《电荷及其守恒定律》课件

1、第一章：静电场,牛顿曾说：“我认为自己不过像在海滩上玩耍的男孩，不时地寻找比较光滑的卵石或比较漂亮的贝壳，以此为乐。而我面前，则是一片尚待发现的真理的大海。”是的，牛顿并没有发现值得我们知道的每一样东西，其中包括电现象和磁现象 其实，人类研究电现象和磁 现象的历史比起研究力学的 历史要更加丰富多彩，电和 磁的世界也比机械运动的世 界更加错综复杂。 从这章开始，我们将进入更 有趣的电和磁的世界,1.1 电荷及其守恒定律,电荷亦称电，是实物的一种属性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象例如，在公元3世纪，我国晋朝张华的博物志中就有记载：“今人梳头，解着衣，有随梳解结，有光者，亦有咤

2、声”这是世界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轻小物体,一、电荷,凡是物体有了上述吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电当时因认识水平有限，人们还并不明了电的本质，认为电是依附在物体上的，因而把它称为电荷，并把电荷的携带者称为带电体习惯上也常常把带电的微粒叫电荷例如运动电荷、自由电荷等，这种名称一直沿用到现在实验证明，自然界中只存在两种性质的电荷，而且同种电荷互相排斥；异种电荷互相吸引为了区别两

3、种电荷，历史上由美国富兰克林首先提出：把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫负电荷，而把绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷这种规定完全是人为的，并具有相对性，但国际上一直沿用到今天,一、电荷,电荷是一种物质属性,1、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。,使物体带电的方法：,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,摩擦起电,现代科学早已把物质结构的秘密揭开：物质都是由分子组成而分子由原子组成，原子是由一个带

4、正电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子组成原子核所带正电量的总数与核外所有电子的负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中心（常称电荷中心）重合因而，在通常情况下，整个原子呈电中性（所谓不带电）当原子因某种原因（如摩擦、受热、化学变化等），而失去一个或几个电子时，原子就显为“带正电”，获得额外电子时，就显为“带负电”所以，实质上物体的带电过程就是电子的得失过程比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电,把带正电荷的C球移近彼此接触的导体A和B，可以看到A、B上的金属箔片都张开，这

5、表明A、B都带上了电荷如果先把C移走，A和B上的金属箔片就会闭合如果先把A和B分开，再移走C，可以看到A、B上的金属箔片仍张开，接着让A和B接触，它们的金属箔片都闭合，这证明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和。,使物体带电的方法：,1、摩擦起电,2、感应起电,（2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电,（3）静电感应的原因：把带电球C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,2、感应起电,使物体带电的方法：,演示,（1）静电感

6、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,使物体带电的方法：,3、接触带电,微观解释： 电荷从一个物体转移到另一个物体,例：两个完全一样的金属小球A、B，其中A带电为Q，B不带电，将A与B接触后再分开，则A、B球的带电情况怎样？,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

7、果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配,例1：毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ ） A毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了 B毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了 C橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了 D橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了,结论：摩擦起电实质是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,例2：绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a， a的表面镀有铝膜，在a的附近，有一个绝缘金属球b， 开始a、b都不带电，如图所示，现在使a带电，则：,A、a、b之间不发生相互作用 B、b将吸引a，吸住后不放 C、b立即把a排斥开 D、b先吸引a，接触后又把a

8、排斥开,D,【例】如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时（ ） AA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,通过刚才对三种起电方式本质的分析，思考 满足共同的规律是什么？,由此我们可以得出的结论是什么？,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

9、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. 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。,阅读课本，了解以下几个物理概念：,电荷量,元电荷,比荷,电荷的多少叫做电荷量符号：Q或q 单位：库仑 符号：C,电子所带的电荷量，用e表示， e=1.6010-19C,注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。电荷量是不能连续变化的物理量。最早由美国物理学家密立根测得。,电荷的电荷量q与其质量m的比值q/m，符号：C/,总结：,一、电荷,1、自然界中有两种电荷（富兰克林命名） （1）正电荷 （2）负电荷,2.使物体带电的方法：,摩擦起电,接触带电,感应起电,二、电荷守恒定律,元电荷,三、几个概念,电荷量,比荷,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 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,答案：B、C、D,例2：有A、B、C三个