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1、第第1节节 电荷电荷第第九九章章 静电场及其应用静电场及其应用学习目标学习目标1 1、知道自然界存在两种电荷，知道电荷量的概念及其国际单位。、知道自然界存在两种电荷，知道电荷量的概念及其国际单位。2 2、理解电荷守恒定律，知道元电荷、比荷的概念，了解微观世界、理解电荷守恒定律，知道元电荷、比荷的概念，了解微观世界的量子化特征。的量子化特征。3 3、从物质微观结构理论探究物体带电原因，应用电荷间相互作用、从物质微观结构理论探究物体带电原因，应用电荷间相互作用规律分析静电感应现象。规律分析静电感应现象。4 4、观察摩擦起电和感应起电实验现象，学会记录正确的实验结果。、观察摩擦起电和感应起电实验现象
2、，学会记录正确的实验结果。5 5、学习使用验电器和静电计检验是否带电。、学习使用验电器和静电计检验是否带电。摩摩擦擦可可以以使使物物体体带带电电。摩摩擦擦过过的的琥琥珀珀能能够够吸吸引引羽羽毛毛。为为什什么么有有的的物物体体容容易易带带电电，而而有有的的物物体体很难带电呢？很难带电呢？思考与讨论思考与讨论温故而知新温故而知新摩擦可以使物体带电，什么是带电呢？摩擦可以使物体带电，什么是带电呢？物体有了物体有了吸引轻小物体的性质吸引轻小物体的性质，就说带了电，或者说带了电荷。，就说带了电，或者说带了电荷。自然界中有几种电荷呢？自然界中有几种电荷呢？用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫用丝绸摩擦过的玻璃
3、棒所带的电荷叫正电荷正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷负电荷。同种电荷同种电荷 。异种电荷异种电荷 。相互排斥相互排斥相互吸引相互吸引一、电荷一、电荷公元前公元前600年年公元公元1世纪世纪16世纪世纪20世纪世纪希腊学者泰勒斯希腊学者泰勒斯摩擦过的琥珀可摩擦过的琥珀可以吸引轻小物体以吸引轻小物体我国学者王充我国学者王充论衡论衡“顿牟掇芥顿牟掇芥”玳瑁壳吸引轻小物体玳瑁壳吸引轻小物体英国科学家吉尔伯特英国科学家吉尔伯特创造了英文中的创造了英文中的“electricity”（电）（电）物理学揭示了原物理学揭示了原子内部结构子内部结构对电的本质有了对电的
4、本质有了深入的认识深入的认识1、电荷的发现、电荷的发现一、电荷一、电荷 风筝实验风筝实验美美国国科科学学家家富富兰兰克克林林通通过过实实验验发发现现，雷雷电电的的性性质质与与摩摩擦擦产产生生的的电电的的性性质质完完全全相相同同，并并命名了命名了正电荷正电荷和和负电荷负电荷。一、电荷一、电荷2、电荷的种类、电荷的种类正电荷：正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。负电荷：负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。同种电荷同种电荷 。异种电荷异种电荷 。相互排斥相互排斥相互吸引相互吸引一、电荷一、电荷2、电荷的种类、电荷的种类一、电荷一
5、、电荷2、电荷的种类、电荷的种类正电荷：正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。负电荷：负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。同种电荷同种电荷 。异种电荷异种电荷 。相互排斥相互排斥相互吸引相互吸引自然界中有第三种电荷吗？自然界中有第三种电荷吗？人们没有发现对这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。人们没有发现对这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。自然界的电荷只有两种。自然界的电荷只有两种。一、电荷一、电荷3、电荷量、电荷量电荷的多少电荷的多少叫电荷量，用叫电荷量，用Q或或q表示。表示。国际单位：国际单位：库仑库仑，简称，简称库库，符号是，
6、符号是C。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。注意：注意：正负不表示大小，正负不表示大小，只表示电性只表示电性。1881年年第第1届届国国际际电电学学大大会会确确定定库库仑仑（C）为为电电荷荷量量的的国国际际单单位，定义为位，定义为1A恒定电流在恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为时间间隔内所传送的电荷量为1C。一、电荷一、电荷4、摩擦起电、摩擦起电摩擦可以使物体带电，那摩擦起电的原因是什么？摩擦可以使物体带电，那摩擦起电的原因是什么？物体是由大量分子或原子组成的。物体是由大量分子或原子组成的。原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子
7、中子中子（正电）（正电）（不带电）（不带电）（电中性）（电中性）（负电）（负电）（正电）（正电）一、电荷一、电荷4、摩擦起电、摩擦起电 原原子子内内部部的的质质子子和和中中子子被被紧紧密密地地束束缚缚在在一一起起构构成成原原子子核核，原原子子核核的的结结构构一一般般是是很很稳稳定定的的。通通常常离离原原子子核核较较远远的的电电子子受受到的束缚较弱，容易受到外界的作用而脱离原子。到的束缚较弱，容易受到外界的作用而脱离原子。不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同。不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同。一、电荷一、电荷4、摩擦起电、摩擦起电 当当两两种种物物质质组组成成的的物物体体互互相相摩摩擦擦
8、时时，一一些些受受束束缚缚较较弱弱的的电电子子会会转转移移到到另另外外一一个个物物体体上上。于于是是，原原来来电电中中性性的的物物体体由由于于得得到到电电子子而而带负电，失去电子的物体则带正电。这就是摩擦起电的原因。带负电，失去电子的物体则带正电。这就是摩擦起电的原因。+-+-+-一、电荷一、电荷4、摩擦起电、摩擦起电 实质：实质：电荷的电荷的转移转移（电子从一个物体转移到另外一个物体上）。（电子从一个物体转移到另外一个物体上）。原因：原因：不同物质的原子核不同物质的原子核束缚核外电子的能力束缚核外电子的能力不同。不同。结果：结果：两个相互摩擦的物体一定带上两个相互摩擦的物体一定带上等量异种等
9、量异种电荷。电荷。二、静电感应二、静电感应摩摩擦擦可可以以使使物物体体带带电电，那那么么，还还有有其其他他方方法法可可以以使使物物体体带带电电吗吗？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，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的（图的（图 9.1-3）。）。手握绝缘棒，把带正电荷的带电体手握绝缘棒，把带正电荷的带电体 C 移近导体移近导体 A，金属箔有什么变化？，金属箔有什么变化？这时手持绝缘柱把导体这时手持绝缘柱把导体A和和B分开，然后移开分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？金属箔又有什么变化
10、？再让导体再让导体 A 和和 B 接触，又会看到什么现象？接触，又会看到什么现象？利用金属的微观结构模型，解释看到的现象。利用金属的微观结构模型，解释看到的现象。观察静电感应现象观察静电感应现象二、静电感应二、静电感应自自由由电电子子：金金属属中中原原子子的的外外层层电电子子往往往往会会脱脱离离原原子子核核的的束束缚缚而而在在金金属属中中自自由由运运动动，这种电子叫作自由电子。这种电子叫作自由电子。正正离离子子：失失去去自自由由电电子子的的原原子子便便成成为为带带正正电电的的离离子子。它它们们在在金金属属内内部部排排列列起起来来，每每个个正正离离子子都都在在自自己己的的平平衡衡位位置置附附近近
11、振振动动而而不不移移动动，只只有有自自由由电电子子穿穿梭梭其其中中，这这就就使使金属成为导体。金属成为导体。绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。二、静电感应二、静电感应 当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或趋向或远离远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫作象叫作静电感应静电感应。利用静电感应使金属导体带利用静电感应使金属导体带电的
12、过程叫作电的过程叫作感应起电感应起电。近异远同近异远同实实质质：感感应应起起电电并并没没有有产产生生新新的的电电荷荷，而而是是在在带带电电体体的的作作用用下下，导导体上的电荷（电子）从导体的一部分体上的电荷（电子）从导体的一部分转移转移到了另一部分。到了另一部分。做一做做一做二、静电感应二、静电感应把带电体与电中性导体接触，使电中性导体带电的过程，叫作把带电体与电中性导体接触，使电中性导体带电的过程，叫作接触起电接触起电。接触起电：接触起电：完全相同的两个导体在接触起电时电量是如何分配的？完全相同的两个导体在接触起电时电量是如何分配的？接触后接触后,再再分开分开接触后接触后,再再分开分开同种电
13、荷：同种电荷：等量平分等量平分异异种种电电荷荷：先先中中和和，再等量平分再等量平分实质：实质：电荷（电子）从一个导体电荷（电子）从一个导体转移转移到另外一个导体。到另外一个导体。二、静电感应二、静电感应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产生产生条件条件一般是两个不同的一般是两个不同的绝缘体摩擦时绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体靠近带电体时导体与带电导体接导体与带电导体接触触现象现象两个物体分别带上两个物体分别带上等量异种电荷等量异种电荷导体两端出现等量异导体两端出现等量异种电荷，且电性与原种电荷，且电性与原带电体带电体“近异远同近异远同”导体上带上与带电导体上带上
14、与带电体相同电性的电荷体相同电性的电荷原因原因原子核对电子束缚原子核对电子束缚力弱的物体失去电力弱的物体失去电子，强的得到电子子，强的得到电子导体中的自由电子在导体中的自由电子在电荷间力的作用下，电荷间力的作用下，从物体的一部分转移从物体的一部分转移到另一部分到另一部分在电荷间力的作用在电荷间力的作用下，自由电子从一下，自由电子从一个物体转移到另一个物体转移到另一个物体个物体实质实质都是电子在物体之间或物体内部的转移都是电子在物体之间或物体内部的转移三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律 大量实验事实表明，大量实验事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物
15、体转移到另外一个物体，或者从物体的一部分转移到另从一个物体转移到另外一个物体，或者从物体的一部分转移到另外一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变。外一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫这个结论叫作电荷守恒定律。作电荷守恒定律。三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生和湮没。近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生和湮没。高能光子产生正电子和负电子 一对正、负电子同时湮没 三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律 大量实验事实表明，大量实验事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另
16、外一个物体，或者从物体的一部分转移到另从一个物体转移到另外一个物体，或者从物体的一部分转移到另外一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变。外一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫这个结论叫作电荷守恒定律。作电荷守恒定律。电荷守恒定律更普遍的表述是：电荷守恒定律更普遍的表述是：一个与外界没有电荷交换的一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。系统，电荷的代数和保持不变。它是自然界重要的基本规律之一。它是自然界重要的基本规律之一。思考与讨论思考与讨论1 1、电中性的物体中有没有电荷？、电中性的物体中有没有电荷？有电荷，有电荷，正电荷和负电荷数量一样多。正电荷和负电荷数量
17、一样多。不是，正不是，正、负电荷的代数和为负电荷的代数和为0。总量是指正总量是指正、负电荷代数和负电荷代数和。2 2、所谓的、所谓的“电荷中和电荷中和”是不是正、负电荷一起消失了？是不是正、负电荷一起消失了？3 3、对于、对于“电荷的总量保持不变电荷的总量保持不变”中的中的“电荷总量电荷总量”怎么理解？怎么理解？四、元电荷四、元电荷1、元电荷：、元电荷：最小的电荷量最小的电荷量，用，用e表示，表示，。2、所有带电体的电荷量都是、所有带电体的电荷量都是e的的整数倍整数倍。电荷量是不能连。电荷量是不能连续变化的物理量。续变化的物理量。一个质子、正电子或电子所带的电荷量等于元电荷，一个质子、正电子或
18、电子所带的电荷量等于元电荷，元电荷元电荷e的数值最早是由美国科学家的数值最早是由美国科学家密立根密立根测定的。测定的。3、比荷：电子的电荷量、比荷：电子的电荷量e与电子的质量与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。之比，叫作电子的比荷。巩固训练巩固训练1、关于元电荷，下列说法中正确的是（、关于元电荷，下列说法中正确的是（）A元电荷就是电荷量最小的电荷元电荷就是电荷量最小的电荷 B元电荷就是电子元电荷就是电子C元电荷是最小的电荷量元电荷是最小的电荷量 D元电荷就是质子元电荷就是质子C巩固训练巩固训练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，间都是
19、相互吸引的，如果如果A带正电，则带正电，则（）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，而另一个不带电球中必有一个带负电，而另一个不带电DB、C球都不带电球都不带电C巩固训练巩固训练3、如图所示，当将带正电荷的球、如图所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形移近不带电的枕形金属导体时，枕形 导体上电荷的移动情况是（导体上电荷的移动情况是（）A枕形金属导体上的正电荷向枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动端移动，负电荷不移动B枕形金属导体中的负电荷向枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动端移动，正电荷不移动C
20、枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和端和A端移动端移动D枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和端和B端移动端移动B巩固训练巩固训练4、如图、如图A、B是两个不带电的相同金属球，它们靠近带正电荷金属球是两个不带电的相同金属球，它们靠近带正电荷金属球C。在下列情况中，判断在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：两球的带电情况：（1）A、B接触后分开，再移去接触后分开，再移去C，则，则A ，B ；（2）A、B接触，先移去接触，先移去C后，再把后，再把AB分开，则分开，则A ，B ；（3）A、B接触，用手指瞬间接触接触，用手指瞬间接触B后再移去后再移去C，则，则A ，B 。正电正电负电负电不带电不带电不带电不带电负电负电负电负电课堂小结课堂小结一、电荷一、电荷1 1、电荷的发现、电荷的发现1 1、静电感应、静电感应2 2、电荷的种类、电荷的种类2 2、接触起电、接触起电二、静电感应二、静电感应3 3、电荷量、电荷量4 4、摩擦起电、摩擦起电三、电荷守恒定律三、电荷守恒定律四、元电荷四、元电荷1、元电荷：、元电荷：最小的电荷量最小的电荷量。2、所有带电体的电荷量都是、所有带电体的电荷量都是e的的整数倍整数倍。3、比荷、比荷