高中物理人教版选修3-1课件：1.1 电荷及其守恒定律[数理化网]

1、高中物理高中物理选修选修3-1人教版人教版第一章第一章 静电场静电场第一讲第一讲 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律目标定位目标定位电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习知道自然界中的两种电荷及其相知道自然界中的两种电荷及其相互作用互作用. 知道使物体带电的三种方式知道使物体带电的三种方式.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念掌握电荷守恒定律及元电荷的概念.123预习导学预习导学电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律1. 正电正电 负电负电 排斥排斥 吸引吸引 2. (1)摩擦起电摩擦起电 接触起电接触起电 感应起电感应起电电子电子 负电负电 正电正

2、电 (2)转移转移 (3)远离远离 异号异号 同号同号 静电感应静电感应一、电荷一、电荷 想一想：对外不显电性的物体内有电荷吗想一想：对外不显电性的物体内有电荷吗？ 答案：物体由原子组成，原子由电子和原子核组成，而答案：物体由原子组成，原子由电子和原子核组成，而原子原子 核又由中子和质子组成其中质子带正电，电子带负电，核又由中子和质子组成其中质子带正电，电子带负电，原原 子所含的电子数和质子数相等，因此对外不显电性的物子所含的电子数和质子数相等，因此对外不显电性的物体内体内 同样存在电荷同样存在电荷.目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习预习导学预习导学电荷及其守恒定

3、律电荷及其守恒定律1. 消失消失 创生创生 总量总量 2. 代数和代数和 想一想：两带电小球接触后都没电了，是电荷消失了吗？想一想：两带电小球接触后都没电了，是电荷消失了吗？ 电荷还守恒吗？电荷还守恒吗？ 答案：没有消失，这是电荷的中和，是指两个带等量异答案：没有消失，这是电荷的中和，是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电种电荷的物体相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程. 电荷仍电荷仍然守恒然守恒.目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习二、电荷守恒定律

4、二、电荷守恒定律预习导学预习导学电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律1. 电荷的多少电荷的多少 库仑库仑 库库 C 2. 质子质子 正电子正电子3. 1.601019 4. 电荷量电荷量e 质量质量me想一想：有人说质子或电子就是元电荷，对吗？想一想：有人说质子或电子就是元电荷，对吗？质子和电子的比荷相同吗？质子和电子的比荷相同吗？答案：不是元电荷是最小的带电单位，不是带电粒子，没答案：不是元电荷是最小的带电单位，不是带电粒子，没有电性之说质子、电子的电荷量相同，但质子质量远大于有电性之说质子、电子的电荷量相同，但质子质量远大于电子，所以电子的比荷大于质子的比荷电子，所以电子的比荷大于质子的比荷.

5、 .目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习三、元电荷三、元电荷课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律一、一、 三种起电方式的比较三种起电方式的比较1摩擦起电：摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子电子会从一个物体会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而带负负电，失去电子的物体则带电，失去电子的物体则带正正电电2感应起电：感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引吸引或或排斥排斥，

6、导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带体的一端带异号异号电荷电荷, 远离带电体的一端远离带电体的一端 带带同号同号电荷电荷目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律一、一、 三种起电方式的比较三种起电方式的比较3接触起电：接触起电：当导体与带电导体接触时，在电荷的相互作用下，电子从一当导体与带电导体接触时，在电荷的相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上，使导体带上与带电体相同性质个物体转移到另一个物体上，使导体带上与带电体相同性质的电荷的电荷.

7、4三种起电方式的实质都是三种起电方式的实质都是自由电子自由电子的的 转移转移.目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习例例 1 绝缘细线上端固定，下端绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀的表面镀有铝膜，在有铝膜，在a的旁边有一绝缘金的旁边有一绝缘金属球属球b，开始时，开始时a、b不带电，如不带电，如图所示，现使图所示，现使b球带电球带电,则则() A. b将吸引将吸引a,吸在一起不分开吸在一起不分开B. b先吸引先吸引a，接触后又把，接触后又把a排排 斥开斥开C. a 、b之间不发生相互作用之间不发生相互作用D. b立即把立即把a排斥开排

8、斥开变成导体变成导体感应感应起电起电运 动 状 态运 动 状 态容易改变容易改变解析解析指导指导课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习变成导体变成导体感应感应起电起电运 动 状 态运 动 状 态容易改变容易改变解析解析指导指导电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律接触接触起电起电目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义例例 1 绝缘细线上端固定，下端绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀的表面镀有铝膜，在有铝膜，在a的旁边有一绝缘金的旁边有一绝缘金属球属球b

9、，开始时，开始时a、b不带电，如不带电，如图所示，现使图所示，现使b球带电球带电,则则() A. b将吸引将吸引a,吸在一起不分开吸在一起不分开B. b先吸引先吸引a，接触后又把，接触后又把a排排 斥开斥开C. a 、b之间不发生相互作用之间不发生相互作用D. b立即把立即把a排斥开排斥开例例 1 绝缘细线上端固定，下端绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀的表面镀有铝膜，在有铝膜，在a的旁边有一绝缘金的旁边有一绝缘金属球属球b，开始时，开始时a、b不带电，如不带电，如图所示，现使图所示，现使b球带电球带电,则则() A. b将吸引将吸引a,吸在一起不分开吸在一起

10、不分开B. b先吸引先吸引a，接触后又把，接触后又把a排排 斥开斥开C. a 、b之间不发生相互作用之间不发生相互作用D. b立即把立即把a排斥开排斥开变成导体变成导体感应感应起电起电运 动 状 态运 动 状 态容易改变容易改变解析解析指导指导课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习接触接触起电起电B课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律(1)(1)静电感应中，中性导体在两静电感应中，中性导体在两侧同时感应等量异种电荷感侧同时感应等量异种电荷感应的过程，就是导体内电荷重应的过程，就是导体内电荷重新分布的过程新分布

11、的过程(2) (2) 在处理带电物体间发生相在处理带电物体间发生相互作用时，需特别注意带电物互作用时，需特别注意带电物体具有吸引不带电的轻小物体体具有吸引不带电的轻小物体的特性，所以当两物体相互吸的特性，所以当两物体相互吸引时，其可能情况是一个带电，引时，其可能情况是一个带电，另一个不带电，也可能是两物另一个不带电，也可能是两物体带异种电荷体带异种电荷 借题发挥借题发挥目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习例例 1 绝缘细线上端固定，下端绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀的表面镀有铝膜，在有铝膜，在a的旁边有一绝缘金的旁边有一绝缘金属

12、球属球b，开始时，开始时a、b不带电，如不带电，如图所示，现使图所示，现使b球带电球带电,则则() A. b将吸引将吸引a,吸在一起不分开吸在一起不分开B. b先吸引先吸引a，接触后又把，接触后又把a排排 斥开斥开C. a 、b之间不发生相互作用之间不发生相互作用D. b立即把立即把a排斥开排斥开B课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律1 1 电中性的物体是有电荷存在的，只是电荷量的代数和为电中性的物体是有电荷存在的，只是电荷量的代数和为0 0，对外不显电性；电荷的中和是指带等量导号电荷的两物体接触时，对外不显电性；电荷的中和是指带等量导号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到

13、电中性的过程经过电子的转移，物体达到电中性的过程 2 2不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷本不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷本质都是电子发生了转移，也就是说起电过程是物体所带电荷的重质都是电子发生了转移，也就是说起电过程是物体所带电荷的重新分配新分配 3 3导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关，当导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关，当两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷一定带等量的同种电荷. .若两个球原先带同号电荷，电荷量相加若两个球原先带同

14、号电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异号电荷，则电荷先中和再均分后均分；若两个球原先带异号电荷，则电荷先中和再均分. . 二、电荷守恒定律的理解和应用二、电荷守恒定律的理解和应用 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律CABqq2q2q34q34q解析解析 (1)设设A、B带同种电荷为带同种电荷为q,则则A、C接触后，接触后，A、C带电量为带电量为qAqC 2q122qq34qC与与B球接触后球接触后, B、C所带电量为所带电量为qBqC .23ABqq故故A、B的电荷量之比为的电荷量之比为 例例 2 半径相同的两金

15、属小球半径相同的两金属小球A、B带带 有相同的电荷量，相隔一定有相同的电荷量，相隔一定的距离的距离,今让第三个半径相同的不今让第三个半径相同的不带电金属小球带电金属小球C，先后与，先后与A、B接接触后移开触后移开 (1)若若A、B两球带同种电荷，接两球带同种电荷，接触触 后两球的电荷量大小之比为多后两球的电荷量大小之比为多大？大？ (2)若若A、B两球带异种电荷，接两球带异种电荷，接触触 后两球的电荷量大小之比为多后两球的电荷量大小之比为多大？大？目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律 例例 2 半径相同的两金属小球半径

16、相同的两金属小球A、B带带 有相同的电荷量，相隔一定有相同的电荷量，相隔一定的距离的距离,今让第三个半径相同的不今让第三个半径相同的不带电金属小球带电金属小球C，先后与，先后与A、B接接触后移开触后移开 (1)若若A、B两球带同种电荷，接两球带同种电荷，接触触 后两球的电荷量大小之比为多后两球的电荷量大小之比为多大？大？ (2)若若A、B两球带异种电荷，接两球带异种电荷，接触触 后两球的电荷量大小之比为多后两球的电荷量大小之比为多大？大？C2q4q解析解析 (2)设设A、B分为分为q和和-q，则，则A、C接触后，接触后，qAqC 2qC与与B球接触后，球接触后， qBqC 122qq4qAq2

17、q34qBq4q21ABqq故故A、B的电荷量之比为的电荷量之比为目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律 例例 2 半径相同的两金属小球半径相同的两金属小球A、B带带 有相同的电荷量，相隔一定有相同的电荷量，相隔一定的距离的距离,今让第三个半径相同的不今让第三个半径相同的不带电金属小球带电金属小球C，先后与，先后与A、B接接触后移开触后移开 (1)若若A、B两球带同种电荷，接两球带同种电荷，接触触 后两球的电荷量大小之比为多后两球的电荷量大小之比为多大？大？ (2)若若A、B两球带异种电荷，接两球带异种电荷，接触触 后两

18、球的电荷量大小之比为多后两球的电荷量大小之比为多大？大？借题发挥借题发挥(2)(2)相同的金属球带异种电荷相同的金属球带异种电荷时，接触时电荷中和后将剩余电时，接触时电荷中和后将剩余电荷平分荷平分. .(1)(1)相同的金属球带同种电荷相同的金属球带同种电荷时，接触时总电荷量平分时，接触时总电荷量平分. .目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律1.1.验电器验电器( (或静电计或静电计) )的金属球、金属杆和下面的两个金属箔片是的金属球、金属杆和下面的两个金属箔片是同一导体同一导体. .2.2.当带电的物体与验电器上面的

19、金属球接触时，有一部分电荷转当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，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，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， 相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥 力越大，张开的角度也越大力越大，张开的角度也越大3.3.当带当带电体靠近验电器的金属球时，金属箔片也可张开，因为带电体靠近验电器的金属球时，金属箔片也可张开，因为带 电体电体会使导体棒的上端感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出会使导体棒的上端感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出 同种电荷同种电荷

20、(感应起电感应起电)，两箔片在斥力作用下箔片张开，两箔片在斥力作用下箔片张开 . . 三、三、 验电器和静电计验电器和静电计目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律例例 3 使带电的金属球靠近不带使带电的金属球靠近不带电的验电器电的验电器,验电器的箔片张验电器的箔片张开下图中各图表示验电器上开下图中各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的感应电荷的分布情况，正确的是是 ()B感应感应起电起电近端感应出异种电荷近端感应出异种电荷远端感应出同种电荷远端感应出同种电荷目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点

21、练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律感应起电感应起电图图1-1-4BAC1. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，片，C是带正电的小球，下列说法正是带正电的小球，下列说法正确的是确的是( )A. 把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属上的金属箔片箔片 张开张开B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，分开，然后移去然后移去C，A、B上的金属箔片仍张上的金属箔片仍张开开C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分

22、开，分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然移走，然后重后重 新让新让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张开，而张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律感应起电感应起电图图1-1-4BAC1. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，片，C是带正电的小球，下列说法正

23、是带正电的小球，下列说法正确的是确的是( )A. 把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属上的金属箔片箔片 张开张开B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，分开，然后移去然后移去C，A、B上的金属箔片仍张上的金属箔片仍张开开C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然移走，然后重后重 新让新让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张开，而张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷

24、及其守恒定律感应起电感应起电图图1-1-4BAC1. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，片，C是带正电的小球，下列说法正是带正电的小球，下列说法正确的是确的是( )A. 把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属上的金属箔片箔片 张开张开B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，分开，然后移去然后移去C，A、B上的金属箔片仍张上的金属箔片仍张开开C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金

25、属箔片仍张开D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然移走，然后重后重 新让新让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张开，而张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律感应起电感应起电图图1-1-41. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，片，C是带正电的小球，下列说法正是带正电的小球，下列说法正确的是确的是( )A

26、. 把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属上的金属箔片箔片 张开张开B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，分开，然后移去然后移去C，A、B上的金属箔片仍张上的金属箔片仍张开开C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然移走，然后重后重 新让新让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张开，而张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律感应起电感应起电BA图图1-1-4

27、1. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，片，C是带正电的小球，下列说法正是带正电的小球，下列说法正确的是确的是( )A. 把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属上的金属箔片箔片 张开张开B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，分开，然后移去然后移去C，A、B上的金属箔片仍张上的金属箔片仍张开开C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开D先把先把A、B分开，再把分开，再把

28、C移走，然移走，然后重后重 新让新让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张开，而张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律感应起电感应起电BA图图1-1-41. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，片，C是带正电的小球，下列说法正是带正电的小球，下列说法正确的是确的是( )A. 把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上

29、的金属上的金属箔片箔片 张开张开B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，分开，然后移去然后移去C，A、B上的金属箔片仍张上的金属箔片仍张开开C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然移走，然后重后重 新让新让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张开，而张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律感应起电感应起电CBA图图1-1-41. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B

30、为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，片，C是带正电的小球，下列说法正是带正电的小球，下列说法正确的是确的是( )A. 把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属上的金属箔片箔片 张开张开B把把C移近导体移近导体A，先把，先把A、B分开，分开，然后移去然后移去C，A、B上的金属箔片仍张上的金属箔片仍张开开C先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开D先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然移走，然后重后重 新让新让A、B接触，接触，A上的金属箔片上的金属箔片张开，而张开，而B上的金属箔片闭合上的金属箔片闭合 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律感应起电感应起电CABBA1. 如图如图1-1-4所示，所示，A、B为相互接触的为相互接触的用绝用绝 缘支柱支持的金属导体，起初它缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电