重慶市江津區(qū)中學(xué)高中物理第節(jié)電荷及其守恒定律課件新人教版選修

1、第一章第一章 靜電場靜電場第一節(jié)第一節(jié) 電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律 本節(jié)課件設(shè)計(jì)是在通過對初中知識復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)本節(jié)課件設(shè)計(jì)是在通過對初中知識復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識自然界中的兩種電荷，保證了上使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識自然界中的兩種電荷，保證了學(xué)生初高中電場電荷學(xué)習(xí)的延續(xù)和拓展。學(xué)生初高中電場電荷學(xué)習(xí)的延續(xù)和拓展。 通過對原子核式結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確摩擦起通過對原子核式結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，引出系統(tǒng)電荷守恒的思想。電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，引出系統(tǒng)電荷守恒的思想。并利用驗(yàn)電器的介紹使用及感應(yīng)起電的實(shí)驗(yàn)演示，并利用驗(yàn)電器的介紹使用及感應(yīng)起電的實(shí)驗(yàn)演示，加深學(xué)生對三種起電方式的理解

2、，并能較好的掌握加深學(xué)生對三種起電方式的理解，并能較好的掌握電荷轉(zhuǎn)移過程中的分配計(jì)算方法。電荷轉(zhuǎn)移過程中的分配計(jì)算方法。1.1.了解摩擦起電了解摩擦起電, ,知道兩種電荷知道兩種電荷, ,知道電荷量。知道電荷量。2.2.知道物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)知道物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu), ,知道元電荷。知道元電荷。3.3.了解電荷守恒定律了解電荷守恒定律, ,從微觀角度認(rèn)識電荷守恒。從微觀角度認(rèn)識電荷守恒。4.4.知道靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電的原理，并能對這些現(xiàn)象進(jìn)知道靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電的原理，并能對這些現(xiàn)象進(jìn)行的解釋和應(yīng)用。行的解釋和應(yīng)用。重點(diǎn)：電荷守恒定律重點(diǎn)：電荷守恒定律 難點(diǎn)：利用電荷守恒定律分析解決摩擦起電和感應(yīng)起電難

3、點(diǎn)：利用電荷守恒定律分析解決摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題的相關(guān)問題 。 通過一個自然界雷電的視頻，引起學(xué)生對本節(jié)課學(xué)習(xí)的興通過一個自然界雷電的視頻，引起學(xué)生對本節(jié)課學(xué)習(xí)的興趣接下來趣接下來 ，我們將從物質(zhì)的微觀角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)，電，我們將從物質(zhì)的微觀角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)，電荷相互作用的基本規(guī)律，以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基荷相互作用的基本規(guī)律，以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質(zhì)。本性質(zhì)。1. 自然界中只有自然界中只有兩兩種電荷種電荷（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(fù)電荷（）負(fù)電荷（-）：）：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶

4、的電荷毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷2. 電荷間的相互作用規(guī)律電荷間的相互作用規(guī)律同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引一、知識回顧一、知識回顧 電荷及其相互作用電荷及其相互作用 1. 為什么玻璃棒在摩擦之前不帶電，是不是為什么玻璃棒在摩擦之前不帶電，是不是因?yàn)椴ＡО衾餂]有電荷？因?yàn)椴ＡО衾餂]有電荷？ 2. 為什么玻璃棒在摩擦之后帶電，是不是摩為什么玻璃棒在摩擦之后帶電，是不是摩擦創(chuàng)造了電荷？擦創(chuàng)造了電荷？原子原子原子核原子核電子電子質(zhì)子質(zhì)子中中子子原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)二、起電方式二、起電方式1. 摩擦起電摩擦起電（1）原因：當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電）原

5、因：當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。（2）實(shí)質(zhì)：）實(shí)質(zhì)：電荷電荷從一個物體從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體。到另一個物體。2. 接觸起電接觸起電（1）概念：不帶電的物體與帶電體接觸，能使不帶電的物）概念：不帶電的物體與帶電體接觸，能使不帶電的物體帶上電，這種方式稱為接觸起電。體帶上電，這種方式稱為接觸起電。（2）實(shí)質(zhì)：）實(shí)質(zhì)：電荷電荷從一個物體從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體。到另一個物體。接

6、觸時電荷分配原則接觸時電荷分配原則1. 兩個帶有兩個帶有同種電荷同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會重新分配。的導(dǎo)體接觸，電荷會重新分配。 若不受外界影響，兩個若不受外界影響，兩個完全相同完全相同的帶電導(dǎo)體的帶電導(dǎo)體,接觸后再接觸后再分開分開,二者將原來所帶電量的總和二者將原來所帶電量的總和平均分配平均分配 。2. 兩個帶有兩個帶有異種電荷異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和中和，然后剩下的電荷量再進(jìn)行電荷的重新分配。，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，則剩下的電荷如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配平均分配。例例1. 兩個完全相同的

7、金屬球，一個帶兩個完全相同的金屬球，一個帶 +6108 C 的電的電量，另一個帶量，另一個帶2108 C 的電量。把兩球接觸后再分的電量。把兩球接觸后再分開，兩球分別帶電多少？開，兩球分別帶電多少？Q1 = Q2= +2108 C你怎樣知道物體帶了電？你怎樣知道物體帶了電？這兩個是什么儀器，有什么作用？這兩個是什么儀器，有什么作用？實(shí)驗(yàn)室里是用一種叫驗(yàn)電器的實(shí)驗(yàn)室里是用一種叫驗(yàn)電器的儀器來檢驗(yàn)物體是否帶電的。儀器來檢驗(yàn)物體是否帶電的。它的構(gòu)造如圖所示。當(dāng)帶電體它的構(gòu)造如圖所示。當(dāng)帶電體接觸不帶電的驗(yàn)電器的金屬球接觸不帶電的驗(yàn)電器的金屬球時，就有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)時，就有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器的

8、金屬箔上，這兩片金屬電器的金屬箔上，這兩片金屬箔由于帶同種電荷互相推斥而箔由于帶同種電荷互相推斥而張開。帶電體所帶的電越多，張開。帶電體所帶的電越多，驗(yàn)電器金屬張開的角度越大。驗(yàn)電器金屬張開的角度越大。 你怎樣知道物體帶了電？你怎樣知道物體帶了電？你怎樣知道物體帶了電？你怎樣知道物體帶了電？實(shí)驗(yàn)室里是用一種叫驗(yàn)電器的實(shí)驗(yàn)室里是用一種叫驗(yàn)電器的儀器來檢驗(yàn)物體是否帶電的。儀器來檢驗(yàn)物體是否帶電的。它的構(gòu)造如圖所示。它的構(gòu)造如圖所示。當(dāng)帶電體當(dāng)帶電體接觸不帶電的驗(yàn)電器的金屬球接觸不帶電的驗(yàn)電器的金屬球時，就有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)時，就有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器的金屬箔上，這兩片金屬電器的金屬箔上，這兩片

9、金屬箔由于帶同種電荷互相推斥而箔由于帶同種電荷互相推斥而張開。張開。帶電體所帶的電越多，帶電體所帶的電越多，驗(yàn)電器金屬張開的角度越大。驗(yàn)電器金屬張開的角度越大。 是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時接接觸時, ,金屬箔片才開始張開金屬箔片才開始張開? ?1. 把帶正電荷的球把帶正電荷的球 C 移近導(dǎo)體移近導(dǎo)體 A，導(dǎo)體下面的，導(dǎo)體下面的金屬箔有什么變化？金屬箔有什么變化？2. 先把先把 A 和和 B 分開，然后移去分開，然后移去 C ，金屬箔又有，金屬箔又有什么變化？什么變化？ 3. 再讓再讓 A 和和 B 接觸，又會看到什么現(xiàn)象？接觸，又會看到什么現(xiàn)象？金

10、屬原子金屬原子離子離子自由電子自由電子金屬模型金屬模型 當(dāng)一個當(dāng)一個帶電體靠近帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或?qū)w時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的排斥，導(dǎo)體中的自由電荷自由電荷便會便會趨向或遠(yuǎn)離趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)3. 感應(yīng)起電感應(yīng)起電（1）概念：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做）概念：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫做感應(yīng)起電。感應(yīng)起電。（2）實(shí)質(zhì)：）實(shí)質(zhì)：電荷電荷從物體的一部分從物體的

11、一部分轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一部分。到另一部分。例例2. 如圖所示，一個帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一個金屬球如圖所示，一個帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一個金屬球 A接觸驗(yàn)電器上的金屬球接觸驗(yàn)電器上的金屬球 B 時，驗(yàn)電器中金屬箔片的張角時，驗(yàn)電器中金屬箔片的張角減小，則（減小，則（ ） A. 金屬球金屬球 A 可能不帶電可能不帶電 B. 金屬球金屬球 A 一定帶正電一定帶正電 C. 金屬球金屬球 A 可能帶負(fù)電可能帶負(fù)電 D. 金屬球金屬球 A 一定帶負(fù)電一定帶負(fù)電AC 三種起電方式（摩擦起電、接觸起電、三種起電方式（摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電）的本質(zhì)是什么？有什么共同點(diǎn)？感應(yīng)起電）的本質(zhì)是什么？有什么共同點(diǎn)？ 本質(zhì)上

12、都是微觀粒子（如電子）在物體之間或物體內(nèi)本質(zhì)上都是微觀粒子（如電子）在物體之間或物體內(nèi)部轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造了電荷。三種起電方式中，電荷總數(shù)部轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造了電荷。三種起電方式中，電荷總數(shù)都沒有變化。都沒有變化。 表述一：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從表述一：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移一個物體轉(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；在轉(zhuǎn)移過程中，到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。電荷的總量保持不變。 表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的電荷的代數(shù)和保持不變。代數(shù)和

13、保持不變。三、電荷守恒定律三、電荷守恒定律1. 元電荷元電荷概念：最小的電荷量概念：最小的電荷量符號：符號：e數(shù)值：數(shù)值：e = 1.61019 C注意：注意：所有帶電體的電荷量或者等于所有帶電體的電荷量或者等于 e ，或者等于，或者等于 e 的整的整數(shù)倍。數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。最早由美國物理。最早由美國物理學(xué)家密立根測得。學(xué)家密立根測得。2. 比荷比荷概念：帶電體的電荷量概念：帶電體的電荷量 q 與質(zhì)量與質(zhì)量 m 之比之比公式：公式：q / m單位：單位：C/ kg電子比荷：電子比荷：e / me = 1.76 1011 C/kg幾個基本概念幾個基本

14、概念例例 3. 科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時 ，為了方，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位。關(guān)于元電荷，下列說便，常常用元電荷作為電量的單位。關(guān)于元電荷，下列說法正確的是法正確的是 （ ） A. 把質(zhì)子或電子叫元電荷把質(zhì)子或電子叫元電荷 B. 1.601019 C 的電量叫元電荷的電量叫元電荷 C. 電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電荷電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電荷 D. 質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷BCD1. 自然界存在兩者電荷自然界存在兩者電荷(1) 正電荷：絲綢

15、摩擦過的玻璃棒所帶的電荷；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。負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。2. 使物體帶電的三種方式使物體帶電的三種方式 (1) 摩擦起電摩擦起電 (2) 感應(yīng)起電感應(yīng)起電近異遠(yuǎn)同近異遠(yuǎn)同 (3) 接觸起電接觸起電3. 電荷守恒定律：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷電荷守恒定律：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。的代數(shù)和總是保持不變。4. 元電荷：電荷量元電荷：電荷量 e = 1.61019 C 稱為元電荷。稱為元電荷。5. 電子和質(zhì)子的電荷量均為電子和質(zhì)子的電荷量均為 e = 1.61019

16、 C。 所有帶電體的電荷量或者等于所有帶電體的電荷量或者等于 e，或者等于，或者等于 e 的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。1. 將不帶電的導(dǎo)體將不帶電的導(dǎo)體 A 和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體 B 接觸后，在接觸后，在導(dǎo)體導(dǎo)體 A 中的質(zhì)子中的質(zhì)子 ( ) A. 增加增加 B. 減少減少 C. 不變不變 D. 先增加后減少先增加后減少C2. 有有A、B、C 三個塑料小球，三個塑料小球，A 和和 B，B 和和 C，C 和和 A 間都是相互吸引的，如果間都是相互吸引的，如果 A 帶正電，則帶正電，則 ( ) A. B、C 球均帶負(fù)電球均帶負(fù)電 B. B 球帶負(fù)電，球帶負(fù)電，C 球帶正電球帶正電 C. B、C 球中必有一個帶負(fù)電，而另一