人教版高中物理选修3-1　11电荷及其守恒定律课件（共30张PPT）

1、1.1 1.1 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律新课导入新课导入古代人发现摩擦过的琥珀能够吸引轻小物体。我国学者王充在论衡一束中有记载。 美国科学家富兰美国科学家富兰克林的风筝实验，证克林的风筝实验，证明了雷电是一种放电明了雷电是一种放电现象，统一了天电和现象，统一了天电和地电，破除了人们对地电，破除了人们对雷电的迷信。储存了雷电的迷信。储存了天电的莱顿瓶可以产天电的莱顿瓶可以产生一切地电所能产生生一切地电所能产生的现象，这就证明了的现象，这就证明了天电和地电是一样的。天电和地电是一样的。并且命名了正电荷和并且命名了正电荷和负电荷。负电荷。一、电荷一、电荷1 1、自然界中有两种电荷：、自然界中

2、有两种电荷： （富兰克林命名）富兰克林命名）+_正电荷正电荷负电荷负电荷2 2、物理学上规定，用、物理学上规定，用_摩擦过的摩擦过的_带带负电；用负电；用_摩擦过的摩擦过的_带正电。带正电。毛皮毛皮橡胶棒橡胶棒丝绸丝绸玻璃棒玻璃棒+皮皮-橡橡-丝丝+玻玻3 3、电荷性质、电荷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。例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 A BC吸吸吸+相互吸引相互吸引的物体：的物

3、体：异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引带电体带电体吸引起不带电的微小物体吸引起不带电的微小物体想一想我们日常生活中的物体多数都呈现电中性，为什么还会出现带电的这种现象呢？物质的微观结构：物质的微观结构：(原子的构成原子的构成) 原子原子（+）（不带电）（不带电）（中性）（中性）（）（+）原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子 原子中的正电荷的数量与电子的负电荷的原子中的正电荷的数量与电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对外呈现电中性。数量一样多，所以整个原子对外呈现电中性。二、三种使物体带电的方法二、三种使物体带电的方法（1）摩擦起电（阅读（阅读2段）段）原子核外的电子靠质子原子核外的电

4、子靠质子的吸引力维系在原子核的吸引力维系在原子核附近。附近。通常，对离原子通常，对离原子核较远的电子受到的束核较远的电子受到的束缚较弱，容易在外界的缚较弱，容易在外界的作用而脱离原子。作用而脱离原子。当两当两个物体相互摩擦时一些个物体相互摩擦时一些束缚不紧的电子从一个束缚不紧的电子从一个物体转移到另一个物体。物体转移到另一个物体。 不同的原子，原子核对核外电子的束缚能力不同。不同的物体相互摩擦时，有的物体容易失去电子，有的物体不容易失去电子。结论：得到电子：带负电 失去电子：带正电例如：例如：毛皮与橡胶棒摩擦毛皮与橡胶棒摩擦 玻璃棒玻璃棒 失去电子失去电子 带正电带正电丝绸丝绸 得到电子得到电

5、子 带负电带负电丝绸与玻璃棒摩擦丝绸与玻璃棒摩擦橡胶棒橡胶棒 得到电子得到电子 带负电带负电毛皮毛皮 失去电子失去电子 带正电带正电+摩擦起电的实质：摩擦起电的实质：电荷发生了电荷发生了转移转移。金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。自由电子：失去自由电子的原子成为带正电的失去自由电子的原子成为带正电的离子离子。离子：离子： 取一对用绝柱支持的手体A和B，使它们彼此接，起它们不带电，贴在下事的金馬简是间合的(图1，1-1)。 把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔有什么变化? 这时把A和B分开，然后移去C，金属又有什么变化? 让A和B接触，又会看到什么现象？ 利用上面

6、介绍的金属结构的模型，解释看到的现象。实验实验答：张开、仍然张开、闭合。（2 2）感应起电）感应起电静电感应：静电感应：将电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。规律：近端感应异种电荷， 远端感应等量同种电荷感应起电：利用静电感应使物体带电的过程，叫感应起电。感应起电实质：感应起电实质：ABCABCAB电荷重新分布电荷重新分布做一做做一做 为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少，从18世纪起，人们经常使用一种叫做验电器的简单装置:玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(图1.1-2甲)。如果把金属箔换成指针，并用金属做外売这样的

7、验电器又叫静电计(图1.1-2乙)。 制作一个验电器，并描述如何用验电器检测带电体带电的种类和相对数量。 注意观察:是否只有当带电体与导体棒的上端接触时，金属箔片才会张开?解释看到的现象3 3、接触带电、接触带电均分均分+Q+ +Q Q先中和先中和再均分再均分+ +Q Q-3Q-3Q实质：实质：电荷发生了电荷发生了转移转移两个两个完全相同完全相同的带电导体的带电导体,接触后再分开接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配二者将原来所带电量的总和平均分配电荷的转移电荷的转移电荷的重新分布电荷的重新分布摩擦起电摩擦起电接触带电接触带电感应起电感应起电 当物体受外界影响时，电子发生转移，原子内电

8、子数与质子数不再相等，这时物体就带电了。物体失去电子带_，得到电子带_。正电正电负电负电 由此可见，使物体带电的过程只不过是电子发生转移的过程，电荷并没有产生和消失。三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律表述一：电荷既不能_，也不能_，只能从一个物体_到另一个物体，或者从物体的一部分_到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量_。创造创造消灭消灭转移转移转移转移保持不变保持不变 表述二：表述二： 一个与外界没有电荷交换的系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。统，电荷的代数和总是保持不变的。四、元电荷四、元电荷（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？电荷的多少叫电荷的多少叫电荷量电

9、荷量，单位，单位:库仑库仑C 科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子带的电荷量与它相同，但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫元电荷元电荷，用e表示。（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？注意：元电荷是电荷量，不是电荷！元电荷是电荷量，不是电荷！所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍倍，电荷量是不能连续变化的物理量。电荷量是不能连续变化的物理量。（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物 理学家测定的？（4）什么是电子的比荷？电子的比荷是多少？Ce191060. 1元电荷的值元电荷的值kgCkgCmee/1076. 110

10、91. 01060. 1113019电子的比荷为：电子的电荷量与质量的比值叫做比荷电子的电荷量与质量的比值叫做比荷美国科学家密立根美国科学家密立根例例2 2：如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质球，：如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以（由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以（ ）A、甲图中两球一定带异种电荷B、乙图中两球一定带同种电荷C、甲图中至少有一个带电D、乙图中两球至少有一个带电BC例3、下列叙述正确的是（ ）A、摩擦起电是创造电荷的过程 B、接触起电是电荷转移的过程C、玻璃棒无论与什么物体摩擦都会带正电D、带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种

11、现象叫做电荷的湮没B例4：一个带电小球所带电量为q，则q可能是（ ） A、31019C B、4.810-19C C、0.810-19C D、910-19CB所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍倍，电荷量是不能连续变化的物理量。电荷量是不能连续变化的物理量。例例5 5：绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球：绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a a，a a的表面镀有铝膜；在的表面镀有铝膜；在a a旁有一绝缘金属球旁有一绝缘金属球b b，开始时，开始时，a a、b b都不带电，如图所示，现使都不带电，如图所示，现使b b带电带电，则（，则（ ） A、b将吸引

12、a，吸住后不放开 B、b先吸引a，接触后又把a排斥开 C、a、b之间不发生相互作用 D、b立即把a排斥开B例例6 6：如图所示，不带电的枕形导体的如图所示，不带电的枕形导体的A A、B B两两端各贴有一对金箔。当枕形导体的端各贴有一对金箔。当枕形导体的A A端靠近一端靠近一带电导体带电导体C C时（时（ ）A、A端金箔张开，B端金箔闭合B、用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C、用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D、选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷BCD课堂小结1、自然界中有两种电荷：（富兰克林命名）正电荷和负电荷。2、物理学上规定，用毛皮

13、摩擦过的橡胶棒带负电；用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。3、电荷性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。相互吸引的物体：异种电荷相互吸引 带电体吸引起不带电的微小物体 原子中的正电荷的数量与电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对外呈现电中性。4、摩擦起电：不同的原子，原子核对核外电子的束缚能力不同。不同的物体相互摩擦时，有的物体容易失去电子，有的物体不容易失去电子。 结论：得到电子：带负电 失去电子：带正电摩擦起电的实质是：电荷发生了电荷发生了转移转移。5、自由电子：金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。6、离子：失去自由电子的原子成为带正电的失去自由电子的原子成为带正电的离子离子。7、静电感应：、静电感应：将电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。规律：近端感应异种电荷，远端感应等量同种电荷8、感应起电：利用静电感应使物体带电的过程。感应起电的实质是：电荷重新分布电荷重新分布9、接触带电：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接触带电的实质是：电荷发生了转移10、电荷守恒定律表述一：电荷既不会创生，也不会消失，它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。表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和