电荷(课件)2023-2024学年高中物理同步备课（人教版2019必修第三册）

第九章静电场及其应用9.1电荷人教版（2019）2022-2023学年高中物理同步备课必修第三册目录contents电荷0102物质的微观结构03起电的三种方式04电荷守恒定律05元电荷

摩擦可以使物体带电。摩擦过的橡胶棒能够吸引纸屑、摩擦过的气球能够吸引水流。为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？导入新课电荷01公元前600年左右，古希腊学者泰勒斯就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体。电荷的发现公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一词。电荷的发现

16世纪英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity”（电）这个词。

美国科学家富兰克林发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷。

正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。

负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。自然界中只存在正、负两种电荷同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引电荷的种类思考：你有办法得到正电荷和负电荷吗？思考与讨论电荷有大小多少之分吗？如何表示电荷的大小呢？1.电荷的多少叫电荷量,用Q或q表示；3.正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。正负不代表大小，只表示电性。2.国际单位：库仑，简称库，符号：C电荷量4.历史资料：1881年第1届电学大会确定库仑（C）为电荷量的国际单位，定义为1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为1C.物体为什么会带电呢？有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则（

）A．B、C球均带负电B．B球带负电，C球带正电C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电D．B、C球都不带电

C小试牛刀物质的微观结构02二、物质的微观结构原子原子核核外电子质子中子（正电）（不带电）（中性）（负电）（正电）原子的组成01核外电子由于质子的吸引力作用，电子被维系在原子核附近。原子核一般是很稳定的。离原子核较远的电子容易受外界的作用而脱离原子。带电的实质：电子的得与失（电子的转移）物体带电原因02想一想：原子核为什么稳定？质子、中子之间有强相互作用——核力通常情况下，原子核所带正电荷数与核外所有电子总共带的负电荷数相等，整个原子呈中性。所以物体不带电，因为物体内存在等量正、负电荷，在物体内中和，所以物体对外不显电性。但物体内依然存在有电荷！

原子核比较稳定，核外电子却容易受到外力而脱离原子。我们把物体或者物体局部存在不能被抵消的正电荷或负电荷称为净电荷。可见，平常我们说物体带电实质上是物体所带的净电荷！1.金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子（freeelectron）;2.失去自由电子的原子便成为带正电的离子（ion），它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。3.金属导电原因

金属中有自由电子，自由电子可自由穿梭。金属的微观结构03绝缘体不存在这种自由电子

了解了原子的组成、物体带电原因以及金属的微观结构，你知道人们可以通过哪些方式让物体带电吗？思考与讨论起电的三种方式0301摩擦起电

不同物体对电子的束缚能力不同。摩擦过程中，（对电子的束缚能力强的）物体得到电子带负电，（对电子的束缚能力弱的）物体失去电子带正电。动画演示点击播放01摩擦起电★可见：摩擦起电并不是创造了电，而只是将电子由一个物体转移到另一个物体.摩擦起电实质：电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。感应起电02

摩擦可以使物体带电，那么，还有其他方法可以使物体带电吗？

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，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫做静电感应。

利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。

感应起电并没有产生新的电荷，而是在带电体的作用下，导体上的电荷从导体的一部分转移到了另一部分。感应起电02规律：近端(靠近带电体端)感应异种电荷，

远端(远离带电体端)感应同种电荷即：近异远同++AB如先移开带电球，再分开AB，A、B还能带电吗？AB重新接触后，导体不带电了，说明A、B分开后带等量异种电荷.重新接触后等量异种电荷发生中和.––––––––++++++++–+想一想＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－＋＋＋＋－－－－－－－－实验(微观分析)1、自由电子受力向一端移动，另一端带等量的正电荷．2、感应起电没有创造电荷，只是物体中的正负电荷重新分布，将电荷从物体的一部分转移到另一部分．3.感应起电的实质是电荷的转移，电荷总量不变。静电感应解释接触后再分开接触后再分开把带电体与中性导体接触，使中性导体带电的过程，叫做接触起电。接触起电03接触带电的条件：带电体、被带电体（必须是导体，绝缘体不行）可见：接触起电的实质电荷从一个物体转移到另一个物体(也是电子的转移).电荷总量不变.完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：（1）两球带异种电荷的先中和后平均分配；（2）原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上。即：异种电荷先中和再均分，其余直接均分结论电荷中和现象及电荷均分原理：（1）带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。（2）两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新平均分配，这种现象叫做电荷均分原理。两个概念验电器和静电计作用：①检验物体是否带电②粗略判断物体带电的多少原理：同种电荷互相排斥结构：金属球、金属杆、金属箔等验电器和静电计04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属箔片。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的主要作用有：（1）检验导体是否带电。（2）不能检验导体所带电性。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。起电方式摩擦起电感应起电接触起电产生条件一般是两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电导体接触现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同电性的电荷原因原子核对电子束缚力弱的物体失去电子，强的得到电子导体中的自由电子在电荷间力的作用下，从物体的一端转移到另一端在电荷间力的作用下，自由电子从一个物体转移到另一个物体实质均为电子在物体之间或物体内部的转移三种起电方式比较05三种起电方式比较05

对比以上三种起电方式我们发现，无论是摩擦起电还是感应起电都没有创造电荷，只是电荷的分布发生了变化。

追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，它常使人们揭示出隐藏在物理现象背后的客观规律。那么，电荷是否也满足某种守恒的规律呢？起电的本质:无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷.电荷守恒定律04表述一：电荷既不能创生,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变。表述二：

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。++++电荷守恒定律它是自然界重要的基本规律之一。电荷的总量是守恒的，那么，物体的所带的电荷量是任意数值吗？我们可不可以测出物体所带电荷量的多少呢？思考与讨论人们又是用什么方法测量电荷量的大小的呢？元电荷051.元电荷：最小的电荷量

一个电子或质子所带电量绝对值等于元电荷。它的数值最早是由美国科学家密立根测定的。3.比荷：电荷量与质量的比值叫做比荷（也叫荷质比）2.所有带电体的电荷量都是e的整数倍，即q=ne（n为整数）。电荷量是不能连续变化的物理量。元电荷密立根又是如何测定的呢？

美国物理学家密立根(R.A.Millikan)从1909到1917年所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。他精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应测量出普朗克常数等数项成就，荣获1923年诺贝尔物理学奖。典例分析06【例题】在书本所示的实验中，最终使A带上了-10-8C的电荷.实验过程中，是电子由A转移到B，还是由B转移到A？A、B得到或失去的电子数各是多少？+AB解：电子由B转移到A

A得到10-8C的电子、电子数为B失去的电子数与A得到的电子数相等【例题】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，下列论述正确的是（

）A、把质子或电子叫元电荷．B、1.60×10-19C的电量叫元电荷．C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷．D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷．BCD

【例题】如图所示，不带

电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔当枕形导体的A端靠近一带电导体C时（

）A．A端金箔张开，B端金箔闭合B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D．选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷BCDA.导体B带负电;B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等;C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量;D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变.【例题】如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是:（）++++++ABBD【例题】把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（

）A．带有等量异种电荷B．带有等量同种电荷C．带有不等量异种电荷D．一个带电，另一个不带电BCD【例题】用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是（

）A．a带正电，b带负电B．a带负电，b带正电C．a、b均带正电D．a、b均带负电E．a、b均不带电abcC【例题】如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是（）A．枕形导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B．枕形导体中电子向A端移动，正电