高二物理選修3-1電荷及其守恒定律新

新課標(biāo)高中物理選修3 1 第一章靜電場(chǎng) 1 1電荷及其守恒定律 一 電荷 1電荷概念 電荷是物質(zhì)的一種性質(zhì) 2自然界中有兩種電荷 富蘭克林命名 1 正電荷 絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 2 負(fù)電荷 毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 二物體帶電的三種方式 原子的構(gòu)成 原子 中性 原子核 核外電子 質(zhì)子 中子 正電 不帶電 原子核為什么穩(wěn)定 質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用 核力 核外電子 離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子 1 摩擦起電 演示 微觀解釋 電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上 得到電子 帶負(fù)電失去電子 帶正電 金屬的特點(diǎn) 每個(gè)正離子都在自己的平衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng) 實(shí)驗(yàn)感應(yīng)起電 實(shí)驗(yàn)感應(yīng)起電 2 感應(yīng)起電 1 靜電感應(yīng) 把電荷移近不帶電的導(dǎo)體 可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象 叫做靜電感應(yīng) 2 感應(yīng)起電 利用靜電感應(yīng)使物體帶電 叫做感應(yīng)起電 規(guī)律 近端感應(yīng)異種電荷 遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷 3 靜電感應(yīng)微觀解釋 把帶正電的球移近金屬導(dǎo)體A和B時(shí) 導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來 因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷 感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷 而是使物體中的正負(fù)電荷分開 將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 3 接觸帶電 補(bǔ)充 微觀解釋 電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 接觸帶電電荷分配原則 兩個(gè)帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸 電荷會(huì)重新分配 若不受外界影響 兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體 接觸后再分開 二者將原來所帶電量的總和平均分配兩個(gè)帶有異種電荷的導(dǎo)體 接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和 然后剩下的電荷量再進(jìn)行電荷的重新分配 如果兩帶電體完全相同 則剩下的電荷平均分配先中和再分配 若帶電體相同 則平均分配分配公式 靜電計(jì) 指針式驗(yàn)電器 驗(yàn)電器 知識(shí)擴(kuò)展 驗(yàn)電器與靜電計(jì) 靜電計(jì)中金屬桿下部的水平軸上裝有金屬指針 指針可以繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng) 外面圓筒的底部有接線柱 而在驗(yàn)電器中金屬桿的下部懸掛著兩片金箔 靜電計(jì)的外殼一定是金屬的 它在靜電計(jì)工作時(shí)起著重要的作用 而驗(yàn)電器外殼的主要作用是為了避免氣流的影響 它一般是用玻璃制作的 驗(yàn)電器與靜電計(jì)在結(jié)構(gòu)上的不同 驗(yàn)電器的主要作用有 1 檢驗(yàn)導(dǎo)體是否帶電 2 檢驗(yàn)導(dǎo)體所帶電性 驗(yàn)電器與靜電計(jì)在作用上的不同 靜電計(jì)也稱作指針式驗(yàn)電器 這說明它完全具備驗(yàn)電器的各種作用 由于靜電計(jì)的特殊結(jié)構(gòu) 使得它又具備驗(yàn)電器不能替代的某些作用 定量測(cè)量?jī)蓪?dǎo)體間的電壓 思考 是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時(shí) 金屬箔片才開始張開 解釋看到的現(xiàn)象 1 起電的本質(zhì)無論是哪種起電方式 其本質(zhì)都是將正 負(fù)電荷分開 使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移 并不是創(chuàng)造電荷 二 電荷守恒定律 2 電荷守恒定律 物理學(xué)的基本定律之一 表述一 電荷既不能創(chuàng)造 也不能消滅 它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 在轉(zhuǎn)移的過程中 系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變 補(bǔ)充 近代物理知識(shí) 在一定條件下 一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子 產(chǎn)生電荷一對(duì)正 負(fù)電子可同時(shí)湮沒 轉(zhuǎn)化為光子 電荷湮沒注意 帶電粒子 總是成對(duì)產(chǎn)生或湮沒 電荷守恒定律表述二 一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng) 電荷的代數(shù)和總是保持不變 三 元電荷 1 電荷量 電荷的多少 簡(jiǎn)稱電量 符號(hào)Q或q單位 庫侖C 元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得到的 比較電荷帶電量的多少 要比較的是其電荷量的絕對(duì)值 絕對(duì)值大的帶電多 盡管電荷量有正負(fù)值 正號(hào)一般省略 要知道這里的 號(hào)不表示電荷量的大小 只代表電荷的性質(zhì) 種類 在研究原子 原子核及基本粒子時(shí) 為了方便 常常用元電荷作為電量的單位 關(guān)于元電荷 下列論述正確的是 A 把質(zhì)子或電子叫元電荷 B 1 60 10 19C的電量叫元電荷 C 電子帶有最小的負(fù)電荷 其電量的絕對(duì)值叫元電荷 D 質(zhì)子帶有最小的正電荷 其電量的絕對(duì)值叫元電荷 B C D 針對(duì)練習(xí) 1 有A B C三個(gè)塑料小球 A和B B和C C和A間都是相互吸引的 如果A帶正電 則 A B C球均帶負(fù)電B B球帶負(fù)電 C球帶正電C B C球中必有一個(gè)帶負(fù)電 而另一個(gè)不帶電D B C球都不帶電 C 課堂訓(xùn)練 2 把兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下 再分開一段距離 發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥 則A B兩球原來的帶電情況可能是 A 帶有等量異種電荷B 帶有等量同種電荷C 帶有不等量異種電荷D 一個(gè)帶電 另一個(gè)不帶電 A 導(dǎo)體B帶負(fù)電 B 導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷 右端出現(xiàn)正電荷 并且電荷量大小相等 C 若A不動(dòng) 將B沿圖中虛線分開 則左邊的電荷量小于右邊的電荷量 D 若A B接觸一下 A B金屬體所帶總電荷量保持不變 A B 3 如圖所示 A B是被絕緣支架分別架 起的金屬球 并相隔一定距離 其中A帶正電 B不帶電 則以下說法中正確的是 4 圖中A B是兩個(gè)不帶電的相同的絕緣金屬球 它們靠近帶正電荷的金球C 在下列情況中 判斷A B兩球的帶電情況 1 A B接觸后分開 再移去C 則A B 2 A B接觸 先移去C后 再把AB分開 則A B 正電 負(fù)電 不帶電 不帶電 5 如圖所示 導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)體Q放置 用手接觸B端 移去手指再移去Q AB帶何種電荷 若手的接觸點(diǎn)改在A端 情況又如何 負(fù)電荷 負(fù)電荷 A B Q 6 用一根跟毛皮