取决于带电荷量的多少．张角减小，说明箔片上的正电荷
【例 3】 关于电荷量和元电荷的说法，正确的是( ) A．1 C 电量叫元电荷 B．元电荷目前被认为是自然界中电荷量的最小单元 C．一个带电体所带的电荷量可能为 8.4×10－19 C D．元电荷是密立根测得的，其精确值 e＝1.60×10－19 C
1.1电荷及其守恒定律
1 电荷及其守恒定律一、电荷1.两种电荷。
(1)电荷的分类：①正电荷：和用丝绸摩擦过的_________所带的电荷性质一样的电荷。
②负电荷：和用毛皮摩擦过的_________所带的电荷性质一样的电荷。
(2)电荷的性质：同号电荷相互________,异号电荷相互________;且带电体有_________________的性质。
2.摩擦起电：两个物体相互摩擦时,______从一个物体转移到另一个物体,原来呈电中性的物体由于_______电子而带负电,_______电子的物体则带正电。
3.感应起电：(1)自由电子：金属中离原子核________的能脱离原子核的束缚而在金属中___________的电子。
(2)静电感应：当一个带电体靠近导体时,由于______________________,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________电荷,远离带电体的一端带________电荷的现象。
(3)感应起电：利用___________使金属导体带电的过程。
【自我思悟】1.用丝绸摩擦玻璃棒,是不是只有玻璃棒上带电?2.发生感应起电现象的条件是什么?二、电荷守恒定律和元电荷1.电荷守恒定律：(1)内容：电荷既不会_________,也不会_________,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量_____________。
(2)电荷守恒定律现在的表述：一个与外界没有_____________的系统,电荷的代数和_____________。
2.元电荷：(1)电荷量：电荷的_________。
在国际单位制中,它的单位是_________,符号_______。
(2)元电荷：最小的电荷量,即_________或_________所带的电荷量,用e表示,e=_________________。
最早由美国物理学家__________测得。
电荷及其守恒定律
1.1 电荷及其守恒定律一、自主学习1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相,异种电荷互相.2．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫.常见的起电方式有、和等.例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后,两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时,导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布,使导体的两端出现电荷.3．电荷守恒定律：电荷既不能,也不会,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中,电荷量的总量保持不变.电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一.在发生正负电荷湮没的过程中,电荷的代数和仍然不变,所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变.4．元电荷：⑴电荷的叫做电荷量.电荷量在国际制单位中,它的单位是,简称,用表示,正电荷电量为值,负电荷电量为值.⑵迄今为止,科学家发现的最小电荷量就是所带的电荷量,质子、正电子所带的电荷量与它,但符号,人们把这个最小的电荷量叫做元电荷,用表示.⑶所有带电体的电荷量或者,或者是倍,也就是说,电荷量是不能的物理量.⑷电荷量的数值最早是由美国科学家测得的,其数值为.电子的与电子的之比叫做电子的比荷.二、典型例题例1 如图1-1所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C 球带正电,A、B两个完全相同的枕形导体不带电.试问：〔1〕如何使A、B都带等量正电？〔2〕如何使A、B都带等量负电？〔3〕如何使A带负电B带等量的正电？例2绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时,a、b都不带电,如图1-2所示,现使b带正电,那么< >A.b将吸引a,吸住后不放开B.b先吸引a,接触后又把a排斥开C.a、b之间不发生相互作用例3两个完全相同的金属球,一个带8106-⨯+C的电量,另一个带8102-⨯-C的电量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少？三、当堂检测及作业1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是< >A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C．元电荷就是质子D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍2.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是< >A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷1-3所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是〔〕A．只有M端验电箔张开,且M端带正电B．只有N端验电箔张开,且N端带负电C．两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电D．两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电４．M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10C,下列判断中正确的是〔〕A ．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子５．如图1-4,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B<不接触>时,验电器的金箔张角减小,那么〔〕A．金属球A可能不带电B．金属球A可能带负电C．金属球A可能带正电D．金属球A一定带正电6. 如图1-5,小球质量分别为m1、m2,带同种电荷,电量分别为q1、q2,将它们用等长的绝缘细线悬于同一点O,此时两细线与竖直方向的夹角相等,那么必有〔〕=m21=q21=m2 q1=q211-6所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是< >A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动8．当一个验电器带电时,为什么两片金箔会张开一个角度？为什么金箔不能张开更大的角？四、能力提高9．多少个电子的电荷量等于 -32.0 μC ？〔电子电荷量e=1.6×10-19C 〕10．干燥的天气一个人拖了鞋在地毯上走,聚集了 - 48 μC 的净电荷.此人身上有多少个净剩余电子？他的质量增加了多少？〔电子质量m=9.1×10-31kg 〕11.两个完全相同的金属球,一个带q 3+的电量,另一个带q 9-的电量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少？参考答案：一、电荷守恒例1〔1〕把AB 紧密靠拢,让C 靠近B,那么在B 端感应出负电荷,A 端感应出等量正电荷,把A 与B 分开后再用手摸一下B,那么B 所带的负电荷就被中和,再把A 与B 接触一下,A 和B 就带等量正电荷.〔2〕把AB 紧密靠拢,让C 靠近B,那么在B 端感应出负电荷,A 端感应出等量正电荷,再用手摸一下A 或B,那么A 所带的正电荷就被中和,而B 端的负电荷不变,移去C 以后再把A 与B 分开,那么A 和B 就带等量负电荷.〔3〕把AB 紧密靠拢,让C 靠近A,那么在A 端感应出负电荷,B 端感应出等量正电荷,马上把A 与B 分开后,那么A 带负电B 带等量的正电.例2、B 正确.例3、C q 8102-⨯=,带正电.1 BD2 BC3 C4 C5 AB6 A7 B 8当验电器带电时,两片金箔上带同种电荷,同种电荷相排斥,所以两金箔会张开一定的角度.金箔的张角越大,那么重力对金箔的力矩也越大,当重力的力矩与排斥力的力矩相平衡时,金箔就能够保持静止状态,其张角就不会再增大. 9 、2.0×1014个 10 、3.0×1014个；2.73×10-16kg 11、q q q 321-==。
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异种电荷相互吸引。
二、三种起电方式
1、摩擦起电
思考：摩擦起电的实质是什么？
摩擦起电的本质：摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物 体转移到另一个物体，于是原来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。
动画演示
2、感应起电 什么是自由电子,金属导电的原因是什么
每个正离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，自 由电子穿梭其中，使金属成为导体
例
完全相同的两金属小球 A 、 B 带有相同的电荷量，
相隔一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小 球C，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大小
之比为多大？ (2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小
之比为多大？
解析答案
三种起电方式的实质是什么？
说法正确吗？为什么？
答案 不正确.任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，而4×10－19 C不
是元电荷的整数倍，所以这种说法不正确.
(2)质子和电子就是元电荷吗？它们的比荷相同吗？ 答案 荷. 不是.元电荷是最小的带电单位，不是带电粒子，没有电性之说.质子、 电子的电荷量相同，但质子质量远大于电子，所以电子的比荷大于质子的比
1 Ｑ 2 1 Ｑ 2
探究结论：两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二 者将原来 所带电量的总和平均分配
例如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的
金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔
片，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.先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D.先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属 箔片张开，而B上的金属箔片闭合
无论是哪种起电方式,其本质都是使电荷发生转移，并不是
创造电荷.
三、电荷守恒定律：
表述一： 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转 移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在 转移的过程中，系统的电荷总数保持不变.
表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代 数和总是保持不变。
思考下面三个问题：
1、电中性物体中有无电荷存在？
电中性物体中是有电荷存有的，只是电荷的代数和为0；
2、所谓“电荷的中和”是不是正、负电荷一起消失了？
“电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到等量，异号，这时 正、负电荷的代数和为零。
3、对于“电荷的总量保持不变”中“电荷的总量”你是怎么理解 的？ “电荷的总量”是指电荷的代数和。
金属模型
实验：使一个带正电的小球靠近带有金属箔片的枕形金属导 体，观察金属箔片会有什么变化
结论
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体 带电的现象，叫做静电感应．
规律：近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷
（2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电 ．
3、接触起电
接触后
+Q +Q 再分开 接触后 +Q -3Q 再分开 -Q -Q
19
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C是一个电荷量单位）
4、比荷：带电体的电荷量与其质量的比值，叫做比荷（q / m)
e 1.60 10 19 C 11 电子的比荷为： 1 . 76 10 C / kg 30 me 0.91 10 kg
【深度思考】
(1)有人说：一个带电体所带的电荷量为4×10－19 C，你认为他这种
四、元电荷
电荷量：电荷的多少，简称电量。 符较的是其电荷量的绝对值 电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质
1、元电荷： 电荷量e 1.60 10 C称为元电荷.
2、元电荷是电荷量的单位（ 1.60 10 不是指某电荷.
3、电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电荷量或者等于e， 或者是e的整数倍.
简谈电磁学
第一章
第1课时
静电场
电荷守恒定律
一、电荷
1、生活中，你观察到哪些与电有关的现象？
2、能否动手操作一个与电有关的小实验？
思考：自然界中有几种电荷？它们间的相互作用 如何？
1.两种电荷（富兰克林命名） 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电; 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电.
2 .两种电荷间的相互作用 同种电荷相互排斥；
判断下列说法的正误. (1)丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，证明正电荷从丝绸转移到玻璃 棒上. ( ×) (2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程.( √ ) (3)带正电的物体A与不带电的物体B接触后，电子由B转移到A上，B 将带正电.( √ ) (4)带正电的物体C靠近不带电的枕形导体AB， 如图2所示，A端将带正电，B端带负电.( × )