第一章电荷及其守恒定律

1、第一章第一章 静电场静电场 1.1 1.1 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律 北师大集宁附中北师大集宁附中 朱朱 勇勇 一、电荷一、电荷 一般情况下物体不带电，不带电的物体内是一般情况下物体不带电，不带电的物体内是 否存在电荷？如何使物体带电？否存在电荷？如何使物体带电？ 正电荷正电荷：用丝绸摩擦过的用丝绸摩擦过的玻璃棒玻璃棒； 负电荷负电荷：用毛皮摩擦过的用毛皮摩擦过的橡胶棒橡胶棒。 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 带电体有吸引轻小物体的性质。带电体有吸引轻小物体的性质。 例：例：有有A、B、C三个完全相同的轻质小球，三个完全相同的轻质小球， A和和

2、B，B和和C，C和和A间都是相互吸引的，如间都是相互吸引的，如 果果A带正电，则：带正电，则： AB、C球均带负电球均带负电 BB球带负电，球带负电，C球带正电球带正电 CB、C球中必有一个带负电，而另一个不球中必有一个带负电，而另一个不 带电带电 DB、C球都不带电球都不带电 二、起电方法二、起电方法 1 1、摩擦起电、摩擦起电 方式：方式：不带电的物体内存在等量正、负电荷，不带电的物体内存在等量正、负电荷， 在物体内中和，对外不显电性。但是在物体内中和，对外不显电性。但是不同的不同的 物质对电子的束缚、吸引能力不同，物质对电子的束缚、吸引能力不同，如如用丝用丝 绸摩擦过的玻璃棒带正电绸摩擦

3、过的玻璃棒带正电，那么就可以看出那么就可以看出 丝绸的吸引电子能力强于玻璃棒丝绸的吸引电子能力强于玻璃棒。 思考：思考：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。 2 2、感应起电、感应起电 方式：方式： 把电荷移近不带电的把电荷移近不带电的导体导体，可以使，可以使 导体带电的现象，叫做静电感应。导体带电的现象，叫做静电感应。利用静电利用静电 感应使物体带电，叫做感应起电。感应使物体带电，叫做感应起电。 近端感应异种电荷，近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷。远端感应同种电荷。 例：例：如图所示，导体棒如图所示，导体棒ABAB靠近带正电的导体靠近带正电的导体 Q Q放置。用手接触放置

4、。用手接触B B端，移去手指再移去端，移去手指再移去Q Q， ABAB带何种电荷带何种电荷 ，若手的接触点改在，若手的接触点改在A A 端，情况又如何端，情况又如何 。 AB + Q 负电荷负电荷 负电荷负电荷 绝缘体能不能利用绝缘体能不能利用静电感应静电感应使其带电？使其带电？ 不能，没有自由电子。不能，没有自由电子。 因为在这类固体带电中只能是电子移动，当因为在这类固体带电中只能是电子移动，当Q Q靠近靠近ABAB时，在时，在A A端就聚集了大量端就聚集了大量 的电子，的电子，B B端就有了多余的正电荷，【用手接触端就有了多余的正电荷，【用手接触B B端时，大地中的电子就会转端时，大地中的

5、电子就会转 移到移到ABAB上，移去手指再移去上，移去手指再移去Q Q，ABAB就有了多余的电子而带负电。】就有了多余的电子而带负电。】 因为对一个物体来说，电荷分离时是尽可能得要分布在距离最远处即两端，因为对一个物体来说，电荷分离时是尽可能得要分布在距离最远处即两端， 【当用手接触【当用手接触A A端时，端时，ABAB和大地相连构成一个整体，所以和大地相连构成一个整体，所以Q Q吸引的电子将来源吸引的电子将来源 于大地，移去手指再移去于大地，移去手指再移去Q Q，ABAB仍带负电。】仍带负电。】 其实这与接触其实这与接触A A还是接触还是接触B B无关。手碰上去，相当于接地（把人当做导体），

6、这样无关。手碰上去，相当于接地（把人当做导体），这样 导体棒就要与地面等势。导体棒就要与地面等势。Q Q还在的时候，若导体棒上面还带有正电荷，则其电场还在的时候，若导体棒上面还带有正电荷，则其电场 线必指向无穷远（即地面），不等势，矛盾。所以人的作用就是把多余的正电荷线必指向无穷远（即地面），不等势，矛盾。所以人的作用就是把多余的正电荷 “吸走吸走”。 如果还不懂，还有另一种解释。当人接触到导体棒的时候，导体棒、人、地球构如果还不懂，还有另一种解释。当人接触到导体棒的时候，导体棒、人、地球构 成一个整体，正电荷成一个整体，正电荷Q Q将其上面的正电荷排斥到地球另一端，所以导体棒上面只将其上面的

7、正电荷排斥到地球另一端，所以导体棒上面只 有负电荷了。有负电荷了。 至于带多少负电荷，这要取决于导体棒与至于带多少负电荷，这要取决于导体棒与Q Q的距离和导体棒的形状。的距离和导体棒的形状。 3 3、接触起电、接触起电 方式：方式：用一个不带电的物体去接触另一个带用一个不带电的物体去接触另一个带 电的物体，带电物体净电荷的一部分就会转电的物体，带电物体净电荷的一部分就会转 移到原来不带电的物体上，使原来不带电的移到原来不带电的物体上，使原来不带电的 物体带电。物体带电。 +2Q -3Q+Q +Q+Q -Q-Q 接触后接触后 再分开再分开 接触后接触后 再分开再分开 两个两个完全相同完全相同的带

8、电导体，接触后再分开，的带电导体，接触后再分开， 二者将原来所带电量的总和平均分配。二者将原来所带电量的总和平均分配。 例：例：把两个完全相同的金属球把两个完全相同的金属球A A和和B B接触一下，接触一下， 再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥， 则则A A、B B两球原来的带电情况可能是两球原来的带电情况可能是 A.A.带有等量异种电荷带有等量异种电荷 B.B.带有等量同种电荷带有等量同种电荷 C.C.带有不等量异种电荷带有不等量异种电荷 D.D.一个带电，另一个不带电一个带电，另一个不带电 4 4、使物体起电的方法及其实质：、使物体起电的方法及其实质

9、： (1)摩擦起电摩擦起电实质：使自由电子从一个物体实质：使自由电子从一个物体 转移到另一个物体。转移到另一个物体。 (3)接触起电接触起电实质：使电荷从一个物体转移实质：使电荷从一个物体转移 到另一物体。到另一物体。 (2)感应起电感应起电实质：使电荷从物体的一部分实质：使电荷从物体的一部分 转移到另一部分。转移到另一部分。 5 5、验电器和静电计、验电器和静电计 静电计中金属杆下部的水平轴上装有静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属金属 指针指针，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电 器中金属杆的下部悬挂着器中金属杆的下部悬挂着两片金箔两片金箔。 静电计的静电计

10、的外壳一定是金属的外壳一定是金属的，它在静电计，它在静电计 工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主 要作用是为了避免气流的影响，要作用是为了避免气流的影响，它一般是用它一般是用 玻璃制作的玻璃制作的。 验电器与静电计在结构上的不同验电器与静电计在结构上的不同 1 1、三种起电方法、三种起电方法 三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律 2 2、起电的本质、起电的本质 摩擦起电、感应起电、接触起电摩擦起电、感应起电、接触起电 无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负 电荷分开，使电荷发生转移，并不是创造电电荷分开，使电荷发生转移，

11、并不是创造电 荷！荷！电荷的总量保持不变！电荷的总量保持不变！ 表述一：表述一： 电荷既不能创造，也不能消灭，它只能电荷既不能创造，也不能消灭，它只能 从一个物体从一个物体转移转移到另一个物体，或从物体的到另一个物体，或从物体的 一部分一部分转移转移到另一部分，在转移的过程中，到另一部分，在转移的过程中， 系统的电荷总数保持不变。系统的电荷总数保持不变。 表述二：表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷一个与外界没有电荷交换的系统，电荷 的代数和总是保持不变。的代数和总是保持不变。 四、元电荷四、元电荷 电荷的多少如何表示？它的单位是什么？电荷的多少如何表示？它的单位是什么？ 什么是元电荷？什么是元电荷？ 电荷量：电荷的多少，简称电量电荷量：电荷的多少，简称电量(Q)(Q)。 单单 位：库仑位：库仑(C)(C)。 一个电子所带电量为元电荷。一个电子所带电量为元电荷。所有带电体所所有带电体所 带电荷量只能是元电荷的整数倍。带电荷量只能是元电荷的整数倍。 元电荷的数值是多