人教版高中物理選修3-1第一章1.1電荷及其守恒定律（共39張PPT）

1、新課標高中新課標高中物理物理 選修選修3-1第一章第一章 靜電場靜電場第二章第二章 直流電路直流電路第三章第三章 磁場磁場電荷電荷 電荷守恒定律電荷守恒定律 被毛皮摩擦過的橡膠棒與被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電一樣被毛皮摩擦過的橡膠棒與被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電一樣嗎？嗎？1. 將絲綢摩擦過的兩根玻璃棒相互靠近時，會發(fā)生什么將絲綢摩擦過的兩根玻璃棒相互靠近時，會發(fā)生什么 現(xiàn)象？現(xiàn)象？2. 將毛皮摩擦過的兩根橡膠棒相互靠近時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？將毛皮摩擦過的兩根橡膠棒相互靠近時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？3. 將絲綢摩擦過的玻璃棒與毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時，將絲綢摩擦過的玻璃棒與毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近時

2、，會發(fā)生什么現(xiàn)象？會發(fā)生什么現(xiàn)象？一一、電荷、電荷1 、電荷概念：電荷是物質(zhì)的一種性質(zhì)、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自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名富蘭克林命名） （1）正電荷：）正電荷： 絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 （2）負電荷：）負電荷： 毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的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。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。+_回答：回答： 一根摩擦過的玻璃棒或橡膠棒一根摩擦過的玻璃棒或橡膠棒所帶的電荷，大約只有所帶的電荷，大約只有1010-7-7 C，一，一片雷雨云帶電的電荷，大約有幾十片

3、雷雨云帶電的電荷，大約有幾十庫侖。庫侖。電荷的多少用電荷量來表示。電荷的多少用電荷量來表示。 二二、電荷、電荷量量1、國際單位：、國際單位： 庫倫庫倫 簡稱庫簡稱庫 用用 C 表示表示2、書寫表示：正電荷用正數(shù)表示、書寫表示：正電荷用正數(shù)表示 （ 舉例：舉例： C ) 負電荷用負數(shù)表示負電荷用負數(shù)表示 （ 舉例：舉例： C )3、1C的單位很大，常用的電荷量單位還有微庫的單位很大，常用的電荷量單位還有微庫（ uC ）和納庫）和納庫 （ nC） 1uC = 10-6 C 1nC = 10-9C 1C =1 06uC = 109nC91104 . 6Q92102 . 3Q一般情況下物體不帶電，不帶

4、電的物體內(nèi)是否存在電荷？一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內(nèi)是否存在電荷？1897年，英國科學家湯姆生（年，英國科學家湯姆生（1856-1940）發(fā)現(xiàn)）發(fā)現(xiàn)了比原子小得多的帶負電的粒子了比原子小得多的帶負電的粒子電子電子，揭開揭開了原子具有結(jié)構(gòu)的秘密。了原子具有結(jié)構(gòu)的秘密。原子核帶正電，電子原子核帶正電，電子帶負電。帶負電。在通常情況下，原子核所在通常情況下，原子核所帶正電荷數(shù)與核外所有電帶正電荷數(shù)與核外所有電子總共帶的負電荷數(shù)子總共帶的負電荷數(shù)相等相等，整個原子呈整個原子呈中性中性，也就是也就是原子對外不顯帶電的性質(zhì)。原子對外不顯帶電的性質(zhì)。如何知道物體帶電？如何知道物體帶電？ 不帶電的物體

5、內(nèi)存在電荷，不帶電的物體內(nèi)存在電荷，且存在等量正、負電荷，在物體且存在等量正、負電荷，在物體內(nèi)中和，對外不顯電性。內(nèi)中和，對外不顯電性。三、三、物體帶電的三種方式物體帶電的三種方式1、摩擦起電、摩擦起電 為什么摩擦后物體會帶電呢為什么摩擦后物體會帶電呢？ 用絲綢摩擦玻璃棒，用絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒玻璃棒經(jīng)過摩擦之后就會經(jīng)過摩擦之后就會失去電子失去電子，從而帶上從而帶上正電正電，而，而絲綢絲綢得到玻璃棒的電子得到玻璃棒的電子帶負電帶負電；用毛皮；用毛皮去摩擦橡膠棒，去摩擦橡膠棒，橡膠棒橡膠棒經(jīng)過摩擦會經(jīng)過摩擦會得到電子得到電子，從而從而帶負電帶負電，而而毛皮毛皮失去了電子失去了電子帶正電帶正電

6、。 因為絲綢和玻璃棒相比，絲綢對電子的束縛能力較強；因為絲綢和玻璃棒相比，絲綢對電子的束縛能力較強；毛皮和橡膠棒相比，橡膠棒對電子的束縛能力較強一些毛皮和橡膠棒相比，橡膠棒對電子的束縛能力較強一些 摩擦起電摩擦起電微觀微觀實質(zhì)：實質(zhì)： 電子從一個物體電子從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體上，得到電到另一個物體上，得到電子帶負電，失去電子帶正電子帶負電，失去電子帶正電. . 電子發(fā)生了移動電子發(fā)生了移動金屬的特點：金屬的特點： 金屬內(nèi)金屬內(nèi)部部有自由有自由移動的電子移動的電子自由電子自由電子 每個正離子都在自每個正離子都在自己的平衡位置附近振己的平衡位置附近振動而不移動動而不移動。2、接觸起電接觸起

7、電接觸起電的實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移接觸起電的實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移.電荷總量不變電荷總量不變.接觸后接觸后再分開再分開+Q+Q2121接觸后再分開接觸后再分開+Q-3Q-Q-Q完全相同的兩只帶電金屬小球接觸時，電荷量分配規(guī)完全相同的兩只帶電金屬小球接觸時，電荷量分配規(guī)律：兩球帶異種電荷的先中和后平均分配；原來兩球律：兩球帶異種電荷的先中和后平均分配；原來兩球帶同種電荷的總電荷量平均分配在兩球上。帶同種電荷的總電荷量平均分配在兩球上。 中和：中和：電荷的中和是正負電荷相互抵消，使電荷的中和是正負電荷相互抵消，使得凈電荷減少或為零，但正負電荷本身依然存在，得凈電荷減少或為零，但正負電荷本身依然存在，并不是正、

8、負電荷的消失并不是正、負電荷的消失. .如何判斷物體是否帶電以及所帶電荷的種類如何判斷物體是否帶電以及所帶電荷的種類和多少？和多少？接觸接觸起起電電荷分配原則電電荷分配原則 兩個帶有同種電荷的導體接觸，電荷會重新兩個帶有同種電荷的導體接觸，電荷會重新分配，若不受外界影響，兩個完全相同的帶電導體分配，若不受外界影響，兩個完全相同的帶電導體, ,接觸后再分開接觸后再分開, ,二者將原來所帶電量的總和平均分二者將原來所帶電量的總和平均分配配 兩個帶有異種電荷的導體，接觸后先發(fā)生正兩個帶有異種電荷的導體，接觸后先發(fā)生正負電荷的中和，然后剩下的電荷量再進行電荷的重負電荷的中和，然后剩下的電荷量再進行電荷

9、的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配均分配 先中和再分配，若帶電體相同，則平均分配先中和再分配，若帶電體相同，則平均分配3 3、感應起電感應起電感應起電感應起電感應起電感應起電3、感應起電、感應起電電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 規(guī)律：規(guī)律：近端感應異種電荷，近端感應異種電荷， 遠端感應同種電荷遠端感應同種電荷金屬內(nèi)有自由移動的電子金屬內(nèi)有自由移動的電子自由電子自由電子正離子在自己的平衡位置附近振動而不移動。正離子在自己的平衡位置附近振動而不移動。3、感應起電：、感應起電：近異近異遠同遠同感應起電感

10、應起電1.靜電感應靜電感應當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間的相互吸引當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間的相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離的一端使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠離的一端帶同號電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應帶同號電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應.2.感應起電感應起電利用靜電感應使物體帶電的過程，叫做感應起電利用靜電感應使物體帶電的過程，叫做感應起電3.感應起電的實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷總量不變。感應起電的實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷總量不變。21感應起電感應起電+AB如先移開帶電球，再分開

11、如先移開帶電球，再分開AB，A、B還能帶電嗎？還能帶電嗎？AB重新接觸后，導體不帶重新接觸后，導體不帶電了，說明電了，說明A、B分開后帶分開后帶等量異種等量異種電荷電荷. 重新接觸后重新接觸后等量異種電荷發(fā)生等量異種電荷發(fā)生中和中和.+22驗電器驗電器 靜電計靜電計導體棒導體棒金屬箔金屬箔金屬外殼金屬外殼指針指針刻度刻度驗電器和靜電計驗電器和靜電計(指針式驗電器指針式驗電器)是否只有當帶電體與導體棒的上端直接觸時金屬是否只有當帶電體與導體棒的上端直接觸時金屬箔片才開始張開箔片才開始張開？靜電計中金屬桿下部的水平軸上裝有金屬靜電計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，外面

12、圓筒指針，指針可以繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動，外面圓筒的底部有接線柱。而在驗電器中金屬桿的下部的底部有接線柱。而在驗電器中金屬桿的下部懸掛著兩片金箔。懸掛著兩片金箔。靜電計的外殼一定是金屬的，它在靜電計靜電計的外殼一定是金屬的，它在靜電計工作時起著重要的作用。而驗電器外殼的主要工作時起著重要的作用。而驗電器外殼的主要作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃制作的。制作的。驗電器與靜電計在結(jié)構(gòu)上的不同驗電器與靜電計在結(jié)構(gòu)上的不同 驗電器的主要作用有：驗電器的主要作用有：（1）檢驗導體是否帶電。）檢驗導體是否帶電。（2）檢驗導體所帶電性。）檢驗導體所帶電性。 驗電器與

13、靜電計在作用上的不同驗電器與靜電計在作用上的不同 靜電計也稱作指針式驗電器，這說明它完全具備驗靜電計也稱作指針式驗電器，這說明它完全具備驗電器的各種作用。由于靜電計的特殊結(jié)構(gòu)，使得它又具電器的各種作用。由于靜電計的特殊結(jié)構(gòu)，使得它又具備驗電器不能替代的某些作用。備驗電器不能替代的某些作用。+-+注意觀察：帶電體與驗電器上注意觀察：帶電體與驗電器上端直接接觸前后端直接接觸前后+-+26+ 如果指針偏轉(zhuǎn)角度變大，說明驗電器上原來如果指針偏轉(zhuǎn)角度變大，說明驗電器上原來帶什么電荷？帶什么電荷？ 如果驗電器上原來帶的是負電，玻璃棒靠近如果驗電器上原來帶的是負電，玻璃棒靠近后會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？后會出現(xiàn)怎樣

14、的現(xiàn)象？+靜電靜電感應感應驗電器原來帶有一定量的電荷驗電器原來帶有一定量的電荷四四、電荷守恒定律、電荷守恒定律表述表述1：電荷既不電荷既不能被能被創(chuàng)創(chuàng)造造，也不，也不能被能被消滅，它只消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量電荷的總量不變不變.表述表述2：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變代數(shù)和總是保持不變.起電的本質(zhì)起電的本質(zhì) 無論是哪種起電方式無論是哪種起電方式, ,其本質(zhì)都是將其本質(zhì)都是將正、負電荷

15、分開正、負電荷分開, ,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷是創(chuàng)造電荷. .電荷守恒定律電荷守恒定律29五、元電荷五、元電荷 帶電體所帶電量的最小值帶電體所帶電量的最小值 （ P4 P4小資料小資料 ）1. 1. 電荷量電荷量（電荷的多少）（電荷的多少） 單位：單位： 庫侖庫侖（SISI制），簡稱制），簡稱庫，庫，符號符號C C2. 2. 科學實驗發(fā)現(xiàn)的科學實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量最小電荷量就是電子所帶的就是電子所帶的電荷量（質(zhì)子、正電子所帶電荷量與它相同，但電荷量（質(zhì)子、正電子所帶電荷量與它相同，但符號相反）符號相反）. . 最小的電荷量最小的電荷量叫元電荷叫元電荷. .3. 3.

16、 元電荷元電荷 e e = 1.60= 1.6010 10 -19-19C C4. 4. 電子的比荷電子的比荷 帶電體的電荷量是帶電體的電荷量是e e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的變化的. . q q= =ne ne ( (n nZ Z) )最早由密立根測定最早由密立根測定111076. 1emeC/kgC/kg5.5.電子和質(zhì)子的電荷量電子和質(zhì)子的電荷量 = = 元電荷，只是電性不同元電荷，只是電性不同 比較電荷帶電量的多少，要比較的是其電荷量的比較電荷帶電量的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多盡管電荷量有正負值絕對值，絕對值大的帶電多盡管電荷量有

17、正負值（正號一般省略），要知道這里的（正號一般省略），要知道這里的“”、“”號號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類） 例題精析例題精析例例1、如圖所示，不帶如圖所示，不帶 電的枕形導體的電的枕形導體的A A、B B兩端各貼兩端各貼有一對金箔當枕形導體的有一對金箔當枕形導體的A端靠近一帶電導體端靠近一帶電導體C C時時 （ BCD ）AA端金箔張開，端金箔張開，B端金箔閉合端金箔閉合B用手觸摸枕形導體后，用手觸摸枕形導體后，A端金箔仍張開，端金箔仍張開，B端金箔閉合端金箔閉合C用手觸摸枕形導體后，將手和用手觸摸枕形導體后，將手和C都移走，兩對金

18、箔均張開都移走，兩對金箔均張開D選項選項A中兩對金箔分別帶異種電荷，選項中兩對金箔分別帶異種電荷，選項C中兩對金箔帶中兩對金箔帶同種電荷同種電荷例例2 2、有、有A A、B B、C C三個塑料小球，三個塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A間都是相互吸引的，如果間都是相互吸引的，如果A A帶正電，則帶正電，則 ：（ ） A AB B、C C球均帶負電球均帶負電B BB B球帶負電，球帶負電，C C球帶正電球帶正電C CB B、C C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電球中必有一個帶負電，而另一個不帶電D DB B、C C球都不帶電球都不帶電CA.導體導體B帶負電帶負電;B

19、.導體導體B左端出現(xiàn)負電荷左端出現(xiàn)負電荷,右端出現(xiàn)正電荷右端出現(xiàn)正電荷,并且電荷量大小并且電荷量大小相等相等;C.若若A不動不動,將將B沿圖中虛線分開沿圖中虛線分開,則左邊的電荷量小于右邊則左邊的電荷量小于右邊的電荷量的電荷量;D.若若A、B接觸一下接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變金屬體所帶總電荷量保持不變.例例3、如圖所示、如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架是被絕緣支架分別架起的金屬起的金屬球球,并相隔一定距離并相隔一定距離,其中其中A帶正電帶正電,B不帶電不帶電,則以下說則以下說法中正確的是法中正確的是:（ ）+ABBD例例4 4、把兩個完全相同的金屬球、把兩個完全相同的金屬球A

20、 A和和B B接觸一下，再分開一接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A A、B B兩球原來的兩球原來的帶電情況可能是帶電情況可能是 （ ）A A帶有等量異種電荷帶有等量異種電荷 B B帶有等量同種電荷帶有等量同種電荷 C C帶有不等量異種電荷帶有不等量異種電荷 D D一個帶電，另一個不帶電一個帶電，另一個不帶電BCD例例5 5、圖中圖中A A、B B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球靠近帶正電荷的金球C C在下列情況中，判斷在下列情況中，判斷A A、B B兩球兩球的帶電情況的帶電情況：（1 1

21、）A A、B B接觸后分開，再移去接觸后分開，再移去C C， 則則A A_，B B_；（2 2）A A、B B接觸，先移去接觸，先移去C C后，再把后，再把ABAB分開，分開， 則則A A_，B B_正電正電負電負電不帶電不帶電不帶電不帶電例例6 6、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球電器的金屬小球a a，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c c后拿開橡膠棒，這時驗電器小球后拿開橡膠棒，這時驗電器小球A A和金箔和金箔b b的帶電情的帶電情況是況是 （ ）A Aa a帶正電，帶正電，b b帶負電帶負電B Ba a帶負電，帶負電，b b帶正電帶正電C Ca a、b b均帶正電均帶正電D Da a、b b均帶負電均帶負電E Ea a、b b均不帶電均不帶電abcC 鞏固訓練鞏固訓練1關于元