11.04.18高一物理《電荷守恒》(課件)

電荷及其守恒定律

電荷亦稱電，是實(shí)物的一種性質(zhì)。人們對(duì)電

的認(rèn)識(shí)最初來(lái)自摩擦起電現(xiàn)象和自然界的雷電現(xiàn)

象。例如，在公元3世紀(jì)，我國(guó)晉朝張華的《博物

志》中就有記載：“今人梳頭，解著衣，有隨梳

解結(jié)，有光者，亦有咤聲?！边@是世界上關(guān)于摩

擦起電引起閃光和噼啪之聲的較早記載。

公元前600年左右，希臘人發(fā)現(xiàn)了摩擦過(guò)

的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。 我國(guó)學(xué)者王充《論衡》中寫下“頓牟掇

芥”指的用玳瑁的殼吸引輕小物體。電荷名字的由來(lái)：

16世紀(jì)，英國(guó)御醫(yī)吉爾伯特提出了電

荷的概念。美國(guó)科學(xué)家富蘭

克林提出了正負(fù)電荷

的概念。一、電荷自然界中有幾種電荷？

它們間的相互作用如何？一、電荷自然界中有幾種電荷？

它們間的相互作用如何？1.兩種電荷

一、電荷自然界中有幾種電荷？

它們間的相互作用如何？1.兩種電荷

用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電；

用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電。一、電荷自然界中有幾種電荷？

它們間的相互作用如何？1.兩種電荷

用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電；

用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電。2.兩種電荷間的相互作用

一、電荷自然界中有幾種電荷？

它們間的相互作用如何？1.兩種電荷

用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電；

用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電。2.兩種電荷間的相互作用

同種電荷相互排斥；

異種電荷相互吸引。一、電荷一、電荷一般情況下物體不帶電，

不帶電的物體內(nèi)部是否存在電荷？原子的構(gòu)成原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用核力原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用核力核外電子原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用核力核外電子

離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作

用而脫離原子。使物體帶電的方法：使物體帶電的方法：1.摩擦起電使物體帶電的方法：1.摩擦起電實(shí)質(zhì)：電子從一個(gè)物

體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物

體上，得到電子帶

負(fù)電，失去電子帶

正電。播放《動(dòng)畫》P1金屬導(dǎo)電機(jī)理：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

每個(gè)正離子都在自己的平衡位

置附近振動(dòng)而不移動(dòng)。金屬導(dǎo)電機(jī)理：金屬內(nèi)有自由移動(dòng)的電子自由電子使物體帶電的方法：播放《動(dòng)畫》P2使物體帶電的方法：使物體帶電的方法：2.感應(yīng)起電靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可使

導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)。使物體帶電的方法：2.感應(yīng)起電靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可使

導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)。感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的

過(guò)程，叫做感應(yīng)起電。使物體帶電的方法：2.感應(yīng)起電靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可使

導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)。感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的

過(guò)程，叫做感應(yīng)起電。實(shí)質(zhì)：

電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開+Q-3Q-Q-Q使物體帶電的方法：3.接觸帶電實(shí)質(zhì)：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。分配規(guī)律：同種電荷

平分；異種電荷先中

和再平分。3.三種帶電方式(1)摩擦起電：

(2)感應(yīng)起電：

(3)接觸起電：

3.三種帶電方式(1)摩擦起電：

正負(fù)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體3.三種帶電方式問(wèn)題： 1.電荷的相互增強(qiáng)、減弱和中和現(xiàn)

象，是否是電荷消失? 2.物體顯中性，是否是物體中沒有

電荷? 3.各種起電過(guò)程是否是創(chuàng)造了電荷?1.起電的本質(zhì)二、電荷守恒定律1.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，使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)

移，實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造

電荷。二、電荷守恒定律表述一：

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。2.電荷守恒定律

電荷守恒定律是大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的總結(jié)，適

用于迄今所知的一切宏觀過(guò)程和微觀過(guò)程。質(zhì)子

和電子是正負(fù)電荷的基本單元。在各種物理過(guò)程

中，電子和質(zhì)子總數(shù)不變，只是組合方式或所在

位置有所改變，因而電荷守恒是十分自然的。

值得指出的，近代物理學(xué)發(fā)現(xiàn)了大量有關(guān)

基本粒子互相轉(zhuǎn)化的事實(shí)。例如正、負(fù)電子e+、

e-對(duì)撞湮沒

，產(chǎn)生兩個(gè)γ光子；在這些過(guò)程中，

出現(xiàn)了電荷的消失或產(chǎn)生，但反應(yīng)物的總電荷等

于生成物的總電荷，電荷仍守恒。這意味著電荷

守恒具有更深刻的根源。

2.電荷守恒定律

電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一

個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分

轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保

持不變。

物理學(xué)的基本定律之一

。它指出，對(duì)于一

個(gè)孤立系統(tǒng)，不論發(fā)生什么變化

，其中所有電荷

的代數(shù)和永遠(yuǎn)保持不變。電荷守恒定律表明，如

果某一區(qū)域中的電荷增加或減少了，那么必定有

等量的電荷進(jìn)入或離開該區(qū)域；如果在一個(gè)物理

過(guò)程中產(chǎn)生或消失了某種符號(hào)的電荷，那么必定

有等量的異號(hào)電荷同時(shí)產(chǎn)生或消失。2.電荷守恒定律

電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一

個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分

轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保

持不變。

因此，電荷守恒定律又可表示為：

一個(gè)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。電荷量：電荷的多少．單位:庫(kù)侖C電荷量：電荷的多少．單位:庫(kù)侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量電荷量：電荷的多少．單位:庫(kù)侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示電荷量：電荷的多少．單位:庫(kù)侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示e=1.60×10-19C電荷量：電荷的多少．單位:庫(kù)侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。故電荷量不能連續(xù)變化e=1.60×10-19C電荷量：電荷的多少．單位:庫(kù)侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示所有帶電體的電荷量或者等于e，

或者是e的整數(shù)倍。故電荷量不能

連續(xù)變化e=1.60×10-19C比荷：帶電體的電荷量與質(zhì)量的比美國(guó)物理學(xué)家密立根(R.A.

Millikan)從1909到1917年所做

的測(cè)量微小油滴上所帶電荷的

工作，即所謂油滴實(shí)驗(yàn)，在全

世界久負(fù)盛名，堪稱實(shí)驗(yàn)物理

的典范。他精確地測(cè)定了電子

電荷的值，直接證實(shí)了電荷的

不連續(xù)性，所以說(shuō)，密立根油滴實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)

發(fā)展史上具有重要的意義。由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原

理清晰易懂，設(shè)備和方法簡(jiǎn)單、直觀而有效，

所得結(jié)果富有說(shuō)服力，因此它又是一個(gè)富有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)思想

是值得學(xué)習(xí)的。密立根由于測(cè)

定了電子電荷和借助光電效應(yīng)

測(cè)量出普朗克常數(shù)等數(shù)項(xiàng)成就，

榮獲1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

以往，油滴實(shí)驗(yàn)中，用眼

睛在顯微鏡中觀測(cè)油滴，時(shí)間

一長(zhǎng)，眼睛感到疲勞、酸痛。我們采用CCD攝

象機(jī)和監(jiān)視器，對(duì)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，制成電視顯

微密立根油滴儀，從監(jiān)視器上觀察油滴，視野

寬廣,圖象鮮明,觀測(cè)省力,克服了上述缺點(diǎn)。 [例1]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[答案]B、C、D [例1]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 [例2]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[答案]C [例2]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球都不帶電課堂訓(xùn)練 1.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___________。課堂訓(xùn)練 1.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 2.絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)

小球a，a的表面鍍有鋁膜。在a的近旁有一絕

緣金屬球b，開始時(shí)a、b都不帶電，如圖所

示。現(xiàn)使b帶電，則（

）

A.a、b之間不發(fā)生相互作用

B.b將吸引a，吸住后不放開

C.