电荷和电荷守恒定律.ppt

第一节电荷及其守恒定律 电荷名字的由来 公元前600年左右 希腊人发现了摩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电荷的概念 美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念 一 电荷 1 两种电荷用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 2 两种电荷间的相互作用同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 原子的构成 原子 原子核 核外电子 质子 中子 正电 不带电 原子核为什么稳定 质子和中子之间有强相互作用 核力 核外电子呢 离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 摩擦起电 原因 电子的转移 原来电中性的物体得到电子则带上负电 失去电子的带上正电 金属导电机理 金属导电机理 每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动 静电感应 一个带电体靠近导体时 导体近端带上异性电 远端带上 等量 同性电 先分开AB再拿走带电体 AB分别带上等量异性电荷 静电感应 接触带电 接触后 再分开 Q 3 三种带电方式 1 摩擦起电 正负电荷的分开和转移 2 接触起电 电荷从一个物体转移到另一个物体 3 感应起电 电荷从物体的一部分转移到另一部分 问题 1 电荷的相互增强 减弱和中和现象 是否是电荷消失 2 物体显中性 是否是物体中没有电荷 3 各种起电过程是否是创造了电荷 1 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 实质是电子的转移 并不是创造电荷 二 电荷守恒定律 2 电荷守恒定律表述一 电荷既不能创造 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 接触后 再分开 接触后 再分开 Q Q 3Q 电荷的分配原则 3 电荷的分配原则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 两个带有异种电荷的导体接触 电荷也会重新分配 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 注意 处理感应问题时 利用电中性物体中正负电荷代数和为零 电荷量 电荷的多少 单位 库仑C 最小电荷量 电子所带的电荷量 元电荷 最小电荷量 用e表示 所有带电体的电荷量或者等于e 或者是e的整数倍 故电荷量不能连续变化 e 1 60 x10 19C 比荷 带电体的电荷量与质量的比 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 由于这个实验的原理清晰易懂 设备和方法简单 直观而有效 所得结果富有说服力 因此它又是一个富有启发性的实验 其设计思想是值得学习的 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 以往 油滴实验中 用眼睛在显微镜中观测油滴 时间一长 眼睛感到疲劳 酸痛 我们采用 摄象机和监视器 对实验加以改进 制成电视显微密立根油滴仪 从监视器上观察油滴 视野宽广 图象鲜明 观测省力 克服了上述缺点 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 A 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aa 分开 则两边的电荷量大小可能不等 与如何分有关 D 若A向B逐渐靠近 在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化 E 若A B接触一下 A B金属体所带总电荷量保持不变 分析 本题以静电感应为背景 主要考查电荷守恒定律的应用 导体B虽然不带电 但存在大量自由电子 在带正电的A作用下 部分自由电子被吸引运动到左端 右端由于缺少电子而出现正电荷 但电荷总量仍为零 所以A错B对 根据电荷守恒定律 只要B与其它物体没有电荷交换 电量总保持零不变 所以无论在何处将B分开 左右两部分的电荷量总是相等的 因此C错 当A