9.1+电荷+ppt课件（含视频）-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

电荷电荷1 11 1生活中遇见过静电现象吗？和全班同学分享你的经历。2 雷电现象 殷商时代(约公元前16-11世纪)中的甲骨文中出现“雷”字 西周(约公元前11世纪-前771年)青铜器上的铭文出现“电”字 齐武帝永明8年会稽山阴保林寺遭雷击“电火烧塔下佛面，而窗户不异也”南齐书五行志 “雷火自窗间出，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然.” 梦溪笔谈3 摩擦起电古希腊先贤泰勒斯(Thales)发现琥珀经摩擦后能吸引轻小物体，如纸屑、芥子等.我国东汉哲学家家王充在著作论衡卷16乱龙篇讲到：“ 顿 牟掇芥牟掇芥，磁石引磁石引顿 ，皆皆以其以其 真似真似，不，不 假他假他顿 。他他顿 相相似似，不能，不能 掇取者掇取者，何，何 也也？气性殊异气性殊异，不，不能相能相 感感动动也也”4三国时代，有“琥珀不取腐芥”的记载.南北朝医药学家陶弘景(452-536)在名医别录中记述“琥珀，唯以手心摩热拾芥为真”，把摩擦起电现象作为判别琥珀真伪的凭据.西晋博物学家张华(232-300)在博物志中记述“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声”唐代段成式撰著的酉阳杂俎记述把黑色的猫“暗中逆循其猫，即著火星”5一、电荷摩擦过的玻璃棒、塑料、橡胶具有吸引轻小物体的性质.演示实验 1 气泡 塑料环同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.6玻璃棒、塑料等物体在摩擦后进入一种特别的状态，把处于这种状态的物体叫做带带电体电体,并说它们带有电荷电荷. .电荷的多少叫作电电荷量荷量( (符号Q或q) )，国际单位是库库( (C) )自然界只有两种电荷.用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷负电荷.7摩擦起电气球与衣物摩擦问题1：摩擦后两个物体分别带哪种电?问题2：摩擦起电的实质是什么？摩擦起电是电子在两物体间的转移，两物体带等量异号电荷.思考思考：摩擦起电的物体是绝缘体还是导体?导体经摩擦后带电吗?能吸引轻小物体吗?8演示实验 2 感应起电910A+ B问题1：枕形导体A带什么电荷？B带哪种电荷？问题2：从微观结构如何理解金属？问题3：你能描述感应起电的过程吗？问题4：感应起电的实质是什么？问题5：能用感应起电方法使绝缘体带电吗?接触起电将带电导体与不带电的另一导体相接触，接触后两个导体都带电.特别地，将带电量为Q的金属球与两一完全相同的金属球接触，二者均带Q/2的电量.问题问题：接触起电的实质是什么?11QQ/ 2Q/ 2自由电子转移 摩擦起电 感应起电 接触起电思考与讨论：三种起电方式，创造出新的电荷了吗？起电过程总电荷量是否变化？12+ + QQ/ 2Q/ 2三、电荷守恒定律电荷既不会创生，也不会消灭，它只能电荷既不会创生，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，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电荷的总量保持不变. .13近代物理实验发现，一个高能光子在一定条件下可以转化为一个正电子和一个负电子.一对正、负电子可以同时湮没，转化为2个光子： e+e+2一个与外界没有电荷交换的系统，电荷一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变的代数和保持不变. .14四、元电荷实验发现，物体的电荷量是某个最小值的整数倍，这个最小的电荷量叫做元电荷元电荷，用e表示，公认值为e= =1.6010-19C.比荷(荷质比)：电荷量与质量的比值.相对论不变性：物体的电荷量与速度无关.15课堂小结本节课：1.你有哪些收获？2.关于本节内容，有哪些困惑和问题？16作业阅读教材，完成课后问题与练习预习第二节 库仑定律17课堂练习将用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)靠近枕形导体，如图，然后移走玻璃棒。将枕形导体与静电计上端接触，指针偏转吗？为什么？18+ 夸克简介夸克是构成物质的基本单元，共有6种，分别是上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）、底（b）及顶（t）.质子由2个上夸克(u)和1个下夸克(d)构成，中子由1个上夸克和2个下夸克构成.夸克具有非整数的电荷，上夸克的电量为2/3 e，下夸克的电量为-1/3 e.19金属微观结构模型 原子由离子实和自由电子组成. 自由电子在金属内部做无规则热运动 忽略电子和离子实之间的相互作用 忽略电子和电子之间相互作用20 + + + + + + + + + + + + + + + + + + +感应起电模拟动画21返回 + + + + + + + + + + + + + + + + + + +接触起电模拟动画22+ + + + +返回带电体为什么能吸引轻 小物体张广文在静电学中讲,如果物体有了吸引轻小物体的性质,就说该物体带 了电,或有了电荷。带 电的物体叫带电休。这也 就是说带电体能吸引轻小物体。在静电部分演示带 电体吸引轻小物体时所 用的轻小物体如纸屑等均属 于电介质绝缘体。而在电介质内部电子都处于束缚状态,不象在金属导体中那样,电子可以自由 移动,因而 带电体吸 引轻小物体的现 象不能用静电感应来解释,必须用电介质 在电场中发生的变化来解释。为此目的,先来介绍一 下电介质在电场中发生的变化。我们知道,电介质的分子也是 由带正电的原子核和带负电的 电子组成 的,在正常情况下,分子中正、负电荷的代数和为零,对外不显电性。一 般 说来,一个分子中束缚有若千个电子,这些 电子并不集中于一点,但是,在离开分子 的距离比分子的线度大得多的地方,这些电子的影响将和一个单独的负电荷等效。这个等效负电荷的位置,可以称为分子中所有负电荷的“重 心”。这里“重心”的意义和力学中的质心相似。例如一个电子作 匀速圆周运动时,它的“重心”就在圆心上。同样地,每 个分子中的全部正 电荷也有一个“重心”。根据微观结构电介质可以分为两类一类称为极性介质,在这类电介质中,当外电场不存在时,电介质分子中正、负电的“重心”并不重合在一起,这样,虽然分子中正、负电荷的代数和仍然为零,但是等量的正、负电荷的“重心”都互相错开一微小距离,从而 对外部的电场效应并不互相抵消,这样一对相 距很近、等量异一号的点电荷组成 的系统,称为分子的等效偶极子,有一定的电偶极矩,称为分子的 固有电矩分子。分子 固有电矩 的大小等于一种 电荷乘上分子一户正、负电荷的“重心”间的距离,方 向由负电荷指向正 电荷。因为这类介质的分子具有固有电矩,故称为有极分子。另一类电介质称为无 极性介质。在这类电介质 中,当外电场不存在时,电介质分子中正、负电荷的“重心”重合在一起,从而使它没有电偶极矩,因而称为无极分子。下面分别就这两种情况介绍 一下均匀 电介质 的极化情况。先以氢为例介绍一 下无极分子的极化,再以水为例介绍一下有极分子的极化。按照玻尔的原子结构模型,在没有外电场存在时,氢原子中的电子绕原子核作圆周运动,如图。所示,电子的“重心”在圆心原子核所在的位置,叩正、负 电荷的“重心”垂 合在一起,对外不产生电场,是无极分子。当把这氢原子置于外电场。中时,电子 和原子核 受 到等值而反向的力,和的作用见图,运行中的 电子为电场听吸 引,原子核为电场所排斥,一,仁,汾二者在分子范围内作相反而微小的位移,同时 电子的运行轨道也有所改变,正、负电荷的“重心”不再重合,失去了中和性,形成了半边带正电、半边带负电的分子 图。这样一来,介质中的一个原子和一个电偶极矩二的电偶极子等效图。由于位移的大小与场强成正比,因此这类分子可以理解为由弹性力联 系着的两个异号电荷,与它等效的偶极子称为弹性偶极子。等效电偶极子的电矩的方 向从负电荷指向正电荷沿着外电场的方 向。当外电场撤去时,正、负电荷的“贡心”复行垂合,整个分子 又成为中性的了。对于电介质整体而言,在外电场作用下,由于每个分子都成为一个电偶极子,它们的电矩咨爵方 向都沿着外电场 的方 向图。各个电偶极子沿外电场方 向排列成一条条“链子”,链条上相邻的偶极 子之间正负电荷互相 靠近图,互相抵消,因而对于均匀电介质来说其内部各处仍然是电中性的但 是,在 与外电场垂直 的两个表面 上 就不 同一。从囚中可以看出,电介质的一端面 上呈现负电荷,弓一端而 上呈现正 电荷。这种 电荷 与 导休 中的自门例工荷不 同,它 们不能离开 电介质 而转移到其它 导体仁,也不能在 电介质内部自由移 动,被称为束缚电荷。在外电场 的作用下,电介质中出现束缚电荷的现象,就是 电介质 的极化。月匕护三,闷电介厌图另外,象水分子,是有极分子。在没有外电场存在时,每个分子已有了固定的电矩,但是 由于分子 的不规则热运 动,分子 电矩的方 向是杂乱无章的,所有分子 电矩的矢量和为零,因而就电介质整体来说,每一部分都是电中性的。当有外电场存在时,在外电场的作用下,这些偶极子 上的电荷分别受到方 向相反的力,和的作用,如果外电场是均匀的,则力,和,的大小也相等,从而使电偶极 子所受 的 合力为零,但 因偶极子的轴线偶极子中两电荷间的连线一般并不会恰 与外电场同方向图,故两力,和的作用并不互相抵消,而是形成 一力偶,此力偶的力矩为口九口日,图式中口是偶极子的 轴 线和外 电场方向间的夹角。当一二时,偶极子所 受力矩为最大,一,式 中是电偶极矩的大小,等于。可见,电偶极子的偶极矩就是在单 位电场强度的作下,电偶极子所受 到的最大力矩。在这力矩的作用下,分子 电矩的方向转向外电场的方 向,于是 听有分子电矩 的矢量和就不再为零了。但是由于分子热运功的缘故,这种转向是微小灼,玲小 能使听有分 子电矩都很整齐地按照外电场的方向排列起来。外电场愈强,分子电矩排 列 尤愈整齐讨于整个电介质来说,不管排列的整齐程度怎样,对于均匀介质,在垂直 于 电场方 向的两表而上都会产生面束缚电荷,如图所示,图中的小箭头代 表分 子 电矩。这就是有极分子的 极化。当撤去外电 场时,由于分 子热性功 均关系,它 们、勺排列又杂乱无章了,从而 电介质 又恢复电中性状态。我 们已经一解电介质在 电场的 极化现 象,下 面就用 电介质的极化现 象探讨 带 电体吸 引轻小物体的原因。用作演示吸 引轻含一一一叫卜匡叠电子卜戮小物沐的 带电体于 正电荷而止于听产生的 电场是不均匀的。我们知道,电力线始负匕荷,对于单个带电体来说,它的 电力线或者是发散的图正电荷的 电力线是发故的,或者是会聚的负电荷的电力线是会聚的。越靠近带电休,电场越强,电力线越 密。将 电介质如纸屑放在这样的 电场,电介质就会极化,从而形成 等效偶极子。如前听述,这样的似极 子中正、负两个电荷所受的力分别为和如图,厂,的方 向与电场的方 向相同,的方 向与 电场的方向相反其中厂一十,厂一俘,是 电荷十所在处 场强的数值,是电荷一所 在处场强 的数俏。前而已经讲过,电偶极 子在 电场中要 受 到 力矩的作用,但由于电场不 均匀,作用 在偶极子 上的力厂,和的失量 和不为零。二力之合力的大小为二,一厂一口,一。作坐标轴平行 于力的方向如 图,则有习一,二均,是场强随距离的变化率,称为场张 的梯度。山于扭日、,不日和的夹角了,以认为手等,故有一,山此有,一一“。代入的表示式二“,则有厂一 口厄。由上式可见,在 卜 均匀外电场中,作 用在偶极子上的力厂的大 小与场强的梯度成正十七,工少办的不 均 匀性越 大甲梯度越大,力的量值就越大,偶 极矩与场强锐角的偶极子所 受的力的方 向指向场强斌填较大的方向,即电力线较密的地方。的方 向成在这个力的作用一,该偶极子要从场 强小处移向场强大处。如果偶极子 的偶极 矩与场强的方 向成钝角,开始时电场力将使其 从场强大处移向场强小处,但由于偶 极子同时受有力矩作卜门,使偶极 矩的方 向扭转,将逐渐转到与场强方向成说角,因此最后还是从场强小处移向场强大处。由此可知,在带 电体所产生 的静电场 的作用下,轻小物体被 极化而 变成一个等效 偶极子,而在这不均匀电场中,偶 极子要受到电场力的作用,在这 个力的作用下,偶 极子将从场强小的地方 移向场弧大的区域也就是移向带电体本身。这就是 带 电体吸 引轻小物休的原因。知峨城,叹斌知喊知成知式知发知峨加知峨 加峨知喊知喊翔喊喊加呢知成 知叹知峨知玄知喊喊知咙知喊翔知硬润执洲知加翔卜卜 知卜翔卜知喊关于讲好物理概念的儿点体会张明远中学物理教学中,教师正确地讲清楚物理概念是提高物理教学质量的一个重要问题。现在,就这方面的问题,结合木人在工作中的体会谈谈自己的一些做法。一、从具 体事物出发,讲清概念,再通过具体事例巩固概念。物理 概念是用来表征物质的属性和描写物质运动状态的。根据中学生年龄特征和知识水平,从具体事物出发来讲清物理概念,是教学过程中的重要方法。因此,在物理教学中,教师讲解物理概念时,应该 尽可能地从具体事物、事例出发,使学生对物理现 象获得清晰的印象。然后通过教师 的分析,揭露现象的本质,使学生从具体的感性认识过渡到抽象的理性认识。例如我在讲机械运 动时,首先举出在公路的远处有一辆汽车,怎样判断汽车是运 动的呢我们要想判断汽车是 否运 动,先找出公路两边的树木,房屋和电线杆等作为参照物相对地球表面是静止 的。看一看汽车相对于公路两边的参照物是否随时间的变化而有位置 的变化,如有位置 的变化,就断定汽车是运 动的。又如要判断在河的远处轮船是否运动,可看一看轮船相对于河岸上 的树木、房屋是否随时间的变化而有位置的变化,如有位置 的变化,就断定轮船是运 动的。再如,弹 簧伸长或缩短 时,弹簧上各个部份之间,也是随着时间的变化而位程发生 变化。以上三例的共 同点是物休间的位置 随着时间的变化而改 变。于是我们得出机械运动的定义一个物体相对于其他一些物体,或一个物体的各个部份之间,随着时间的 变化位置发生改 变。凡是符合这样条件的运动就称为机械运 动。交待完机械运 动定义 后,再来观察在我们周围自然界里还有那些物休是机械运 动的。例如,飞 禽走兽的运 动,人的步行,飞 机火车 的运动,河 水的流动,机器的转动,卫 星 的 飞行,天体的运 行等等,这些物体之间的位置也是随着时间 的变化而改变。因此,这些物体都作机械运动。就是我们认为不 动的房屋、树木、电线杆等随着地球的自转和公转 也在 作机械户比乡 训,卜、碑叫户、如合尸,、喇卜、,占沪一卜,口尸尸咭尸祠、一,尸、,月卜、,卜 一,户于带电体吸 引轻小物体的现象也可以这样 去爪解轻小物体电介质在带 电休的 电场中极化后,在轻小物体的两端将产生符号相反的束缚电荷。靠近带电体的一端上束缚电荷与带 电体的 电荷异号,远离带电体的一端上束缚电荷与带电体的电荷同号,根据 电荷之间的作 用规律,可知轻小物 休能被带 电休吸 引。这种解释不如而的说法确切,但直 观一此