電荷高二上學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊

導(dǎo)入新課

摩擦可以使物體帶電。摩擦過的橡膠棒能夠吸引紙屑、摩擦過的氣球能夠吸引水流。為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電呢？01電荷的發(fā)現(xiàn)公元前600年左右，古希臘學(xué)者泰勒斯就發(fā)現(xiàn)摩擦過的琥珀吸引輕小物體。泰勒斯古希臘時(shí)期的思想家、科學(xué)家、哲學(xué)家01電荷的發(fā)現(xiàn)公元1世紀(jì)，我國學(xué)者王充在《論衡》一書中也寫下“頓牟掇芥”一語?！澳Σ吝^的琥珀能吸引像草芥一類的輕小物體。”01電荷的發(fā)現(xiàn)16世紀(jì)，英國科學(xué)家吉爾伯特在研究這類現(xiàn)象時(shí)首先根據(jù)希臘文的琥珀創(chuàng)造了英語中的“electricity”（電）這個(gè)詞，用來表示琥珀經(jīng)過摩擦以后具有的性質(zhì)，并且認(rèn)為摩擦過的琥珀帶有電荷。01電荷的發(fā)現(xiàn)本杰明·富蘭克林美國科學(xué)家富蘭克林通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雷電的性質(zhì)與摩擦產(chǎn)生的電的性質(zhì)完全相同，并命名了正電荷和負(fù)電荷。02電荷的種類

正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷。

負(fù)電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。人們沒有發(fā)現(xiàn)對這兩種電荷都排斥或都吸引的電荷，因此自然界中只存在正、負(fù)兩種電荷同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引03電荷量1.電荷的多少叫電荷量,用Q或q表示；3.正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。正負(fù)不代表大小，只表示電性。2.國際單位：庫侖，簡稱庫，符號(hào)：C電荷量的絕對值比較電荷帶電的多少：1A恒定電流在1s時(shí)間間隔內(nèi)所傳送的電荷量為1C物體帶電的原因是什么呢？01原子的組成

原子原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）（不帶電）（中性）（負(fù)電）（正電）◆原子核比較穩(wěn)定，為什么？質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用◆核外電子呢？

離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子。01原子的組成

原子原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）（不帶電）（中性）（負(fù)電）（正電）每個(gè)原子中質(zhì)子的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，所以整個(gè)原子對外界表現(xiàn)為電中性。帶電的實(shí)質(zhì)：電子的得與失（電子的轉(zhuǎn)移）02金屬的微觀結(jié)構(gòu)1.金屬中原子的外層電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動(dòng)，這種電子叫作自由電子（freeelectron）;2.失去自由電子的原子便成為帶正電的離子（ion），它們在金屬內(nèi)部排列起來，每個(gè)正離子都在自己的平衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng)。3.金屬導(dǎo)電原因

金屬中有自由電子，自由電子可自由穿梭。絕緣體不存在這種自由電子思考討論

了解了原子的組成、物體帶電原因以及金屬的微觀結(jié)構(gòu)，你知道人們可以通過哪些方式讓物體帶電嗎？01摩擦起電

不同物體對電子的束縛能力不同。摩擦過程中，（對電子的束縛能力強(qiáng)的）物體得到電子帶負(fù)電，（對電子的束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。––––––––––––+–––––––––++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++–––––––––––+–––––––––01摩擦起電

不同物體對電子的束縛能力不同。摩擦過程中，（對電子的束縛能力強(qiáng)的）物體得到電子帶負(fù)電，（對電子的束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。電子的轉(zhuǎn)移得到電子：帶負(fù)電失去電子：帶正電結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷毛皮橡膠棒毛皮橡膠棒實(shí)質(zhì)：02感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn):取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。利用上面介紹的金屬結(jié)構(gòu)的模型，解釋看到的現(xiàn)象。

(1)把帶正電的球C移近導(dǎo)體A金屬箔有什么變化？

(2)先把A和B分開，然后移去C，金屬箔又有什么變化？

(3)再讓A和B接觸，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？02感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn):取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。利用上面介紹的金屬結(jié)構(gòu)的模型，解釋看到的現(xiàn)象。

(1)把帶正電的球C移近導(dǎo)體A金屬箔有什么變化？

(2)先把A和B分開，然后移去C，金屬箔又有什么變化？

(3)再讓A和B接觸，又會(huì)看到什么現(xiàn)象？C移近導(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開；金屬箔片仍張開，但張角變小；A、B接觸，金屬箔片都閉合.02感應(yīng)起電

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斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。

利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電。近端(靠近帶電體端)感應(yīng)異種電荷

遠(yuǎn)端(遠(yuǎn)離帶電體端)感應(yīng)同種電荷“近異遠(yuǎn)同”02感應(yīng)起電感應(yīng)起電產(chǎn)生新的電荷了嗎？近端(靠近帶電體端)感應(yīng)異種電荷

遠(yuǎn)端(遠(yuǎn)離帶電體端)感應(yīng)同種電荷“近異遠(yuǎn)同”并沒有產(chǎn)生新的電荷，而是在帶電體的作用下，導(dǎo)體上正、負(fù)電荷發(fā)生了分離，使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分思考討論原理分析＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋＋－－－－－－－－電荷的轉(zhuǎn)移實(shí)質(zhì)：小試牛刀導(dǎo)體分開后，A帶上了－1.0×10-8C的電荷。實(shí)驗(yàn)過程中，是電子由A轉(zhuǎn)移到B還是由B轉(zhuǎn)移到A？A、B得到或失去的電子數(shù)各是多少？Ａ帶上的是負(fù)電荷，所以是電子由Ｂ轉(zhuǎn)移到Ａ轉(zhuǎn)移電子數(shù)03接觸起電04驗(yàn)電器和靜電計(jì)作用：①檢驗(yàn)物體是否帶電②粗略判斷物體帶電的多少04驗(yàn)電器和靜電計(jì)實(shí)驗(yàn)：++++想一想：是產(chǎn)生新的電荷了嗎？接觸起電有什么特點(diǎn)?

并沒有產(chǎn)生新的電荷，而是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一物體當(dāng)帶電體靠近但不接觸導(dǎo)體棒的上端時(shí),觀察發(fā)現(xiàn)金屬箔片也會(huì)張開，為什么？++++----接觸起電：帶電物體接觸另一個(gè)物體，電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到這個(gè)物體上，使這個(gè)物體帶電。04驗(yàn)電器和靜電計(jì)

解釋：帶正電荷的物體靠近金屬球時(shí)，導(dǎo)體中的自由電子就被吸引過來，球上出現(xiàn)負(fù)電荷，驗(yàn)電器金屬箔上則帶有正電荷，使金屬箔張開。05接觸起電把帶電體與中性導(dǎo)體接觸，使中性導(dǎo)體帶電的過程，叫做接觸起電。接觸后再分開接觸后再分開接觸帶電的條件：帶電體、被帶電體（必須是導(dǎo)體，絕緣體不行）06三種起電方式比較起電方式摩擦起電感應(yīng)起電接觸起電產(chǎn)生條件一般是兩不同絕緣體摩擦?xí)r導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)導(dǎo)體與帶電導(dǎo)體接觸時(shí)現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同”導(dǎo)體上帶上與帶電體相同電性的電荷原因原子核對電子束縛力弱的物體失去電子，強(qiáng)的得到電子導(dǎo)體中的自由電子在電荷間力的作用下，從物體的一端轉(zhuǎn)移到另一端在電荷間力的作用下，自由電子從一物體轉(zhuǎn)移到另一物體實(shí)質(zhì)均為電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移小試牛刀將帶正電荷Q

的導(dǎo)體球C靠近不帶電的導(dǎo)體。若沿虛線1將導(dǎo)體分成A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA、QB

；若沿虛線2將導(dǎo)體分成兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA′和QB′01電荷守恒定律三種起電方式都沒有創(chuàng)造電荷，只是電荷的分布發(fā)生了變化，電荷并沒有產(chǎn)生和消失。表述一：電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變。01電荷守恒定律三種起電方式都沒有創(chuàng)造電荷，只是電荷的分布發(fā)生了變化，電荷并沒有產(chǎn)生和消失。表述二：

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。近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，帶電粒子可以產(chǎn)生或湮沒。例如，一個(gè)高能光子在一定條件下可以產(chǎn)生一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子；一對正、負(fù)電子可以同時(shí)湮沒，轉(zhuǎn)化為光子。不過在這些情況下，帶電粒子總是成對產(chǎn)生或湮沒的，兩個(gè)粒子帶電數(shù)量相等但電性相反，而光子又不帶電，所以電荷的代數(shù)和仍然不變。思考討論電荷的總量是守恒的，那么，物體的所帶的電荷量是任意數(shù)值嗎？我們可不可以測出物體所帶電荷量的多少呢？人們又是用什么方法測量電荷量的大小的呢？01元電荷1.元電荷：最小的電荷量3.比荷：電荷量與質(zhì)量的比值叫做比荷（也叫荷質(zhì)比）2.所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，即q=ne（n為整數(shù)）。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。密立根油滴實(shí)驗(yàn)羅伯特·安德魯·密立根RobertAndrewsMillikan精確地測定了電子電荷的值，直接證實(shí)了電荷的不連續(xù)性密立根由于測定了電子電荷和借助光電效應(yīng)測量出普朗克常數(shù)等數(shù)項(xiàng)成就，榮獲1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?，F(xiàn)在公認(rèn)的元電荷e的值為e＝1.602176634×10-19C，在計(jì)算中，可取e＝1.60×10-19C特別提醒！元電荷是電荷量的單位，不是指某電荷。例如：質(zhì)子、電