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1、高中物理高中物理选修选修3-1沪科版沪科版 电荷的相互作用电荷的相互作用 静电现象与电荷守恒静电现象与电荷守恒123知道自然界中的两种电荷及其相互作用知道自然界中的两种电荷及其相互作用.知道使物体带电的三种方式知道使物体带电的三种方式.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念掌握电荷守恒定律及元电荷的概念一、一、物体起电的原因物体起电的原因1.原子核原子核 电子组成电子组成 不相等不相等 正正 负负2.电荷量电荷量 电荷电荷 电量电量 库仑库仑 库库 正值正值 负值负值 3.静电感应静电感应 感应感应二、电荷守恒二、电荷守恒1.转移转移 转移转移 不变不变 电荷守恒定律电荷守恒定律2.一、一、物体起电的
2、原因物体起电的原因1 1在干燥的实验室里，用丝绸摩在干燥的实验室里，用丝绸摩 擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电玻璃棒和擦过的橡胶棒带负电玻璃棒和橡胶棒带电原因是什么呢？是否橡胶棒带电原因是什么呢？是否产生了电荷呢？产生了电荷呢？答案原因是玻璃棒上的负电荷答案原因是玻璃棒上的负电荷向丝绸上转移，橡胶棒上的正电向丝绸上转移，橡胶棒上的正电荷向毛皮上转移不是荷向毛皮上转移不是2取一对用绝缘柱支持的导体取一对用绝缘柱支持的导体A和和B，使它们彼此接触使它们彼此接触，如图所示如图所示起初它们起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的不带电，贴在下部的金属箔是闭合的
3、(1)把带正电荷的物体把带正电荷的物体C移近导体移近导体A，金属，金属箔有什么变化？箔有什么变化？(2)这时把这时把A和和B分开，然后移去分开，然后移去C，金属，金属箔又有什么变化？箔又有什么变化？(3)再让再让A和和B接触，又会看到什么现象？接触，又会看到什么现象？(4)再把带正电物体再把带正电物体C和和A接触，金属箔又接触，金属箔又有什么变化？有什么变化？感应带电感应带电两侧金属箔片都张开两侧金属箔片都张开A A、B B 端多余电荷端多余电荷不再集中到两端点不再集中到两端点箔片仍张开，但张角变小箔片仍张开，但张角变小箔片都闭合箔片都闭合接触带电接触带电中和中和两侧金属箔片都张开两侧金属箔片
4、都张开要点提炼要点提炼1摩擦起电摩擦起电的原因的原因：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈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电子而带负电，失去电子的物体则带正电2感应起电感应起电的原因的原因：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异带电体的一端带异种种电
5、荷，远离带电体的一端带同电荷，远离带电体的一端带同种种电荷电荷3三种起电方式的实质都是电子的转移三种起电方式的实质都是电子的转移二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律1.1.电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？答案不会答案不会2.前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子的得失那么，在一前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子的得失那么，在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗？个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗？答案在一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变答案在一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变要点提炼要点提炼1电荷守恒定律的关键词是
6、电荷守恒定律的关键词是“转移转移”和和“总量不变总量不变”2导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关若两个完全相同导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关若两个完全相同的金属小球的带电量分别为的金属小球的带电量分别为Q1和和Q2，两小球接触后再分开，将平分电荷，两，两小球接触后再分开，将平分电荷，两小球带电量都为小球带电量都为 (式中电量式中电量Q1和和Q2均包含它们的正均包含它们的正、负号负号)延伸思考延伸思考1怎样理解电荷守恒定律中怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量电荷的总量”？答案答案“电荷的总量电荷的总量”可理解为正、负电荷的代数和可理解为正、负电荷的代数和2“电荷的中
7、和电荷的中和”，是电荷消失了吗？，是电荷消失了吗？“中和中和”过程中电荷守恒定律还成立吗？过程中电荷守恒定律还成立吗？答案不是答案不是“电荷的中和电荷的中和”是指两个带等量异种电荷的物体，其带电数量达到等是指两个带等量异种电荷的物体，其带电数量达到等量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体相互接触时，由于正、负量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体相互接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程，在此过电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程，在此过程中电荷仍然守恒程中电荷仍然守恒三、元电荷三、元电荷1物体的物体的带电
8、带电荷量可以是任意的荷量可以是任意的吗吗？带电带电荷量可以是荷量可以是41019C吗吗？答案答案物体的物体的带电带电荷量不是任意的，它只能是荷量不是任意的，它只能是1.61019C的整数倍由于的整数倍由于 41019C是是1.61019C的的2.5倍，所以倍，所以带电带电荷量不能是荷量不能是41019C.2电电子和子和质质子就是元子就是元电电荷荷吗吗？答案答案元元电电荷是荷是电电荷量的荷量的单单位，不是物位，不是物质质；电电子和子和质质子是子是实实实实在在的粒子在在的粒子要点提炼要点提炼1所有带电体的带电荷量或者等于所有带电体的带电荷量或者等于e，或者是，或者是e的整数倍的整数倍2质子和电子所
9、带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷最小不可分、整数倍最小不可分、整数倍一、对三种带电方式的理解一、对三种带电方式的理解 例例1 关于摩擦起电现象，下列说法正确的是关于摩擦起电现象，下列说法正确的是 ()A摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体 中产生了电子和质子中产生了电子和质子B两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带 上等量异号电荷上等量异号电荷C摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个 物体转移到了另一个物
10、体而造成的物体转移到了另一个物体而造成的D丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到 丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电摩擦起电的实质是电子摩擦起电的实质是电子的转移的转移电荷守恒电荷守恒BD 例例2 如图所示，不带电的枕形导如图所示，不带电的枕形导体的体的A、B两端各贴有一对金箔当两端各贴有一对金箔当枕形导体的枕形导体的A端靠近一带电导体端靠近一带电导体C 时时()AA端金箔张开，端金箔张开，B端金箔闭合端金箔闭合B用手触摸枕形导体后，用手触摸枕形导体后，A端金箔端金箔 仍张开，仍张开，B端金箔闭合端金箔闭合C用
11、手触摸枕形导体后，将手和用手触摸枕形导体后，将手和C 都移走，两对金箔均张开都移走，两对金箔均张开D选项选项A中两对金箔分别带异号电中两对金箔分别带异号电 荷，选项荷，选项C中两对金箔带同号电荷中两对金箔带同号电荷感应起电，感应起电，A A、B B 带异种电荷带异种电荷人把导体和地球连在人把导体和地球连在一起，一起，B B 端的电荷被端的电荷被排斥到更远处地球上排斥到更远处地球上A A 端带的负电荷均分到整个端带的负电荷均分到整个导体上，导体上，A A、B B 都带负电都带负电BCD二、二、对电对电荷守恒定律的理解荷守恒定律的理解例例3 原来甲、乙、丙三物体都不原来甲、乙、丙三物体都不带电带电
12、，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体丙物体接触，最后，得知甲物体带带正正电电荷荷1.61015 C，丙物体，丙物体带电带电荷量的大小荷量的大小为为81016 C则对则对于最后乙、丙两物体的于最后乙、丙两物体的带电带电情况，下列情况，下列说说法中正确的是法中正确的是 ()A乙物体一定乙物体一定带带有有负电负电荷荷81016 CB乙物体可能乙物体可能带带有有负电负电荷荷2.41015 CC丙物体一定丙物体一定带带有正有正电电荷荷81016 CD丙物体一定丙物体一定带带有有负电负电荷荷81016 C甲甲乙乙+1.610+1.610
13、15 15 C C-1.610-1.61015 15 C C等等量量异异种种电电荷荷乙、丙不等大所以不均分，乙、丙不等大所以不均分，电量之和电量之和=-1.610=-1.61015 15 C CAD三、三、对对元元电电荷的理解荷的理解例例4 下列关于元下列关于元电电荷的荷的说说法中正法中正 确的是确的是 ()A元元电电荷荷实质实质上是指上是指电电子和子和质质子子 本身本身B一个一个带电带电体的体的带电带电荷量可以荷量可以为为 205.5倍的元倍的元电电荷荷C元元电电荷没有正荷没有正负负之分之分D元元电电荷荷e的的值值最早是由美国物最早是由美国物 理学家密立根通理学家密立根通过实验测过实验测定的
14、定的指电子或质子所带电荷量的指电子或质子所带电荷量的大小，没有正负之分大小，没有正负之分整数倍整数倍密立根油滴实验密立根油滴实验CD电荷的相互作用电荷的相互作用起电方式起电方式摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电两种电荷两种电荷电荷守恒定律电荷守恒定律大小：大小：e=1.61019 C电荷电荷元电荷元电荷AC2(对元电荷的理解对元电荷的理解)保护知识产权，抵保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患某同学有至会给我们的学习带来隐患某同学有一次购买了盗
15、版的物理参考书，做练习一次购买了盗版的物理参考书，做练习时，发现有一个带电质点的电荷量数据时，发现有一个带电质点的电荷量数据看不清，只能看清是看不清，只能看清是9._1018 C，拿去问老师如果你是老师，你认为该拿去问老师如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个哪一个 ()A9.21018 C B9.41018 CC9.61018 C D9.81018 C只能是只能是e e的整数倍的整数倍C3(对三种起电方式的理解对三种起电方式的理解)用金属箔做成一个不带用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝电的圆环，放在干燥的绝
16、缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔时圆环被吸引到笔套上，如图所示对上述现象的判断与分析，下列套上，如图所示对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是说法正确的是 ()A摩擦使笔套带电摩擦使笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C圆环被吸引到笔套圆环被吸引到笔套上上的过程中，圆环所受静电力的的过程中，圆环所受静电力的 合力大于圆环的重力合力大于圆环的重力D笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
17、笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电ABC4(对电荷守恒定律的理解对电荷守恒定律的理解)有两个完全相同的带电金属有两个完全相同的带电金属小球小球A、B，分别带有电荷量，分别带有电荷量为为QA 6.4109 C、QB 3.2 109 C，让两个绝缘金，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少电子如何转移，转移了多少个电子？个电子？AB3.2 109 C中和中和A带带3.2109 C，B不带电不带电AB1.6 109 C平分平分电子由球电子由球B转移到球转移到球AQ=3.2109 1.6109 4.8109 C再见再见