电荷及其守恒定律

1、电磁学简介：电磁学简介： 电磁学与我们的生活息息相关，日常生活电磁学与我们的生活息息相关，日常生活中的电话、电视、广播等等都是电磁学的应中的电话、电视、广播等等都是电磁学的应用。人类很早就发现了电磁现象，但电磁学用。人类很早就发现了电磁现象，但电磁学的迅速发展和广泛应用是在的迅速发展和广泛应用是在18世纪以后，在世纪以后，在人们发现了库仑定律、电磁感应、电磁场、人们发现了库仑定律、电磁感应、电磁场、电磁波这些定律和理论之后，电磁学才姗姗电磁波这些定律和理论之后，电磁学才姗姗走入我们的生活，为我们带来了方便、快捷走入我们的生活，为我们带来了方便、快捷的五彩斑斓。的五彩斑斓。1.1 1.1 电荷及

2、其守恒定律电荷及其守恒定律新课标高中物理选修31第一章 静电场静电场生活中的电现象生活中的电现象公元前公元前600年年,希腊泰勒斯：希腊泰勒斯：摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体公元公元1世纪世纪,王充：王充：顿牟掇芥顿牟掇芥(摩擦过的玳瑁的壳吸引轻小的物体摩擦过的玳瑁的壳吸引轻小的物体) 16世纪世纪,吉尔伯特吉尔伯特-electricity(电电)摩擦过的琥珀带有电荷摩擦过的琥珀带有电荷一、电荷一、电荷电荷是一种物质属性电荷是一种物质属性1 1、自然界中只有正、负两种电荷、自然界中只有正、负两种电荷（1 1）正电荷：）正电荷： 与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷同种的电荷

3、与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷同种的电荷 （2 2）负电荷：）负电荷： 与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种的电荷与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种的电荷+_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。带电体可以吸引轻小不带电体物体为何带电？ 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金属导体金属导体金属内有自由金属内有自由移动的电子移动的电子自由电子自由电子 每个正离子每个正离子都在自己的平都在自己的平衡位置附近振衡位置附近振动而不移动。动而不移动。绝

4、缘体（电介质）绝缘体（电介质）电子不能自由移动，被牢牢地束缚在原子核周围玻璃，橡胶静电计(指针式验电器)验电器静电计中金属杆下部的水平轴上装有金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。的下部悬挂着两片金箔。静电计的外壳一定是金属的，金属外壳静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。而

5、验电器外壳的主要作用是为了避免气用。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。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与静电计在结构上的不同 验电器的主要作用有：验电器的主要作用有：（1）检验导体是否带电。）检验导体是否带电。（2）检验导体所带电性。）检验导体所带电性。 验电器与静电计在作用上的不同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特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的

6、某些作用。某些作用。（1）定量测量两导体间的电势差。）定量测量两导体间的电势差。（2）定量测量某导体的电势。）定量测量某导体的电势。二、起电的方法一般情况下物体不带电，不带电一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？体带电？ 不带电的物体内存在电荷，且存在不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。应想办法让正负电荷分开。不显电性。应想办法让正负电荷分开。 +1、摩擦起电、摩擦起电实质：实质： 摩擦时电子从一个物体摩擦时电子从一个物体转移转移到到另一个物体上。另一个物体上。得到

7、电子的物体：带负电得到电子的物体：带负电失去电子的物体：带正电失去电子的物体：带正电2 2、感应起电、感应起电2 2、感应起电、感应起电N个座位坐了N个人椅子代表正电荷，人代表负电荷（2 2）感应起电感应起电：利用静电感应：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电使物体带电，叫做感应起电 规律：规律：近端感应异种电荷，近端感应异种电荷， 远端感应等量同种电荷远端感应等量同种电荷（1）静电感应静电感应：把电荷移近不带电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应做静电感应起电盘原理验电器思考思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接是否只有当带电体与导

8、体棒的上端直接接触时触时,金属箔片才开始张开金属箔片才开始张开?解释看到的现象解释看到的现象.练习练习2 2：如图所示，导体棒：如图所示，导体棒ABAB靠近带正靠近带正电的导体电的导体QQ放置用手接触放置用手接触B B端，移去端，移去手指再移去手指再移去QQ，ABAB带何种电荷带何种电荷_ _ 若手的接触点改在若手的接触点改在A A端，端，情况又如何情况又如何_ _ 。负电荷负电荷负电荷负电荷AB+Q说明：说明：接地问题中，接地问题中，“A+B+地球地球”整整体是受感导体，地体是受感导体，地球无限远端为远端球无限远端为远端3 3、接触带电、接触带电接触后接触后再分开再分开+Q+ +Q Q接触后

9、接触后再分开再分开+ +Q Q-3Q-3Q- - Q Q-Q-Q两个两个完全相同完全相同的带电的带电导体导体, ,接触后再分开接触后再分开, ,二者将原来所带电量的二者将原来所带电量的代数和代数和平均分配平均分配2121接触带电电荷分配原则接触带电电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷会两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若重新分配，若不受外界影响不受外界影响，两个，两个完全相完全相同的带电导体同的带电导体, ,接触后再分开接触后再分开, ,二者将原来所二者将原来所带电量的总和平均分配带电量的总和平均分配 两个带有异种电荷的导体，接触后先发两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正

10、负电荷的中和，然后剩下的电荷量再生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果进行电荷的重新分配；如果两带电体完全两带电体完全相同相同，则剩下的电荷平均分配，则剩下的电荷平均分配1.1.三种起电方法三种起电方法. .起电的本质起电的本质摩擦起电、感应起电、接触起电摩擦起电、感应起电、接触起电无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本质其本质都是将正、负电荷分开都是将正、负电荷分开, ,使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. .表述一：表述一： 电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能消灭也不能消灭,它只能从一它只能从一个物体转移到另一个物体个物体转移到另一

11、个物体,或从物体的一部分或从物体的一部分转移到另一部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变荷总数保持不变.表述二：表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，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。电荷的代数和总是保持不变。三、电荷守恒定律：三、电荷守恒定律：在一定的条件下，带电粒子可以在一定的条件下，带电粒子可以产生和湮灭产生和湮灭 带电粒子带电粒子总是成对产生和湮灭总是成对产生和湮灭，两个，两个粒子粒子带电数量相等但正负相反，带电数量相等但正负相反，电荷电荷的代数和不变的代数和不变（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什）电荷的多少如何表

12、示？它的单位是什么？么？电荷量：电荷的多少，简称电量。电荷量：电荷的多少，简称电量。单位单位:库仑库仑 C比较电荷带电的多少比较电荷带电的多少,要比较的是其电要比较的是其电荷量的绝对值荷量的绝对值电荷量的电荷量的正负不表示电荷量的大小正负不表示电荷量的大小,只只代表电荷的性质代表电荷的性质 （1）最小的电荷量是电子（或）最小的电荷量是电子（或质子、正电子）所带的电荷量质子、正电子）所带的电荷量2、元电荷、元电荷（2）人们把最小的电荷量叫做）人们把最小的电荷量叫做元电荷，用元电荷，用e表示表示所有带电体的电荷量都是所有带电体的电荷量都是e的整数倍，的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量电荷量是不

13、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）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？是由哪位物理学家测定的？（4）什么是比荷（荷质比）？）什么是比荷（荷质比）？电子的比荷是多少？电子的比荷是多少？Ce191060. 1元电荷的值元电荷的值kgCkgCmee/1076. 11091. 01060. 1113019电子的比荷为：带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷带电体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小小 结结1 1、自然界存在两种电荷、自然界存在两种电荷2 2、使物体带电的方式带电方式、使物体带电的方式带电方式:(1):(1)摩擦起电摩擦起

14、电 (2)(2)感应起电感应起电- -近异远同近异远同 (3)(3)接触起电接触起电3 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系、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。统，电荷的代数和总是保持不变。.1060. 1419称为元电荷电荷量、元电荷：Ce.5的整数倍，或者是或者等于，所有带电体的电荷量均为、电子和质子的电荷量eee.4的整数倍，或者是或者等于，所有带电体的电荷量均为、电子和质子的电荷量eee三、元电荷.1060. 1219称为元电荷电荷量、元电荷：CeCe191060. 13、元电荷的值：)/5mq叫做比荷（量与其质量的比值，、比荷：带电体的电荷kgCkgCmee/1076. 11091. 01060. 1113019电子的比荷为：电荷的多少，简称电量。单位电荷的多少，简称电量。单位: :库仑库仑 C CA A、B B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它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们靠近带正