高二物理選修3電荷及其守恒定律新（課堂PPT）

1、新課標(biāo)高中物理選修31第一章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)21.1 1.1 電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律一、電荷一、電荷1 電荷概念：電荷是物質(zhì)的一種性質(zhì)電荷概念：電荷是物質(zhì)的一種性質(zhì) 2 自然界中有兩種電荷自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名）富蘭克林命名） （1）正電荷：）正電荷： 絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷 （2）負(fù)電荷：）負(fù)電荷： 毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。+_4二二 物體帶電的三種方式物體帶電的三種方式5 原子原子（中性）（中性）原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子

2、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1 1、摩擦起電、摩擦起電演示 微觀解釋：微觀解釋：電子從一個(gè)物體電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。到另一個(gè)物體上。得到電子：帶負(fù)電得到電子：帶負(fù)電失去電子：帶正電失去電子：帶正電7金屬的特點(diǎn)：金屬的特點(diǎn)：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)。8實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 感應(yīng)起電感應(yīng)起電+9實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

3、感應(yīng)起電感應(yīng)起電+102 2、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電（1 1）靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)：把電荷移近不帶電的導(dǎo) 體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電 感應(yīng)感應(yīng)（2 2）感應(yīng)起電感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電帶電，叫做感應(yīng)起電 規(guī)律：規(guī)律： 近端感應(yīng)異種電荷，近端感應(yīng)異種電荷， 遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷（3 3）靜電感應(yīng)微觀解釋：把帶正電的球移近金）靜電感應(yīng)微觀解釋：把帶正電的球移近金屬導(dǎo)體屬導(dǎo)體A A和和B B時(shí)，導(dǎo)體上的自由電子被吸引過(guò)來(lái)，時(shí)，導(dǎo)體上的自由電子被吸引過(guò)來(lái)，因此導(dǎo)體因此導(dǎo)體A A和和B B帶上了

4、等量的異種電荷感應(yīng)起帶上了等量的異種電荷感應(yīng)起電沒(méi)有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)，電沒(méi)有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 123 3、接觸帶電（、接觸帶電（補(bǔ)充補(bǔ)充）接觸后接觸后再分開(kāi)再分開(kāi)+QQ21Q21+Q接觸后接觸后再分開(kāi)再分開(kāi)Q3QQQ微觀解釋：微觀解釋：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體13接觸帶電電荷分配原則接觸帶電電荷分配原則 兩個(gè)帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會(huì)重新兩個(gè)帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會(huì)重新分配，若不受外界影響，兩個(gè)完全相同的帶電分配，若不受外界影響，兩個(gè)完全相

5、同的帶電導(dǎo)體導(dǎo)體, ,接觸后再分開(kāi)接觸后再分開(kāi), ,二者將原來(lái)所帶電量的總二者將原來(lái)所帶電量的總和平均分配和平均分配 兩個(gè)帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正兩個(gè)帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和，然后剩下的電荷量再進(jìn)行電荷負(fù)電荷的中和，然后剩下的電荷量再進(jìn)行電荷的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配的電荷平均分配 先中和再分配，若帶電體相同，則平均分配先中和再分配，若帶電體相同，則平均分配 分配公式分配公式 ：14靜電計(jì)(指針式驗(yàn)電器)驗(yàn)電器知識(shí)擴(kuò)展：知識(shí)擴(kuò)展：驗(yàn)電器與靜電計(jì)驗(yàn)電器與靜電計(jì)15靜電計(jì)中金屬桿下部的水平軸上裝有金

6、屬靜電計(jì)中金屬桿下部的水平軸上裝有金屬指針，指針可以繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，外面圓筒指針，指針可以繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，外面圓筒的底部有接線柱。而在驗(yàn)電器中金屬桿的下部的底部有接線柱。而在驗(yàn)電器中金屬桿的下部懸掛著兩片金箔。懸掛著兩片金箔。靜電計(jì)的外殼一定是金屬的，它在靜電計(jì)靜電計(jì)的外殼一定是金屬的，它在靜電計(jì)工作時(shí)起著重要的作用。而驗(yàn)電器外殼的主要工作時(shí)起著重要的作用。而驗(yàn)電器外殼的主要作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃制作的。制作的。驗(yàn)電器與靜電計(jì)在結(jié)構(gòu)上的不同驗(yàn)電器與靜電計(jì)在結(jié)構(gòu)上的不同 16驗(yàn)電器的主要作用有：驗(yàn)電器的主要作用有：（1）檢驗(yàn)導(dǎo)體是否帶

7、電。）檢驗(yàn)導(dǎo)體是否帶電。（2）檢驗(yàn)導(dǎo)體所帶電性。）檢驗(yàn)導(dǎo)體所帶電性。 驗(yàn)電器與靜電計(jì)在作用上的不同驗(yàn)電器與靜電計(jì)在作用上的不同 靜電計(jì)也稱作指針式驗(yàn)電器，這說(shuō)明它完全靜電計(jì)也稱作指針式驗(yàn)電器，這說(shuō)明它完全具備驗(yàn)電器的各種作用。由于靜電計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)，具備驗(yàn)電器的各種作用。由于靜電計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)，使得它又具備驗(yàn)電器不能替代的某些作用。使得它又具備驗(yàn)電器不能替代的某些作用。定量測(cè)量?jī)蓪?dǎo)體間的電壓定量測(cè)量?jī)蓪?dǎo)體間的電壓。17+-+思考思考: 是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時(shí)時(shí),金屬箔片才開(kāi)始張開(kāi)金屬箔片才開(kāi)始張開(kāi)?解釋看到的現(xiàn)象解釋看到的現(xiàn)象.181 1、起

8、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)都其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開(kāi)是將正、負(fù)電荷分開(kāi), ,使電荷發(fā)生使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷. .二、電荷守恒定律：二、電荷守恒定律：192 2、電荷守恒定律、電荷守恒定律 （物理學(xué)的基本定律之一 ） 表述一：表述一： 電荷既不能創(chuàng)造電荷既不能創(chuàng)造, ,也不能消滅也不能消滅, ,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體物體, ,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分另一部分, ,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，系在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變. . 20補(bǔ)充補(bǔ)

9、充: : 近代物理知識(shí)近代物理知識(shí): : 在一定條件下在一定條件下, ,一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子正電子和一個(gè)負(fù)電子.-.-產(chǎn)生電荷產(chǎn)生電荷 一對(duì)正、負(fù)電子可同時(shí)湮沒(méi)，轉(zhuǎn)化為光子。一對(duì)正、負(fù)電子可同時(shí)湮沒(méi)，轉(zhuǎn)化為光子。 -電荷湮沒(méi)電荷湮沒(méi) 注意：帶電粒子，總是成對(duì)產(chǎn)生或湮沒(méi)。注意：帶電粒子，總是成對(duì)產(chǎn)生或湮沒(méi)。電荷守恒定律電荷守恒定律 表述二：表述二： 一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。代數(shù)和總是保持不變。21三、元電荷.1060. 1. 319Ce元電荷電荷量電荷的多少，簡(jiǎn)稱電量。電荷的多少，簡(jiǎn)

10、稱電量。符號(hào)符號(hào)Q Q或或q q 單位單位: :庫(kù)侖庫(kù)侖 C C. 2元電荷最小的電荷量.4的整數(shù)倍，或者是或者等于所有帶電體的電荷量，均為、電子和質(zhì)子的電荷量eee22)/5mq叫做比荷（量與其質(zhì)量的比值，、比荷：帶電體的電荷kgCkgCmee/1076. 11091. 01060. 1113019電子的比荷為：23 元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得到的立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得到的 比較電荷帶電量的多少，要比較的是比較電荷帶電量的多少，要比較的是其電荷量的絕對(duì)值，絕對(duì)值大的帶電其電荷量的絕對(duì)值，絕對(duì)值大的帶電多盡管電荷量有正負(fù)值（正號(hào)一般省多盡管電荷量有正

11、負(fù)值（正號(hào)一般省略），要知道這里的略），要知道這里的“”、“”號(hào)不號(hào)不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）（種類） 在研究原子、原子核及基本粒子時(shí)，為在研究原子、原子核及基本粒子時(shí)，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：A A、把質(zhì)子或電子叫元電荷、把質(zhì)子或電子叫元電荷B B、1.601.601010-19-19C C的電量叫元電荷的電量叫元電荷C C、電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量、電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量 的絕對(duì)值叫元電荷的絕對(duì)值叫元電荷D D、質(zhì)子帶有

12、最小的正電荷，其電量、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量 的絕對(duì)值叫元電荷的絕對(duì)值叫元電荷 B、C、D 針對(duì)練習(xí)針對(duì)練習(xí)1 1、有、有A A、B B、C C三個(gè)塑料小球，三個(gè)塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A間都是相互吸引的，如果間都是相互吸引的，如果A A帶正帶正電，則電，則 ：A AB B、C C球均帶負(fù)電球均帶負(fù)電B BB B球帶負(fù)電，球帶負(fù)電，C C球帶正電球帶正電C CB B、C C球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另 一個(gè)不帶電一個(gè)不帶電D DB B、C C球都不帶電球都不帶電 C課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練262 2、把兩個(gè)完全相同的金屬球、把兩個(gè)完全相同的

13、金屬球A A和和B B接觸一下，再分接觸一下，再分開(kāi)一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則開(kāi)一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A A、B B兩球原來(lái)的帶電情況可能是兩球原來(lái)的帶電情況可能是 （ ）A A帶有等量異種電荷帶有等量異種電荷 B B帶有等量同種電荷帶有等量同種電荷 C C帶有不等量異種電荷帶有不等量異種電荷 D D一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電一個(gè)帶電，另一個(gè)不帶電 27+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)電荷左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電右端出現(xiàn)正電荷荷,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沿圖中虛線分開(kāi)沿圖中虛線分開(kāi),則左邊則左邊的電荷量小于右邊的

14、電荷量的電荷量小于右邊的電荷量;D.若若A、B接觸一下接觸一下,A、B金屬體所帶總金屬體所帶總電荷量保持不變電荷量保持不變. AB3、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,并相隔一定并相隔一定距離距離,其中其中A帶正電帶正電,B不不帶電帶電,則以下說(shuō)法中正確則以下說(shuō)法中正確的是的是:284 4、圖中、圖中A A、B B是兩個(gè)不帶電的相同的絕緣金屬是兩個(gè)不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球球，它們靠近帶正電荷的金球C C在下列情況在下列情況中，判斷中，判斷A A、B B兩球的帶電情況：兩球的帶電情況：（1 1）A A、B B接觸后分開(kāi)，再移去接觸后分開(kāi)，再移去C C， 則則A_A_，B_B_；（2 2）A A、B B接觸，先移去接觸，先移去C C后，再把后，再把ABAB分開(kāi)，分開(kāi)， 則則A_A_，B_B_正電負(fù)電不帶電不帶電295 5、如圖所示，導(dǎo)體棒、如圖所示，導(dǎo)體棒ABAB靠近帶正電的導(dǎo)體靠近帶正電的導(dǎo)體QQ放置用手接觸放置用手接觸B B端，移去手指再移去端，移去手指再移去QQ，ABAB帶何種電荷帶何種電荷 _ _ 若手的接觸點(diǎn)若手的接觸點(diǎn)改在改在A A端，情況又如何端，情況又如何_ _ 。負(fù)電荷負(fù)電荷負(fù)電荷負(fù)電荷AB+Q306 6、用一根跟毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒，靠近不