梅 1節(jié) 電荷及其守恒定律2

1.1電荷及其守恒定律新課標(biāo)高中物理選修3－1第一章靜電場(chǎng)初中學(xué)過(guò)自然界有幾種電荷，它們間的相互作用如何？電荷的多少用什么表示？

一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內(nèi)是否存在電荷？如何使物體帶電？摩擦起電的實(shí)質(zhì)是什么？

自然界只存在兩種電荷，同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引.電荷的多少是用電荷量來(lái)表示。不帶電的物體內(nèi)存在電荷，且存在等量正、負(fù)電荷，在物體內(nèi)中和，對(duì)外不顯電性。用摩擦的方法可以使物體帶電，用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒帶負(fù)電。

一個(gè)物體失去一些電子而帶正電，另一個(gè)物體得到這些電子而帶負(fù)電。

一、電荷1、自然界中有兩種電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷（2）負(fù)電荷：毛皮摩擦過(guò)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。+_(3)帶電體的基本性質(zhì)：吸引輕小物體。

1.摩擦起電：相互摩擦的物體帶等量異種電荷摩擦起電的原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同．實(shí)質(zhì)：相互作用的物體間電子的轉(zhuǎn)移．結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷二、三種起電方式金屬導(dǎo)電機(jī)理：金屬內(nèi)有自由移動(dòng)的電子自由電子正離子在自己的平衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng)。＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋靜電感應(yīng)近異遠(yuǎn)同2、感應(yīng)起電（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（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)．3、接觸帶電接觸后再分開(kāi)+Q+Q接觸后再分開(kāi)+Q-3Q-Q-Q電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體,接觸后再分開(kāi),二者將原來(lái)所帶電量的總和平均分配ＱＱ1.三種起電方法三、電荷守恒定律：２.起電的本質(zhì)無(wú)論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開(kāi),使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷.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(guò)程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變.表述二：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。電荷守恒定律：特別提醒：當(dāng)兩個(gè)帶異種電荷的導(dǎo)體接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生電荷的中和現(xiàn)象，中和的電荷是不是消失了？答案：不是．所謂“中和”是指兩個(gè)帶等量異種電荷的物體相互接觸時(shí)，由于正負(fù)電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，最后都達(dá)到中性狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程.１、電荷的多少叫做電荷量．符號(hào)：Q或q單位：庫(kù)侖（C）正電荷的電量為正值，負(fù)電荷的電量為負(fù)值。３、比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量m的比值為４、密立根油滴實(shí)驗(yàn)最早測(cè)定元電荷數(shù)值２、元電荷：電子所帶的電荷量，用e表示.元電荷量e的值：e=1.60×10-19C

所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。就是說(shuō)，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。元電荷并非是一種電荷，而是最小電荷量值．它也是電荷量的最小單位．四、元電荷有人說(shuō)質(zhì)子或電子是元電荷，對(duì)嗎？質(zhì)子和電子的比荷相同嗎？答案：不是．元電荷是最小的帶電單位，不是帶電粒子，沒(méi)有電性之說(shuō)．質(zhì)子、電子的電荷量相同，但質(zhì)子質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子，所以電子的比荷大于質(zhì)子的比荷．誤區(qū)1：相互吸引的一定是帶異種電荷的物體．點(diǎn)撥：除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的特性，這里的“輕小物體”可能不帶電．

誤區(qū)2：兩個(gè)帶電體相互接觸后電荷量平分．點(diǎn)撥：并不是所有情況下接觸后電荷量都能夠進(jìn)行平分，電荷量平分只能在一種情況下滿足，那就是兩個(gè)相互接觸的物體必須是兩個(gè)完全相同的球體．【例一】掛在絕緣細(xì)線下的兩輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用靠近或遠(yuǎn)離，如圖所示，則：（）

A甲圖中兩球一定帶異種電荷；

B

甲圖中至少有一個(gè)帶電；

C乙圖中兩球一定帶同種電荷；

D乙圖中兩球可能只有一個(gè)帶電。甲乙BC靜電計(jì)(指針式驗(yàn)電器)驗(yàn)電器靜電計(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，金屬外殼與內(nèi)部的金屬桿及金屬指針構(gòu)成了一個(gè)特殊的電容器，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(kāi)始張開(kāi)?解釋看到的現(xiàn)象.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(shuō)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。（1）定量測(cè)量?jī)蓪?dǎo)體間的電勢(shì)差。（2）定量測(cè)量某導(dǎo)體的電勢(shì)。小結(jié)1、自然界存在兩者電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷

（2）負(fù)電荷：毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷2、使物體帶電的方式帶電方式(1)摩擦起電(2)感應(yīng)起電-近異遠(yuǎn)同

(3)接觸起電3、電荷守恒定律：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。1、使一個(gè)物體帶電的方式有三種，它們是

、

和

，在這三種方式中，電荷既沒(méi)有被創(chuàng)造，也沒(méi)有被消滅，只是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個(gè)結(jié)論也被稱之為

定律。2、將不帶電的導(dǎo)體A和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體B接觸后，在導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)（）

A．增加B．減少

C．不變D．先增加后減少3、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量為_(kāi)_____；一個(gè)電子的電量為_(kāi)____，一個(gè)質(zhì)子的電量為_(kāi)_____；任何帶電粒子，所帶電量或者等于電子或質(zhì)子的電量，或者是它們電量的______．最早測(cè)出元電荷的數(shù)值的是美國(guó)物理學(xué)家

，這位科學(xué)家還測(cè)出了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的

。4、科學(xué)家在研究原子、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．

√

√

√5、把兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開(kāi)一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來(lái)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

√

√

√6、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

√++++++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(kāi),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.

√

√AB7、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(shuō)法中正確的是:8、圖7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(kāi)，再移去C，則A________，B______；（2）A、B接觸，先移去C后，再把AB分開(kāi)，則A_______，B_______．（3）A、B接觸，用手指瞬間接觸B后再移去C，則A________，B_______；正電負(fù)電不帶電不帶電負(fù)電負(fù)電9、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AB+Q10、用一根跟毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒，靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開(kāi)橡膠棒，這時(shí)驗(yàn)電器小球A和金箔b的帶電情況是（）

A．a(chǎn)帶正電，b帶負(fù)電

B．a(chǎn)帶負(fù)電，b帶正電

C．a(chǎn)、b均帶正電

D．a(chǎn)、b均帶負(fù)電

E．a(chǎn)、b均不帶電

√abcA導(dǎo)體帶負(fù)電荷，B導(dǎo)體帶同樣多的正電荷，將A，B兩導(dǎo)體連在一起，以下說(shuō)法正確的是 (

)A．兩導(dǎo)體上的正負(fù)電荷完全消失了B．A導(dǎo)體上的負(fù)電荷全部跑到B導(dǎo)體上去了，而B(niǎo)導(dǎo)體上的正電荷全部跑到A導(dǎo)體上去了C．A導(dǎo)體上的一部分負(fù)電荷跑到B導(dǎo)體上，而B(niǎo)導(dǎo)體上的一部分正電荷跑到A導(dǎo)體上，剛好被中和D．以上說(shuō)法均不正確解析：容易錯(cuò)選AB.錯(cuò)選原因?yàn)椋簭碾姾傻闹泻徒Y(jié)果是彼此不帶電的認(rèn)識(shí)上，誤認(rèn)為電荷消失了，從而錯(cuò)選A.這其實(shí)違背了電荷守恒定律．沒(méi)有考慮到只有自由電荷才可以定向移動(dòng)，從而錯(cuò)選B.導(dǎo)體中只有自由電子可以自由移動(dòng)．正確選項(xiàng)為D.A，B兩個(gè)導(dǎo)體帶有等量的異種電荷，把它們連在一起，發(fā)生了電中和現(xiàn)象．其實(shí)質(zhì)是A導(dǎo)體上的多余電子(負(fù)電荷)全部跑到B導(dǎo)體上，與B導(dǎo)體上等量的正電荷中和了．答案：D點(diǎn)評(píng)：(1)等量異種電荷的中和是正、負(fù)電荷完全相互抵消，即凈電荷為零．正、負(fù)電荷本身依然存在，并不是正、負(fù)電荷分別消失．電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失．可見(jiàn)電荷的中和是“凈電荷”的減少或消失．(2)在導(dǎo)體中，只有能自由移動(dòng)的電荷才能發(fā)生移動(dòng)．(如金屬導(dǎo)體中能移動(dòng)的是帶負(fù)電的電子)自己練習(xí)1.關(guān)于電荷量的下列說(shuō)法中哪些是錯(cuò)誤的(

)A．物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)B．物體所帶的電荷量只能是某些值C．物體帶正電荷1.6×10－9C，這是因?yàn)槭チ?.0×1010個(gè)電子D．物體帶電荷量的最小值是1.6×10－19C答案：A解析：任何帶電體的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍，而不是任意值．物體帶電荷量的最小值應(yīng)為元電荷量的1倍，是e＝1.6×10－19C物體帶正電是因?yàn)槭ル娮?，失電子的個(gè)數(shù)為n＝Q/e故選項(xiàng)A符合題意.給你一個(gè)帶正電荷的金屬球A，和兩個(gè)不帶電的金屬球B、C，你有哪些辦法可以讓B帶負(fù)電，有哪些辦法可以讓B帶正電？解析：使B球帶負(fù)電的方法有：方法一：先使B與C靠在一起，讓A靠近B，然后分開(kāi)B、C再移走A，B就帶負(fù)電．方法二：讓A靠近B，用手接觸一下B球，把手拿開(kāi)后，B就帶負(fù)電．方法三：讓A靠近B，用一根導(dǎo)線把B與大地連接后，撤去導(dǎo)線，移去A，則B帶負(fù)電．使B球帶正電的方法有：方法一：讓A與B接觸后再分開(kāi)，則B帶正電荷．方法二：先使B與C靠在一起，讓A靠近C，然后分開(kāi)B、C，再移走A，則B帶正電．點(diǎn)評(píng)：使物體帶電的方式有摩擦起電、接觸起電和感應(yīng)起電，摩擦起電一般限于使絕緣體帶電，接觸起電使相互接觸的兩個(gè)導(dǎo)體只能帶同種電荷，而感應(yīng)起電則可根據(jù)需要使導(dǎo)體帶各種電荷，且不改變感電荷的電荷量．(2009·惠陽(yáng)高二檢測(cè))使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)．下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是(

)答案：B用綢布摩擦有機(jī)玻璃棒后，將玻璃棒靠近懸吊著的用錫紙揉成的小紙團(tuán)時(shí)，原本不帶電的錫紙團(tuán)會(huì)被吸引，然后又被彈開(kāi)，試解釋這個(gè)現(xiàn)象．解析：綢