电荷及其守恒定律课件3(44p)

1、1电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律 一、电荷一、电荷1概念：自然界中共有两种电荷，即概念：自然界中共有两种电荷，即 和和 ，其，其作用的基本特点是：同种电荷相互接近则作用的基本特点是：同种电荷相互接近则，异种，异种电荷相互接近则电荷相互接近则2使物体起电的方法有三种：使物体起电的方法有三种：即即，其实质都是，其实质都是(1)摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的摩擦起电：当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，于是原来电中性的物电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带体由于得到电子而带，失去电子的物体则带，失去电子的物

2、体则带 负电荷负电荷互相排斥互相排斥相互吸引相互吸引摩擦起电，接触起电、感应起电摩擦起电，接触起电、感应起电电子的转移电子的转移负电负电正电正电正电荷正电荷(2)感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使异吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使异体靠近带电体的一端带体靠近带电体的一端带，远离的一端带，远离的一端带 ，这种现象叫这种现象叫利用静电感应使金属导体带电的过程叫利用静电感应使金属导体带电的过程叫(3)接触起电：接触起电：一个带电物体如果接触另一个导体，电荷会转移到这个

3、导一个带电物体如果接触另一个导体，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电，这种现象称为体上，使这个导体也带电，这种现象称为异种电荷异种电荷同种电荷同种电荷静电感应静电感应感应起电感应起电接触起电接触起电二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律1第一种表述第一种表述电荷既不能电荷既不能 ，也不能，也不能 ，只能从一个物体转移到，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的过程中，电荷的 保持不变，这个结论叫做电荷守恒定律保持不变，这个结论叫做电荷守恒定律2第二种表述第二种表述一个与外界没有电荷交换的系统，

4、电荷的一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的保持不保持不变变创生创生消灭消灭总量总量代数和代数和三、元电荷三、元电荷1电荷量：它表示电荷的多少，其单位是电荷量：它表示电荷的多少，其单位是，简称，简称为为 ，用，用C表示表示2元电荷：最小的电荷量叫做元电荷：最小的电荷量叫做 ，用，用e表示，则表示，则e.库仑库仑库库元电荷元电荷1.601019 C1.761011 C/kg 1对三种常见起电方式的理解对三种常见起电方式的理解方式方式内容内容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及产生及条件条件两不同绝缘体摩两不同绝缘体摩擦时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

5、体接触时体接触时现象现象两物体带上等量两物体带上等量异种电荷异种电荷导体两端出现等量导体两端出现等量异种电荷，且电性异种电荷，且电性与原带电体与原带电体“近异近异远同远同”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因原因不同物质的原子不同物质的原子核对核外电子的核对核外电子的束缚力不同而发束缚力不同而发生电子得失生电子得失导体中的自由电子导体中的自由电子受带正受带正(负负)电物体电物体吸引吸引(排斥排斥)而靠近而靠近(远离远离)电荷之间的相电荷之间的相互排斥互排斥实质实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移均为电荷在物体之间或物体内部的转移下列叙述正确的是下列叙述正确的是

6、()A摩擦起电是创造电荷的过程摩擦起电是创造电荷的过程B接触起电是电荷转移的过程接触起电是电荷转移的过程C感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触所以一定感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触所以一定是产生了电荷是产生了电荷D一对正负电子接触后，电荷会消失，这种现象叫电子的一对正负电子接触后，电荷会消失，这种现象叫电子的湮灭湮灭解析：解析：摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移，摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移，A、C错，错，B对，电子对，电子“湮灭湮灭”不是电子的消失，而是一个正电不是电子的消失，而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显示电性，子结合一个负电子后整体不再显示电

7、性，D错错答案：答案：B2概念辨析概念辨析带电、导电、带电、导电、起电起电中性、中和中性、中和元电荷、自由元电荷、自由电子、电荷量电子、电荷量带电：物体内带电：物体内部有多余电子部有多余电子或缺少电子的或缺少电子的状态状态中性：物体内正电荷中性：物体内正电荷量与负电荷量相等，量与负电荷量相等，对外不显示电性的状对外不显示电性的状态态元电荷：最小的电荷元电荷：最小的电荷量，用量，用e表示，表示，e1.61019 C导电：电子或导电：电子或离子在导体内离子在导体内定向移动的过定向移动的过程或现象程或现象起电：使原来起电：使原来不带电的物体不带电的物体带上电的过程带上电的过程中和：是指两个带等中和：

8、是指两个带等量异种电荷的物体相量异种电荷的物体相互接触时，由于正负互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后电荷发生转移，最后达到中性状态的过程达到中性状态的过程电荷量：物体带有电电荷量：物体带有电荷数量的多少，单位：荷数量的多少，单位：库仑，物体总是带有库仑，物体总是带有元电荷整数倍的电荷元电荷整数倍的电荷量量自由电子：脱离原子自由电子：脱离原子核束缚的电子，能在核束缚的电子，能在金属中自由移动金属中自由移动下列说法正确的是下列说法正确的是()A电子和质子都是元电荷电子和质子都是元电荷B一个带电体的电荷量为一个带电体的电荷量为205.5倍的元电荷倍的元电荷C元电

9、荷是最小的带电单位元电荷是最小的带电单位D元电荷没有正、负之分元电荷没有正、负之分解析：解析：元电荷是最小的带电单位，数值为元电荷是最小的带电单位，数值为e1.61019 C，带电体所带电荷量均为元电荷的整数倍，带电体所带电荷量均为元电荷的整数倍，B错，错，C对元电对元电荷不是带电体，没有电性之说，荷不是带电体，没有电性之说，A错，错，D对对答案：答案：CD 难点释疑难点释疑1电子就是元电荷，这种说法正确吗？电子就是元电荷，这种说法正确吗？提示：提示：不正确元电荷是最小的带电单位，不是带电粒不正确元电荷是最小的带电单位，不是带电粒子，电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说电子是子，电子所

10、带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说电子是元电荷元电荷2验电器的工作原理及作用是什么？验电器的工作原理及作用是什么？提示：提示：(1)验电器的工作原理：验电器的工作原理：当带电的物体与验电器的金属球接触时，有一部分电荷当带电的物体与验电器的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开物体带电越多，电荷转移的越多，两金属因相互排斥而张开物体带电越多，电荷转移的越多，两金属箔片的斥力越大，张开的角度也越大箔片的斥力越大，张开的角度也越大当带电体靠近但不接触验电器的金属球时，金属箔片也当带

11、电体靠近但不接触验电器的金属球时，金属箔片也可张开因为带电体会使近端金属球上感应出异种电荷，而远可张开因为带电体会使近端金属球上感应出异种电荷，而远端箔片上会感应出同种电荷端箔片上会感应出同种电荷(感应起电感应起电)，在斥力作用下箔片张，在斥力作用下箔片张开开(2)验电器的作用：可以判断物体是否带电、带电荷的种类验电器的作用：可以判断物体是否带电、带电荷的种类和电荷量的多少和电荷量的多少3在近代物理学中，一对正、负电子的湮灭，转化为一对在近代物理学中，一对正、负电子的湮灭，转化为一对光子，这种事实与电荷守恒定律矛盾吗？光子，这种事实与电荷守恒定律矛盾吗？提示：提示：不矛盾，这种情况下带电粒子总

12、是成对湮灭或产不矛盾，这种情况下带电粒子总是成对湮灭或产生，两种电荷数目相等，正负相反，而光子是中性的，本身不生，两种电荷数目相等，正负相反，而光子是中性的，本身不带电，所以电荷的代数和不变因此电荷守恒定律也可以叙述带电，所以电荷的代数和不变因此电荷守恒定律也可以叙述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变变 教材资料分析教材资料分析实验实验取一对用绝缘柱支撑的导体取一对用绝缘柱支撑的导体A和和B，使它们彼此，使它们彼此接触起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的接触起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的(课本图课本图1.11

13、)把带正电荷的球把带正电荷的球C移近导体移近导体A，金属箔有什么变化？，金属箔有什么变化？先把先把A和和B分开，然后移去分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？，金属箔又有什么变化？再让再让A和和B接触，又会看到什么现象？接触，又会看到什么现象？利用上面介绍的金属结构的模型解释看到的现象利用上面介绍的金属结构的模型解释看到的现象点拨：点拨：当当C移近移近A时，由于静电感应，电子移到时，由于静电感应，电子移到A端而使端而使A端带上负电，同时端带上负电，同时B端带上正电，故金属箔片仍张开；若先把端带上正电，故金属箔片仍张开；若先把A和和B分开，再移走分开，再移走C，则此时，则此时A和和B仍分别带有负

14、电和正电，所以仍分别带有负电和正电，所以箔片仍张开；移走箔片仍张开；移走C后若后若A和和B再接触，则再接触，则A上的负电荷与上的负电荷与B上的上的正电荷中和，二者都不带电，箔片闭合正电荷中和，二者都不带电，箔片闭合在这里，我们首先要知道并区分开验电器和静电计：在这里，我们首先要知道并区分开验电器和静电计：验电器：玻璃瓶、金属箔、金属丝、导体棒箔片张角主验电器：玻璃瓶、金属箔、金属丝、导体棒箔片张角主要取决于带电量要取决于带电量静电计：金属外壳、指针、金属丝、导体棒指针张角主静电计：金属外壳、指针、金属丝、导体棒指针张角主要取决于电势差要取决于电势差从实验中我们可以发现，并非只有当带电体与导体棒

15、的上从实验中我们可以发现，并非只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属箔片才开始张开，而是当带电体靠近导体端直接接触时，金属箔片才开始张开，而是当带电体靠近导体棒上端时，金属箔片就张开了因为当带电体靠近金属棒的上棒上端时，金属箔片就张开了因为当带电体靠近金属棒的上端时，由于静电感应，靠近带电体导体棒的一端就带上了与带端时，由于静电感应，靠近带电体导体棒的一端就带上了与带电体电性相反的电荷，而远离带电体的一端就带上了与带电体电体电性相反的电荷，而远离带电体的一端就带上了与带电体电性相同的电荷，所以金属箔片就张开了电性相同的电荷，所以金属箔片就张开了. 如右图所示，不带电的枕形导体的如右图所示，

16、不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对两端各贴有一对金箔当枕形导体的金箔当枕形导体的A端靠近一带电导体端靠近一带电导体C时时()AA端金箔张开，端金箔张开，B端金箔闭合端金箔闭合B用手触摸枕形导体后，用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，端金箔仍张开，B端金箔闭合端金箔闭合C用手触摸枕形导体后，将手和用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张都移走，两对金箔均张开开D选项选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔中两对金箔带同种电荷带同种电荷解析：解析： 选项选项A错误错误B正确正确C正确正确D正确正确综合综合分析分析(1)感应起电并不是导体感应起电并不

17、是导体A、B中有新的电荷产生而只是内部中有新的电荷产生而只是内部电荷的重新分布电荷的重新分布(2)人是导体，触摸时，人是导体，触摸时，A、B、人体和地球、人体和地球组成一个导体，组成一个导体，A为近端物体，带异种电荷，地球则为远端，为近端物体，带异种电荷，地球则为远端，带同种电荷带同种电荷个性个性分析分析根据静电感应现根据静电感应现象，带正电的导象，带正电的导体体C放在枕形导放在枕形导体体A端附近，由端附近，由于感应现象，在于感应现象，在A端出现了负电端出现了负电荷在荷在B端出现端出现了正电荷金箔了正电荷金箔因带同种电荷相因带同种电荷相斥而张开斥而张开用手触摸枕形用手触摸枕形导体后，导体后，B

18、端端不再是最远端不再是最远端了，人是导体，了，人是导体，人的脚部连接人的脚部连接的地球是最远的地球是最远端，这样端，这样B端端不再有电荷，不再有电荷，B端金箔闭合端金箔闭合用手触摸导体时，用手触摸导体时，只有只有A端带负电荷，端带负电荷，将手和将手和C移走后，移走后，不再有静电感应不再有静电感应现象，现象，A端所带负端所带负电荷便分布在枕电荷便分布在枕形导体上，形导体上，A、B端均带有负电荷，端均带有负电荷，两对金属箔均张两对金属箔均张开开综合以综合以上分析上分析可看出，可看出，D也正也正确确答案：答案：BCD【反思总结反思总结】感应起电要求有严格的步骤，要先把感应起电要求有严格的步骤，要先把

19、A、B分开，再移走分开，再移走C，若先移走，若先移走C，则，则A、B上的电荷会很快中和对上的电荷会很快中和对感应起电的本质要有深刻的认识，对其过程要逐渐加深理解感应起电的本质要有深刻的认识，对其过程要逐渐加深理解A用手接触一下导体的用手接触一下导体的A端，导体将带正电荷端，导体将带正电荷B用手接触一下导体的正中部位，导体仍不带电用手接触一下导体的正中部位，导体仍不带电C用手接触一下导体的任何部位，导体将带负电用手接触一下导体的任何部位，导体将带负电D用手接触一下导体用手接触一下导体AB后，只要带正电小球不移走，后，只要带正电小球不移走，AB不可能带电不可能带电答案：答案：C【跟踪发散跟踪发散】

20、11：如右图所示，：如右图所示，带正电的小球靠近不带电的金属导体带正电的小球靠近不带电的金属导体AB的的A端，由于静电感应，导体端，由于静电感应，导体A端出现负电荷，端出现负电荷，B端出现正电荷，关于导体端出现正电荷，关于导体AB感应起电的说感应起电的说法正确的是法正确的是()相同的金属球接触后的电荷量分配相同的金属球接触后的电荷量分配若使两完全相同的金属球带电量大小分别为若使两完全相同的金属球带电量大小分别为q1、q2，则有，则有两个完全相同的带电绝缘金属小球两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷，分别带有电荷量量QA6.4109 C，QB3.2109 C，让两绝缘金属小球接，让

21、两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少？触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少？ 答案：答案：见解析见解析 如右图所示，有一带正电的验电器，当一金属球如右图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验靠近验电器的小球电器的小球B(不接触不接触)时，验电器的金箔张角减小，则时，验电器的金箔张角减小，则()A金属球可能不带电金属球可能不带电B金属球可能带负电金属球可能带负电C金属球可能带正电金属球可能带正电D金属球一定带负电金属球一定带负电【思路点拨思路点拨】靠近和接触验电器金属球都可以判断其是靠近和接触验电器金属球都可以判断其是否带电，前者发生的是静电感应现象，后者是因为

22、带电体所带否带电，前者发生的是静电感应现象，后者是因为带电体所带的电荷可以转移到验电器上的电荷可以转移到验电器上解析：解析：验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少如果电荷量的多少如果A球带负电，靠近验电器的球带负电，靠近验电器的B球时，异种电球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移上移”，从而使两金箔，从而使两金箔张角减小，选项张角减小，选项B正确，同时否定选项正确，同时否定选项C.如果如

23、果A球不带电，在靠球不带电，在靠近近B球时，发生静电感应现象使球时，发生静电感应现象使A球靠近球靠近B球的端面出现负的感球的端面出现负的感应电荷，而背向应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷由于球的端面出现正的感应电荷由于A球上负电球上负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项项A正确，同时否定选项正确，同时否定选项D.故选故选A、B.答案：答案：AB【反思总结反思总结】当带电体靠近验电器金属球或接触验电器当带电体靠近验电器金属球或接触验电器金属球时，验电器的金属箔都会张开，但要注意区分带电体靠金属球时，验电器的金属箔都

24、会张开，但要注意区分带电体靠近验电器金属球和接触金属球时，验电器金箔所带电荷的不近验电器金属球和接触金属球时，验电器金箔所带电荷的不同同【跟踪发散跟踪发散】31：如右图所示，用起电机使金属球：如右图所示，用起电机使金属球A带带上正电，靠近验电器上正电，靠近验电器B，则，则()A验电器金箔不张开，因为球验电器金箔不张开，因为球A没有和没有和B接触接触B验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电C验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电D验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电验电器金箔张开，因为验电器下部

25、箔片都带上了正电答案：答案：D 1关于元电荷的下列说法中正确的是关于元电荷的下列说法中正确的是()A元电荷实质上是指电子和质子本身元电荷实质上是指电子和质子本身B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C元电荷的数值通常取作元电荷的数值通常取作e1.61019 CD电荷量电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的的解析：解析：元电荷实际上是指电荷量，数值为元电荷实际上是指电荷量，数值为1.61019 C，不要误以为元电荷是指某具体的带电物质，如电子元电荷是不要误以为元电荷是指某具体的带电物质，如电子元电荷是

26、电荷量值，没有正负电性的区别宏观上所有带电体的电荷量电荷量值，没有正负电性的区别宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍元电荷的具体数值最早是由密立根用一定是元电荷的整数倍元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高油滴实验测得的，测量精度相当高答案：答案：BCD2电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为()A这是灰尘的自然堆积这是灰尘的自然堆积B玻璃有极强的吸附灰尘的能力玻璃有极强的吸附灰尘的能力C电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘D电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘电视

27、机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘解析：解析：该现象是一种静电现象，即电视机在工作的时候，该现象是一种静电现象，即电视机在工作的时候，屏幕表面由于有静电而吸附轻小物体灰尘，即屏幕表面由于有静电而吸附轻小物体灰尘，即D选项正确选项正确答案：答案：D3绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有的表面镀有铝膜；在铝膜；在a近旁放一绝缘金属球近旁放一绝缘金属球b.开始时，开始时，a、b都不带电，如图都不带电，如图所示现使所示现使b带电，则带电，则()Ab将吸引将吸引a，吸住后不放开，吸住后不放开Bb先吸引先吸引a，接触后又把，接触后又把a排斥开排斥开Ca、b之间

28、不发生相互作用之间不发生相互作用Db立即把立即把a排斥开排斥开解析：解析：b球带电后，使球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是产生静电感应，感应的结果是a靠靠近近b的一侧出现与的一侧出现与b异种的感应电荷，远离异种的感应电荷，远离b的一侧出现与的一侧出现与b同种同种的感应电荷虽然的感应电荷虽然a 上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷离离b更近，所以更近，所以b对对a的电场力为引力当的电场力为引力当b吸引吸引a使两者接触后，使两者接触后，由于接触带电，由于接触带电，b、a又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以排斥开，所以B正确正确答案：答案：B4用棉布分别与丙烯