1、第九章第九章 第第 1 节节电荷电荷 【学习目标】【学习目标】 1分析摩擦起电和带电体间的相互作用实验现象，知道自然界存在两种电荷。知 道电荷量的概念及其国际单位。 2会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提 高应用物理模型解释现象的能力。 3通过观察摩擦起电、静电感应等现象，激发对自然界的好奇心。 4通过不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守恒定律，体会守恒观 念对认识物理规律的重要性。 5知道元电荷概念，体会电荷量是不连续的。 【课前预习】【课前预习】 一、电荷一、电荷 1两种电荷：自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷。 2电荷量：电荷的多少，常用 Q
2、或 q 表示，国际单位制单位是库(仑)，符号是 C。 3物质微观结构 (1)原子的组成:原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的 中子组成，核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外界表 现为电中性。 (2)自由电子和离子:金属中原子的最外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中 自由运动，这种能自由运动的电子叫作自由电子，失去自由电子的原子便成为带正电的 离子。 二、二、三种起电方式三种起电方式 (1)摩擦起电：通过摩擦的方式实现电子的转移，从而使物体带电的方式叫做摩擦起 电 (2)感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自 由
3、电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一 端带同种电荷的现象，这种现象叫作静电感应。利用这种方式使金属导体带电的过程叫 作感应起电。 (3)接触起电：通过接触的方式实现电子的转移，使电荷重新分布，从而使物体带电 的方式叫做接触起电 三、电荷守恒定律的两种表述三、电荷守恒定律的两种表述 1电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从 物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。 2更普遍的表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 四、元电荷四、元电荷 1定义：实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，这
4、个最小的电荷量叫作 元电荷，用符号 e 表示。 2所有带电体的电荷量都是 e 的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。 3元电荷的大小：e1.602 176 63410 19 C 在计算中通常取 e1.6010 19 C。 4电子的比荷：电子的电荷量 e 与电子的质量 me之比。其值 e me1.7610 11 C/kg。 判一判 (1)两个正电荷之间的作用力互为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力。() (2)摩擦起电的过程就是创造电荷的过程。() (3)电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。() (4)电子的电荷量 e 的数值最早是由库仑通过实验测出的。() (5)元电荷就是质子或电子
5、。() (6)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。() 【学习过程】【学习过程】 任务一：对物体带电的理解任务一：对物体带电的理解 例 1(多选)如图所示，A、B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们 不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法正确的是() A把 C 移近导体 A 时，A、B 上的金属箔片都张开 B把 C 移近导体 A，先把 A、B 分开，然后移去 C，A、B 上的金属箔片仍张开 C先把 C 移走，再把 A、B 分开，A、B 上的金属箔片仍张开 D先把 A、B 分开，再把 C 移走，然后重新让 A、B 接触，A 上的金属箔片张开， 而 B 上
6、的金属箔片闭合 变式训练 1-1如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边 C 是后来靠近导体 的带正电的金属球。若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为 A、B 两部 分，这两部分所带电荷量的数值分别为 QA、QB，则下列结论正确的有() A沿虚线 d 切开，A 带负电，B 带正电，且 QBQA B只有沿虚线 b 切开，才有 A 带正电，B 带负电，且 QBQA C沿虚线 a 切开，A 带正电，B 带负电，且 QBQA D沿任意一条虚线切开，都有 A 带正电，B 带负电，且 QBQA，而 QA、QB的值 与所切的位置无关 变式训练 1-2如图所示，用起电机使金属球 A 带正电，靠近验
7、电器 B，则() A验电器金箔不张开，因为球 A 没有和 B 接触 B验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电 C验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电 D验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电 变式训练 1-3如图所示，在感应起电现象中，带负电物体靠近带绝缘底座的导体 N 处时，M 处将() A带正电B带负电 C不带电D以上答案均有可能 任务二：任务二：对对电荷守恒定律电荷守恒定律的的理解理解 例 2甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体 带了 1.610 15 C 的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是() A乙物体也带了 1.610 15 C
8、的正电荷 B甲物体失去了 104个电子 C乙物体失去了 104个电子 D甲、乙两物体共失去了 2104个电子 变式训练 2-1 (多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦 后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电 1.610 15 C，丙物体带电 810 16C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法正确的是( ) A乙物体一定带有负电荷 810 16 C B乙物体可能带有负电荷 2.410 15 C C丙物体一定带有正电荷 810 16 C D丙物体一定带有负电荷 810 16 C 变式训练 2-2 (多选)M 和 N 是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M
9、 带正电 荷 2.7210 9 C，下列判断正确的有() A在摩擦前 M 和 N 的内部没有任何电荷 B摩擦过程中电子从 M 转移到 N CN 在摩擦后一定带负电荷 2.7210 9 C DM 在摩擦过程中失去 1.71010个电子 反思总结 1对电荷守恒定律的理解 (1)电荷守恒定律的另一种表达：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总 是保持不变。 如接触带电时不带电物体与带电物体接触后，电荷在两物体上重新分配，但总电荷 量不变。 摩擦起电实质上是电子在不同物体间的转移。 (2)接触带电时，两个完全相同的导体球相互接触，则电荷量平分。若两导体球带同 种电荷，会把总电荷量平分；若带异种电
10、荷，则先中和然后再把剩余电荷量平分。 任务三：对任务三：对元电荷元电荷的的理解理解 例 3保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍影响我们 的学习效率。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关 键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的() A6.210 19 CB6.410 19 C C6.610 19 CD6.810 19 C 变式训练 3-1 (多选)关于元电荷，下列说法正确的是() A元电荷实质上是指电子或质子本身 B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C元电荷的数值通常取作 e1.610 19 C D元电荷 e 的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 反思总结 1对元电荷的认识 (1)一个电子、一个质子或一个正电子所带的电荷量都是 e，所有带电体的电荷量等 于 e 或者是 e 的整数倍。 (2)元电荷既不是电子，也不是质子，只是一个电荷量。因为物体的带电荷量通常较 小，因此可用元电荷的整数倍方便地表示，如电子的带电荷量为e，即表示电子的带 电荷量为1.6010 19 C。
