高中物理 第1章 第1节 电荷及其守恒定律课件 新人教版选修31.ppt

第一章静电场 第一节电荷及其守恒定律 本节课件设计是在通过对初中知识复习的基础上使学生进一步认识自然界中的两种电荷 保证了学生初高中电场电荷学习的延续和拓展 通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电的实质 引出系统电荷守恒的思想 并利用验电器的介绍使用及感应起电的实验演示 加深学生对三种起电方式的理解 并能较好的掌握电荷转移过程中的分配计算方法 1 了解摩擦起电 知道两种电荷 知道电荷量 2 知道物质的原子结构 知道元电荷 3 了解电荷守恒定律 从微观角度认识电荷守恒 4 知道静电感应和感应起电的原理 并能对这些现象进行的解释和应用 重点 电荷守恒定律难点 利用电荷守恒定律分析解决摩擦起电和感应起电的相关问题 通过一个自然界雷电的视频 引起学生对本节课学习的兴趣接下来 我们将从物质的微观角度认识物体带电的本质 电荷相互作用的基本规律 以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质 1 自然界中只有两种电荷 1 正电荷 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 2 负电荷 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2 电荷间的相互作用规律 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 一 知识回顾 电荷及其相互作用 1 为什么玻璃棒在摩擦之前不带电 是不是因为玻璃棒里没有电荷 2 为什么玻璃棒在摩擦之后带电 是不是摩擦创造了电荷 原子 原子结构 二 起电方式 1 摩擦起电 1 原因 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 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 2 实质 电荷从一个物体转移到另一个物体 2 接触起电 1 概念 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 2 实质 电荷从一个物体转移到另一个物体 接触时电荷分配原则 1 两个带有同种电荷的导体接触 电荷会重新分配 若不受外界影响 两个完全相同的带电导体 接触后再分开 二者将原来所带电量的总和平均分配 2 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 例1 两个完全相同的金属球 一个带 6 10 8c的电量 另一个带 2 10 8c的电量 把两球接触后再分开 两球分别带电多少 q1 q2 2 10 8c 你怎样知道物体带了电 这两个是什么仪器 有什么作用 实验室里是用一种叫验电器的仪器来检验物体是否带电的 它的构造如图所示 当带电体接触不带电的验电器的金属球时 就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上 这两片金属箔由于带同种电荷互相推斥而张开 带电体所带的电越多 验电器金属张开的角度越大 你怎样知道物体带了电 你怎样知道物体带了电 实验室里是用一种叫验电器的仪器来检验物体是否带电的 它的构造如图所示 当带电体接触不带电的验电器的金属球时 就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上 这两片金属箔由于带同种电荷互相推斥而张开 带电体所带的电越多 验电器金属张开的角度越大 是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时 金属箔片才开始张开 1 把带正电荷的球c移近导体a 导体下面的金属箔有什么变化 2 先把a和b分开 然后移去c 金属箔又有什么变化 3 再让a和b接触 又会看到什么现象 金属原子 金属模型 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 静电感应 3 感应起电 1 概念 利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电 2 实质 电荷从物体的一部分转移到另一部分 例2 如图所示 一个带正电的验电器 当一个金属球a接触验电器上的金属球b时 验电器中金属箔片的张角减小 则 a 金属球a可能不带电b 金属球a一定带正电c 金属球a可能带负电d 金属球a一定带负电 ac 三种起电方式 摩擦起电 接触起电 感应起电 的本质是什么 有什么共同点 本质上都是微观粒子 如电子 在物体之间或物体内部转移 而不是创造了电荷 三种起电方式中 电荷总数都没有变化 表述一 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 表述二 一个与外界没有电荷交换的系统 电荷的代数和保持不变 三 电荷守恒定律 1 元电荷 概念 最小的电荷量符号 e数值 e 1 6 10 19c注意 所有带电体的电荷量或者等于e 或者等于e的整数倍 电荷量是不能连续变化的物理量 最早由美国物理学家密立根测得 2 比荷 概念 带电体的电荷量q与质量m之比公式 q m单位 c kg电子比荷 e me 1 76 1011c kg 几个基本概念 例3 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 下列说法正确的是 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 1 自然界存在两者电荷 1 正电荷 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 2 负电荷 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2 使物体带电的三种方式 1 摩擦起电 2 感应起电 近异远同 3 接触起电3 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 4 元电荷 电荷量e 1 6 10 19c称为元电荷 5 电子和质子的电荷量均为e 1 6 10 19c 所有带电体的电荷量或者等于e 或者等于e的整数倍 1 将不带电的导体a和带有负电荷的导体b接触后 在导体a中的质子 a 增加b 减少c 不变d 先增加后减少 c 2 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