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1、第一章静电场,1.1电荷及其守恒定律,学习目标:,1、知道自然界存在两种电荷且电荷间存在相互作用。2、掌握使物体带电的方法,能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。3、理解电荷守恒定律,会用该定律解决实际问题。4、知道元电荷的概念及其数值。,小实验,用手边的塑料尺在头皮上摩擦几下,把小尺靠近小纸屑,观察现象,英王御医吉尔伯特创造了电荷的概念,1、定义:物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说它带有电荷,简称带电。电荷是一种物质属性。,2、自然界中只有两种电荷(1)正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷(2)负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷,3、相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2、(同电相斥,异电相吸)且带电体有吸引轻小物体的性质。,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:AB、C球均带负电BB球带负电,C球带正电CB、C球中必有一个带负电,而另一个不带电DB、C球都不带电,二.使物体带电的方法:,1、摩擦起电,实质: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。,例2:毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为()A毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了B毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了C橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了D橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了,结论:摩擦起电实质是电子从一个物体转移到另一
3、个物体上。得到电子:带负电失去电子:带正电,A,原子的构成,原子,原子核,核外电子,质子,中子,(正电),(不带电),核外电子,离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子,物质的微观结构是怎样的?摩擦起电的原因是什么?,摩擦时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,(中性),(负电),(正电),不同物质的微观结构不同,原子中电子的多少和运动状况也不相同。不仅如此,当大量原子和分子组成大块物质时,由于原子和分子间的相互作用,原子中电子的运动状况也会有所变化。,例如金属导电机理:,金属内有自由移动的电子,自由电子,每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。只有自
4、由电子穿梭其中,这就是金属导电的原因。绝缘体中不存在这种自由电子。,失去这种电子的原子便成为带正电的离子,2、感应起电,(1)静电感应:,象这样把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,叫做静电感应,规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷。“近异远同”,一个带电体靠近导体时,导体近端带上异性电,远端带上(等量)同性电。,(2)感应起电:象这样利用静电感应使物体带电,叫做感应起电,先分开AB再拿走带电体,AB分别带上等量异性电荷。,步骤:靠近,分开,移走。像上例中若先移走C再分开A、B又会如何?A、B中电荷会中和,(4)实质:电荷的重新分布。,1、自由电子受力向一端移动,另一端带等量的正电
5、荷2、感应起电没有创造电荷,只是使物体中的正负电荷分开,将电荷从物体的一部分转移到另一部分,(3)静电感应解释:,【例3】如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()AA端金箔张开,B端金箔闭合B用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合C用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开D选项A中两对金箔分别带异种电荷,选项C中两对金箔带同种电荷,BCD,3、接触带电,电荷从一个物体转移到另一个物体,接触带电时,两个物体最终的电荷量分配很复杂,大多靠实验才能确定。但有一种情况能确定,两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量
6、的总和平均分配,一个物体带电时,电荷之间会互相排斥。如果接触另一个导体电荷会转移到这个导体上,这种方式称为接触起电。,接触带电电荷分配原则,电荷的分配原则两个带有异种电荷的导体,接触后先发生正负电荷的中和,然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配;两个带有异种电荷的导体接触,电荷也会重新分配,若不受外界影响,两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配.,注意:处理感应问题时,利用电中性物体中正负电荷代数和为零。,例5:绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的附近,有一个绝缘金属球b,开始a、b都不带电,如图所示,现在使a带电,则:,A、a、b之
7、间不发生相互作用B、b将吸引a,吸住后不放C、b立即把a排斥开D、b先吸引a,接触后又把a排斥开,D,通过刚才对三种起电方式本质的分析,思考满足共同的规律是什么?,起电的本质:无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.,问题:,1。电荷的相互增强、减弱和中和现象,是否是电荷消失?,2。物体显中性,是否是物体中没有电荷?,3。各种起电过程是否是创造了电荷?,通过刚才对三种起电方式本质的分析,思考满足共同的规律是什么?,起电的本质:无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.,问题:,1。电荷的相互增强、减弱和中和现象,是否
8、是电荷消失?,2。物体显中性,是否是物体中没有电荷?,3。各种起电过程是否是创造了电荷?,理解,这两种表述不矛盾。第一种表述是对物体带电现象规律的总结。一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电,原来带电的物体也可使它失去电性(电的中和)。但其实质是电荷的转移,电荷的数量并没有减少。第二种表述则更具有广泛性,涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。,意义,(1)它是自然界中基本规律之一;(2)两个物体之间或物体的两部分之间能够转移的只是电子;(3)起电过程的实质是物体中正负电荷的分离或转移;(4)电荷中和的实质是正负电荷的结合;(5)在分离转移结合的过程中电荷的总量保持不变。,(
9、1)电荷的多少如何表示?它的单位是什么,(3)元电荷的数值是多少?它的数值最早是由哪位物理学家测定的?,(2)什么是元电荷?一个电子就是一个元电荷吗?,(4)什么是比荷?电子的比荷是多少?,电荷量:电荷的多少,简称电量。单位:库仑C,元电荷的值,一个电子所带电量为元电荷,它不是电荷,表示最小的电荷量。没有正负。电子和质子是实实在在的粒子,不是元电荷,虽然其电荷量为一个元电荷。,带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷,美国科学家密立根,比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质。,电荷量是不能连续变化的,所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍,静
10、电计(指针式验电器),验电器,4、验电器和静电计,4.2验电器_标清.flv,验电器的主要作用有:(1)检验导体是否带电。(2)检验导体所带电性。,验电器与静电计在作用上的不同,静电计也称作指针式验电器,这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构,使得它又具备验电器不能替代的某些作用。(1)定量测量两导体间的电势差。(2)定量测量某导体的电势。,小结,1、自然界存在两者电荷(1)正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷(2)负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2、使物体带电的方式带电方式(1)摩擦起电(2)感应起电-近异远同(3)接触起电3、电荷守恒定律: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。,