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(xùn)中心,第一章 靜電場(chǎng),博文培訓(xùn)中心,第一節(jié) 電荷及其守恒定律,對(duì)靜電的認(rèn)識(shí),歷史回顧公元前600年左右，希臘人發(fā)現(xiàn)了摩擦過(guò)的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。16世紀(jì)，英國(guó)御醫(yī)吉爾伯特提出了電荷的概念。18世紀(jì)，美國(guó)科學(xué)家富蘭克林提出了正負(fù)電荷的概念。,我國(guó)西漢時(shí)期也有記載，說(shuō)的是經(jīng)過(guò)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(zhì)，我們就說(shuō)它帶了電，或者有了電荷。,一、認(rèn)識(shí)電荷,帶電現(xiàn)象: 摩擦過(guò)的物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，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(guò)的玻璃棒所帶的電荷稱(chēng)為正電 荷?！?” 2.用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒

2、所帶的電荷稱(chēng)為負(fù)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(jié)論,電荷起電方式摩擦起電,原子,原子結(jié)構(gòu),1.為什么橡膠棒在摩擦之前不帶電，是不是因?yàn)橄鹉z棒里沒(méi)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,電荷起電方式摩擦起電,原因,實(shí)質(zhì),當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。,電荷(電子)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(chēng)為接觸起電。,電荷起電方式接觸起電,概念,實(shí)質(zhì),3.接觸起電,接觸后，再分開(kāi),實(shí)質(zhì)：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,接觸后，再分開(kāi),電荷起電方式感應(yīng)起電,金屬原子,電荷起電方式感應(yīng)起電,靜電感應(yīng),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號(hào)電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號(hào)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(guò)程叫做感應(yīng)起電。,電荷（電子）從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,電荷起電方式感應(yīng)起電,概念,實(shí)質(zhì),二、起電方法的實(shí)驗(yàn)探究(規(guī)律、實(shí)質(zhì)） 摩擦起電： 規(guī)律：等量的異種電

4、荷相互摩擦 實(shí)質(zhì)：電子的（得失）轉(zhuǎn)移 接觸起電：(傳導(dǎo)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(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移,感應(yīng)起電：(規(guī)律、實(shí)質(zhì)） 規(guī)律：導(dǎo)體兩端帶上等量的異種電荷 實(shí)質(zhì)：電荷的重新分布,起電的實(shí)質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移,三種起電方式總結(jié)：,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(dǎo)體在靠近帶電體時(shí)，近端帶異種電荷,遠(yuǎn)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(zhuǎn)移,電荷的重新分布,實(shí)驗(yàn)與探究,A接觸B,如何使B、C帶上與A電性相同的電荷？,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)

5、靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,B接觸C,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,結(jié)果：使B、C帶上與A電性相同的電荷,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,結(jié)果：使B、C帶上與A電性相同的電荷,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)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(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)與探究,將B、C分開(kāi),結(jié)果：使B、C帶上電性相反的電荷,認(rèn)識(shí)靜電,實(shí)驗(yàn)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(kāi),如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶負(fù)電的小球，下列說(shuō)法正確的是( )。 A.把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B上的金屬箔片都張開(kāi)。 B.把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開(kāi)，然后移走C，A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)。 C.先把C移走，再把A、B分開(kāi)，A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)。 D.先把A、B分開(kāi)，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開(kāi)，而B(niǎo)上的金屬箔片已閉合。,電荷例題,C,A B,提問(wèn)？,電荷接觸再分開(kāi)的特點(diǎn)？,電荷先相加再按比例分,認(rèn)識(shí)靜電,自學(xué)思考,3,什么是元電荷? 元電荷的電荷量是多少？ 起電過(guò)程是不是創(chuàng)造

7、了新電荷？ 電荷守恒定律的內(nèi)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(zhì)子和電子的帶電量的絕對(duì)值e=1.610-19C 電子：e=1.610-19C 質(zhì)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(kù)侖C,密立根油滴實(shí)驗(yàn) 最早測(cè)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(shuō)，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(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。在轉(zhuǎn)移的過(guò)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(dāng)兩個(gè)帶異種電荷的導(dǎo)體接觸時(shí)，會(huì)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(gè)帶等量異種電荷的物體相互接觸時(shí)，由于正負(fù)電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，最后都達(dá)到中性狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程.,概念：帶電體的電荷量q與質(zhì)量m之比 公式：q/m 單位：C/kg 電子比荷：e/me=1.76 1011C/kg,幾個(gè)基本概念比荷,比荷,有人說(shuō)質(zhì)子或電子是元電荷，對(duì)嗎？質(zhì)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(méi)有電性之說(shuō)質(zhì)子、電子的電荷量相同，但質(zhì)子質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子，所以電子的比荷大于質(zhì)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(diǎn)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(gè)帶電體相互接觸后電荷量平分 點(diǎn)撥：并不是所有情況下接觸后電荷量都能夠進(jìn)行平分，電荷量平分只能在一種情況下滿(mǎn)足，那就是兩個(gè)相互接觸的物體必須是兩個(gè)完全相同的球體,電荷的分配規(guī)律,(1)兩個(gè)大小完全相同的帶同種電荷的金屬球接觸時(shí)，電荷平均分配 (2)兩個(gè)大小完全相同的帶異種電荷的金屬球接觸時(shí)，電荷先中和，剩余電荷再平分 (3

10、)兩個(gè)大小、形狀完全相同的非球形帶電金屬導(dǎo)體接觸時(shí)，也符合上述規(guī)律,1、(單選）對(duì)于一個(gè)已經(jīng)帶電的物體，下列說(shuō)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(gè)值。,C,2、 (雙選）科學(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 電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷， 下列論述正確的是： A、把質(zhì)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(fù)電荷，其電量 的絕對(duì)值叫元電荷 D、質(zhì)子帶負(fù)電,BC,C,3、 (單選）將不帶電的導(dǎo)體A和帶有負(fù) 電荷的導(dǎo)體B

11、接觸后，在導(dǎo)體A中的質(zhì) 子數(shù) （ ） A增加 B減少 C不變 D先增加后減少,練習(xí),4、科學(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單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是( ) A.把質(zhì)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(fù)電荷，其電量的絕對(duì)值叫元電荷 D.質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對(duì)值叫元電荷,BCD,5、 (雙選）一帶負(fù)電的絕緣金屬小球被放在 潮濕的空氣中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該 小球上凈電荷幾乎不存在了，這說(shuō)明： A、小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了 B、在此現(xiàn)象中，電荷不守恒 C、小球上負(fù)電荷減少的原因是潮濕的空氣將 電子導(dǎo)走了 D、該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起，仍然遵循 電荷守恒定律,（C D）,6、某驗(yàn)電器金屬小球和金屬箔均帶負(fù)電，金屬 箔處于張開(kāi)的狀態(tài)?，F(xiàn)用絕緣柄將帶有少量 負(fù)電荷的硬橡膠棒向驗(yàn)電器的金屬小球稍許 移近，則驗(yàn)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(dòng) D、硬橡膠棒稍許移近，致使金屬箔上的質(zhì) 子向金屬小球移動(dòng),( A、C ),練習(xí),7、絕緣細(xì)線(xiàn)上端固定,下端掛一個(gè)輕質(zhì)金屬小球a;在a旁有一絕緣金屬球b,開(kāi)始時(shí)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(kāi) B.b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi) C.a