教科版高中物理选修3-1：《电荷 电荷守恒定律》课件-新版

[重点诠释] 1．对元电荷的理解 (1)元电荷没有正负之分，但电子和质子的电量有正、负 之分，电子或质子的电量大小等于元电荷，但不是元电荷。 (2)任何带电体所带电量均为元电荷的整数倍。
2．对电荷守恒定律的理解 (1)起电过程本质：微观带电粒子(如电子)在物体之间 或物体内部转移，而不是创造电荷。 (2)守恒的广泛性： 电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基 本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了包 括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。
第第 一1 章节
理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练
知识点一 知识点二 知识点三
考向一 考向二 随堂基础巩固
课时跟踪训练
1．自然界中有两种电荷，同种电荷相互 排斥，异种电荷相互吸引。
2．使物体带电的方式有三种：摩擦起 电、感应起电、接触起电，这三种起 电方式的实质都是电子在物体之间或 物体内部的转移。
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球，再把两球分开
D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电
解析：带电棒移近两个不带电的导体球时，由于静电感 应，甲、乙两球带上异种电荷，此时应先分开两球再移 走带电棒，两球才能带电，A正确，B错误；先将棒接 触一下其中一球，则两导体球分开后均带电，且电性相 同，故C正确，D错误。 答案：AC
大于对同种电荷的排斥力，从而能吸引轻小物体。
3．下列叙述正确的是
()
A．摩擦起电是创造电荷的过程
B．接触起电是电荷转移的过程
C．感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触，
所以一定是产生了电荷
D．一对正负电子接触后，电荷会消失
解析：摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移， A、C错，B对，电子“湮灭”不是电子的消失，而是一个 正电子结合一个负电子后整体不再显示电性，D错。 答案：B
[例2] 有两个完全相同的带电金属小球A、B，分 别带电荷量为QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C， 让这两个小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转 移了多少个？
[审题指导] 解答本题时应注意以下两点： (1)两个完全相同的金属小球，接触后平分总电量。 (2)参与转移的是导体中的自由电子。
2．一个带电小球所带电荷量为q，则q可能是 ( )
A．3×10－19 C
B．1.6×10－17 C
C．0.8×10－19 C
D．9×10－19 C
解析：任何带电体所带的电荷量只能是元电荷e
＝1.6×10－19 C的整数倍，由此可知，A、C、D
均错误，B正确。
答案：B
[自学教材] 1．静电感应 当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作 用，使不带电的导体两端出现 异种 电荷的现象。
及条件 摩擦时
体时
接触时
方法
内容
摩擦起电
感应起电
接触起电
现象
导体两端出现等 导体上带上与带
两物体带上等 量异种电荷，且 电体相同电性的
量异种电荷
电性与原带电体 “近异远同”
电荷
原因
不同物质的原
子核对核外电 子的束缚力不 同而发生电子 得失
导体中的自由电 子受带正(负)电 物体吸引(排斥) 而靠的原子核对核外电子 的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移。若一个 物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电。 若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带 负电。使物体带电并不是创造电荷。 答案： BD
[自学教材] 1．元电荷 一个电子所带电量的绝对值，是电荷的最小单位，记作： e＝ 1.6×10－19 C 。 2．电荷守恒定律 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体 转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。也 就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是 守恒 的。
[例1] 如图1－1－2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
图1－1－2
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
[解析] 接触达到静电平衡后，两球电荷量相等，电荷
量为 QA′＝QB′＝QA＋2 QB
＝6.4×10－9＋－3.2×10－9 2
C
＝1.6×10－9 C
在接触过程中，电子从 B 球转移到 A 球，则 B 球共转移 的电子的电荷量为
ΔQB＝QB′－QB ＝1.6×10－9 C－(－3.2×10－9 C) ＝4.8×10－9 C 转移的电子数为 n＝ΔQe B＝14..68××1100－－199 CC＝3×1010。 [答案] 由B球转移到A球 3×1010
2．感应起电 利用 静电感应 使导体带电的方法。
3．感应起电的适用条件 感应起电只适用于 导体 。绝缘体的电子因不能 自由移动 而不能感应起电。
[重点诠释]
1．感应起电的实质 导体内部的电子在带电体电荷的作用下发生移动， 从而使导体两端出现等量的异种电荷。
方法 内容
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生 两不同绝缘体 导体靠近带电 导体与带电导体
3．电荷量 (1)定义：电荷的多少，简称电量。 (2)单位：国际单位制中是库仑，符号：C。 常用单位及其换算关系：1 C＝106 μC＝109 nC。 4．原子的组成 原子由原子核和 电子 组成，原子核由带正电的 质子 和不带电的 中子 组成。
[重点诠释] 1．摩擦起电的实质 相互摩擦的物体间由于电子的得失而使物体分别带上 等量异种电荷。起电的真正原因是物体之间电子的得失。 2．对摩擦起电的微观解释 不同的物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同， 两种不同的物质相互摩擦时，由于摩擦力做功，使得束缚 能力弱的物体失去电子而带正电，吸引能力强的物质得到 电子而带负电。
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
[审题指导] 解答本题时应注意以下两点： (1)A、B两点的电性和电量特点。 (2)先把C移走和先把A、B分开的区别。
[解析] 虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体 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，从而使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。
3．电荷既不会创生，也不会消灭， 在电荷的转移过程中，总量保持 不变。
4．元电荷电荷量e＝1.6×10－19 C， 所有带电体的电荷量等于e或者e 的整数倍。
［自学教材］ 1．摩擦起电 通过 摩擦 使物体带电的方法。
2．电荷的电性及作用 (1)电性：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 。 (2)作用：同种电荷相互 排斥 ，异种电荷相互 吸引 。
[答案] AB
(1)感应起电成功的关键在于先分开导体，而不能先 移走带电体。
(2)用感应起电的方法使物体带电，无论两物体的形 状和大小是否相同，两物体总是带等量异号电荷。
如图1－1－3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
图1－1－3 ()
若用一个不带电的相同小球C先后与A、B接触以后再分 开，则A、B带电量各是多少？ 解析：A与C接触后，平分总电量QA，故A球带电3.2×10 －9 C，C球带电量为QC＝3.2×10－9 C，C与B再接触后， 总电量为0，故C与B分开后，C、B均不带电。
答案：3.2×10－9 C 0
电荷之间的相互 排斥
实质
均为电荷在物体之间或物体内部的转移
3．带电体为何能够吸引轻小物体
带电物体因带电对靠近它的轻
小物体中的电子有吸引力或排
斥力。即使轻小物体是绝缘体也会 由于电介质极化，使小物体靠近
图1－1－1
带电体一端显示出与带电体相异的电荷，远离一端为同
种电荷，如图1－1－1所示，这样，对异种电荷的吸引力
1．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是
()
A．摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了
电子和质子
B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量
异种电荷
C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转
移到了另一个物体而形成的
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，
玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电
3.完全相同的导体球接触带电时电量分配原则 形状、大小都相同的导体接触时会将电荷量平分。 (1)用带电量为Q的金属球与不带电的完全相同的金属球 接触，每个小球带电量均为Q/2，且所带电荷的性质相同； (2)用带电量为Q1的金属球与带电量为Q2的完全相同的金 属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电量为总电 量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异号电荷， 然后平分剩余电荷。
C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B将 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，故金属箔片仍张开，B 正确。
但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和， 不再带电，所以箔片都不会张开，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，箔片都不会张 开，D错。