选修3-1的1.1电荷及守恒定律

1、第一章静电场第一章静电场 第一节第一节 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律 历史回顾历史回顾 公元前公元前600600年左右，希腊人发现了摩擦过年左右，希腊人发现了摩擦过 的琥珀吸引轻小物体的现象。的琥珀吸引轻小物体的现象。 1616世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷 的概念。的概念。 1818世纪，美国科学家富兰克林提出了正世纪，美国科学家富兰克林提出了正 负电荷的概念。负电荷的概念。 一一. .电荷：电荷： 1. 1.正电荷：正电荷： 用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 2.2.负电荷：负电荷： 用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷用毛皮摩擦

2、过的橡胶棒所带的电荷 3.3.性质：性质： 同种电荷相互排斥同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引 自然界中只有两种电荷自然界中只有两种电荷 物体具有吸引轻小物体的性质，我们就物体具有吸引轻小物体的性质，我们就 说物体带了电荷说物体带了电荷 二二. .起电方式起电方式: : 1.1.什么叫起电？什么叫起电？ 使不带电的物体带电的过程使不带电的物体带电的过程 2.2.起电的方式：起电的方式： 1 1）摩擦起电）摩擦起电: : 原子结构原子结构 原子原子 原子核原子核 电子电子 质子质子 中子中子 摩擦起电摩擦起电: : 原因 当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电当两个物体互相摩擦

3、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电子的物体则带正电 电荷从一个物体电荷从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体 实质 由于相互摩擦的物体间电子的得失由于相互摩擦的物体间电子的得失 而使物体分别带上了等量异种电荷而使物体分别带上了等量异种电荷 电荷从一个物体电荷从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体 不带电的物体与带电体接触，能使不带电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的物体带上电

4、，这种方式称为接触起电 概念概念 实质实质 2 2）接触起电）接触起电: : 电荷中和现象及电荷均分原理：电荷中和现象及电荷均分原理： （1 1）带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电）带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电 性，这种现象叫做性，这种现象叫做电荷电荷中和现象中和现象。 （2 2）两个）两个相同相同的带电金属导体接触后，电荷要重的带电金属导体接触后，电荷要重 新平均分配，这种现象叫做新平均分配，这种现象叫做电荷均分原理。电荷均分原理。 原来带异种电荷的先中和再平分原来带异种电荷的先中和再平分 原来带同种电荷的总量平均分配原来带同种电荷的总量平均分配 3 3）感应起电）感应起电:

5、: 金属原子金属原子 原子核（离子）原子核（离子） 自由电子自由电子 金属模型金属模型 规律：规律：近端感应异种电荷，近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷远端感应同种电荷 把带电体移近不带电的导体，可以使导体带把带电体移近不带电的导体，可以使导体带 电的现象，叫做电的现象，叫做静电感应静电感应 利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感 应起电应起电 电荷从物体的一部分电荷从物体的一部分转移转移到另一部分到另一部分 概念概念 实质实质 感应起电感应起电 3 3）感应起电）感应起电: : 摩擦起电和摩擦起电和感应起电中导体带电前后总电感应起电中导体带电前后总电

6、荷量是否发生变化？荷量是否发生变化？ 结论：结论：总电荷量没有发生改变总电荷量没有发生改变 大量事实表明，大量事实表明， 表述一表述一 表述二表述二 三三. .电荷守恒定律电荷守恒定律: : 电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从电荷既不会创生，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，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的总量保持不变 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 代数和保持不变代数和保持不变 电荷的多少叫电荷量电荷的多少叫电荷量 符

7、号：符号：Q Q（q q） 单位：库仑（单位：库仑（C C） 注意：正电荷的电荷量为正值，负电注意：正电荷的电荷量为正值，负电 荷的电荷量为负值荷的电荷量为负值 电荷量电荷量e=1.60e=1.601010-19 -19C C，称为元电荷， ，称为元电荷， 是物体所带的电荷量的最小单位是物体所带的电荷量的最小单位 一个质子和一个电子所带的电荷量都是一个质子和一个电子所带的电荷量都是 元电荷元电荷e e 注意：所有带电体的电荷量皆为元电荷注意：所有带电体的电荷量皆为元电荷 e e的整数倍，所以电荷量不能是任意实的整数倍，所以电荷量不能是任意实 数数 最早由美国物理学家最早由美国物理学家密立根密立

8、根测得测得 四四. .几个基本概念几个基本概念: : 1.1.电荷量：电荷量： 2.2.元电荷元电荷: : kgC kg C m e e /1076. 1 1091. 0 1060. 1 11 30 19 电子的比荷为： 带电体的电荷量带电体的电荷量q q与质量与质量m m之比之比 公式：公式：q/mq/m 单位：单位：C/kgC/kg 3.3.比荷比荷: : 五五.验电器检验物体带电的原理验电器检验物体带电的原理： 2.验电器检验物体带电的原理：验电器检验物体带电的原理： 被检验物体接触验电器金属球时，将电荷传到箔被检验物体接触验电器金属球时，将电荷传到箔 片上，使两个箔片带上同种电荷，同种

9、电荷会相片上，使两个箔片带上同种电荷，同种电荷会相 互排斥，使两个箔片张开一定角度，从而判断被互排斥，使两个箔片张开一定角度，从而判断被 检验物体带电检验物体带电.所带的电荷越多，张开的角度越大，所带的电荷越多，张开的角度越大， 如果物体不带电，则金属箔不动如果物体不带电，则金属箔不动 a b c 1.验电器的构造：验电器的构造： 上部是一金属球，它和金属杆相上部是一金属球，它和金属杆相 连接，金属杆穿过橡皮塞，连接，金属杆穿过橡皮塞， 其下其下 端挂两片极薄的金属箔，封装在端挂两片极薄的金属箔，封装在 玻璃瓶内。玻璃瓶内。 例：对物体带电现象的叙述，正确的是（例：对物体带电现象的叙述，正确的

10、是（ ） A A物体带电一定具有多余的电子物体带电一定具有多余的电子 B B摩擦起电实质上是电荷从一个物体转移到另摩擦起电实质上是电荷从一个物体转移到另 一个物体的过程一个物体的过程 C C物体所带电荷量可能很小，甚至小于物体所带电荷量可能很小，甚至小于e e D D电中和是等量异种电荷完全相互抵消的现象电中和是等量异种电荷完全相互抵消的现象 BD 例：将不带电的导体例：将不带电的导体A A和带有负电荷的导体和带有负电荷的导体B B接触接触 后，在导体后，在导体A A中的质子数中的质子数 （ ） A A增加增加 B B减少减少 C C不变不变 D D先增加后减少先增加后减少 例：如图所示，例：

11、如图所示，A A、B B为相互接触的用绝缘支柱支持的金为相互接触的用绝缘支柱支持的金 属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片， C C是带负电的小球，下列说法正确的是是带负电的小球，下列说法正确的是( )( )。 A.A.把把C C移近导体移近导体A A时，时，A A、B B上的金属箔片都张开上的金属箔片都张开 B.B.把把C C移近导体移近导体A A，先把，先把A A、B B分开，然后移走分开，然后移走C C，A A、B B上的上的 金属箔片仍张开金属箔片仍张开 C.C.先把先把C C移走，再把移走，再把A A、B B分开，分开，A

12、 A、B B上的金属箔片仍张开上的金属箔片仍张开 D.D.先把先把A A、B B分开，再把分开，再把C C移走，然后重新让移走，然后重新让A A、B B接触，接触，A A 上的金属箔片张开，而上的金属箔片张开，而B B上的金属箔片已闭合上的金属箔片已闭合 CAB A BA B 例：科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，例：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，下列论述正确的是元电荷，下列论述正确的是( )( ) A.A.把质子或电子叫元电荷把质子或电子叫元电荷 B.1.60B.1.601010-19 -19C C的电量叫元电荷 的电量叫元电荷 C.C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元 电荷电荷 D.D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元 电荷电荷 BCD 例：用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒例：用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒c c，靠近不，靠近不 带电验电器的金