《電荷及其守恒定律》課件（新人教選修）

1、新課標(biāo)高中物理選修31第一章 靜電場靜電場1.1 1.1 電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律一、電荷一、電荷電荷是一種物質(zhì)屬性電荷是一種物質(zhì)屬性1、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： 絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 （2）負(fù)電荷：）負(fù)電荷： 毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷毛皮摩擦過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。+_ 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)

2、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使物體帶電的方法：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)。2 2、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電使物體帶電的方法：演示演示（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

3、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來，時(shí)，導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體因此導(dǎo)體A A和和B B帶上了等量的異種電荷感應(yīng)起帶上了等量的異種電荷感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，電沒有創(chuàng)造電荷

4、，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，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 使物體帶電的方法：3 3、接觸帶電、接觸帶電接觸后接觸后再分開再分開+QQ21Q21+Q接觸后接觸后再分開再分開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)完全相同新分配，若不受外界影響，兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體的帶電導(dǎo)體, ,接觸后再分開接觸后再分開, ,二者將原來所帶二者將原來所帶電量的總和平均分配電量的總和

5、平均分配 兩個(gè)帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生兩個(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)正負(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行電荷的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配同，則剩下的電荷平均分配驗(yàn)電器1.swf 是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時(shí)，金屬箔片才開始張開？解釋下接接觸時(shí)，金屬箔片才開始張開？解釋下面將要看到的現(xiàn)象面將要看到的現(xiàn)象。驗(yàn)電器2.swf 當(dāng)帶電導(dǎo)體棒靠近驗(yàn)電器上端的金屬當(dāng)帶電導(dǎo)體棒靠近驗(yàn)電器上端的金屬球時(shí)，由于靜電感應(yīng)，金屬球帶與導(dǎo)體球時(shí)，由于靜電感應(yīng)，金

6、屬球帶與導(dǎo)體棒相反的電荷，金屬箔帶與導(dǎo)體棒相同棒相反的電荷，金屬箔帶與導(dǎo)體棒相同的電荷的電荷 1 1、起電的本質(zhì)、起電的本質(zhì) 無論是哪種起電方式無論是哪種起電方式, ,其本質(zhì)都其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開是將正、負(fù)電荷分開, ,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：2 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, ,它只能從它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體, ,或從物體的或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分一部分轉(zhuǎn)移到另一部分

7、, ,在轉(zhuǎn)移的過程中，在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變. . 表述二：表述二： 一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。荷的代數(shù)和總是保持不變。.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eee三、元電荷.1060. 1219稱為元電荷電荷量、元電荷：CeCe191060. 13、元電荷的值：)/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：電荷的多少，簡稱電量。單位電荷的多少，簡稱電量。單位:

8、:庫侖庫侖 C C 元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密元電荷的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測得到的立根用實(shí)驗(yàn)測得到的 比較電荷帶電的多少，要比較的是其比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多盡電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多盡管電荷量有正負(fù)值（正號一般省略），要管電荷量有正負(fù)值（正號一般省略），要知道這里的知道這里的“”、“”號不表示電荷號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）一般，正電荷的電量用正值表示，類）一般，正電荷的電量用正值表示，負(fù)電荷的電量用負(fù)值表示負(fù)電荷的電量用負(fù)值表示 1 1、科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子、科

9、學(xué)家在研究原子、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時(shí)，為了方便，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：單位，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 的絕對值叫元電荷的絕對值叫元電荷D D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量 的絕對值叫元電荷的絕對值叫元電荷 B、C、D 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、有、有A A、B B、C C三個(gè)塑料小球，三個(gè)塑料小球，A

10、 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3 3、如圖所示、如圖所示,A,A、B B是被絕緣支架分別架起的是被絕緣支架分別架起的金屬球金屬球, ,并相隔一定距離并相隔一定距離, ,其中其中A A帶正電帶正電,B,B不不帶電帶電, ,則以下說法中正確的是則以下說法中正確的是:

11、 :A.A.導(dǎo)體導(dǎo)體B B帶負(fù)電帶負(fù)電; ;B.B.導(dǎo)體導(dǎo)體B B左端出現(xiàn)負(fù)電荷左端出現(xiàn)負(fù)電荷, ,右端出現(xiàn)正電荷右端出現(xiàn)正電荷, ,并且并且 電荷量大小相等電荷量大小相等; ;C.C.若若A A不動(dòng)不動(dòng), ,將將B B沿圖中沿圖中aaaa分開分開, ,則兩邊的電荷則兩邊的電荷量量 大小可能不等大小可能不等, ,與如何分有關(guān)與如何分有關(guān); ;D.D.若若A A向向B B逐漸靠近逐漸靠近, ,在在B B左端和右端的電荷量大左端和右端的電荷量大 小始終相等并且連續(xù)變化小始終相等并且連續(xù)變化; ;E. E.若若A A、B B接觸一下接觸一下,A,A、B B金屬體所帶總電荷量金屬體所帶總電荷量 保持不

12、變保持不變. .BAaaBE課堂訓(xùn)練4 4、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)電荷小小 結(jié)結(jié)1 1、自然界存在兩者電荷、自然界存在兩者電荷（1 1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 （2 2）負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷）負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷2 2、使物體帶電的方式帶電方式、使物體帶

13、電的方式帶電方式(1)(1)摩擦起電：摩擦起電： 電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(2)(2)接觸起電：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體接觸起電：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(3)(3)感應(yīng)起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分感應(yīng)起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 規(guī)律：規(guī)律：近異遠(yuǎn)同近異遠(yuǎn)同 3 3、電荷守恒定律：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，、電荷守恒定律：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。電荷的代數(shù)和總是保持不變。.1060. 1419稱為元電荷電荷量、元電荷：Ce.5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

14、荷量eee1 1、使一個(gè)物體帶電的方式有三種，它們是、使一個(gè)物體帶電的方式有三種，它們是 、 和和 ，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分移到另從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個(gè)結(jié)論也被稱之為一部分，而且電荷的總量不變，這個(gè)結(jié)論也被稱之為 定定律。律。2 2、將不帶電的導(dǎo)體、將不帶電的導(dǎo)體A A和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體B B接觸后，在導(dǎo)體接觸后，在導(dǎo)體A A中中的質(zhì)子數(shù)的質(zhì)子數(shù) （ ）A A增加增加 B B減少減少 C

15、C不變不變 D D先增加后減少先增加后減少3 3、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量為為_ _ ；一個(gè)電子的電量為；一個(gè)電子的電量為_ _ _ _ ，一個(gè)質(zhì)，一個(gè)質(zhì)子的電量為子的電量為_ _ ；任何帶電粒子，所帶電量或者等；任何帶電粒子，所帶電量或者等于電子或質(zhì)子的電量，或者是它們電量的于電子或質(zhì)子的電量，或者是它們電量的_最早測出最早測出元電荷的數(shù)值的是美國物理學(xué)家元電荷的數(shù)值的是美國物理學(xué)家 ，這位科學(xué)家還測出，這位科學(xué)家還測出了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的 。4 4、把兩個(gè)完全相

16、同的金屬球、把兩個(gè)完全相同的金屬球A A和和B B接觸一下，再分開一段距離，接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A A、B B兩球原來的帶電情況可能是兩球原來的帶電情況可能是 （ ） 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)不帶電課堂練習(xí)課堂練習(xí)CBCD摩擦起電摩擦起電感應(yīng)起電感應(yīng)起電接觸帶電接觸帶電電荷守恒定律電荷守恒定律1.61019 C 1.61019 C 1.61019 C 整數(shù)倍整數(shù)倍 密立根密立根比荷比荷5 5、有、有

17、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間都是相互間都是相互吸引的，如果吸引的，如果A A帶正電，則帶正電，則 （ ）A A B B、C C球均帶負(fù)電球均帶負(fù)電 B B B B球帶負(fù)電，球帶負(fù)電，C C球帶正電球帶正電C C B B、C C球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另一個(gè)不帶電球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另一個(gè)不帶電 D D B B、C C球都不帶電球都不帶電6 6、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球小球a a（圖（圖1 1），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿），然后用手

18、指瞬間接觸一下金屬桿c c后拿開橡膠后拿開橡膠棒，這時(shí)驗(yàn)電器小球棒，這時(shí)驗(yàn)電器小球A A和金箔和金箔b b的帶電情況是的帶電情況是 （ ）A Aa a帶正電，帶正電，b b帶負(fù)電帶負(fù)電B Ba a帶負(fù)電，帶負(fù)電，b b帶正電帶正電C Ca a、b b均帶正電均帶正電D Da a、b b均帶負(fù)電均帶負(fù)電E Ea a、b b均不帶電均不帶電課堂練習(xí)課堂練習(xí)C CC C7 7、圖、圖7 7中中A A、B B是兩個(gè)不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶是兩個(gè)不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球正電荷的金球C C在下列情況中，判斷在下列情況中，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，再移去接觸后分開，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，分開， 則則A_A_，B_B_（3 3）A A、B B接觸，用手指瞬間接觸接觸，用手指瞬間接觸B B