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

令人震慑的闪电现象“电电”究竟是什么？究竟是什么？9.1 电荷第九章 静电场及其应用人类对电的认识蒙昧时期的人们认为雷电是天神之火，对它充满畏惧16世纪，英国科学家吉尔伯特在研究这类现象时首先根据希腊文的琥珀创造了英语中的“electricity”（电）这个词，用来表示琥珀经过摩擦以后具有的性质，并且认为摩擦过的琥珀带有电荷。electricity一词正是从拉丁文electrica琥珀中得来 公元前600年左右，希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象 早在公元1世纪，我国学者王充在论衡中记载了“顿牟掇芥” 人类对电的认识16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念1752年6月美国科学家富兰克林探索雷电现象。他证实了天电和地电的性质是一样的，统一了天电和地电。富兰克林提出了正负电荷的概念充满传奇色彩的本杰明富兰克林18世纪美国最伟大的科学家、发明家，政治家、外交家、哲学家、文学家和航海家以及美国独立战争的伟大领袖诚实和勤勉，应该成为你永久的伴侣是他一生最真实的写照电学上的卓越成就做过著名的“费城风筝实验”； 创造了如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等名词已成为世界通用的词汇； 借用了数学上正负的概念，第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质。并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。 提出了避雷针的设想，由此而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了人们对雷电的迷信。演示实验：分别用丝绸摩擦过的两个玻璃棒互相靠近，观察发生的现象；再用毛皮摩擦过的硬橡胶棒靠近玻璃棒，观察发生的现象；这能说明什么问题？用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引。这说明摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒都带了电荷，并且玻璃棒和硬橡胶棒带异种电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。现象:一、电荷一、电荷1.电荷种类被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为正电荷，用“+”表示。被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷命名为负电荷，用”- ”表示。迄今为止，人们没有发现对这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。所以自然界的电荷只有两种：正电荷和负电荷。+-+-两种电荷间的相互作用规律同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引一、电荷一、电荷(1)定义：1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为1C 电荷的多少叫电荷量，常用符号Q或q表示。(2)单位：国际单位是库仑，符号为C(3)标矢性：标量，正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值一、电荷一、电荷2. 电荷量Q思考：思考：一般情况下物体（例如：玻璃棒）不带电，一般情况下物体（例如：玻璃棒）不带电，为什么通过摩擦的方法可以使物体带电呢？为什么通过摩擦的方法可以使物体带电呢？阅读阅读P3相关内容相关内容物质的微观结构模型每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。一、电荷一、电荷原子原子核核外电子质子中子（正电）（不带电）（正电）（负电）（中性）一、电荷一、电荷3. 摩擦起电的微观解释当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电本质：电子的转移绝缘体与导体绝缘体与导体 金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中束缚而在金属中自由运动自由运动，这种电子称为，这种电子称为自由电子自由电子。（1 1）自由电子：）自由电子： （2 2）离子：失去电子的原子核便成为）离子：失去电子的原子核便成为带正电带正电的的离子离子。 离子在金属内部排列起来，每个正离子都只在自己的离子在金属内部排列起来，每个正离子都只在自己的平衡位置上平衡位置上振动而不移动振动而不移动，只有自由电子穿梭其中，使金，只有自由电子穿梭其中，使金属成为导体。属成为导体。绝缘体中不存在自由电子。绝缘体中不存在自由电子。一、电荷一、电荷金属的微观结构模型结构：在玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端穿过绝缘的瓶塞从瓶口伸出，如果把金属箔换成指针，并用金属制作外壳，这样的验电器又叫作静电计原理：同性相斥，验电器就是通过金属箔张开与否判断物体是否带电，张角的大小判断电荷量的多少使用方法：接触或靠近验电器验电器静电计演示实验：丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器接触一下。观察发生的现象；这能说明什么问题？现象:验电器的金属片张开一定的角度说明:验电器的金属片带上同种电荷接触起电4.4.接触起电：接触起电：（1 1）定义：）定义：把带电体与中性导体接触，可以使中性导体带电的过程，叫把带电体与中性导体接触，可以使中性导体带电的过程，叫做接触起电做接触起电（2）本质：）本质：电子的得失，即电子从一个物体电子的得失，即电子从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体一、电荷一、电荷（3）电荷的分配原则两个完全相同的导体球：两个完全相同的导体球：若带同种电荷，接触后再分开，二者将原来所带电量的总和平分。若带同种电荷，接触后再分开，二者将原来所带电量的总和平分。若带异种电荷，接触后分开，二者将先中和所带电量后再平分；若带异种电荷，接触后分开，二者将先中和所带电量后再平分；接触后再分开接触后再分开+QQ21Q21Q-3QQQ相同金属小球的电荷分配原则接触后再分开+QQ2Q2+3Q微观过程怎样？微观过程怎样？微观过程怎样？微观过程怎样？微观过程怎样？微观过程怎样？实验器材一对用绝缘柱支持的导体 A 和 B，且分别在A、B下部贴有两片金属箔、绝缘棒、带电体 C。ABC演示实验：观察静电感应现象（1）带电导体）带电导体C接近彼此接触、不带电的导体接近彼此接触、不带电的导体 A、B时，导体下部的闭合的金属箔会有怎样的变化？时，导体下部的闭合的金属箔会有怎样的变化？ 现象：现象： 原因：原因：（2）手持绝缘柱，将导体）手持绝缘柱，将导体A、B分开，然后再移开分开，然后再移开C，金属箔会样的变化？金属箔会样的变化？ 现象：现象： 原因：原因：（3）在（）在（2）之后，再让导体）之后，再让导体A、B接触，金属箔会接触，金属箔会有怎样的变化？有怎样的变化？ 现象：现象： 原因原因：箔片张开A、B带电箔片张开A、B两端带电箔片闭合A、B电中性（中和）原不带电的A、B为什么带电？带电的极性？静电感应1.1.静电感应：静电感应：当一个带电体靠近不带电的导体时，可以使导体带电的现当一个带电体靠近不带电的导体时，可以使导体带电的现 象，叫做象，叫做静电感应静电感应2.2.感应起电：感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程，叫做利用静电感应使金属导体带电的过程，叫做感应起电。感应起电。 二、静电感应二、静电感应3.3.感应起电的原因：感应起电的原因： 当带电体靠近当带电体靠近导体导体时，由于电荷间的相互吸时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体电体，使导体靠近靠近带电体的一端带带电体的一端带异号电荷异号电荷，远远离离带电体的一端带带电体的一端带同号电荷同号电荷（近异远同近异远同）。）。4.4.感应起电的实质：感应起电的实质： 自由电子从物体的一部分自由电子从物体的一部分转移转移到另一部分到另一部分思考：若拿一个被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器金属箔会不会张开？验电器思考：金属箔张开原因？会张开静电感应三种起电方式项目摩擦起电接触带电感应起电条件两种物体摩擦导体与带电体接触导体靠近带电体现象原因三种起电方式有没有什么共同规律？两物体带上等量异种电荷导体带上与带电体相同电性的电荷不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失自由电子在带电体与导体之间发生转移导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体中的自由电子受带电物体作用而靠近(远离) 三种起电方式实质：电荷从一个物体转移到另一个物体实质：电荷从一个物体转移到另一个物体实质：靠近导体一端因为带电子过少而带正电，另一个端因电子过多而带负电+-规律：规律：无论哪种起电方式，无论哪种起电方式，其本质都是使电荷发生转移，其本质都是使电荷发生转移，发发生转移的都是电子，正电荷没有转移，生转移的都是电子，正电荷没有转移，并不是创造电荷，并不是创造电荷，并且并且电荷的总量没有发生变化。电荷的总量没有发生变化。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三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律1. 表述一1、电中性物体中有无电荷存在？2、所谓“电荷的中和”是不是正、负电荷一起消失了？3、对于“电荷的总量保持不变”中“电荷的总量”你是怎么理解的？答案：电中性物体中是有电荷存有的，只是电荷的代数和为答案：电中性物体中是有电荷存有的，只是电荷的代数和为0；答案：答案：“电荷的中和电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到等量，异号，这时是指电荷的种类和数量达到等量，异号，这时正、负电荷的代数和为零。正、负电荷的代数和为零。答案：答案：“电荷的总量电荷的总量”是指电荷的代数和。是指电荷的代数和。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三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律 表述一：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变表述二：电荷守恒定律是自然界重要的基本规律之一 美国物理学家美国物理学家 密立根密立根(R.A.Millikan)从从1909到到1917年所年所做的测量做的测量 微小油滴上所带电荷的工作，即所谓微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验油滴实验，在，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。他精确地测定了全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。他精确地测定了电电子电荷的值子电荷的值，直接证实了，直接证实了电荷的不连续性电荷的不连续性，所以说，密立根，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。由于这个实验油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。由于这个实验的原理清晰易懂，设备和方法的原理清晰易懂，设备和方法 简单、直观而有效，所得结果简单、直观而有效，所得结果富有说服力，因此它又是一个富有启发性的实验，其设计思富有说服力，因此它又是一个富有启发性的实验，其设计思想是值得学习的。密立根由于测定了电子电荷和借助光电效想是值得学习的。密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应测量出普朗克常数等数项成就，荣获应测量出普朗克常数等数项成就，荣获1923年诺贝尔物理学年诺贝尔物理学奖。奖。 以往，油滴实验中，用眼睛在显微镜中观测油滴，时间一长，眼睛感到疲劳、以往，油滴实验中，用眼睛在显微镜中观测油滴，时间一长，眼睛感到疲劳、酸痛。我们采用摄象机和监视器，对实验加以改进，制成电视显微酸痛。我们采用摄象机和监视器，对实验加以改进，制成电视显微密立根密立根油滴仪油滴仪，从监视器上观察油滴，视野宽广，图象鲜明，从监视器上观察油滴，视野宽广，图象鲜明， 观测省力，克服了上述观测省力，克服了上述缺点。缺点。迄今为止，科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量概念：把这个最小的电荷量（电子所带的电荷量）叫做元电荷最早由美国物理学家密立根测定四、元电荷四、元电荷1. 元电荷符号：e注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍电荷量是不能连续变化的物理量元电荷不是电荷，它指的是电荷的电荷量数值：e=1.6010-19 C四、元电荷四、元电荷2. 电子的比荷科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是( )( )A A、把质子或电子叫元电荷、把质子或电子叫元电荷B B、1.601.601010-19-19C C的电量叫元电荷的电量叫元电荷C C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷DD、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷 BCD课堂练习课堂练习练习与应用第2题小结小结