高二物理选修3-1电荷及其守恒定律新

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 1电荷概念 电荷是物质的一种性质 2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 二物体带电的三种方式 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 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 金属的特点 每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动 实验感应起电 实验感应起电 2 感应起电 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 3 接触带电 补充 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先中和再分配 若带电体相同 则平均分配分配公式 静电计 指针式验电器 验电器 知识扩展 验电器与静电计 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箔 静电计的外壳一定是金属的 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 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 定量测量两导体间的电压 思考 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 解释看到的现象 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 补充 近代物理知识 在一定条件下 一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子 产生电荷一对正 负电子可同时湮没 转化为光子 电荷湮没注意 带电粒子 总是成对产生或湮没 电荷守恒定律表述二 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 符号Q或q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 比较电荷带电量的多少 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 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 针对练习 1 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 2 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 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 A B 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 4 图中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 正电 负电 不带电 不带电 5 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 A B Q 6 用一根跟毛皮