1.1电荷及其守恒定律上课用

1、1.1电荷及其守恒定律第一章静电场公元前公元前600年左右，希腊人泰勒斯发现年左右，希腊人泰勒斯发现了用木块摩擦过的琥珀吸引碎草等轻小物了用木块摩擦过的琥珀吸引碎草等轻小物体的现象。体的现象。16世纪，英国御医吉尔伯特根据希腊文世纪，英国御医吉尔伯特根据希腊文“琥珀琥珀”一次创造了英文一次创造了英文“electricity”这个这个词，提出了电荷的概念。当时因为不明白词，提出了电荷的概念。当时因为不明白电的本质，认为电是附着在物体上的特殊电的本质，认为电是附着在物体上的特殊物质，称为物质，称为“电荷电荷”。后来人们意识到电现。后来人们意识到电现象是物质的一种属性，而非物质，但电荷象是物质的一种

2、属性，而非物质，但电荷的名称沿用了下来的名称沿用了下来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称为称为正电荷正电荷 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称为称为负电荷负电荷这种命名方式是美国物理学家富兰克这种命名方式是美国物理学家富兰克林提出的，并一直沿用至今。林提出的，并一直沿用至今。1、阅读课本回答什么叫起电过程？2、对电中性的物体我们说它不带电，是否因内部没有电荷？根据你对物质微观结构的理解，思考摩擦起电中橡胶棒带负电的实质?请带着这样的问题阅读课文要研讨静电现象就要让物体成为带电体，要研讨静电现象就要让物体成为带电体，习惯上把物体带电的过程称

3、为起电过程习惯上把物体带电的过程称为起电过程起电方式起电方式之一之一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

4、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。起电方式起电方式之一之一摩擦起电摩擦起电原因实质问题问题1：实验中我们还发现，在用毛皮摩擦的橡：实验中我们还发现，在用毛皮摩擦的橡胶棒（塑料尺），只有摩擦处能够吸引轻小物体，胶棒（塑料尺），只有摩擦处能够吸引轻小物体，其他没有摩擦的部分则不能，请说明原因？其他没有摩擦的部分则不能，请说明原因？实验说明被摩擦带电部分的电荷不会转移到别的实验说明被摩擦带电部分的电荷不会转移到别的地方，我们把这种地方，我们把这种问题问题2：用毛皮去摩擦用绝缘体固定的铝棒，我：用毛皮去摩擦用绝缘体固定的铝棒，我

5、们发现不仅被摩擦的地方可以吸引轻小物体，没们发现不仅被摩擦的地方可以吸引轻小物体，没被摩擦的地方同样吸引轻小物体，请说明原因？被摩擦的地方同样吸引轻小物体，请说明原因？实验说明电荷在铝棒中可以自由移动，我们把这实验说明电荷在铝棒中可以自由移动，我们把这种种问题三：为何会出现上述不同的现象？问题三：为何会出现上述不同的现象？金属原子金属原子离子离子自由电子自由电子金属导体模型金属导体模型绝缘体中不绝缘体中不存在这种自存在这种自由电子由电子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

6、起电。电的物体带上电，这种方式称为接触起电。起电方式起电方式之二之二接触起电接触起电概念实质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。净电荷为零。净电荷为零。（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。 起电方式起电方式之三之三感应起电感应起电起电方式起电方式之三之三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

7、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，使导体靠近带电体的一端向或远离带电体，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。静电感应近异远同近异远同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起电方式起电方式之之感应起电感应起电概念实质静电感应实例：静电感应实例：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能电荷既不

8、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。四、电荷守恒定律四、电荷守恒定律表述一表述二概念概念：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。 注意：比较大小时不考虑正负，研究注意：比较大小时不考虑正

9、负，研究电荷量叠加时必须考虑电荷量的正负。电荷量叠加时必须考虑电荷量的正负。五、电荷量五、电荷量电荷量：电子所带的电荷量电子所带的电荷量：e：e = 1.61019C：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。六、六、元电荷元电荷元电荷概念概念：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如图所

10、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箔先把先把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例题例题CAB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，下列论述正确的是( )( )质子带有最小的正电荷，其电量

11、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b b立即把立即把a a排斥开排斥开ab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？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

12、器小球a a和金箔和金箔b b的的带电情况是（）带电情况是（）.a.a、b b均带负电均带负电abc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、电荷及其相互作用、电荷及其相互作用 3、使物体带电的方法：、使物体带电的方法：摩擦起电摩擦起电 感应起电感应起电