第一節(jié)電荷及其守恒定律

1、1 1電荷及其守恒定律一、電荷一、電荷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）離原子核較遠(yuǎn)的電子受到離原子核較遠(yuǎn)的電子受到外界的外界的影響影響容易脫離原子容易脫離原子（中性）（中性）（負(fù)電負(fù)電）（正電正電）摩擦起電的原因是什么？摩擦起電的原因是什么

2、？例如：絲綢與玻璃棒摩擦例如：絲綢與玻璃棒摩擦 摩擦起電的原因：摩擦起電的原因： 摩擦?xí)r一些束縛不緊的電子從一個(gè)物體摩擦?xí)r一些束縛不緊的電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移到另一個(gè)物體上。到另一個(gè)物體上。 得到電子：帶負(fù)電；失去電子：帶正電得到電子：帶負(fù)電；失去電子：帶正電注意：注意：兩個(gè)互相摩擦的物體一定同時(shí)帶上兩個(gè)互相摩擦的物體一定同時(shí)帶上異異種種電荷，且電荷，且電荷量相等電荷量相等金屬導(dǎo)電的原因是什么？金屬導(dǎo)電的原因是什么？離原子核最遠(yuǎn)的電子離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)，這種電子叫做屬中自由活動(dòng)，這種電子叫做自由電子自由電子。失去這種電子的原子

3、便成為帶正電的失去這種電子的原子便成為帶正電的離子離子，離子都在，離子都在自己的平衡位置上振動(dòng)而不移動(dòng)，自由電子穿梭其中。自己的平衡位置上振動(dòng)而不移動(dòng)，自由電子穿梭其中。這就使金屬成為導(dǎo)體這就使金屬成為導(dǎo)體. 試驗(yàn)演示試驗(yàn)演示+AB如先移開帶電球，再分開如先移開帶電球，再分開AB，A、B還能帶電嗎？還能帶電嗎？AB重新接觸后，導(dǎo)體不帶重新接觸后，導(dǎo)體不帶電了，說明電了，說明A、B分開后帶分開后帶等量異種等量異種電荷電荷. +（2 2）感應(yīng)起電感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電利用靜電感應(yīng)使物體帶電（1）靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排

4、斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向和遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠趨向和遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近近帶電體的一端帶帶電體的一端帶異異種電荷，種電荷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)離帶電體的一端帶離帶電體的一端帶同同種電荷種電荷驗(yàn)電器驗(yàn)電器 靜電計(jì)靜電計(jì)導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒金屬箔金屬箔金屬外殼金屬外殼指針指針刻度刻度驗(yàn)電器和靜電計(jì)驗(yàn)電器和靜電計(jì)是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接觸時(shí)金屬是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接觸時(shí)金屬箔片才開始張開？箔片才開始張開？使物體帶電的方法除使物體帶電的方法除摩擦起電摩擦起電、感應(yīng)感應(yīng)起電起電外，還有外，還有接觸帶電接觸帶電通過與帶電體直接接觸，電荷從一個(gè)物體通過與帶電體直

5、接接觸，電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，從而使不帶電的物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，從而使不帶電的物體帶上同種電荷的過程體帶上同種電荷的過程。 接觸帶電本質(zhì)接觸帶電本質(zhì)接觸后接觸后再分開再分開+Q+Q +Q 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,接觸后再分開接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配二者將原來所帶電量的總和平均分配接觸后接觸后再分開再分開+Q+Q- 3Q- 3Q-Q-Q-Q-Q 2121 摩擦起電和感應(yīng)起電的本質(zhì)都都是電荷摩擦起電和感應(yīng)起電的本質(zhì)都都是電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造在物體之間或物體內(nèi)部

6、的轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造出了電荷。出了電荷。 電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量保持不變這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律二、電荷守恒定律二、電荷守恒定律 近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在一定條件下，帶電粒子近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在一定條件下，帶電粒子是可以產(chǎn)生和湮沒的是可以產(chǎn)生和湮沒的. 一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)一個(gè)正電子正電子和一個(gè)和一個(gè)負(fù)電子負(fù)電子； 一對(duì)正、負(fù)

7、電子可以同一對(duì)正、負(fù)電子可以同時(shí)湮沒，轉(zhuǎn)化為光子時(shí)湮沒，轉(zhuǎn)化為光子.這一發(fā)現(xiàn)是否否定了電荷守恒定律？這一發(fā)現(xiàn)是否否定了電荷守恒定律？l電中性的物體中有無電荷存在？電中性的物體中有無電荷存在？l所謂所謂“電荷的中和電荷的中和”是不是正負(fù)電荷消失了？是不是正負(fù)電荷消失了？l對(duì)于對(duì)于“電荷的總量保持不變電荷的總量保持不變”中的中的“電荷的總量電荷的總量”你是怎么理你是怎么理解？解？ 在這些情況下，帶電粒子總是成對(duì)產(chǎn)生或湮在這些情況下，帶電粒子總是成對(duì)產(chǎn)生或湮沒沒. 兩個(gè)粒子帶電數(shù)量相等但正負(fù)相反，而光子又兩個(gè)粒子帶電數(shù)量相等但正負(fù)相反，而光子又不帶電，所以電荷的代數(shù)和仍然不變不帶電，所以電荷的代數(shù)和

8、仍然不變. 一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的的代數(shù)和總是保持不變的.電荷守恒定律現(xiàn)在的表述是：電荷守恒定律現(xiàn)在的表述是：它是自然界重要的基本規(guī)律之一它是自然界重要的基本規(guī)律之一三、元電荷1. 電荷量電荷量:電荷的多少電荷的多少 單位：單位： 庫侖庫侖（SI制），簡稱制），簡稱庫，庫，符號(hào)符號(hào)C2. 迄今為止，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的迄今為止，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量最小電荷量就是電就是電子所帶的電荷量（質(zhì)子、正電子所帶電荷量與它子所帶的電荷量（質(zhì)子、正電子所帶電荷量與它相同，但符號(hào)相反）相同，但符號(hào)相反）. 最小的電荷量最小的電荷量叫元電荷叫元電荷.3. 元電荷元電荷 e =