电荷及其守恒定律 (精品)

起电的原因
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
先吸引，接触后排斥
原子的核式结构 原子是电中性的
吸引轻小物体的原因
+
B
2、感应起电
接引雷电下九天
1752年6月的一个雷雨天， 富兰克林冒着生命危险在 美国的费城进行了著名的 风筝实验，成功将天电引 入莱顿瓶。并做了一些实 验。证明了天电和摩擦产 生的电是相同的。 统一了天电和地电，使 人类摆脱了对雷电的迷信
一、电荷
电荷是一种物质属性
自然界中有两种电荷：正电荷和负电荷
+
电荷性质：同斥异吸
验电器2.swf
二、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 因此，电荷守恒定律又可表示为：一个与外 的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明， 界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是 如果某一区域中的电荷增加或减少了，那么必 保持不变的。 定有等量的电荷进入或离开该区域；如果在一 个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷， 那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
湖南临武一中物理教研组 王友生
11、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：① 把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体 球乙，但甲、乙两球不接触。②用手指摸甲球。 ③手指移开。④移开乙球。⑤甲球带正电。⑥甲 球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有 （ ） BC A.①→②→③→④→⑥ B.①→②→④→③→⑥ C.①→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤
_
同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引。
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
1-1 电荷及其守恒定律
使物体带电的方法： 1、摩擦起电
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，于是失去电子 的物体带正电，得到电子的物体带负 电。
湖南临武一中物理教研组 王友生
9、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， 负电荷 AB带何种电荷 __________ ．若手的接触点 改在A端，情况又如何___________ 。 负电荷
Q +
A
B
湖南临武一中物理教研组 王友生
10、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒， 靠近不带电验电器的金属小球a，然后 用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡 胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带 电情况是 （ ） C A．a带正电，b带负电 a B．a带负电，b带正电 c C．a、b均带正电 D．a、b均带负电 b E．a、b均不带电
1-1 电荷及其守恒定律
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1-1 电荷及其守恒定律
（3）静电感应的原因：把带电球C移近金属导 体A和B时，导体上的自由电子被吸引过来，因 此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电 没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开， 将电荷从物体的一部分转移到另一部分．
新课标高中物理选修3－1 第一章 静电场
电荷及其守恒定律
闪电将一颗大树劈断
雷电与毛衣上的电火花
人类对自然的雷电认识：
畏惧 ~ 恐慌 ~ 遐想 ~ 好奇 ~ 猜测 ~ 验证 ~ 干燥的毛衣上的 “噼啪” 电火花 小小的 “雷电”
电荷的由来
公元前600年左右，希腊人泰勒斯（Thales,公元前 624~546）就发现了毛皮摩擦过的琥珀能吸引轻小物体的 现象。 • 公元一世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下 “顿牟掇芥”。顿牟就是琥珀或玳瑁，掇芥是吸引轻小物 体。
1.在我国北方天气干燥的季节，脱掉外衣后再 去摸金属门把手时，常常会被电击一下. 这是为什 么？ 在天气干燥季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣 和身体都带了等量、异号的电荷，接着用手去摸金 属门把手，身体放电，于是产生电击的感觉.
1-1 电荷及其守恒定律
闪电现象解释
剧烈的气流运动使云层 相互摩擦，摩擦导致云层 间异种电荷大量积聚（摩 擦起电）。靠近地面云层 中电荷的大量积聚，会使 地面因静电感应而产生电 荷积聚(感应起电)。云层 之间、云层与地面之间会 形成几百万伏的电压。这 个高压足以击穿空气，瞬 时产生几十万安培的电流。 电流生热使空气发光，叫 闪电。
湖南临武一中物理教研组 王友生
6、把两个完全相同的金属球A和B接 触一下，再分开一段距离，发现两 球之间相互排斥，则A、B两球原来 的带电情况可能是 （ BCD ） A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷 C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电
湖南临武一中物理教研组 王友生
7、有A、B、C三个塑料小球，A和B， B和C，C和A间都是相互吸引的，如 果A带正电，则 ：（ ） C A．B、C球均带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C球中必有一个带负电，而 另一个不带电 D．B、C球都不带电
起电方法
+
A B
用什么可以使B带正电? 接触起电 用什么可以使B带负电? 感应起电 演示实验：
+
A
－ － －
＋ ＋ ＋
B
使物体带电的方法除摩擦起电、感应起 电外，还有接触带电
接触带电及本质
通过与带电体直接接触，电荷从一个物体 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。
1-1 电荷及其守恒定律
湖南临武一中物理教研组 王友生
5、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，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． -19C的电量叫元电荷． B、1.60×10 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．
湖南临武一中物理教研组 王友生
8、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架 起的金属球,并相隔一定 + + 距离,其中A带正电,B不 + A + B 带电,则以下说法中正确 + + 的是: 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.
湖南临武一中物理教研组 王友生
【12】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_______；
绝缘体不存在这种自由电子
1-1 电荷及其守恒定律
简化的物理 模型
1-1 电荷及其守恒定律
感应百度文库电
+
– –– – –– ––
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.
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 接触后 +Q +Q 再分开
1 Ｑ 2 1 Ｑ 2
接触后
+Q - 3Q -Q -Q
再分开 电荷从一个物体转移到另一个物体
1-1 电荷及其守恒定律
二、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 定有等量的电荷进入或离开该区域；如果在一 个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷， 那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
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
是否只有当带电体与导体棒的上端直接触时金 属箔片才开始张开？
1-1 电荷及其守恒定律
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 。
1-1 电荷及其守恒定律
是否只有当带电体与导体棒的 验电器1.swf 上端直接接触时，金属箔片才 开始张开？解释下面将要看到 的现象。
（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． （2）感应起电：利用静电感应使物体带电， 叫做感应起电．
金属导电的原因
在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束 缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。失 去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自 己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其 中。这就使金属成为导体.
湖南临武一中物理教研组 王友生
例1：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，关 于元电荷，下列论述正确的是： 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． 答案：B、C、D．
量，则电子数目
10-7 C 11 n 6.25 10 -19 1.6 10 C
地球人口66亿=6.6×109，远小于梳子上电子数 目，梳子上电子数目大约是地球人口的95倍。
湖南临武一中物理教研组 王友生
4．对元电荷的理解，正确的是 （ CD ） A．元电荷就是电子 B．元电荷就是质子 C．元电荷表示所带电量跟电子电 量数值相等 D．物体所带电量只能是元电荷的 整数倍
三、元电荷
1. 电荷量:电荷的多少 单位： 库仑（SI制），简称库，符号C 2. 科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电 荷量（质子、正电子所带电荷量与它相同，但符 号相反）. 最小的电荷量叫元电荷. 3. 元电荷 e = 1.60×10 -19C 所有带电体的电荷量是e的整数倍， 电荷量是不能连续变化的. e 1.761011 C/kg 4. 电子的比荷 me 1-1 电荷及其守恒定律 元电荷e的数值最早由密立根测得
例2：有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C， C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 ： A．B、C球均带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C球中必有一个带负电，而另一个 不带电 D．B、C球都不带电
答案：C
3、不带电的梳子与羊毛衣袖摩擦后带 有10-7C负电荷。这些电荷的电子数目 跟地球人口（66亿）相比，哪个大？ 相差多少倍？ 解：元电荷为1.60×10-19C，梳子带10-7C电荷
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公元16世纪，英王御医吉尔伯（W.Gilbert,1544~1603） 在研究这类现象是首先根据希腊文 “琥珀”（elektron） 创造了英文中的“电”（electricity）这个词，用来表示琥 珀经过摩擦以后具有的性质，并且认为摩擦过的琥珀带有 电荷 （electricity charge）。
应用
练习：有A、B、C三个绝缘柱支撑的相同导体 球，A带正电，电荷量为q，B和C不带电。讨论 用什么办法能使:(1)B、C都带等量的正电； （2）B、C都带负电； （3）B、C带等量的异种电荷； （4）B带3q/8正电。
GAME OVER