1、1.1 电荷及其守恒定律 回顾与思考 冬天脱外套时会有火花产生,梳过头的梳子能吸引小 纸屑,思考物体是怎么带上电的呢? 学习目标 1 知道两种电荷及其相互作用 2 知道三种使物体带电的方法及其带电本质 3 理解电荷守恒定律 4 知道静电感应、电荷量、元电荷、比荷的概念 很早之前,希腊人就发现摩擦过的琥珀能吸引小物 体。16世纪,英王御医吉尔伯特在研究这类现象时创造 了“电”这个词,用来表示琥珀摩擦以后具有的性质, 并且认为摩擦过的琥珀带有电荷。 后来随着人们研究的深入,人们发现带上电荷的物 体会存在相互排斥与相互吸引的作用。美国科学家富兰 克林根据这一现象命名了正电荷和负电荷。 两种电荷 自然
2、界中只有两种电荷:正电荷和负电荷 正电荷: 丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷 负电荷: 毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷 相互作用规律: 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 (同电相斥,异电相吸) 思考 1、下列说法是否正确。 (1)相互吸引的物体不一定是带异种电荷的物体。 ( ) (2)玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论 与什么物体摩擦都带负电。 ( ) (3)摩擦过的物体一定会带电。 ( ) 使物体带电的方法 1、摩擦起电 微观解释:电子从一个物体转移到另一个物体上。 得到电子带负电,失去电子带正电 摩擦起电的实质是电荷的转移,总电荷量不变。 思考 1、闪电中的电荷是怎么来的? 在
3、夏天,空气在高低空对流剧烈,云层跟空气相互摩 擦而带电。当两块带异种电荷的云层相接近时,就会激发 出巨大的电火花,并伴随着巨大的轰鸣声,这就是雷电。 2、接触起电 一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接 触后分开,而使不带电的导体带上电荷的方式。 +3Q -Q 相同金属球相互接触时电荷量的分配规律 1、同种电荷:每个小球所带的电荷量均为总电荷的一 半 , 电性与原来电性相同。 2、异种电荷:先中和等量异种电荷,剩余电荷量平均 分配,电性与接触前电荷量大的一致。 接触起电的实质是电荷的转移,电荷总量不变 3、感应起电 静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使导体上的电 荷重新分配的现象 规
4、律: 近端感应异种电荷 远端感应同种电荷 感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程 。 感应起电的实质是电子的转移,电荷总量不变 思考 1、三种起电方式中,为什么转移的是“电子”而不是 “正电荷”呢? 电子是可以“自由”移动的,而所谓的“正电荷”, 是由于原子(分子)失去一个(或几个)电子后,呈现出带 正电的状态,它是不存在转移的可能性的。 归纳思考 分析三种起电方式的本质,摩擦起电、接触起电、感 应起电本质都是电荷的总量不变,电荷发生了转移。你能 发现什么规律呢?由此我们能得出什么样的结论呢? 起电的本质:无论哪种起电方法都不是创造了电荷, 而是物质内部原有的正负电荷实现了分离和转移。 电
5、荷守恒定律 第一种表述: 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,这个结论叫 做电荷守恒定律。 第二种表述: 一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保 持不变。 它是物理学的基本定律之一 思考 1、“物体不带电是指物体呈电中性,也就是说物体内 部没有电荷”这种说法对吗?为什么? 不对,原子中原子核和电子都是带电的,物体内部 有电荷。只是由于物体内部正电荷数量和负电荷数量相 等,所以物体不显电性,显示电中性。 元电荷 1、由于电荷可以从一个物体转移到另外一个物体,我们把 物体所带电荷的多少叫做电荷量
6、 符号:Q 或 q 单位:库仑(C) 2、最小的电荷量叫做元电荷,用 e 表示 , e =1.6010-19 C (美国物理学家密立根用实验测得的) 3、电子的电荷量e与电子质量m之比,叫做电子的比荷。 e/me=1.761011C/kg 知识点拨 1、所有带电体的电荷量或者等于e或者等于e的整数倍。 这就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。 2、比较带电体带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对 值,绝对值大的带电量多。尽管电荷量有正、负值(正 号一般省略),但是这里的“+”“-”号不表示电荷量的 大小,只代表电荷的性质(种类)。 课堂小结 电荷及其电荷及其 守恒定律守恒定律 两种电荷两种电荷
7、起电方式 元电荷 摩擦起电 感应起电 接触起电 电 荷 守 恒 定 律 巩固训练 例1、有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A 间都是相互吸引的,如果A带正电,则 : A B、C球均带负电 B B球带负电,C球带正电 C B、C球中必有一个带负电,而另 一个不带电 D B、C球都不带电 答案:D 例2、当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球 后,金属箔片张开。此时,金属箔片所带电荷的电性 和起电方式是( ) A正电荷 B负电荷 C接触起电 D感应起电 答案:AC 例3、下列说法正确的是( ) A物体所带的电荷量可以是任意实数 B不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷 C摩擦起电的过程是一个物体失去电子另一个物体得 到电子的过程 D玻璃棒与任何物体摩擦均会带上正电荷 答案:C