高中物理 1.1 电荷及其守恒定律 5课件 新人教版选修31.ppt

新课标高中物理选修3 1 第一章静电场 1 1电荷及其守恒定律 一 电荷 电荷是一种物质属性 1 自然界中有两种电荷 富兰克林命名 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 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 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 演示 微观解释 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 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 2 感应起电 使物体带电的方法 演示 1 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 2 感应起电 利用静电感应使物体带电 叫做感应起电 规律 近端感应异种电荷 远端感应同种电荷 3 静电感应微观解释 把带正电的球移近金属导体a和b时 导体上的自由电子被吸引过来 因此导体a和b带上了等量的异种电荷 感应起电没有创造电荷 而是使物体中的正负电荷分开 将电荷从物体的一部分转移到另一部分 使物体带电的方法 3 接触带电 微观解释 电荷从一个物体转移到另一个物体 接触带电电荷分配原则 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 验电器1 swf 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2 swf 当带电导体棒靠近验电器上端的金属球时 由于静电感应 金属球带与导体棒相反的电荷 金属箔带与导体棒相同的电荷 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 并不是创造电荷 二 电荷守恒定律 2 电荷守恒定律 物理学的基本定律之一 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 三 元电荷 1 电荷量 电荷的多少 简称电量 单位 库仑c 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 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 号不表示电荷量的大小 只代表电荷的性质 种类 一般 正电荷的电量用正值表示 负电荷的电量用负值表示 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 b c d 课堂训练 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 c 课堂训练 3 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 be 课堂训练 4 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a端 情况又如何 负电荷 负电荷 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规律 近异远同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 1 使一个物体带电的方式有三种 它们是 和 在这三种方式中 电荷既没有被创造 也没有被消灭 只是从一个物体转移到另一个物体 或者从物体的一部分移到另一部分 而且电荷的总量不变 这个结论也被称之为定律 2 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中的质子数 a 增加b 减少c 不变d 先增加后减少3 在原子物理中 常用元电荷作为电量的单位 元电荷的电量为 一个电子的电量为 一个质子的电量为 任何带电粒子 所带电量或者等于电子或质子的电量 或者是它们电量的 最早测出元电荷的数值的是美国物理学家 这位科学家还测出了电子电量和质量的比值 叫做电子的 4 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 课堂练习 c bcd 摩擦起电 感应起电 接触带电 电荷守恒定律 1 6 10 19c 1 6 10 19c 1 6 10 19c 整数倍 密立根 比荷 5 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6 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 图1 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 课堂练习 c c 7 图7中a b是两个不带电的相同的绝缘金属球 它们靠近带正电荷的金球c 在下列情况中 判断a b两球的带电情况 1 a b接触后分开 再移去c 则a b 2 a b接触 先移去c后 再把ab分开 则a b 3 a b接触 用手指瞬间接触b后再移去c