【物理】11电荷及其守恒定律课件（人教选修3-1）

1、第一章第一章 静电场静电场第一节第一节 电荷及其守恒定理电荷及其守恒定理人教版选修3-1电荷亦称电，是实物的一种性质人们对电的电荷亦称电，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，在公元象例如，在公元3世纪，我国晋朝张华的世纪，我国晋朝张华的博物志博物志中就有记载：中就有记载：“今人梳头，解着衣，今人梳头，解着衣，有随梳解结，有光者，亦有咤声有随梳解结，有光者，亦有咤声”这是世界这是世界上关于摩擦起电引起闪光和噼啪之声的较早记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载古人发现，用毛皮摩

2、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，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？它们间的相互作自然界中有几种电荷？它们间的相互作用如何？用如何？一、电荷？一般情况下物体不带电，不带电的物体一般

3、情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？内部是否存在电荷？ 原子原子（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（正电正电）（不带电（不带电）质子和中子之间有强相互作用质子和中子之间有强相互作用核力核力 离原子核较远的电子容易受到外界的离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子作用而脱离原子使物体带电的方法：1、摩擦起电实质：实质：电子从一个物体电子从一个物体转移转移到到另一个物体上，得到电另一个物体上，得到电子带负电，失去电子带子带负电，失去电子带正电。正电。使物体带电的方法：使物体带电的方法：2、感应起电实质：实质：电荷从物体的一部分电荷从物体的一部分转移转移到

4、另一部分到另一部分使物体带电的方法：3、接触带电接触后接触后再分开再分开+Q+Q接触后接触后再分开再分开Q3QQQ实质：电荷从一个物体实质：电荷从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体Q21Q21三种带电方式三种带电方式 (1)摩擦起电：摩擦起电： 正负电荷的分开和转移正负电荷的分开和转移 (2)感应起电：感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分电荷从物体的一部分转移到另一部分 (3)接触起电：接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体起电的本质：起电的本质： 无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本其本质都是将正、负电荷分开质都是将正、负电荷分开, ,使

5、电荷使电荷发生转移，并不是创造电荷发生转移，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。二、电荷守恒定律二、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，电荷的总量保移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。持不变。电荷守恒定律是大量实验事实的总结，适用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

6、电荷的基本单元。在各种物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，因而电荷守恒是方式或所在位置有所改变，因而电荷守恒是十分自然的。十分自然的。 值得指出的，近代物理学发现了大量有关值得指出的，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、负电子基本粒子互相转化的事实。例如正、负电子e+、e-对撞湮没对撞湮没 ，产生两个，产生两个光子；在这些光子；在这些过程中，出现了电荷的消失或产生，但反应过程中，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，电荷仍守物的总电荷等于生成物的总电

7、荷，电荷仍守恒。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。恒。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。二、电荷守恒定律二、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

8、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.的整数倍，或者是的电荷量或者等于，所有带电体均为、电子和质子的电荷量4eee三、元电荷三、元电荷.1060. 1119称为元电荷称为元电荷电荷量电荷量、元电荷：

9、、元电荷：Ce .1060. 1219不是指某电荷不是指某电荷是一个电荷量单位），是一个电荷量单位），位（位（、元电荷是电荷量的单、元电荷是电荷量的单C Ce191060. 13 、元电荷的值：、元电荷的值：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C191060. 1 三、元电荷三、

10、元电荷.的整数倍，或者是的电荷量或者等于，所有带电体均为、电子和质子的电荷量4eee三、元电荷三、元电荷.1060. 1119称为元电荷称为元电荷电荷量电荷量、元电荷：、元电荷：Ce .1060. 1219不是指某电荷是一个电荷量单位），位（、元电荷是电荷量的单CCe191060. 13 、元电荷的值：、元电荷的值：)/5mq叫做比荷（叫做比荷（量与其质量的比值，量与其质量的比值，、比荷：带电体的电荷、比荷：带电体的电荷kgCkgCmee/1076. 11091. 01060. 1113019电子的比荷为：1941.60 10 C.e、元电荷： 电荷量称为元电荷4 4、所有带电体的电量等于电荷量、所有带电体的电量等于电荷量e e或电荷量或电荷量e e的整数倍的整数倍5 5、电荷量、电荷量e e：指电子（或质子）的电荷量，称为元电荷：指电子（或质子）的电荷量，称为元电荷6 6、比荷：带电体的电荷量与其质量的比值、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、1.6010-19C的电量叫元电荷