電荷及其守恒定律

電荷及其守恒定律新課標高中物理選修3－1第一章靜電場一、電荷？自然界中有幾種電荷？它們間的相互作用如何？1.兩種電荷用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電;

用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電.2.兩種電荷間的相互作用

同種電荷相互排斥；

異種電荷相互吸引。一、電荷？一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內部是否存在電荷？原子的構成

原子（中性）原子核核外電子質子中子（正電）（不帶電）原子核為什么穩(wěn)定？質子和中子之間有強相互作用核力核外電子

離原子核較遠的電子容易受到外界的作用而脫離原子現代科學早已把物質結構的秘密揭開：物質都是由分子組成．而分子由原子組成，原子是由一個帶正電的原子核和一定數目的繞核運動的帶負電的電子組成．原子核所帶正電量的總數與核外所有電子的負電量總數是相等的，且正電荷、負電荷分布的中心（常稱電荷中心）重合．因而，在通常情況下，整個原子呈電中性（所謂不帶電）．當原子因某種原因（如摩擦、受熱、化學變化等），而失去一個或幾個電子時，原子就顯為“帶正電”，獲得額外電子時，就顯為“帶負電”．所以，實質上物體的帶電過程就是電子的得失過程．比如用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的正電荷，實質上就是由于兩者摩擦，組成玻璃棒的原子上的若干電子轉移到絲綢上，使玻璃棒失去電子帶正電，而絲綢得到電子帶負電．使物體帶電的方法：1、摩擦起電實質：電子從一個物體轉移到另一個物體上，得到電子帶負電，失去電子帶正電。使物體帶電的方法:靜電感應.swf金屬導電機理：金屬內有自由移動的電子自由電子正離子在自己的平衡位置附近振動而不移動。＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋靜電感應近異遠同46班止8.9使物體帶電的方法：2、感應起電靜電感應：把電荷移近不帶電的導體，可以使導體帶電的現象，叫做靜電感應。

實質：電荷從物體的一部分轉移到另一部分感應起電：利用靜電感應使金屬導體帶電的過程，叫做感應起電。

是否只有當帶電體與導體棒的上端直接接觸時，金屬箔片才開始張開？驗電器和靜電計.doc280班止8.10使物體帶電的方法：3、接觸帶電接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開Q3QQQ實質：電荷從一個物體轉移到另一個物體三種帶電方式

(1)摩擦起電：正負電荷的分開和轉移

(2)感應起電：電荷從物體的一部分轉移到另一部分

(3)接觸起電：電荷從一個物體轉移到另一個物體起電的本質：

無論是哪種起電方式,其本質都是將正、負電荷分開,使電荷發(fā)生轉移，并不是創(chuàng)造電荷?！纠?】掛在絕緣細線下的兩輕質通草球，由于電荷的相互作用靠近或遠離，如圖所示，則：（）

A甲圖中兩球一定帶異種電荷；

B甲圖中至少有一個帶電；

C乙圖中兩球一定帶同種電荷；

D乙圖中兩球可能只有一個帶電。甲乙BC【練習1】把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現兩球之間相互排斥則A、B兩球原來的帶電情況可能是（）A．帶有等量異種電荷B．帶有不等量異種電荷C．帶有等量同種電荷D．一個帶電，另一個不帶電BCD

【練習2】如圖所示，導體棒AB靠近帶正電的導體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷__________．若手的接觸點改在A端，情況又如何___________。負電荷負電荷二、電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，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，在轉移過程中，電荷的總量保持不變。電荷守恒定律是大量實驗事實的總結，適用于迄今所知的一切宏觀過程和微觀過程。質子和電子是正負電荷的基本單元。在各種物理過程中，電子和質子總數不變，只是組合方式或所在位置有所改變，因而電荷守恒是十分自然的。

值得指出的，近代物理學發(fā)現了大量有關基本粒子互相轉化的事實。例如正、負電子e+、e-對撞湮沒

，產生兩個γ光子；在這些過程中，出現了電荷的消失或產生，但反應物的總電荷等于生成物的總電荷，電荷仍守恒。這意味著電荷守恒具有更深刻的根源。二、電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，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，在轉移過程中，電荷的總量保持不變。

物理學的基本定律之一

。它指出，對于一個孤立系統，不論發(fā)生什么變化

，其中所有電荷的代數和永遠保持不變。電荷守恒定律表明，如果某一區(qū)域中的電荷增加或減少了，那么必定有等量的電荷進入或離開該區(qū)域；如果在一個物理過程中產生或消失了某種符號的電荷，那么必定有等量的異號電荷同時產生或消失。二、電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，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，在轉移過程中，電荷的總量保持不變。因此，電荷守恒定律又可表示為：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和總是保持不變的。三、元電荷電荷是實物的一種屬性．電荷的多少叫電荷量．電荷量是指物體帶電的多少，常常簡稱電量．電量是電荷的定量基度．帶電體是指處于帶電狀態(tài)的物體．電荷、電量、帶電體三個詞往往不加區(qū)分地使用，其中電荷一詞用得最廣．在某些情況下，電荷實際指帶電體本身．電荷量的國際單位是：C三、元電荷元電荷的數值最早是由美國科學家密立根用實驗測得到的．盡管質子、電子的電荷量的數值皆為，但它們不叫元電荷，它們電荷量的絕對值才叫元電荷．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．盡管電荷量有正負值（正號一般省略），要知道這里的“＋”、“－”號代表電荷的性質（種類），與數學中的正負號的含義不同．一般，正電荷的電量用正值表示，負電荷的電量用負值表示．三、元電荷三、元電荷【例2】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、1.60×10-19C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【練習3】使一個物體帶電的方式有三種，它們是

、

和

，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個結論也被稱之為

定律。【練習4】將不帶電的導體A和帶有負電荷的導體B接觸后，在導體A中的質子數（）

A．增加B．減少

C．不變D．先增加后減少C小結1、自然界存在兩者電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷2、使物體帶電的方式帶電方式(1)摩擦起電：電子從一個物體轉移到另一個物體(2)接觸起電：電荷從一個物體轉移到另一個物體(3)感應起電：電荷從物體的一部分轉移到另一部分

3、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉移到另一個物體,或從物體的一部分轉移到另一部分,在轉移的過程中，系統的電荷總數保持不變.小結4、所有帶電體的電量等于電荷量e或電荷量e的整數倍5、電荷量e：指電子（或質子）的電荷量，稱為元電荷6、比荷：帶電體的電荷量與其質量的比值1、把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來的帶電情況可能是

A．帶有等量異種電荷

B．帶有等量同種電荷

C．帶有不等量異種電荷

D．一個帶電，另一個不帶電

√

√

√課堂練習2、有A、B、C三個塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引的，如果A帶正電，則：

A．B、C球均帶負電

B．B球帶負電，C球帶正電

C．B、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電

D．B、C球都不帶電

√++++++A.導體B帶負電;B.導體B左端出現負電荷,右端出現正電荷,并且電荷量大小相等;C.若A不動,將B沿圖中虛線分開,則左邊的電荷量小于右邊的電荷量;D.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變.

√

√AB3、如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電,則以下說法中正確的是:

4、圖7中A、B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球C．在下列情況中，判斷A、B兩球的帶電情況：（1）A、B接觸后分開，再移去C，則A________，B______；（2）A、B接觸，先移去C后，再把AB分開，則A_______，B_______．（3）A、B接觸，用手指瞬間接觸B后再移去C，則A________，