靜電現(xiàn)象+電荷【核心知識精研精講】 高二物理 （滬科版2020上海必修第三冊）

第九章靜電場及其應(yīng)用9.1靜電現(xiàn)象電荷1.知道自然界中的兩種電荷及它們之間相互作用的規(guī)律。2.理解摩擦起電和感應(yīng)起電。掌握電荷守恒定律。3.知道電荷量的概念及電荷量的單位。知道元電荷的概念，掌握元電荷的值。4.能區(qū)別驗電器和靜電器。學(xué)習(xí)目標(biāo)：在生活中我們經(jīng)常見到靜電理象。例如雷雨交加時看到的閃電；冬天脫毛衣的時候經(jīng)常會聽到“噼噼啪啪”的聲音，無光的時候還能看見毛衣“冒火星”；電腦使用一段時間后，屏幕上會有一層灰塵等都是靜電現(xiàn)象。導(dǎo)入新課認識電荷：

公元前600年左右，古希臘學(xué)者泰勒斯就發(fā)現(xiàn)摩擦過的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛古希臘學(xué)者泰勒斯

公元1世紀(jì)，我國學(xué)者王充在《論衡》一書中也寫下“頓牟掇芥”一語。你知道是什么意思嗎？

此語意為摩擦過的琥珀能吸引像草芥一類的輕小物體。16世紀(jì)，英國科學(xué)家吉爾伯特在研究這類現(xiàn)象時首先根據(jù)希臘文的琥珀創(chuàng)造了英語中的“electricity”（電）這個詞，用來表示琥珀經(jīng)過摩擦以后具有的性質(zhì)，并且認為摩擦過的琥珀帶有電荷。

一個物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，則這個物體帶電，或者說有了電荷。一、電荷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。+_思考：你看到了什么？為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？1、摩擦起電：

通過摩擦使物體帶電的現(xiàn)象，叫摩擦起電。二、靜電是如何產(chǎn)生的（1）內(nèi)容復(fù)習(xí)：

①絲綢摩擦玻璃棒，玻璃棒帶正電；

②毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶負電。原子（中性）原子核（正電）電子（負電）中子（中性）質(zhì)子（正電）原子的構(gòu)成：（2）原因：摩擦為什么能使物體帶電？

離原子核較遠的電子容易受到外界的作用而脫離原子例如：絲綢與玻璃棒摩擦

玻璃棒

失去電子帶正電絲綢

得到電子帶負電摩擦起電的原因：

摩擦?xí)r一些束縛不緊的電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上。得到電子：帶負電；失去電子：帶正電注意：兩個互相摩擦的物體一定同時帶上異種電荷，且電荷量相等★可見：摩擦起電并不是創(chuàng)造了電，而只是將電子由一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體.摩擦起電實質(zhì)：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電。觀察實驗①C帶正電，移近導(dǎo)體A，金屬箔有什么變化？②把A、B分開，然后移去C,金屬箔又有何變化？③再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象？實驗+2、感應(yīng)起電感應(yīng)起電++AB如先移開帶電球，再分開AB，A、B還能帶電嗎？AB重新接觸后，導(dǎo)體不帶電了，說明A、B分開后帶等量異種電荷.重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和.––––––––++++++++–+（1）感應(yīng)起電原理：＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋近異遠同電子從導(dǎo)體的一端的轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體的另一端感應(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(靠近帶電體端)

感應(yīng)異種電荷，

遠端(遠離帶電體端)

感應(yīng)同種電荷（2）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)．即近異遠同1、自由電子受力向一端移動，另一端帶等量的正電荷．2、感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，只是物體中的正負電荷重新分布，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．3.感應(yīng)起電的實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷總量不變。

（3）靜電感應(yīng)解釋：3、接觸帶電實驗演示可見：接觸起電的實質(zhì)電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(也是電子的轉(zhuǎn)移).電荷總量不變.接觸后再分開+Q+Q

Ｑ

Ｑ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)律：（1）兩球帶異種電荷的先中和后平均分配；（2）原來兩球帶同種電荷的總電荷量平均分配在兩球上。即：異種電荷先中和再均分，其余直接均分接觸帶電的規(guī)律：補充：完全相同的球形物體接觸，電荷轉(zhuǎn)移的問題：接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開Q3QQQ解釋：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體接觸時，電荷分配原則

兩個帶有同種電荷的導(dǎo)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(dǎo)體,接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配接觸時，電荷分配原則

兩個帶有異種電荷的導(dǎo)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新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配電荷中和現(xiàn)象及電荷均分原理：（1）帶等量異種電荷的物體相互接觸后都不顯電性，這種現(xiàn)象叫做電中和現(xiàn)象。（2）兩個相同的帶電金屬導(dǎo)體接觸后，電荷要重新平均分配，這種現(xiàn)象叫做電荷均分原理。1.三種起電方法：

電荷守恒定律２.起電的本質(zhì)：(1)摩擦起電：正負電荷的分開和轉(zhuǎn)移

(2)感應(yīng)起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分

(3)接觸起電：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負電荷分開,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,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,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.表述二：一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。三、如何描述物體所帶電荷的多少？1.電荷量:物體所帶電荷的多少叫電荷量。單位：庫侖（SI制），簡稱庫，符號C2.元電荷：科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量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，但符號相反）.最小的電荷量叫元電荷.3.元電荷的值：

e=1.60×10-19C4.所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的.

元電荷e的數(shù)值------美國科學(xué)家密立根用實驗測得到的．比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多．電荷量的正、負，“＋”、“－”號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）．一般，正電荷的電量用正值表示，負電荷的電量用負值表示．四、驗電器和靜電計驗電器靜電計導(dǎo)體棒金屬箔金屬外殼指針刻度被檢驗物體接觸驗電器金屬球時，將電荷傳到箔片上，使兩個箔片帶上同種電荷。同種電荷會相互排斥，使兩個箔片張開一定角度，從而判斷被檢驗物體帶電。驗電器檢驗物體帶電的原理+++++++----++驗電器思考:是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象.

當(dāng)帶電導(dǎo)體棒靠近驗電器上端的金屬球時，由于靜電感應(yīng)，金屬球帶與導(dǎo)體棒相反的電荷，金屬箔帶與導(dǎo)體棒相同的電荷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屬箔片。靜電計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)成了一個特殊的電容器，它在靜電計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，它一般是用玻璃制作的。驗電器與靜電計在結(jié)構(gòu)上的不同1．以下說法正確的是（）A．摩擦起電是自由電子的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象B．摩擦起電是通過摩擦產(chǎn)生的正電荷和電子C．感應(yīng)起電是自由電子的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象D．金屬導(dǎo)電是由于導(dǎo)體內(nèi)有可以移動的正電荷C2．與頭發(fā)絲摩擦過的塑料筆桿，常能吸引輕小物體，這屬于摩擦起電。關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．塑料筆桿與頭發(fā)絲摩擦?xí)r，電子從頭發(fā)絲轉(zhuǎn)移到筆桿上，筆桿因而帶負電B．兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量同種電荷C．摩擦起電可能是因為摩擦導(dǎo)致質(zhì)子從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體而形成的D．摩擦起電現(xiàn)象使本來沒有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生了電子和質(zhì)子A3．放在兩個絕緣座上完全相同的金屬球M和N，所帶電量分別為+2q和+4q，將兩球接觸后再分開，M、N的電量分別為（）A．+2q，+4q B．+6q，+6qC．+3q，+3q D．+4q，+2qC4．將帶正電荷的小球靠近絕緣柱上不帶電的導(dǎo)體，導(dǎo)體表面感應(yīng)電荷分布大致為（）A5．如圖所示，A、B是兩個帶有絕緣支架的金屬球，它們原來均不帶電，并彼此接觸?，F(xiàn)使帶負電的橡膠棒C靠近A（C與A不接觸），然后先將A球用導(dǎo)線接地一下迅速斷開，再將C移走，最后將A、B分開。關(guān)于A、B的帶電情況，下列判斷正確的是（）A．A、B均不帶電B．A、B均帶正電C．A帶負電，B帶正電 D．A帶正電，B帶負電B6．圖示是“靜電章魚”實驗。該實驗具體做法：分別使塑料絲和塑料管帶電，然后將塑料絲拋向空中，塑料管放在其下方，此時塑料絲懸在空中，狀似“章魚”。由此可判斷塑料絲和塑料管（）A．均帶正電 B．帶同種電荷 C．均帶負電 D．帶異種電荷B7．下列幾種帶電體所帶的電荷量在數(shù)值上不可能的是（）A．3.