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1、电荷电荷及其守恒定律及其守恒定律高中物理选修高中物理选修3 31 1第一章第一章 电场电场1.1 1.1 认识静电认识静电一、电荷一、电荷？自然界中有几种电荷自然界中有几种电荷？它们间的相互作用如何？它们间的相互作用如何？1.两种电荷两种电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电.2.两种电荷间的两种电荷间的相互作用相互作用 同种同种电荷相互电荷相互排斥排斥；异种异种电荷相互电荷相互吸引吸引。一、电荷一、电荷？一般情况下物体不带电，不带电的物体一般情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？内部是否存在电荷？原子的构成原
2、子的构成 原子原子（中性）（中性）原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电正电）（不带电（不带电）原子核为什么稳定？原子核为什么稳定？质子和中子之间有强相互作用质子和中子之间有强相互作用核力核力核外电子核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子作用而脱离原子使物体带电的方法：1、摩擦起电摩擦起电实质：实质：电子电子从一个物体转移到另从一个物体转移到另一个物体上，得到电子带一个物体上，得到电子带负电，失去电子带正电。负电，失去电子带正电。使物体带电的方法：使物体带电的方法：2、感应起电使物体带电的方法：2、感应起电静电感应静电感应：把电荷移
3、近不带电的导体，可以使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。导体带电的现象，叫做静电感应。实质：实质：电荷从物体的一部分电荷从物体的一部分转移转移到另一部分到另一部分感应起电感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过利用静电感应使金属导体带电的过程，叫做感应起电。程，叫做感应起电。规律：规律：近端近端感应异种电荷，感应异种电荷，远端远端感应同种电荷感应同种电荷使物体带电的方法：3、接触带电接触带电接触后接触后再分开再分开+Q+Q接触后接触后再分开再分开Q3QQQ实质：电荷从一个物体实质：电荷从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体三种带电方式三种带电方式 (1)摩擦起电：
4、摩擦起电：正负电荷的分开和转移正负电荷的分开和转移 (2)感应起电：感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分电荷从物体的一部分转移到另一部分 (3)接触起电：接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体起电的本质：无论是哪种起电方式起电的本质：无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开其本质都是将正、负电荷分开,使电使电荷发生转移，并不是创造电荷荷发生转移，并不是创造电荷。二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物电荷既不能创造，也不能消灭，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体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转
5、移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。持不变。因此，电荷守恒定律又可表示为：因此，电荷守恒定律又可表示为：一个与外一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。保持不变的。三、元电荷电荷是实物的一种属性电荷是实物的一种属性 电荷的多少叫电荷量电荷的多少叫电荷量电荷量是指物体带电的多少，常常简称电量电荷量是指物体带电的多少，常常简称电量带电体是指处于带电状态的物体带电体是指处于带电状态的物体电荷量的国际单位是：电荷量的国际单位是：C+12c-13c三、元电荷小小 结结1 1、自然界存在两者电荷、自
6、然界存在两者电荷（1 1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2 2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2 2、使物体带电的方式带电方式、使物体带电的方式带电方式(1)(1)摩擦起电：摩擦起电：电子从一个物体电子从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体(2)(2)接触起电：电荷从一个物体接触起电：电荷从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体(3)(3)感应起电：电荷从物体的一部分感应起电：电荷从物体的一部分转移转移到另一部分到另一部分 3 3、电荷守恒定律：、电荷守恒定律：电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能
7、消灭也不能消灭,它它只能从一个物体转移到另一个物体只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一或从物体的一部分转移到另一部分部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变荷总数保持不变.小小 结结4 4、所有带电体的电量等于电荷量、所有带电体的电量等于电荷量e e或电荷量或电荷量e e的整数倍的整数倍5 5、电荷量、电荷量e e：指电子（或质子）的电荷量，称为元电荷：指电子（或质子）的电荷量，称为元电荷6 6、比荷：带电体的电荷量与其质量的比值、比荷：带电体的电荷量与其质量的比值例例1：科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，：科学家在研究原子、原子核及基本粒
8、子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关为了方便，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：于元电荷，下列论述正确的是：A、把质子或电子叫元电荷、把质子或电子叫元电荷B、1.6010-19C的电量叫元电荷的电量叫元电荷C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷值叫元电荷D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷值叫元电荷答案：答案：B、C、D 例例2：有：有A、B、C三个塑料小球，三个塑料小球，A和和B，B和和C，C和和A间都是相互吸引的，如果间都是相互吸引的，如果A带正电，则带正电，则：
9、AB、C球均带负电球均带负电BB球带负电，球带负电，C球带正电球带正电CB、C球中必有一个带负电，而另一个球中必有一个带负电，而另一个不带电不带电DB、C球都不带电球都不带电答案：C1 1、使一个物体带电的方式有三种，它们是、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、和和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为荷的总量不变，这个结论也被称之为 定律。定律。2 2、将不带
10、电的导体、将不带电的导体A A和带有负电荷的导体和带有负电荷的导体B B接触后，接触后，在导体在导体A A中的质子数中的质子数 （）A A增加增加 B B减少减少 C C不变不变 D D先增加后减少先增加后减少3 3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量为的电量为_ _；一个电子的电量为；一个电子的电量为_ _，一个质，一个质子的电量为子的电量为_ _；任何带电粒子，所带电量或者等；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的于电子或质子的电量，或者是它们电量的_最早最早测出元电荷的数值的是美国物理学家测出元电
11、荷的数值的是美国物理学家 ，这位科学，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的 。4 4、把两个完全相同的金属球、把两个完全相同的金属球A A和和B B接触一下，再分接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A A、B B两球原来的带电情况可能是两球原来的带电情况可能是 （）A A带有等量异种电荷带有等量异种电荷 B B带有等量同种电荷带有等量同种电荷 C C带有不等量异种电荷带有不等量异种电荷 D D一个带电，另一个不带电一个带电，另一个不带电 +A.导体导体B带负电带负电;B.导体导体B左端出现
12、负电荷左端出现负电荷,右端出现正电右端出现正电荷荷,并且电荷量大小相等并且电荷量大小相等;C.若若A不动不动,将将B沿图中虚线分开沿图中虚线分开,则左边则左边的电荷量小于右边的电荷量的电荷量小于右边的电荷量;D.若若A、B接触一下接触一下,A、B金属体所带总金属体所带总电荷量保持不变电荷量保持不变.AB5、如图所示、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架是被绝缘支架分别架起的金属球起的金属球,并相隔一定并相隔一定距离距离,其中其中A带正电带正电,B不不带电带电,则以下说法中正确则以下说法中正确的是的是:6 6、图、图7 7中中A A、B B是两个不带电的相同的金属球，是两个不带电的相同的金属球，它
13、们靠近带正电荷的金球它们靠近带正电荷的金球C C在下列情况中，在下列情况中，判断判断A A、B B两球的带电情况：两球的带电情况：（1 1）A A、B B接触后分开，再移去接触后分开，再移去C C，则则A_A_，B_B_；（2 2）A A、B B接触，先移去接触，先移去C C后，再把后，再把ABAB分开，分开，则则A_A_，B_B_（3 3）A A、B B接触，用手指瞬间接触接触，用手指瞬间接触B B后再移去后再移去C C，则则A_A_，B_B_；正电负电不带电不带电负电负电7 7、如图所示，导体棒、如图所示，导体棒ABAB靠近带正电的导体靠近带正电的导体QQ放置用手接触放置用手接触B B端，
14、移去手指再移去端，移去手指再移去QQ，ABAB带何种电荷带何种电荷 _ _ 若手的接触点若手的接触点改在改在A A端，情况又如何端，情况又如何_ _。负电荷负电荷负电荷负电荷AB+Q8 8、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球电验电器的金属小球a a，然后用手指瞬间接触，然后用手指瞬间接触一下金属杆一下金属杆c c后拿开橡胶棒，这时验电器小球后拿开橡胶棒，这时验电器小球A A和金箔和金箔b b的带电情况是的带电情况是 （）A Aa a带正电，带正电，b b带负电带负电B Ba a带负电，带负电，b b带正电带正电C Ca a、b b均
15、带正电均带正电D Da a、b b均带负电均带负电E Ea a、b b均不带电均不带电 abc+-+验电器思考思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时接触时,金属箔片才开始张开金属箔片才开始张开?解释看到的现象解释看到的现象.作业作业:P5 2,3静电计(指针式验电器)验电器11 11、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触。缘导体球乙，但甲、乙两球不接触。用手用手指摸甲球。指摸甲球。手指移开。手指移开。移开乙球。
16、移开乙球。甲甲球带正电。球带正电。甲球不带电。下列操作过程和甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有（所得结论正确的有（）A.A.B.B.C.C.D.D.静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆筒的针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金箔。挂着两片金箔。静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着
17、重要的作用。而验器，它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，它一般是用玻璃制作的。它一般是用玻璃制作的。验电器与静电计在结构上的不同验电器与静电计在结构上的不同 验电器的主要作用有：验电器的主要作用有：（1）检验导体是否带电。）检验导体是否带电。（2）检验导体所带电性。）检验导体所带电性。验电器与静电计在作用上的不同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，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。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。）定量测量两导体间的电势差。（2）定量测量某导体的电势。）定量测量某导体的电势。