高中物理 1.1 电荷及其守恒定律 3课件 人教版选修31.ppt

1 电荷及其守恒定律 教学目标 一 知识与技能1 知道两种电荷及其相互作用 知道电量的概念 2 知道摩擦起电 知道摩擦起电不是创造了电荷 而是使物体中的正负电荷分开 3 知道静电感应现象 知道静电感应起电不是创造了电荷 而是使物体中的电荷分开 4 知道电荷守恒定律 5 知道什么是元电荷 二 过程与方法1 通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2 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不是创造了电荷 而是使物体中的电荷分开 但对一个与外界没有电荷交换的系统 电荷的代数和不变 三 情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点 电荷守恒定律难点 利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题 教具 丝绸 玻璃棒 毛皮 硬橡胶棒 绝缘金属球 静电感应导体 通草球 电荷亦称电 是实物的一种性质 人们对电的认识最初来自摩擦起电现象和自然界的雷电现象 例如 在公元3世纪 我国晋朝张华的 博物志 中就有记载 今人梳头 解着衣 有随梳解结 有光者 亦有咤声 这是世界上关于摩擦起电引起闪光和噼啪之声的较早记载 古人发现 用毛皮摩擦过的琥珀能够吸引羽毛 头发等轻小物体 随后人们进一步发现 摩擦后能够吸引轻小物体的现象并不是琥珀所独有的 像玻璃棒 火漆棒 硬橡胶棒 硫磺块或水晶块等 用毛皮或丝绸摩擦后也能吸引轻小物体 凡是物体有了上述吸引轻小物体的性质 我们就说它带了电 一 电荷 自然界中有几种电荷 它们间的相互作用如何 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 一 电荷 一般情况下物体不带电 不带电的物体内部是否存在电荷 原子的构成 原子 中性 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 离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 使物体带电的方法 1 摩擦起电 实质 电子从一个物体转移到另一个物体上 得到电子带负电 失去电子带正电 使物体带电的方法 使物体带电的方法 2 感应起电 使物体带电的方法 2 感应起电 静电感应 把电荷移近不带电的导体 可以使导体带电的现象 叫做静电感应 实质 电荷从物体的一部分转移到另一部分 感应起电 利用静电感应使金属导体带电的过程 叫做感应起电 使物体带电的方法 3 接触带电 实质 电荷从一个物体转移到另一个物体 三种带电方式 1 摩擦起电 正负电荷的分开和转移 2 感应起电 电荷从物体的一部分转移到另一部分 3 接触起电 电荷从一个物体转移到另一个物体 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 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 解释下面将要看到的现象 验电器1 swf 验电器2 swf 二 电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消灭 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 电荷守恒定律是大量实验事实的总结 适用于迄今所知的一切宏观过程和微观过程 质子和电子是正负电荷的基本单元 在各种物理过程中 电子和质子总数不变 只是组合方式或所在位置有所改变 因而电荷守恒是十分自然的 值得指出的 近代物理学发现了大量有关基本粒子互相转化的事实 例如正 负电子e e 对撞湮没 产生两个 光子 在这些过程中 出现了电荷的消失或产生 但反应物的总电荷等于生成物的总电荷 电荷仍守恒 这意味着电荷守恒具有更深刻的根源 二 电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消灭 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 物理学的基本定律之一 它指出 对于一个孤立系统 不论发生什么变化 其中所有电荷的代数和永远保持不变 电荷守恒定律表明 如果某一区域中的电荷增加或减少了 那么必定有等量的电荷进入或离开该区域 如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷 那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失 二 电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消灭 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 因此 电荷守恒定律又可表示为 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的 三 元电荷 电荷是实物的一种属性 电荷的多少叫电荷量 电荷量是指物体带电的多少 常常简称电量 电量是电荷的定量基度 带电体是指处于带电状态的物体 电荷 电量 带电体三个词往往不加区分地使用 其中电荷一词用得最广 在某些情况下 电荷实际指带电体本身 电荷量的国际单位是 c 三 元电荷 元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得到的 尽管质子 电子的电荷量的数值皆为 但它们不叫元电荷 它们电荷量的绝对值才叫元电荷 比较电荷带电的多少 要比较的是其电荷量的绝对值 绝对值大的带电多 尽管电荷量有正负值 正号一般省略 要知道这里的 号代表电荷的性质 种类 与数学中的正负号的含义不同 一般 正电荷的电量用正值表示 负电荷的电量用负值表示 三 元电荷 三 元电荷 小结 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 使物体带电的方式带电方式 1 摩擦起电 电子从一个物体转移到另一个物体 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3 电荷守恒定律 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 小结 4 所有带电体的电量等于电荷量e或电荷量e的整数倍 5 电荷量e 指电子 或质子 的电荷量 称为元电荷 6 比荷 带电体的电荷量与其质量的比值 例1 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 答案 b c d 例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 而另一个不带电d b c球都不带电 答案 c 课堂训练 3 如图所示 导体棒ab靠近带正电的导体q放置 用手接触b端 移去手指再移去q ab带何种电荷 若手的接触点改在