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1、理科电荷及其守恒定律第1页，本讲稿共56页第一章：静电场第一章：静电场第2页，本讲稿共56页1.1 电荷及其守恒定律第3页，本讲稿共56页自然界有哪几种电荷？自然界有哪几种电荷？它们之间的相互作用如何？它们之间的相互作用如何？第4页，本讲稿共56页一、电荷一、电荷1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（1）正电荷：）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（2）负电荷：）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷+_（富兰克林命名）富兰克林命名）第5页，本讲稿共56页 Benjamin FranklinBenjamin Franklin美国科学
2、家本杰明美国科学家本杰明富兰克林富兰克林出生日期：出生日期：17061706年年1 1月月1717日日去世日期：去世日期：17901790年年4 4月月1717日日 资本主义精神最完美的代表，十八世纪美国最伟大的资本主义精神最完美的代表，十八世纪美国最伟大的科学家，著名的政治家和文学家。他一生最真实的写照科学家，著名的政治家和文学家。他一生最真实的写照是他自己所说过的一句话是他自己所说过的一句话“诚实和勤勉，应该成为你永久的伴侣。”第6页，本讲稿共56页第7页，本讲稿共56页第8页，本讲稿共56页第9页，本讲稿共56页一、电荷一、电荷1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）富
3、兰克林命名）（1）正电荷：）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（2）负电荷：）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2、相互作用：、相互作用：同种电荷相互排斥，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。异种电荷相互吸引。+_第10页，本讲稿共56页验电器验电器 静电计静电计金属杆金属杆金属箔金属箔金属外壳金属外壳指针指针刻度刻度验电器和静电计验电器和静电计第11页，本讲稿共56页金属球金属球金属杆金属杆箔片箔片箔片第12页，本讲稿共56页金属球金属球金属杆金属杆箔片箔片箔片第13页，本讲稿共56页 验电器的原理是什么？第14页，本讲稿共56页3
4、 3、如何表示电荷的多少？单位是什么？、如何表示电荷的多少？单位是什么？4、元电荷是什么？数值是多少？元电荷是什么？数值是多少？最早是由哪位物理学家测定的？最早是由哪位物理学家测定的？最小的电荷量最小的电荷量.美国科学家密立根美国科学家密立根电荷量电荷量 单位：库仑（单位：库仑（C C）第15页，本讲稿共56页一个电子就是一个元电荷吗？一个电子就是一个元电荷吗？电子的电荷量与其质量的比值电子的电荷量与其质量的比值 什么是电子的比荷？电子的比荷是多什么是电子的比荷？电子的比荷是多少？少？不是不是第16页，本讲稿共56页一般情况下物体不带电，用怎样一般情况下物体不带电，用怎样的方法可以使物体带电？
5、的方法可以使物体带电？摩擦的方法摩擦的方法第17页，本讲稿共56页琥珀第18页，本讲稿共56页第19页，本讲稿共56页原子的构成原子的构成 原子原子（正电）（正电）（不带电）（不带电）（中性）（中性）（负电）（负电）（正电）（正电）原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子1 1、摩擦起电摩擦起电第20页，本讲稿共56页例如：丝绸与玻璃棒摩擦例如：丝绸与玻璃棒摩擦 玻璃棒玻璃棒 失去电子失去电子 带正电带正电丝绸丝绸 得到电子得到电子 带负电带负电得到电子带负电，失去电子带正电规律：规律：第22页，本讲稿共56页摩擦起电的实质：摩擦起电的实质：电子的转移电子的转移第23页，本讲稿共56页 玻
6、璃无论与什么物质摩擦都带正电吗？不一定，玻璃棒与毛皮摩擦后带负电第24页，本讲稿共56页 C C带正电，移近导体带正电，移近导体A A，金属箔有什么变化？，金属箔有什么变化？把把A A、B B分开，然后移去分开，然后移去C,C,金属箔又有何变化？金属箔又有何变化？再让再让A A和和B B接触，又会看到什么现象？接触，又会看到什么现象？+第25页，本讲稿共56页第26页，本讲稿共56页感应起电感应起电+AB如先移开带电球，再分开如先移开带电球，再分开AB，A、B还能带电吗？还能带电吗？AB重新接触后，导体不带电重新接触后，导体不带电了，说明了，说明A、B分开后带分开后带等量等量异种异种电荷电荷.
7、重新接触后等量异种重新接触后等量异种电荷发生电荷发生中和中和.+1-1 电荷及其守恒定律第27页，本讲稿共56页1-1 电荷及其守恒定律第28页，本讲稿共56页2 2、感应起电感应起电规规 律：律：静电感应：静电感应：带电体靠近不带电的导体，带电体靠近不带电的导体，使导体带电的现象。使导体带电的现象。近端感应异种电荷，近端感应异种电荷，远端感应同种电荷远端感应同种电荷 第29页，本讲稿共56页3 3、接触起电、接触起电通过与带电体通过与带电体直接接触直接接触，电子从一个物，电子从一个物体转移到另一个物体上，从而使不带电的物体转移到另一个物体上，从而使不带电的物体带上同种电荷的过程。体带上同种电
8、荷的过程。第30页，本讲稿共56页接触后接触后再分开再分开+Q+Q+Q 规律：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接触后接触后再分开再分开+Q+Q-3Q-3Q-Q-Q-Q-Q 第31页，本讲稿共56页接触起电的实质：接触起电的实质：电子的转移电子的转移第32页，本讲稿共56页 是否只有当带电体与导体棒的上端直接触时金属箔片才开始张开？第33页，本讲稿共56页验电器验电器的感应起电的感应起电电荷在验电器的不同电荷在验电器的不同部分间转移，使金属部分间转移，使金属小球和箔片都带上了小球和箔片都带上了等量异号等量异号电荷，使电荷，使箔片张开箔片张开 。1-1 电荷及
9、其守恒定律第34页，本讲稿共56页三种起电方式三种起电方式实质：电子的转移实质：电子的转移摩擦起电、接触起电、感应起电摩擦起电、接触起电、感应起电第35页，本讲稿共56页 电荷既不能创造电荷既不能创造,也不能消灭也不能消灭,只能从一个物只能从一个物体转移到另一个物体体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移或者从物体的一部分转移到另一部分到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不在转移的过程中，电荷的总量保持不变变.四、电荷守恒定律四、电荷守恒定律表述一：表述一：表述二：表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变的代数和保持不变.第36页，本
10、讲稿共56页金属导电的原因金属导电的原因简化的物理简化的物理模型模型绝缘体不存在这种自由电子绝缘体不存在这种自由电子在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做属中自由活动，这种电子叫做自由电子自由电子。失去这种电子的原子。失去这种电子的原子便成为带正电的便成为带正电的离子离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。移动，只有自由电子穿梭其中。这就使金属成为导体这就使金属成为导体.1-1 电荷及其守恒定律第37页，本讲稿共56页1.1.关于元电荷的理
11、解，下列说法正关于元电荷的理解，下列说法正确的是确的是()()A A元电荷就是电子元电荷就是电子B B元电荷是表示跟一个电子所带元电荷是表示跟一个电子所带 电荷量数值相等的电荷量电荷量数值相等的电荷量C C元电荷就是质子元电荷就是质子DD物体所带电荷量只能是元电荷物体所带电荷量只能是元电荷 的整数倍的整数倍BD 第38页，本讲稿共56页2.关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是法中正确的是 ()A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电摩擦起电现象说明机械能可以转化为电 能，也说明通过做功可以创造出电荷能，也说明通过做功可以创造出电荷 B.摩擦起电说明
12、电荷可以从一个物体转移摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移 到另一个物体到另一个物体 C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分感应起电说明电荷可以从物体的一部分 转移到另一个部分转移到另一个部分 D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转感应起电说明电荷可以从带电的物体转 移到原来不带电的物体移到原来不带电的物体 BC第39页，本讲稿共56页3把两个完全相同的金属球把两个完全相同的金属球A和和B接接触一下，再分开一段距离，发现两触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则球之间相互排斥，则A、B两球原来两球原来的带电情况可能是（）的带电情况可能是（）A带有等量异种电荷带有等量异种电荷 B带有等量同
13、种电荷带有等量同种电荷 C带有不等量异种电荷带有不等量异种电荷 D一个带电，另一个不带电一个带电，另一个不带电 BCD第40页，本讲稿共56页4 4、有有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和 B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互吸引间都是相互吸引 的，如果的，如果A A带正电，则（带正电，则（）A AB B、C C球均带负电球均带负电 B BB B球带负电，球带负电，C C球带正电球带正电 C CB B、C C球中必有一个带负电，球中必有一个带负电，而另一个不带电而另一个不带电 D DB B、C C球都不带电球都不带电 C第41页，本讲稿共56页课堂训练
14、4 4、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，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第42页，本讲稿共56页5 5、有、有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互吸引的，间都是相互吸引的，如果如果A A带正电，则带正电，则 （）A A B B、C C球均带负电球均带负电 B B B B球带负电，球带负电，C C球带正
15、电球带正电C C B B、C 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 D D B B、C C球都不带电球都不带电6 6、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、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球a a（图（图1 1），然后用手指瞬间接触一下金属杆），然后用手指瞬间接触一下金属杆c c后拿开橡胶棒，后拿开橡胶棒，这时验电器小球这时验电器小球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均带正电均带正电D D
16、a a、b b均带负电均带负电E Ea a、b b均不带电均不带电课堂练习课堂练习C CC C第43页，本讲稿共56页 1.在我国北方天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸在我国北方天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电击一下金属门把手时，常常会被电击一下.这是为什么？这是为什么？在天气干燥季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和在天气干燥季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体都带了等量、异号的电荷，接着用手去摸金属身体都带了等量、异号的电荷，接着用手去摸金属门把手，身体放电，于是产生电击的感觉门把手，身体放电，于是产生电击的感觉.1-1 电荷及其守恒定律第44页，本讲稿共56页 2.在
17、书本图在书本图1.1-1所示的实验中，最终使所示的实验中，最终使 A 带上了带上了-10-8C 的电荷的电荷.实验过程中，是电子由实验过程中，是电子由 A 转移到转移到B，还是，还是由由 B 转移到转移到 A？A、B 得到或失去的电子数各是多少？得到或失去的电子数各是多少？+AB电子由电子由 B 转移到转移到 A A得到得到10-8C的电子、电子数为的电子、电子数为B 失去的电子数与失去的电子数与 A 得到的电子数相等得到的电子数相等1-1 电荷及其守恒定律第45页，本讲稿共56页问题与练习问题与练习1.在我国北方天气干燥的季节在我国北方天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸脱掉外衣后再去摸金属门把
18、手时金属门把手时,常常会被电击一下常常会被电击一下.这是为什么这是为什么?第46页，本讲稿共56页2.在图在图1.1-2所示的实验中所示的实验中,最终最终A带上了带上了-10-8C的电荷实验中，是电子由的电荷实验中，是电子由A转移到转移到B还是由还是由B转移到转移到A？得到或失去的电子数各是多少？得到或失去的电子数各是多少？第47页，本讲稿共56页3.有三个完全一样的绝缘金属球，有三个完全一样的绝缘金属球，A带的电荷量带的电荷量为为q，B,C均不带电现要使球的电荷量为均不带电现要使球的电荷量为3q/8，应该怎么办？，应该怎么办？第48页，本讲稿共56页放在一起的放在一起的等量异种等量异种电荷电
19、荷完全抵消完全抵消的现象的现象A AB Bq qA A=-1.010=-1.010-10-10C Cq qB B=+4.010=+4.010-10-10C C例例:求求A A、B B两金属球完全相同，带电量如图，将他们接触两金属球完全相同，带电量如图，将他们接触后放回原位，求接触后后放回原位，求接触后A A、B B两球的带电量？两球的带电量？电子向哪边转移电子向哪边转移,转动了多少转动了多少?Q QQ QA AB B电荷的中和：电荷的中和：中和是不是电荷消失中和是不是电荷消失?电荷平分电荷平分电荷平分电荷平分第49页，本讲稿共56页5有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA6
20、.4109C，QB3.2109C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，试分析电子如何转移并求出转移了多少？第50页，本讲稿共56页第51页，本讲稿共56页例：两个完全一样的金属小球例：两个完全一样的金属小球A、B，其中，其中A带电为带电为Q，B不带电，将不带电，将A与与B接触后再分开，则接触后再分开，则A、B球球的带电情况怎样？的带电情况怎样？第52页，本讲稿共56页接触带电电荷分配原则接触带电电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体的带电导体,接触后再分开接触后再分
21、开,二者将原来所带二者将原来所带电量的总和平均分配电量的总和平均分配 两个带有异种电荷的导体，接触后先发生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；如果两带电体完全相行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配同，则剩下的电荷平均分配第53页，本讲稿共56页例例1：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结论：
22、摩擦起电实质是电子从一个物体转移转移到另一个物体到另一个物体上。上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电第54页，本讲稿共56页例例2 2：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第55页，本讲稿共56页【例例】如如图图所示，不所示，不带电带电的枕形的枕形导导体的体的A、B两两端各端各贴贴有一有一对对金箔。当枕形金箔。当枕形导导体的体的A端靠近一端靠近一带电导带电导体体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端金箔仍张开，端金箔仍张开，B端金箔闭合端金箔闭合 C用手触摸枕形导体后，将手和用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，都移走，两对金箔均张开两对金箔均张开 D选项选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项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中两对金箔带同种电荷BCD第56页，本讲稿共56页