电荷及电荷守恒定律课件.ppt

1、第一章 静电场1.1 电荷 电荷守恒定律 被毛皮摩擦过的橡胶棒 与被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电一样吗？1.将丝绸摩擦过的两根玻璃棒相互靠近时，会发生什么将丝绸摩擦过的两根玻璃棒相互靠近时，会发生什么 现象？现象？2.将毛皮摩擦过的两根橡胶棒相互靠近时，会发生什么将毛皮摩擦过的两根橡胶棒相互靠近时，会发生什么现象？现象？3.将丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠将丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时，会发生什么现象？近时，会发生什么现象？一、电荷一、电荷1 电荷概念：电荷是物质的一种性质电荷概念：电荷是物质的一种性质（接近于是一种能量形式）（接近于是一种能量形式）2 自然界中有

2、两种电荷自然界中有两种电荷（富兰克林命名）富兰克林命名）（1）正电荷：）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的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。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。+_ 用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒都可以吸引碎纸屑，物体有了这种能吸引轻小物体的性质（原因：感应起电异种电荷相互吸引），就说它带了电荷，简称带了电。回答：回答：一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷，大约只有荷，大约只有1010-7-7 库仑，一片雷雨云带电的电库

3、仑，一片雷雨云带电的电荷，大约有几十库仑。荷，大约有几十库仑。电荷的多少用电荷量来表示。电荷的多少用电荷量来表示。二、电荷量二、电荷量1、符号：Q2、国际单位：库仑 简称库 用 C 表示3、书写表示：正电荷用正数表示 （举例：C )负电荷用负数表示 （举例：C )4、1C的单位很大，常用的电荷量单位还有微库（uC）和纳库（nC）1uC=10-6 C 1nC=10-9C 1C=1 06uC=109nC91104.6Q92102.3Q一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？补充：1库仑（C）=1000毫库（mC）=1000000微库（C）

4、=1012皮库（pC）如何使物体带电？如何使物体带电？1897年，英国科学家汤姆生汤姆生（1856-1940）发现了比原子小得多的带负电的粒子电子电子，揭开了原子具有结构的秘密。在通常情况下，原子核所带正电荷数与核外所有电子总共带的负电荷数相等相等，整个原子呈中性中性，也就是原子对外不显带电的性质。三、物体带电的三种方式三、物体带电的三种方式1、摩擦起电、摩擦起电 为什么摩擦后物体会带电呢？用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒经过摩擦之后就会失去电子，从而带上正电，而丝绸得到玻璃棒的电子带负电；用毛皮去摩擦橡胶棒，橡胶棒经过摩擦会得到电子，从而带负电，而毛皮失去了电子带正电。因为丝绸和玻璃棒相比，丝绸对电

5、子的束缚能力较强；毛皮和橡胶棒相比，橡胶棒对电子的束缚能力较强一些 摩擦起电摩擦起电微观微观实质：实质：电子从一个物体电子从一个物体转移转移到另一个物体上，得到电子带负电，到另一个物体上，得到电子带负电，失去电子带正电失去电子带正电.电子发生了移动对外显示带电2、接触起电、接触起电接触起电的实质是电荷的转移接触起电的实质是电荷的转移.电荷总量不变电荷总量不变.接触后接触后再分开再分开+Q+Q2121接触后再分开接触后再分开+Q-3Q-Q-Q接触起电电荷分配原则：接触起电电荷分配原则：（1 1）两个导体带异种电荷时：先中和后平均分配；）两个导体带异种电荷时：先中和后平均分配；（2 2）两个导体带

6、同种电荷时：将原来所带电量的总和平均分配）两个导体带同种电荷时：将原来所带电量的总和平均分配.中和中和:电荷的中和是正负电荷相互抵消，使电荷的中和是正负电荷相互抵消，使得净电荷减少或为零，但正负电荷本身依得净电荷减少或为零，但正负电荷本身依然存在，并不是正、负电荷的消失然存在，并不是正、负电荷的消失.带电绝缘金属小球是指一个金属小球，这个金属小球不会与外界发生电子转移，但会发生电荷转移。通常是一个金属球加上绝缘底座形成的。在高中物理静电力实验中会用到。金属的特点：金属的特点：金属内部有自金属内部有自由移动的电子由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

7、振衡位置附近振动而不移动。动而不移动。3 3、感应起电、感应起电感应起电感应起电感应起电感应起电金属内有自由移动的电子金属内有自由移动的电子自由电子自由电子正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。感应起电：感应起电：近异远同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，规律：规律：近端感应异种电荷，近端感应异种电荷，远端感应同种电荷远端感应同种电荷感应起电感应起电1.静电感应静电感应当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，或

8、排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应带同号电荷，这种现象叫做静电感应.2.感应起电感应起电利用静电感应使物体带电的过程，叫做感应起电利用静电感应使物体带电的过程，叫做感应起电3.感应起电的实质是电荷的转移，电荷总量不变。感应起电的实质是电荷的转移，电荷总量不变。17感应起电感应起电+AB请问：请问：如先移开带电球，再分开如先移开带电球，再分开AB，A、B还能带电吗？还能带电吗？AB重新接触后，导体不带重新接触后，导体不带电了，说明电了，说明A、B分开后带分开后带等量异

9、种等量异种电荷电荷.重新接触后重新接触后等量异种电荷发生等量异种电荷发生中和中和.+回答：回答：A、B上感应出的异种电荷会立上感应出的异种电荷会立即中和，不会使即中和，不会使A、B带电带电.18验电器验电器 静电计静电计导体棒导体棒金属箔金属箔金属外壳金属外壳指针指针刻度刻度验电器和静电计验电器和静电计(指针式验电器)是否只有当带电体与导体棒的上端直接触时金是否只有当带电体与导体棒的上端直接触时金属箔片才开始张开？属箔片才开始张开？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

10、静电计在作用上的不同 静电计也称作指针式验电器，这说明它完全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，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。使得它又具备验电器不能替代的某些作用。静电计还可定量测量两导体间的电压。静电计还可定量测量两导体间的电压。+-+注意观察：带电体与验电器上注意观察：带电体与验电器上端直接接触前后端直接接触前后+-+21+如果指针偏转角度变大，说明验电器上原来如果指针偏转角度变大，说明验电器上原来带什么电荷？带什么电荷？如果验电器上原来带的是负电，玻璃棒靠近如果验电器上原来带的是负电，玻璃棒

11、靠近后会出现怎样的现象？后会出现怎样的现象？+静电静电感应感应验电器原来带有一定量的电荷验电器原来带有一定量的电荷四、电荷守恒定律四、电荷守恒定律表述表述1：电荷既不能被创造，也不能被消灭，：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者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，在转移的从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中过程中,电荷的总量不变电荷的总量不变.表述表述2：一个与外界没有电荷交换的系统，电：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荷的代数和总是保持不变的.1 1、起电的本质：、起电的本质：无论是哪种起电方式

12、无论是哪种起电方式,其本质都其本质都是将正、负电荷分开是将正、负电荷分开,使电荷发生使电荷发生转移，并不是创造电荷转移，并不是创造电荷.电荷守恒定律：电荷守恒定律：分析三种起电问题的方法1.对于摩擦起电问题应明确原子核中质子不能脱离原子核而移动，即相互摩擦的两个物体中转移的不可能是正电荷，转移的只是负电荷即电子。原来不带电的两个物体摩擦后一个带了正电，一个带了负电，则带正电荷的物体一定失去了电子，带负电荷的物体一定得到了电子.2.接触起电过程中电子转移的规律：（1）带正电荷的物体与带负电荷的物体接触，电子由带负电荷的物体转移到带正电荷的物体上.（2）带正电荷的物体与不带电的中性物体接触，电子由

13、中性物体转移到带正电荷的物体上.（3）带负电荷的物体与不带电的中性物体接触，电子由带负电荷物体转移到中性物体上.3.感应起电判断方法：（1）带电体靠近导体时，导体上靠近带电体的一端与带电体带异种电荷，远离带电体的一端与带电体带同种电荷.（2）凡遇到接地问题时，该导体与地球组成一个导体，则该导体为近端，与带电体带异种电荷，地球为远端，与带电体带同种电荷.近代物理知识近代物理知识补充补充:在一定条件下在一定条件下,一个高能光子可以产生一个正电子和一个一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子负电子.-.-产生电荷产生电荷 一对正、负电子可同时湮没，转化为光子。一对正、负电子可同时湮没，转化为光子。

14、-电电荷湮没荷湮没 注意：带电粒子，总是成对产生或湮没。注意：带电粒子，总是成对产生或湮没。五、元电荷五、元电荷 带电体所带电量的最小值带电体所带电量的最小值（P4小资料小资料）1.电荷量电荷量（电荷的多少）（电荷的多少）单位：单位：库仑库仑（SI制），简称制），简称库，库，符号符号C2.科学实验发现的科学实验发现的最小电荷量最小电荷量就是电子所带的电就是电子所带的电荷量（质子、正电子所带电荷量与它相同，但符荷量（质子、正电子所带电荷量与它相同，但符号相反）号相反）.最小的电荷量最小的电荷量叫元电荷叫元电荷.3.元电荷元电荷 e=1.6010-19C4.电子的比荷（荷质比）电子的比荷（荷质比）

15、(m9.10910-31kg)带电体的电荷量是带电体的电荷量是e的整数倍，电荷量是不能连续的整数倍，电荷量是不能连续变化的变化的.q=ne (nZ)最早由密立根测定最早由密立根测定111076.1emeC/kg5.5.电子和质子的电荷量电子和质子的电荷量=元电荷，只是电性不同元电荷，只是电性不同密立根实验密立根实验密立根的测得带电油滴的电荷量（绝对值）如下：密立根的测得带电油滴的电荷量（绝对值）如下：6.56810 19 C8.20410 19 C11.5010 19 C13.1310 19 C16.4810 19 C根据这些数据，油滴所带的电荷是某一个值的整数倍根据这些数据，油滴所带的电荷是

16、某一个值的整数倍.(最大最大公约数公约数)公认值公认值:e=1.6021773310-19 C 比较电荷带电量的多少，要比较的是其比较电荷带电量的多少，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），要管电荷量有正负值（正号一般省略），要知道这里的知道这里的“”、“”号不表示电荷号不表示电荷量的大小，只代表电荷的性质（种类）量的大小，只代表电荷的性质（种类）例例1 1、有、有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互吸引的，如果间都是相互吸引的，如果A A带带

17、正电，则正电，则 ：A AB B、C C球均带负电球均带负电B BB B球带负电，球带负电，C C球带正电球带正电C CB B、C C球中必有一个带负电，而另球中必有一个带负电，而另 一个不带电一个不带电D DB B、C C球都不带电球都不带电 C例例2 2、图中、图中A A、B B是两个不带电的相同的绝缘金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属球，它们靠近带正电荷的金球C C在下列情在下列情况中，判断况中，判断A A、B B两球的带电情况：两球的带电情况：（1 1）A A、B B接触后分开，再移去接触后分开，再移去C C，则则A_A_，B_B_；（2 2）A A、B B接触

18、，先移去接触，先移去C C后，再把后，再把ABAB分开，分开，则则A_A_，B_B_正电负电不带电不带电 巩固训练巩固训练1关于元电荷的理解，下列说法正确的是(C)A元电荷就是电子B元电荷就是质子C元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D元电荷就是自由电荷的简称2关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是(BD)A摩擦起电说明电荷可以被创造B摩擦起电是由于电荷从一个物体转移到另一个物体上C感应起电是由于电荷从带电物体转移到另一个物体上D感应起电是电荷在同一物体上的转移3如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是(B)A枕形导体中的正电荷向B端移动

19、，负电荷不移动B枕形导体中电子向A端移动，正电荷不移动C枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动4带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的(A)A2.41019 C B6.41019 CC1.61018 C D4.01017 C基础巩固基础巩固1自然界中只存在两种电荷：自然界中只存在两种电荷：_电荷和电荷和_电荷电荷间的作电荷电荷间的作用规律是：同种电荷相互用规律是：同种电荷相互_，异种电荷相互，异种电荷相互_2用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带_电荷，毛皮带电荷，毛皮带_电电荷用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带荷用丝绸摩擦玻璃棒

20、，玻璃棒带_电荷，丝绸带电荷，丝绸带_电荷电荷3原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为原子对外界表现为_金属中距离原子核最远的电子往往会脱金属中距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，这种电子叫做离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做_失去失去这种电子的原子便成为带这种电子的原子便成为带_电的离子离子都在自己的平衡位电的离子离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中所以金属导电时只置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中所以金属导电时只有有_在移动在移动 4把带电体移近

21、不带电的导体，可以使导体靠近带把带电体移近不带电的导体，可以使导体靠近带电体的一端带电体的一端带_，远离的一端带，远离的一端带_这种现象叫静电这种现象叫静电感应利用静电感应使物体带电叫感应利用静电感应使物体带电叫_起电常见的起起电常见的起电方式还有电方式还有_和和_等等 5电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体_到另一物体，或者从物体的一部分到另一物体，或者从物体的一部分_到另一部到另一部分分6物体所带电荷的多少叫物体所带电荷的多少叫_在国际单位制中，在国际单位制中，它的单位是它的单位是_，用，用_表示表示7最小的电荷量叫最小的电荷量叫_，用，用e表示，表示，e_.所有带所有带电体的电荷量都等于电体的电荷量都等于e的的_电子的电荷量与电子的电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的质量之比叫做电子的_