高二物理選修3-1電荷及其守恒定律

1、靜電場靜電場1 1 電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律1.1.具有什么特性的物體我們說它具有電性？具有什么特性的物體我們說它具有電性？2.2.自然界存在幾種電荷？哪幾種？它們相互自然界存在幾種電荷？哪幾種？它們相互作用的關(guān)系怎樣？作用的關(guān)系怎樣？3.3.你知道有哪些方法可以使物體帶電？你知道有哪些方法可以使物體帶電？在初中階段，我們學(xué)習(xí)過有關(guān)電學(xué)方面的知在初中階段，我們學(xué)習(xí)過有關(guān)電學(xué)方面的知識，請大家回顧一下識，請大家回顧一下 一、電荷一、電荷電荷是一種物質(zhì)屬性電荷是一種物質(zhì)屬性1、摩擦摩擦起電起電（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：

2、）負(fù)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。+_ 原子原子原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子（正電正電）（不帶電不帶電） 離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子而脫離原子物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？摩擦起電的原因是什么？物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？摩擦起電的原因是什么？（中性中性）（負(fù)電負(fù)電）（正電正電）+實質(zhì)：實質(zhì)：摩擦?xí)r電子從一個物體摩擦?xí)r電子從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體上到另一個物體上。得到電子：帶負(fù)電得到電子：帶負(fù)電失去電子：帶正電失去電子：帶

3、正電金屬導(dǎo)電機理：金屬導(dǎo)電機理：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。靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)近異遠(yuǎn)同2 2、感應(yīng)起電感應(yīng)起電（2 2）感應(yīng)起電感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電叫做感應(yīng)起電 規(guī)律：規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，近端感應(yīng)異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷（1 1）靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，：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)可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)+金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體實質(zhì)：實質(zhì)：感應(yīng)時電子從物體的一

4、端轉(zhuǎn)移到另一端。感應(yīng)時電子從物體的一端轉(zhuǎn)移到另一端。近端感應(yīng)異種電荷，近端感應(yīng)異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷。遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷。3 3、接觸帶電接觸帶電接觸后接觸后再分開再分開+Q +Q+Q接觸后接觸后再分開再分開+ +Q Q-3Q-3Q-Q-Q-Q-Q電荷從一個物體電荷從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體到另一個物體兩個兩個完全相同完全相同的帶電導(dǎo)體的帶電導(dǎo)體, ,接觸后再分開接觸后再分開, ,二者將原來所帶電量的總和平均分配二者將原來所帶電量的總和平均分配2121想一想想一想+2Q+3Q接觸后各帶電量為多少？接觸后各帶電量為多少？靜電計(指針式驗電器)驗電器驗電器驗電器與靜電計與靜電計靜電計中金屬桿

5、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。工作時起著重要的作用。驗電器外殼的主要作用是為了避免氣流的驗電器外殼的主要作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃制作的。影響，它一般是用玻璃制作的。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

6、驗導(dǎo)體是否帶電。）檢驗導(dǎo)體是否帶電。（2）檢驗導(dǎo)體所帶電性。）檢驗導(dǎo)體所帶電性。 驗電器與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)，具備驗電器的各種作用。由于靜電計的特殊結(jié)構(gòu)，使得它又具備驗電器不能替代的某些作用。使得它又具備驗電器不能替代的某些作用。定量測量兩導(dǎo)體間的電壓定量測量兩導(dǎo)體間的電壓。+-+思考思考: 是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時時,金屬箔片才開始張開金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象解釋看到的現(xiàn)象.1.1

7、.三種起電方法三種起電方法二、電荷守恒定律：二、電荷守恒定律：. .起電的本質(zhì)起電的本質(zhì)摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電無論是哪種起電方式無論是哪種起電方式, ,其本質(zhì)都是其本質(zhì)都是將正、負(fù)將正、負(fù)電荷分開電荷分開, ,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷. .表述一：表述一： 電荷既不能創(chuàng)造電荷既不能創(chuàng)造, ,也不能消滅也不能消滅, ,它只能從它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體, ,或從物體的或從物體的一部一部分轉(zhuǎn)移到另一部分分轉(zhuǎn)移到另一部分, ,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變電荷總數(shù)保持不變

8、. .表述二：表述二： 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷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。3 3、電荷守恒定律：、電荷守恒定律：三、概念三、概念 帶電體所帶的電量要么等于電帶電體所帶的電量要么等于電子或質(zhì)子所帶的電量，要么等于他子或質(zhì)子所帶的電量，要么等于他們所帶電量的整數(shù)倍。們所帶電量的整數(shù)倍。 e=1.6e=1.61010-19-19 c元電荷元電荷電子的比荷電子的比荷電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比。電子的電荷量與電子的質(zhì)量之比。me0.91x10-30kge me=1.76x1011c kg小小 結(jié)結(jié)1 1、自然界存在兩者電荷、自然界存在兩者電

9、荷（1 1）正電荷：絲綢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 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 2、使物體帶電的方式帶電方式、使物體帶電的方式帶電方式(1)(1)摩擦起電摩擦起電 (2)(2)感應(yīng)起電感應(yīng)起電- -近異遠(yuǎn)同近異遠(yuǎn)同 (3)(3)接觸起電接觸起電3 3、電荷守恒定律：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，、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。電荷的代數(shù)和總是保持不變。.1060. 1419稱為元電荷電荷量、元電荷：Ce.5的整數(shù)倍，或者是或者等于，所有帶電體的電荷量均為、電子

10、和質(zhì)子的電荷量eee1 1對元電荷的理解，正確的是（對元電荷的理解，正確的是（ ）A元電荷就是電子元電荷就是電子B元電荷就是質(zhì)子元電荷就是質(zhì)子C元電荷表示所帶電量跟電子電量數(shù)值相等元電荷表示所帶電量跟電子電量數(shù)值相等D物體所帶電量只能是元電荷的整數(shù)倍物體所帶電量只能是元電荷的整數(shù)倍鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)CD2 2、把兩個完全相同的金屬球、把兩個完全相同的金屬球A A和和B B接觸一下，再分接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A A、B B兩球原來的帶電情況可能是兩球原來的帶電情況可能是 （ ）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

11、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 +A.導(dǎo)體導(dǎo)體B帶負(fù)電帶負(fù)電;B.導(dǎo)體導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電右端出現(xiàn)正電荷荷,并且電荷量大小相等并且電荷量大小相等;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,則左邊則左邊的電荷量小于右邊的電荷量的電荷量小于右邊的電荷量;D.若若A、B接觸一下接觸一下,A、B金屬體所帶總金屬體所帶總電荷量保持不變電荷量保持不變. AB3、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球起的金屬球,并相隔一定并相隔一定距離距離,其中其

12、中A帶正電帶正電,B不不帶電帶電,則以下說法中正確則以下說法中正確的是的是:4 4、圖、圖7 7中中A A、B B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬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球，它們靠近帶正電荷的金球C C在下列情況在下列情況中，判斷中，判斷A A、B B兩球的帶電情況：兩球的帶電情況：（1 1）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_（3 3）A A、B B接觸，用手指瞬間接觸接觸，用手指瞬間接觸B B后再移去后再

13、移去C C， 則則A_A_， B_ B_；正電負(fù)電不帶電不帶電負(fù)電負(fù)電5 5、如圖所示，導(dǎo)體棒、如圖所示，導(dǎo)體棒ABAB靠近帶正電的導(dǎo)體靠近帶正電的導(dǎo)體QQ放置用手接觸放置用手接觸B B端，移去手指再移去端，移去手指再移去QQ，ABAB帶何種電荷帶何種電荷 _ _ 若手的接觸點若手的接觸點改在改在A A端，情況又如何端，情況又如何_ _ 。負(fù)電荷負(fù)電荷負(fù)電荷負(fù)電荷AB+Q6 6、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶、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驗電器的金屬小球a a，然后用手指瞬間接觸，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿一下金屬桿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的帶電情況是的帶電情況是 （ ）A Aa a帶正電，帶正電，b b帶負(fù)電帶負(fù)電B Ba a帶負(fù)電，帶負(fù)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(fù)電均帶負(fù)電E Ea a、b b均不帶電均不帶電 abc7 7、某人做靜電感應(yīng)實驗，