高中物理第一章第1节电荷及其守恒定律课件新人教版选修3-1

1、第一章静电场第一章静电场第一节电荷及其守恒定律第一节电荷及其守恒定律 第一章第一章 静电场静电场学习目标学习目标1.通过摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的通过摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质2理解电荷守恒定律理解电荷守恒定律3知道什么是元电荷，知道电荷量的概念及其单位，知道比知道什么是元电荷，知道电荷量的概念及其单位，知道比荷的概念荷的概念 第一章第一章 静电场静电场玻璃棒玻璃棒橡胶棒橡胶棒排斥排斥吸引吸引2原子的组成原子的组成原子由原子由_和核外电子组成，原子核由带正和核外电

2、子组成，原子核由带正电的电的_和不带电的和不带电的_组成，核外的电子带组成，核外的电子带_通常原子内正、通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性3自由电子和离子自由电子和离子金属中离原子核最远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中离原子核最远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做_,失去这种电子的原子便成了带正电的离子失去这种电子的原子便成了带正电的离子原子核原子核质子质子中子中子负电负电自由电子自由电子想一想想一想1.不带电的物体内部是否有电荷？不带电的

3、物体内部是否有电荷？提示：提示：不带电的物体内有电荷，正负电荷电量相同，故对外不带电的物体内有电荷，正负电荷电量相同，故对外不显电性不显电性.二、三种起电方式二、三种起电方式1摩擦起电：摩擦起电：两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带体由于得到电子而带_，失去电子的物体则，失去电子的物体则带带_2感应起电感应起电(1)静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中

4、的自由电荷便会趋向或引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或_带电体，使导体靠近带电体的一端带带电体，使导体靠近带电体的一端带_电荷，远离带电体的一端带电荷，远离带电体的一端带_电荷的现象电荷的现象(2)感应起电：利用感应起电：利用_使金属导体带电的过程使金属导体带电的过程负电负电正电正电远离远离异种异种同种同种静电感应静电感应3接触起电接触起电:不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷,这种使物体带电的方式叫做这种使物体带电的方式叫做_，两个完全，两个完全相同的物体接触后，会使电荷量相同的物体接触后，会使电荷量_想一想想一想2.采用感应起电的方式能否使绝缘

5、体带电？采用感应起电的方式能否使绝缘体带电？提示：提示：不能，绝缘体中几乎没有自由移动的电荷不能，绝缘体中几乎没有自由移动的电荷.接触起电接触起电平分平分三、电荷守恒定律及元电荷三、电荷守恒定律及元电荷1电荷守恒定律的两种表述方式电荷守恒定律的两种表述方式(1)电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体_到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持移过程中，电荷的总量保持_(2)一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的_保持不变保持不

6、变转移转移不变不变代数和代数和2元电荷元电荷(1)电荷量：电荷的电荷量：电荷的_叫电荷量，常用符号叫电荷量，常用符号Q或或q表示，表示，其国际单位是其国际单位是_(C)(2)元电荷：科学家发现元电荷：科学家发现_和和_所带的电所带的电荷量最小，且其他物体所带电荷量是该电荷量的荷量最小，且其他物体所带电荷量是该电荷量的_，这个最小的电荷量叫元电荷用，这个最小的电荷量叫元电荷用e表示，表示，e_C.(3)比荷：电子的电荷量比荷：电子的电荷量e跟电子的质量跟电子的质量me之之_，叫，叫做电子的比荷，其值为做电子的比荷，其值为e/me1.761011 C/kg.多少多少库仑库仑质子质子电子电子整数倍整

7、数倍1.61019比比判一判判一判3.一个物体的带电量可以是一个物体的带电量可以是5.01019 C吗？吗？提示：提示：不可以，物体的带电量只能是不可以，物体的带电量只能是e的整数倍的整数倍.电荷间的相互作用规律及其应用电荷间的相互作用规律及其应用1电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相电荷间有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引两电荷间的相互作用力大小相等、方向相反、作用在同吸引两电荷间的相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上一条直线上2检验物体是否带电的方法：检验物体是否带电的方法：(1)用待测物体去接近轻小物体用待测物体去接近轻小物体,看它是否能吸引轻小物

8、体；看它是否能吸引轻小物体；(2)让待测物体接触验电器上的金属让待测物体接触验电器上的金属球，根据金属箔片是否张开来判断待测物体是否带电球，根据金属箔片是否张开来判断待测物体是否带电特别提醒：特别提醒：发生相互作用时未必都带电，要注意带电体不管带发生相互作用时未必都带电，要注意带电体不管带电正负，都有吸引轻小物体的性质无论轻小物体是导体还是电正负，都有吸引轻小物体的性质无论轻小物体是导体还是绝缘体，带电体对其中的自由电子都有吸引力或排斥力绝缘体，带电体对其中的自由电子都有吸引力或排斥力 下列判断小球是否带电的说法中正确的是下列判断小球是否带电的说法中正确的是()A用一个带电体靠近它，如果能够吸

9、引小球，则小球一定用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电带电B用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电带电C用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电变角度，则小球一定带电D如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电思路探究思路探究两物体相互吸引，是否得出物体带异种电荷？两物体相互吸引，是否得出物体带异种电荷？BD解析解析用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种

10、电荷，也可能不带电；如果能够排斥小球，则小球能带异种电荷，也可能不带电；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷用验电器的金属球接触它时，还需知道验一定带同种电荷用验电器的金属球接触它时，还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断带电小球能吸引轻小电器金属球的带电情况才能予以判断带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质故选物体是带电体的性质故选BD.两物体相互吸引，不一定都带电，但两物体相互排斥，一定两物体相互吸引，不一定都带电，但两物体相互排斥，一定带同种电荷带同种电荷1. 如图所示，如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作为四个带电小球，两球之间的作用分别为用分别为a吸吸d、c斥斥a

11、、b斥斥c、d吸吸b，则，则()A仅有两个小球带同种电荷仅有两个小球带同种电荷B仅有三个小球带同种电荷仅有三个小球带同种电荷Cc、d小球带同种电荷小球带同种电荷Dc、d小球带异种电荷小球带异种电荷解析：由解析：由d吸吸a、d吸吸b可知，可知，a与与b带同种电荷，且与带同种电荷，且与d带异种带异种电荷；由电荷；由c斥斥a、c斥斥b可知，可知，c与与a、b带同种电荷，所以带同种电荷，所以c与与d带异种电荷，带异种电荷，A、C错误，错误，B、D正确故选正确故选BD.BD三种起电方式三种起电方式1感应起电的操作方法感应起电的操作方法(1)操作方法操作方法 使带电体使带电体C(假设带正电假设带正电)靠近

12、相互接触的两导体靠近相互接触的两导体A、B，A为为近端，如图所示近端，如图所示保持保持C不动，用绝缘工具分开不动，用绝缘工具分开A、B.移走移走C，则，则A带负电，带负电，B带正电带正电(2)操作方法操作方法(如图所示如图所示) 将一个带电体将一个带电体A靠近导体球靠近导体球B.用手接触一下导体球用手接触一下导体球B(相当于将相当于将B球接地球接地)，再将手拿开，再将手拿开移去带电体移去带电体A，则这时，则这时B带上了和带电体带上了和带电体A异号的电荷异号的电荷2三种起电方式的比较三种起电方式的比较摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电产生产生条件条件现象现象原因原因实质实质两不同绝

13、缘体两不同绝缘体摩擦时摩擦时导体靠近带电体时导体靠近带电体时导体与带电导导体与带电导体接触时体接触时两物体带上等两物体带上等量异种电荷量异种电荷导体两端出现等量异导体两端出现等量异种电荷，且电性与原种电荷，且电性与原带电体带电体“近异远同近异远同”导体上带上与导体上带上与带电体相同电带电体相同电性的电荷性的电荷原子核对电子原子核对电子束缚力弱的物束缚力弱的物体失去电子，体失去电子，强的得到电子强的得到电子导体中的自由导体中的自由电子在电荷间电子在电荷间力的作用下，力的作用下，从物体的一端从物体的一端转移到另一端转移到另一端在电荷间力的在电荷间力的作用下，自由作用下，自由电子从一物体电子从一物体

14、转移到另一物转移到另一物体体均为电子在物体之间或物体内部的转移均为电子在物体之间或物体内部的转移特别提醒：特别提醒：(1)在起电过程中转移的是自由电子，正电荷不能在起电过程中转移的是自由电子，正电荷不能定向移动定向移动(2)摩擦起电发生在两个不同的绝缘体之间，感应起电只适用摩擦起电发生在两个不同的绝缘体之间，感应起电只适用于导体于导体 (2014郑州四中高二检测郑州四中高二检测)如图所示，将用毛皮摩擦过如图所示，将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒，移近或接触两个不带电的导体球，开始时两的带负电橡胶棒，移近或接触两个不带电的导体球，开始时两导体球互相接触且对地绝缘，下列说法正确的是导体球互相接触且对地

15、绝缘，下列说法正确的是()A毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒上的正电荷转移到毛皮毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒上的正电荷转移到毛皮B橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，移走橡胶棒橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，移走橡胶棒,两球都不再带电两球都不再带电C橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，分开两球再橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，分开两球再移开橡胶棒，甲球带正电，乙球带负电移开橡胶棒，甲球带正电，乙球带负电D橡胶棒与甲球接触一下移开，再分开两球，甲球带负电，橡胶棒与甲球接触一下移开，再分开两球，甲球带负电，乙球带正电乙球带正电BC思路探究思路探究利用静电感应使金属导体带电的过程是什

16、么利用静电感应使金属导体带电的过程是什么? 金属导体的远端、近端各带什么电？金属导体的远端、近端各带什么电？解析解析橡胶棒与毛皮摩擦时，是毛皮上的电子转移到橡胶橡胶棒与毛皮摩擦时，是毛皮上的电子转移到橡胶棒，而使橡胶棒带负电，棒，而使橡胶棒带负电，A错误；橡胶棒靠近甲球时，发生错误；橡胶棒靠近甲球时，发生感应起电，甲球带正电，乙球带负电，移走棒后，两球上的感应起电，甲球带正电，乙球带负电，移走棒后，两球上的电荷中和，都不带电，若先移开两球再移走棒，两球上的电电荷中和，都不带电，若先移开两球再移走棒，两球上的电荷不能中和，甲、乙两球仍带电，故荷不能中和，甲、乙两球仍带电，故B、C正确橡胶棒与甲正

17、确橡胶棒与甲球接触，是接触起电，两球都带上负电荷，分开两球，仍都球接触，是接触起电，两球都带上负电荷，分开两球，仍都带负电，带负电，D错误故选错误故选BC.对每一种起电方法要理解起电过程，如感应起电是由于外来对每一种起电方法要理解起电过程，如感应起电是由于外来电荷电荷(电场电场)的作用使某导体内电荷重新分布，接触起电是由的作用使某导体内电荷重新分布，接触起电是由于电荷间作用使两导体间电荷发生转移于电荷间作用使两导体间电荷发生转移2例题例题2中，若先把甲球接地后断开，再移走橡胶棒，甲、中，若先把甲球接地后断开，再移走橡胶棒，甲、乙两球带电情况如何？乙两球带电情况如何？解析：若先把甲球接地，则远端

18、变为大地，乙球作为近端带解析：若先把甲球接地，则远端变为大地，乙球作为近端带上正电，再断开与地连接再移走橡胶棒，则甲、乙两球都带上正电，再断开与地连接再移走橡胶棒，则甲、乙两球都带上正电荷上正电荷答案：均带正电答案：均带正电对电荷守恒定律的理解对电荷守恒定律的理解1摩擦起电与感应起电及接触起电，均符合电荷守恒定律摩擦起电与感应起电及接触起电，均符合电荷守恒定律.2物体带电的实质物体带电的实质使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷荷物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的

19、重新分配的重新分配特别提醒：特别提醒：中和现象是正、负电荷的结合过程，正、负电荷中和现象是正、负电荷的结合过程，正、负电荷并没有消失；正、负电子湮灭时，正、负电荷消失并没有消失；正、负电子湮灭时，正、负电荷消失 半径相同的两金属小球半径相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C，先，先后与后与A、B接触后移开接触后移开(1)若若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？为多大？(2)若若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电

20、荷量大小之比两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？为多大？思路探究思路探究(1)不带电小球不带电小球C与与A接触后，接触后，A、C电量如何分电量如何分配？配？(2)带电小球带电小球A、B所带电性是否相同？所带电性是否相同？答案答案(1)2 3(2)2 1(1)相同的金属球带同种电荷时，接触时总电荷量平分相同的金属球带同种电荷时，接触时总电荷量平分(2)相同的金属球带异种电荷时，接触时电荷中和后将剩余电相同的金属球带异种电荷时，接触时电荷中和后将剩余电荷平分荷平分3原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙

21、物体接触，最后，得知甲物体带正电摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.61015C，丙物体带电荷量的大小为，丙物体带电荷量的大小为81016C.则对于则对于最最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是()A乙物体一定带有负电荷乙物体一定带有负电荷81016CB乙物体可能带有负电荷乙物体可能带有负电荷2.41015CC丙物体一定带有正电荷丙物体一定带有正电荷81016CD丙物体一定带有负电荷丙物体一定带有负电荷81016CAD解析：甲、乙相互摩擦后，甲、乙带等量异种电荷，由于甲解析：甲、乙相互摩擦后，甲、乙带等量异种电荷，由于甲物体带正电物体带正电1.61015C，则乙必带负电，则乙必带负电1.61015C；乙与；乙