電荷和電荷守恒定律

1、電荷名字的由來(lái)：電荷名字的由來(lái)： 公元前公元前600年左右，希臘人發(fā)現(xiàn)了摩年左右，希臘人發(fā)現(xiàn)了摩擦過(guò)的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。擦過(guò)的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。 16世紀(jì)，英國(guó)御醫(yī)吉爾伯特提出了世紀(jì)，英國(guó)御醫(yī)吉爾伯特提出了電荷的概念電荷的概念 美國(guó)科學(xué)家富美國(guó)科學(xué)家富蘭克林提出了正負(fù)蘭克林提出了正負(fù)電荷的概念。電荷的概念。一。電荷一。電荷 1.兩種電荷兩種電荷 用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電; 用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電. 2 .兩種電荷間的相互作用兩種電荷間的相互作用 同種電荷相互排斥，同種電荷相互排斥， 異種電荷相互吸引異種電荷相互吸引原子原子原

2、子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子（正電）（正電）（不帶電）（不帶電）質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用核力核力 離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子作用而脫離原子、摩擦起電摩擦起電(原因原因) 電子的轉(zhuǎn)移。電子的轉(zhuǎn)移。原來(lái)電中性的物體原來(lái)電中性的物體得到電子則帶上負(fù)電，失去電子的帶得到電子則帶上負(fù)電，失去電子的帶上正電。上正電。金屬導(dǎo)電機(jī)理金屬導(dǎo)電機(jī)理：金屬內(nèi)有自由金屬內(nèi)有自由移動(dòng)的電子移動(dòng)的電子自由電子自由電子 每個(gè)正離子每個(gè)正離子都在自己的平都在自己的平衡位置附近振衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng)。動(dòng)而不移動(dòng)。、靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)

3、一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體近端帶上一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體近端帶上異性電，遠(yuǎn)端帶上（等量）同性電。異性電，遠(yuǎn)端帶上（等量）同性電。ABBA 先先分開(kāi)分開(kāi)AB再再拿走帶電體，拿走帶電體，AB分別分別帶上等量異性電荷。帶上等量異性電荷。、靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)、接觸帶電、接觸帶電接觸后接觸后再分開(kāi)再分開(kāi)+QQ21Q213.三種帶電方式三種帶電方式 (1)摩擦起電：摩擦起電： 正負(fù)電荷的分開(kāi)和轉(zhuǎn)移正負(fù)電荷的分開(kāi)和轉(zhuǎn)移 (2)接觸起電：接觸起電： 電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè) 物體物體 (3)感應(yīng)起電：感應(yīng)起電： 電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分部分 問(wèn)

4、題：?jiǎn)栴}：1。電荷的相互增強(qiáng)、減弱和中和。電荷的相互增強(qiáng)、減弱和中和現(xiàn)象，是否是電荷消失現(xiàn)象，是否是電荷消失?2。物體顯中性，是否是物體中沒(méi)。物體顯中性，是否是物體中沒(méi)有電荷有電荷?3。各種起電過(guò)程是否是創(chuàng)造了電荷。各種起電過(guò)程是否是創(chuàng)造了電荷?1。起電的本質(zhì)。起電的本質(zhì) 無(wú)論是哪種起電方式無(wú)論是哪種起電方式,其本質(zhì)其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開(kāi)都是將正、負(fù)電荷分開(kāi),使電荷發(fā)使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，生轉(zhuǎn)移，實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，并實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷不是創(chuàng)造電荷.二。電荷守恒定律：二。電荷守恒定律： 2.電荷守恒定律電荷守恒定律 表述一：表述一： 電荷既電荷既不能創(chuàng)造不能創(chuàng)造,也也不能消滅不能消滅

5、,它只能從一個(gè)物體它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物到另一個(gè)物體體,或從物體的一部分或從物體的一部分轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一部到另一部分分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，系統(tǒng)的電荷總在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變數(shù)保持不變. 表述二：表述二： 一個(gè)一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換與外界沒(méi)有電荷交換的系的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。接觸后接觸后再分開(kāi)再分開(kāi)接觸后接觸后再分開(kāi)再分開(kāi)+QQ21Q21Q3QQQ電荷的分配原則電荷的分配原則 3.電荷的分配原則電荷的分配原則 兩個(gè)帶有兩個(gè)帶有異種電荷異種電荷的導(dǎo)體，接觸后的導(dǎo)體，接觸后先先發(fā)生正負(fù)電荷的發(fā)生正負(fù)電荷的中和中和，然后剩下的電，然后剩

6、下的電荷量再進(jìn)行電荷的重新分配；兩個(gè)帶有荷量再進(jìn)行電荷的重新分配；兩個(gè)帶有異種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷也會(huì)重新分異種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷也會(huì)重新分配，若不受外界影響，配，若不受外界影響，兩個(gè)兩個(gè)完全相同完全相同的帶電導(dǎo)體的帶電導(dǎo)體,接觸后再分開(kāi)接觸后再分開(kāi),二者將二者將原原來(lái)所帶電量的總和平均分配來(lái)所帶電量的總和平均分配.注意：注意：處理感應(yīng)問(wèn)題時(shí)，利用電中性處理感應(yīng)問(wèn)題時(shí)，利用電中性物體中正負(fù)電荷代數(shù)和為零。物體中正負(fù)電荷代數(shù)和為零。電荷的多少。單位電荷的多少。單位:庫(kù)侖庫(kù)侖 C： 電子所帶的電荷量電子所帶的電荷量：最小電荷量，用最小電荷量，用e表示表示所有帶電體的電荷量或者等于所有帶電體的電荷

7、量或者等于e，或者是，或者是e的整數(shù)倍。故電荷的整數(shù)倍。故電荷量不能連續(xù)變化量不能連續(xù)變化e=1.60 x10-19C：帶電體的電荷量與質(zhì)量的比：帶電體的電荷量與質(zhì)量的比qm 美國(guó)物理學(xué)家美國(guó)物理學(xué)家 密立根密立根(R.A.Millikan)從從1909到到1917年所做的測(cè)量年所做的測(cè)量 微小油滴上所帶電荷的工微小油滴上所帶電荷的工作，即所謂油滴實(shí)驗(yàn)，在全世界久負(fù)盛名，堪稱(chēng)作，即所謂油滴實(shí)驗(yàn)，在全世界久負(fù)盛名，堪稱(chēng)實(shí)驗(yàn)物理的典范。他精確地測(cè)定了電子電荷的值，實(shí)驗(yàn)物理的典范。他精確地測(cè)定了電子電荷的值，直接證實(shí)了電荷的不連續(xù)性，所以說(shuō)，密立根油直接證實(shí)了電荷的不連續(xù)性，所以說(shuō)，密立根油滴實(shí)驗(yàn)在

8、物理學(xué)發(fā)展史上具有重要的意義。由于滴實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展史上具有重要的意義。由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理清晰易懂，設(shè)備和方法這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理清晰易懂，設(shè)備和方法 簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)單、直觀而有效，所得結(jié)果富有說(shuō)服力，因此它又是直觀而有效，所得結(jié)果富有說(shuō)服力，因此它又是一個(gè)富有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)思想是值得學(xué)習(xí)一個(gè)富有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)思想是值得學(xué)習(xí)的。密立根由于測(cè)定了電子電荷和借助光電效應(yīng)的。密立根由于測(cè)定了電子電荷和借助光電效應(yīng)測(cè)量出普朗克常數(shù)等數(shù)項(xiàng)成就，榮獲測(cè)量出普朗克常數(shù)等數(shù)項(xiàng)成就，榮獲1923年諾年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 以往，油滴實(shí)驗(yàn)中，用眼睛在顯微鏡中觀測(cè)以往，油滴實(shí)驗(yàn)中，用眼睛在顯微鏡中觀測(cè)油滴

9、，時(shí)間一長(zhǎng)，眼睛感到疲勞、酸痛。我們采油滴，時(shí)間一長(zhǎng)，眼睛感到疲勞、酸痛。我們采用攝象機(jī)和監(jiān)視器，對(duì)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，制用攝象機(jī)和監(jiān)視器，對(duì)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，制成電視顯微成電視顯微 密立根油滴儀，從監(jiān)視器上觀察油密立根油滴儀，從監(jiān)視器上觀察油滴，視野寬廣，圖象鮮明，滴，視野寬廣，圖象鮮明， 觀測(cè)省力，克服了觀測(cè)省力，克服了上述缺點(diǎn)。上述缺點(diǎn)。 例題例題:如圖所示如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架是被絕緣支架分別架起的金屬球起的金屬球,并相隔一定距離并相隔一定距離,其中其中A帶正帶正電電,B不帶電不帶電,則以下說(shuō)法中正確的是則以下說(shuō)法中正確的是:A.導(dǎo)體導(dǎo)體B帶負(fù)電帶負(fù)電;B.導(dǎo)體導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷左

10、端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)右端出現(xiàn)正電荷正電荷,并且電荷量大小相等并且電荷量大小相等;C.若若A不動(dòng)不動(dòng),將將B沿圖中沿圖中aa分開(kāi)分開(kāi),則兩則兩邊的電荷量大小可能不等邊的電荷量大小可能不等,與如何分與如何分有關(guān)有關(guān);D.若若A向向B逐漸靠近逐漸靠近,在在B左端和右端左端和右端的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變化化;E.若若A、B接觸一下接觸一下,A、B金屬體所金屬體所帶總電荷量保持不變帶總電荷量保持不變.BAaa 分析分析:本題以靜電感應(yīng)為背景本題以靜電感應(yīng)為背景,主要考查電荷守恒主要考查電荷守恒定律的應(yīng)用定律的應(yīng)用. 導(dǎo)體導(dǎo)體B雖然不帶電雖然不帶電,但存在大量自由電子但存在大量自由電子,在帶正在帶正電的電的A作用下作用下,部分自由電子被吸引運(yùn)動(dòng)到左端部分自由電子被吸引運(yùn)動(dòng)到左端,右端由于缺少電子而出現(xiàn)正電荷右端由于缺少電子而出現(xiàn)正電荷,但電荷總量仍但電荷總量仍為零為零.所以所以A錯(cuò)錯(cuò)B對(duì)對(duì); 根據(jù)電荷守恒定律根據(jù)電荷守恒定律,只要只要B與其它物體沒(méi)有電荷與其它物體沒(méi)有電荷交換交換,電量總保持零不變電量總保持零不變,所以無(wú)論在何處將所以無(wú)論在何處將B分分開(kāi)開(kāi),左右兩部分的電荷量總是相等的左右兩部分的電荷量總是相等的.因此因此C錯(cuò)錯(cuò); 當(dāng)