高中物理選修3-1 第1節(jié) 電荷及其守恒定律

1、高中物理選修3-1,博文培訓中心,第一章 靜電場,博文培訓中心,第一節(jié) 電荷及其守恒定律,對靜電的認識,歷史回顧公元前600年左右，希臘人發(fā)現(xiàn)了摩擦過的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。16世紀，英國御醫(yī)吉爾伯特提出了電荷的概念。18世紀，美國科學家富蘭克林提出了正負電荷的概念。,我國西漢時期也有記載，說的是經過摩擦的玳瑁能夠吸引微小的物體。物體有了這種吸引輕小物體的性質，我們就說它帶了電，或者有了電荷。,一、認識電荷,帶電現(xiàn)象: 摩擦過的物體具有吸引輕小物體的性質，這種 現(xiàn)象叫摩擦起電，這樣的物體就帶了電。,兩種電荷:,1. 用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電 荷?！?” 2.用毛皮摩擦過的橡膠棒

2、所帶的電荷稱為負電 荷?！?”,同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引,電荷電荷間相互作用規(guī)律,自然界中只有兩種電荷,1、探究,2、結論,電荷起電方式摩擦起電,原子,原子結構,1.為什么橡膠棒在摩擦之前不帶電，是不是因為橡膠棒里沒有電荷？ 2.為什么橡膠棒在摩擦之后帶電，是不是摩擦創(chuàng)造了電荷？,物體帶電的方法:1.摩擦起電,電荷（電子）從一個物體轉移到另一個物體,電荷起電方式摩擦起電,原因,實質,當兩個物體互相摩擦時，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。,電荷(電子)從一個物體轉移到另一個物體,不帶電的物體與帶電體接

3、觸，能使不帶電的物體帶上電，這種方式稱為接觸起電。,電荷起電方式接觸起電,概念,實質,3.接觸起電,接觸后，再分開,實質：電荷從一個物體轉移到另一個物體,接觸后，再分開,電荷起電方式感應起電,金屬原子,電荷起電方式感應起電,靜電感應,當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離帶電體的一端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應。,利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫做感應起電。,電荷（電子）從物體的一部分轉移到另一部分,電荷起電方式感應起電,概念,實質,二、起電方法的實驗探究(規(guī)律、實質） 摩擦起電： 規(guī)律：等量的異種電

4、荷相互摩擦 實質：電子的（得失）轉移 接觸起電：(傳導起電) 規(guī)律：同種電荷，相同金屬球平分總電量；不同金屬球按比例分配 實質：電子的轉移,感應起電：(規(guī)律、實質） 規(guī)律：導體兩端帶上等量的異種電荷 實質：電荷的重新分布,起電的實質:電子的轉移,三種起電方式總結：,接觸使物體帶電的現(xiàn)象,摩擦使物體帶電的現(xiàn)象,不帶電導體在靠近帶電體時，近端帶異種電荷,遠端帶同種電荷的現(xiàn)象,等量的異種 電荷,相同金屬球平分總電量,等量的異種電荷,電子的得失,電荷的轉移,電荷的重新分布,實驗與探究,A接觸B,如何使B、C帶上與A電性相同的電荷？,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識

5、靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,B接觸C,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,認識靜電,實驗與探究,結果：使B、C帶上與A電性相同的電荷,認識靜電,實驗與探究,結果：使B、C帶上與A電性相同的電荷,認識靜電,實驗與探究,如何使B、C帶上電性相反的電荷？,B與C接觸,A接近B,認識靜電,實驗與探究,將B、C分開,結果：使B、C帶上電性相反的電荷,認識靜電,實驗與探究,使B、C再接觸,如何使B、C上的電荷消失

6、呢？,將A移開,如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶負電的小球，下列說法正確的是( )。 A.把C移近導體A時，A、B上的金屬箔片都張開。 B.把C移近導體A，先把A、B分開，然后移走C，A、B上的金屬箔片仍張開。 C.先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開。 D.先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片已閉合。,電荷例題,C,A B,提問？,電荷接觸再分開的特點？,電荷先相加再按比例分,認識靜電,自學思考,3,什么是元電荷? 元電荷的電荷量是多少？ 起電過程是不是創(chuàng)造

7、了新電荷？ 電荷守恒定律的內容是什么？,三和四、電荷守恒定律,2.元電荷 :自然界中的最小帶電單元。 質子和電子的帶電量的絕對值e=1.610-19C 電子：e=1.610-19C 質子：e=1.610-19C 一切帶電體所帶電量都是元電荷的整數(shù)倍,1.電荷量：電荷的多少叫電荷量。 單位：庫侖C,密立根油滴實驗 最早測定元電荷數(shù)值,元電荷：電子所帶的電荷量，用e表示. 元電荷量e的值：e=1.6010-19C 所有帶電體的電荷 量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。 元電荷并非是一種電荷，而是最小電荷量值它也是電荷量的最小單位,4.電荷守恒定律： 電荷既不能被

8、創(chuàng)造也不能被消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個 物體，或者從 物體的一部分轉移到另一部分。在轉移的過程中，電荷的代數(shù)和不變。,3.中和： 等量的異種電荷完全抵消的現(xiàn)象,特別提醒： 當兩個帶異種電荷的導體接觸時，會發(fā)生電荷的中和現(xiàn)象，中和的電荷是不是消失了？ 答案：不是所謂“中和”是指兩個帶等量異種電荷的物體相互接觸時，由于正負電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉移，最后都達到中性狀態(tài)的一個過程.,概念：帶電體的電荷量q與質量m之比 公式：q/m 單位：C/kg 電子比荷：e/me=1.76 1011C/kg,幾個基本概念比荷,比荷,有人說質子或電子是元電荷，對嗎？質子和電子的比荷相同嗎？ 答案：不是

9、元電荷是最小的帶電單位，不是帶電粒子，沒有電性之說質子、電子的電荷量相同，但質子質量遠大于電子，所以電子的比荷大于質子的比荷,誤區(qū)1：相互吸引的一定是帶異種電荷的物體 點撥：除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的特性，這里的“輕小物體”可能不帶電 誤區(qū)2：兩個帶電體相互接觸后電荷量平分 點撥：并不是所有情況下接觸后電荷量都能夠進行平分，電荷量平分只能在一種情況下滿足，那就是兩個相互接觸的物體必須是兩個完全相同的球體,電荷的分配規(guī)律,(1)兩個大小完全相同的帶同種電荷的金屬球接觸時，電荷平均分配 (2)兩個大小完全相同的帶異種電荷的金屬球接觸時，電荷先中和，剩余電荷再平分 (3

10、)兩個大小、形狀完全相同的非球形帶電金屬導體接觸時，也符合上述規(guī)律,1、(單選）對于一個已經帶電的物體，下列說法中正確的是： A.物體上一定有多余的電子； B.物體上一定缺少電子； C.物體的帶電量一定是1.610-19C的整數(shù)倍； D.物體的帶電量可以是任意的一個值。,C,2、 (雙選）科學家在研究原子、原子核 及基本粒子時，為了方便，常常用元 電荷作為電量的單位，關于元電荷， 下列論述正確的是： A、把質子或電子叫元電荷 B、1.6010-19C的電量叫元電荷 C、電子帶有最小的負電荷，其電量 的絕對值叫元電荷 D、質子帶負電,BC,C,3、 (單選）將不帶電的導體A和帶有負 電荷的導體B

11、接觸后，在導體A中的質 子數(shù) （ ） A增加 B減少 C不變 D先增加后減少,練習,4、科學家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關于元電荷，下列論述正確的是( ) A.把質子或電子叫元電荷 B.1.6010-19C的電量叫元電荷 C.電子帶有最小的負電荷，其電量的絕對值叫元電荷 D.質子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷,BCD,5、 (雙選）一帶負電的絕緣金屬小球被放在 潮濕的空氣中，經過一段時間后，發(fā)現(xiàn)該 小球上凈電荷幾乎不存在了，這說明： A、小球上原有的負電荷逐漸消失了 B、在此現(xiàn)象中，電荷不守恒 C、小球上負電荷減少的原因是潮濕的空氣將 電子導走了 D、該現(xiàn)象是由于電子的轉移引起，仍然遵循 電荷守恒定律,（C D）,6、某驗電器金屬小球和金屬箔均帶負電，金屬 箔處于張開的狀態(tài)?，F(xiàn)用絕緣柄將帶有少量 負電荷的硬橡膠棒向驗電器的金屬小球稍許 移近，則驗電器金屬箔： A、張角稍許變大 B、張角稍許變小 C、硬橡膠棒稍許移近，致使小球上的電子 向金屬箔移動 D、硬橡膠棒稍許移近，致使金屬箔上的質 子向金屬小球移動,( A、C ),練習,7、絕緣細線上端固定,下端掛一個輕質金屬小球a;在a旁有一絕緣金屬球b,開始時a、b都不帶電,如圖所示,現(xiàn)使b帶電，則( ) A.b將吸引a，吸住后不放開 B.b先吸引a,接觸后又把a排斥開 C.a