1.1 电荷及其守恒定律

1、电荷及其守恒定律闪电是如何形成的？电荷及其守恒定律富兰克林统一天电、地电 电荷及其守恒定律第一章静电场历史回顾历史回顾公元前公元前600年左右，希腊人发现了摩年左右，希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。16世纪，英国御医吉尔伯特提出了世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念。电荷的概念。18世纪，美国科学家世纪，美国科学家富兰克林富兰克林提出提出了正负电荷的概念。了正负电荷的概念。电荷及其守恒定律正电荷正电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。负电荷负电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。电荷电荷

2、两种电荷两种电荷同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引自然界中只有两种电荷自然界中只有两种电荷电荷及其守恒定律电荷电荷起电方式起电方式1、什么叫起电？ 使不带电的物体带电的过程。2、一般物体不带电，是否其内部没有电荷？电荷及其守恒定律电荷电荷起电方式起电方式摩擦起电摩擦起电原子原子原子核原子核电子电子质子质子中子中子原子结构原子结构1.为什么橡胶棒在摩擦之前不为什么橡胶棒在摩擦之前不带电，是不是因为橡胶棒里没带电，是不是因为橡胶棒里没有电荷？有电荷？2.为什么橡胶棒在摩擦之后带为什么橡胶棒在摩擦之后带电，是不是摩擦创造了电荷？电，是不是摩擦创造了电荷？电荷及其守恒定律电荷从一个物体电荷从一个物体转移

3、转移到另一个物体到另一个物体当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不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，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体由于得到电子而带负于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。电，失去电子的物体则带正电。电荷电荷起电方式起电方式摩擦起电摩擦起电原因实质电荷及其守恒定律+摩擦起电摩擦起电电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律电荷从一个物体电荷从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体不带电的物体与带电体接触，能使不带不带电的物体与带电体接触，能使不带电的物体带上电，这种方式称为接触起电。电的物体带上

4、电，这种方式称为接触起电。电荷电荷起电方式起电方式接触起电接触起电概念实质电荷及其守恒定律 电荷中和现象及电荷均分原理：电荷中和现象及电荷均分原理： （1 1）带等量异种电荷的物体相互）带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做接触后都不显电性，这种现象叫做电电中和现象中和现象。 （2 2）两个相同的带电金属导体接触）两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新平均分配，这种现后，电荷要重新平均分配，这种现象叫做象叫做电荷均分电荷均分原理。原理。 电荷及其守恒定律接触带电电荷分配原则接触带电电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若

5、不受外界影响，两个完全相同的新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体带电导体, ,接触后再分开接触后再分开, ,二者将原来所带电量二者将原来所带电量的总和平均分配的总和平均分配 两个带有异种电荷的导体，接触后先发生两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配则剩下的电荷平均分配电荷及其守恒定律电荷电荷起电方式起电方式感应起电感应起电电荷及其守恒定律电荷电荷起电方式起电方式感应起电感应起电金属原子金属原子离子离子自由电子自由电子

6、金属模型金属模型电荷及其守恒定律电荷电荷起电方式起电方式感应起电感应起电当一个带电体靠近导体时，由于电荷间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，向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。这种现象叫做静电感应。静电感应电荷及其守恒定律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做感应起电。做感应起电。电荷从物体的一部分电荷从物体的一部分转移转移到另一部分到另一部分电荷电

7、荷起电方式起电方式感应起电感应起电概念实质电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律 电荷及其守恒定律闪电现象解释 剧烈的气流运动使云层相互摩擦，摩剧烈的气流运动使云层相互摩擦，摩擦导致云层间异种电荷大量积聚（摩擦起擦导致云层间异种电荷大量积聚（摩擦起电）。靠近地面云层中电荷的大量积聚，电）。靠近地面云层中电荷的大量积聚，会使地面因静电感应而产生电荷积聚会使地面因静电感应而产生电荷积聚( (感应感应起电起电) )。云层之间、云层与地面之间会形成。云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏的电压。这个高压足以击穿空气，几百万伏的电压。这个高压足以击穿空气，瞬时产生几十万安培的电流。电流生热使瞬时产生几十万安培

8、的电流。电流生热使空气发光，叫闪电。空气发光，叫闪电。电荷及其守恒定律如何判断物体是否带电呢？如何判断物体是否带电呢？金属箔片金属箔片金属球金属球金属杆金属杆金属指针金属指针选用验电器检验物体是否带电选用验电器检验物体是否带电电荷及其守恒定律静电计中金属杆下部的水平轴上装有金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。圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金箔。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

9、成了一个特殊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的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气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。流的影响，它一般是用玻璃制作的。电荷及其守恒定律 被检验物体接触验电器金被检验物体接触验电器金属球时，将电荷传到箔片上，属球时，将电荷传到箔片上，使两个箔片带上同种电荷。同使两个箔片带上同种电荷。同种电荷会相互排斥，使两个箔种电荷会相互排斥，使两个箔片张开一定角度，从而判断被片张开一定角度，从而判断被检验物体带电。检验物体带电。电荷及其守恒定律+-+验电器思考思考

10、: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.电荷及其守恒定律 电荷及其守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它只能电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体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；在转移过程中，的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变电荷的总量保持不变。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，电荷的代数和保持不变。的代数和保持不变。电荷守恒定律电荷守恒定律表述一表述二电荷及其守恒定律

11、概念：概念：电荷的多少叫电荷量电荷的多少叫电荷量符号：符号：Q（q）单位：单位：库仑（库仑（C）正电荷的电荷量为正值，正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。负电荷的电荷量为负值。几个基本概念几个基本概念电荷量电荷量电荷量电荷及其守恒定律概念：概念：电子所带的电荷量电子所带的电荷量符号：符号：e数值：数值：e = 1.61019C注意：注意：所有带电体的电荷量或者等于所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于或者等于e的整数倍。的整数倍。电荷量是不能连续变电荷量是不能连续变化的物理量化的物理量。最早由美国物理学家密立根测。最早由美国物理学家密立根测得。得。几个基本概念几个基本概念元电荷元电荷元

12、电荷电荷及其守恒定律概念：概念：带电体的电荷量带电体的电荷量q与质量与质量m之比之比公式：公式：q/m单位：单位：C/kg电子比荷：电子比荷：e/me=1.76 1011C/kg几个基本概念几个基本概念比荷比荷比荷电荷及其守恒定律如图所示，如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持为相互接触的用绝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的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，箔片，C是带负电的小球，下列说法正确的是是带负电的小球，下列说法正确的是( )。A.把把C移近导体移近导体A时，时，A、B上的金属箔片都张开上的金属箔片都张开B.把把C移近导体移近导体A，先

13、把，先把A、B分开，然后移走分开，然后移走C，A、B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开C.先把先把C移走，再把移走，再把A、B分开，分开，A、B上的金属箔上的金属箔片仍张开片仍张开D.先把先把A、B分开，再把分开，再把C移走，然后重新让移走，然后重新让A、B接触，接触，A上的金属箔片张开，而上的金属箔片张开，而B上的金属箔片已闭合上的金属箔片已闭合电荷电荷例题例题CABA B电荷及其守恒定律1 1、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为科学家在研究原子、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，关于元电了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是荷，下列

14、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. .1.6010-19C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，其电量的绝对值叫元电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷电荷D D. .质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷电荷BCD电荷及其守恒定律2 2、绝缘细线上端固定绝缘细线上端固定, ,下端挂一个轻质金属小球下端挂一个轻质金属小球a;a;在在a a旁有一绝缘金属球旁有一绝缘金属球b,b,开始时开始时a a、b b都不带电都不带电, ,如图如图所示所示, ,现使现使b b带电，则带

15、电，则( )( )A A.b.b将吸引将吸引a a，吸住后不放开，吸住后不放开B B. .b先吸引先吸引a,接触后又把接触后又把a排斥开排斥开C C.a.a、b b之间不发生相互作用之间不发生相互作用D D.b.b立即把立即把a a排斥开排斥开Bab若a、b两小球完全相同，开始时使b带电为+q，则此时a、b各带电多少？电荷及其守恒定律3 3、用一根用一根与与毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球验电器的金属小球a a，然后用手指瞬间接触一下金，然后用手指瞬间接触一下金属杆属杆c c后拿开橡胶棒，这时验电器小球后拿开橡胶棒，这时验电器小球a a和金箔和金

16、箔b b的的带电情况是（）带电情况是（）A A.a.a带正电，带正电，b b带负电带负电B B.a.a带负电，带负电，b b带正电带正电C C.a.a、b b均带正电均带正电D D.a.a、b b均带负电均带负电Cabc电荷及其守恒定律二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律： 电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能消灭也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体它只能从一个物体转移到另一个物体,或或从物体的一部分转移到另一部分从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，在转移的过程中，系统的电荷总数保持系统的电荷总数保持不变不变。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一、电荷一、电荷三、几个基本概念三、几个基本概念电荷量电荷量元电荷元电荷比荷比荷1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷2、电荷及其相