电荷及其守恒定律

1、1.1 1.1 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律新课标高中物理选修31第一章 静电场静电场初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？用如何？电荷的多少用什么表示？ 一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否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？存在电荷？如何使物体带电？ 摩擦起电的实质是什么？摩擦起电的实质是什么？ 自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。电荷的多少是用电荷量来表示。 不带电的物体内存

2、在电荷，且存在等量正、负不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。 一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。得到这些电子而带负电。 一、电荷一、电荷电荷是一种物质属性电荷是一种物质属性1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（1）正电荷：）正电荷： 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所

3、带的电荷 （2）负电荷：）负电荷： 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。+_ 原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电正电）（不带电（不带电） 离原子核较远的电子容易受到外界的作用离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子而脱离原子物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？是什么？摩擦时摩擦时电子从一个物体电子从一个物体转移转移到另一个物体上。到另一个物体上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电（中性）（中性）（

4、负电负电）（正电正电）2 2、感应起电、感应起电（2 2）感应起电感应起电：利用静电感应使物体带电，：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电叫做感应起电 规律：规律：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（1）静电感应静电感应：把电荷移近不带电的导体，：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应可以使导体带电的现象，叫做静电感应3 3、接触带电、接触带电接触后接触后再分开再分开+Q+Q+Q接触后接触后再分开再分开+ +Q Q-3Q-3Q-Q-Q-Q-Q电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体两个两个完全相同完全相同的带电导体的带

5、电导体,接触后再分开接触后再分开,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21211. 1.三种起电方法三种起电方法二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：. .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无论是哪种起电方式, ,其本质都是将正、负电其本质都是将正、负电荷分开荷分开, ,使电荷发生转移，并不是创造电荷使电荷发生转移，并不是创造电荷. .表述一：表述一： 电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能消灭也不能消灭,它只能从一它只能从一个物体转移到另一个物体个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分或从物体的一部分转移到另

6、一部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变荷总数保持不变.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。二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：（1）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？（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？理学家测定的？（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？（4）什么是比荷？电子的比荷是多少？）什么是比

7、荷？电子的比荷是多少？电荷量：电荷的多少，简称电量。单位电荷量：电荷的多少，简称电量。单位:库仑库仑 CCe191060. 1元电荷的值元电荷的值一个电子所带电量为元电荷一个电子所带电量为元电荷kgCkgCmee/1076. 11091. 01060. 1113019电子的比荷为：带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷美国科学家密立根美国科学家密立根比较电荷带电的多少比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值要比较的是其电荷量的绝对值电荷量的正负不表示电荷量的大小电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质只代表电荷的性质所有带电体所带电荷量只能是元电荷的

8、整数倍所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍静电计(指针式验电器)验电器静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，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两片金箔。静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计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，它一般是用玻璃制作的。验电器与静电计在结构上的不同 +-+验电器思考思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时触时,金属箔片才开始张开金属箔片才开始张开?解释看到的现象解释看到的现象.验电器的主要

9、作用有：（1）检验导体是否带电。（2）检验导体所带电性。 验电器与静电计在作用上的不同 静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。（1）定量测量两导体间的电势差。（2）定量测量某导体的电势。小小 结结1 1、自然界存在两者电荷、自然界存在两者电荷（1 1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2 2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2 2、使物体带电的方式带电方式、使物体带电的方式带电方式(1)(1)摩擦起电摩擦起电 (2)(2)感应起

10、电感应起电- -近异远同近异远同 (3)(3)接触起电接触起电3 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，、电荷守恒定律：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。电荷的代数和总是保持不变。.1060. 1419称为元电荷电荷量、元电荷：Ce.5的整数倍，或者是或者等于，所有带电体的电荷量均为、电子和质子的电荷量eee1 1、使一个物体带电的方式有三种，它们是、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体

11、的一部分移到另一部分，而且电体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为荷的总量不变，这个结论也被称之为 定律。定律。2 2、将不带电的导体、将不带电的导体A A和带有负电荷的导体和带有负电荷的导体B B接触后，接触后，在导体在导体A A中的质子数中的质子数 （ ）A A增加增加 B B减少减少 C C不变不变 D D先增加后减少先增加后减少3 3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量为的电量为_ _ ；一个电子的电量为；一个电子的电量为_ _ ，一个质，一个质子的电量为子的电量为_ _ ；任何带电粒

12、子，所带电量或者等；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的于电子或质子的电量，或者是它们电量的_最早最早测出元电荷的数值的是美国物理学家测出元电荷的数值的是美国物理学家 ，这位科学，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的 。4 4、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：列论述正确的是：A A、把质子或电子叫元电荷、把质子或电子叫元电荷B B、1.601.60

13、1010-19-19C C的电量叫元电荷的电量叫元电荷C C、电子带有最小的负电荷，其电量、电子带有最小的负电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的绝对值叫元电荷D D、质子带有最小的正电荷，其电量、质子带有最小的正电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的绝对值叫元电荷 5 5、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，再分接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则开一段距离，发现两球之间相互排斥，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 6