1.1电荷及其守恒定律课件.ppt

1、新课标高中物理选修31,第一章 静电场,第一节电荷及其守恒定律,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,一、电荷,1.两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒

2、带负电;用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电. 2 .两种电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引。,（富兰克林命名）,原子的构成,原子（中性）,原子核,核外电子,质子,中子,（正电）,（不带电）,原子核为什么稳定？,质子和中子之间有强相互作用,核力,核外电子,离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子,使物体带电的方法：,1、摩擦起电,实质：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。,？一般情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？,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

3、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；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配,2、感应起电,实质：电荷从物体的一部分转移到另一部分,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。,利用静电感应使金属导体带电的过程，叫做感应起电。 -近异远同,3、接触带电,实质：电荷从一个物体转移到另一个物体,三种带电方式: (1)摩擦起电:正负电荷的分开和转移 (2)感应起电:电荷从物体的一部分转移到另一部分 (3)接触起电:电荷从一个物体转移到另一个物体,金属导电机理：,金属内有自由移动的电子,自由电子,正离

4、子在自己的平衡位置附近振动而不移动。,静电感应,近异,远同,规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷,静电感应微观解释：把带正电的球移近金属导体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,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,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。,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

5、宏观过程和微观过程。质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，只是组合方式或所在位置有所改变，因而电荷守恒是十分自然的。 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e+、e-对撞湮没，产生两个光子；在这些过程中，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，电荷仍守恒。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。,电荷守恒定律是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

6、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。,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,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,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

7、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,小 结,1、自然界存在两者电荷 （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 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体 (2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体 (3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分 3、电荷守恒定律：电荷既不能创造,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

8、移的过程中，系统的电荷总数保持不变. 4、所有带电体的电量等于电荷量e或电荷量e的整数倍 5、电荷量e：指电子（或质子）的电荷量，称为元电 6、比荷：带电体的电荷量与其质量的比值,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。,验电器与静电计在结构上的不同,验电器与静电计在作用上的不同,验电器的主要

9、作用有： （1）检验导体是否带电。（2）检验导体所带电性。,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。由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。 （1）定量测量两导体间的电势差。 （2）定量测量某导体的电势。,1、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为 定律。 2、将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数 （ ） A增加 B减少 C不变 D先增加后减少,摩擦起电,感应起电,接触起电

10、,电荷守恒,C,3、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是 （ ） A带有等量异种电荷 B带有等量同种电荷 C带有不等量异种电荷 D一个带电，另一个不带电,4、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,5、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 ： AB

11、、C球均带负电 BB球带负电，C球带正电 CB、C球中必有一个带负电，而另一个不带电 DB、C球都不带电,A.导体B带负电; B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等; C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量; D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变.,A,B,6、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是:,7、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放置用手接触B端，移去手指再移去Q，AB带何种电荷 _ 若手的接触点改在A端，情况又如何_ 。,负电荷,负电荷,8、图7

12、中A、B是两个不带电的相同的金属球，它们靠近带正电荷的金球C在下列情况中，判断A、B两球的带电情况： （1）A、B接触后分开，再移去C， 则A_，B_； （2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开， 则A_，B_ （3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C， 则A_， B_；,正电,负电,不带电,不带电,负电,负电,9、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 （ ） Aa带正电，b带负电 Ba带负电，b带正电 Ca、b均带正电 Da、b均带负电 Ea、b均不带电,10、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触。用手指摸甲球。手指移开。移开乙球。甲球带正电。甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有（ ） A. B. C