電荷及其守恒定律課件

1.1電荷及其守恒定律新課標(biāo)高中物理選修3－1第一章靜電場(chǎng)電荷亦稱電，是實(shí)物的一種性質(zhì)．人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)最初來(lái)自摩擦起電現(xiàn)象和自然界的雷電現(xiàn)象．例如，在公元3世紀(jì)，我國(guó)晉朝張華的《博物志》中就有記載：“今人梳頭，解著衣，有隨梳解結(jié)，有光者，亦有咤聲．”這是世界上關(guān)于摩擦起電引起閃光和噼啪之聲的較早記載．古人發(fā)現(xiàn)，用毛皮摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛、頭發(fā)等輕小物體．隨后人們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，摩擦后能夠吸引輕小物體的現(xiàn)象并不是琥珀所獨(dú)有的，像玻璃棒、火漆棒、硬橡膠棒、硫磺塊或水晶塊等，用毛皮或絲綢摩擦后也能吸引輕小物體．凡是物體有了上述吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說(shuō)它帶了電．一、電荷？自然界中有幾種電荷？它們間的相互作用如何？1.兩種電荷用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電;

用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電.2.兩種電荷間的相互作用

同種電荷相互排斥；

異種電荷相互吸引。一、電荷？一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內(nèi)部是否存在電荷？原子的構(gòu)成原子（中性）原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）（不帶電）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用核力核外電子

離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子使物體帶電的方法：1、摩擦起電實(shí)質(zhì)：電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，得到電子帶負(fù)電，失去電子帶正電。使物體帶電的方法：使物體帶電的方法：2、感應(yīng)起電靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)。

實(shí)質(zhì)：感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程，叫做感應(yīng)起電。

電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分使物體帶電的方法：3、接觸帶電接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開Q3QQQ實(shí)質(zhì)：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體三種帶電方式(1)摩擦起電：正負(fù)電荷的分開和轉(zhuǎn)移(2)感應(yīng)起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分(3)接觸起電：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體起電的本質(zhì)：

無(wú)論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷。是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時(shí)，金屬箔片才開始張開？解釋下面將要看到的現(xiàn)象。二、電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。電荷守恒定律是大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的總結(jié)，適用于迄今所知的一切宏觀過程和微觀過程。質(zhì)子和電子是正負(fù)電荷的基本單元。在各種物理過程中，電子和質(zhì)子總數(shù)不變，只是組合方式或所在位置有所改變，因而電荷守恒是十分自然的。

值得指出的，近代物理學(xué)發(fā)現(xiàn)了大量有關(guān)基本粒子互相轉(zhuǎn)化的事實(shí)。例如正、負(fù)電子e+、e-對(duì)撞湮沒

，產(chǎn)生兩個(gè)γ光子；在這些過程中，出現(xiàn)了電荷的消失或產(chǎn)生，但反應(yīng)物的總電荷等于生成物的總電荷，電荷仍守恒。這意味著電荷守恒具有更深刻的根源。二、電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。

物理學(xué)的基本定律之一

。它指出，對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，不論發(fā)生什么變化

，其中所有電荷的代數(shù)和永遠(yuǎn)保持不變。電荷守恒定律表明，如果某一區(qū)域中的電荷增加或減少了，那么必定有等量的電荷進(jìn)入或離開該區(qū)域；如果在一個(gè)物理過程中產(chǎn)生或消失了某種符號(hào)的電荷，那么必定有等量的異號(hào)電荷同時(shí)產(chǎn)生或消失。二、電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。因此，電荷守恒定律又可表示為：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變的。三、物體帶電量1、電荷量：表示所帶電荷的多少，單位：庫(kù)侖（C）例說(shuō)：電荷有正負(fù)之分，則如：2、元電荷：?jiǎn)栴}：為什么任何帶電體所帶電荷量都是不連續(xù)的？（1）最小的電荷量叫元電荷，用e表示，且：（2）對(duì)元電荷的理解：數(shù)值上等于一個(gè)電子或質(zhì)子所帶電量的絕對(duì)值，但絕不能說(shuō)質(zhì)子和電子是元電荷。元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得到的．盡管質(zhì)子、電子的電荷量的數(shù)值皆為，但它們不叫元電荷，它們電荷量的絕對(duì)值才叫元電荷．比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對(duì)值，絕對(duì)值大的帶電多．盡管電荷量有正負(fù)值（正號(hào)一般省略），要知道這里的“＋”、“－”號(hào)代表電荷的性質(zhì)（種類），與數(shù)學(xué)中的正負(fù)號(hào)的含義不同．一般，正電荷的電量用正值表示，負(fù)電荷的電量用負(fù)值表示．3、電子的比荷：例1：科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時(shí)，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：A、把質(zhì)子或電子叫元電荷．B、1.60×10-19C的電量叫元電荷．C、電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對(duì)值叫元電荷．D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對(duì)值叫元電荷．答案：B、C、D．例2：有A、B、C三個(gè)塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引的，如果A帶正電，則：A．B、C球均帶負(fù)電B．B球帶負(fù)電，C球帶正電C．B、C球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另一個(gè)不帶電D．B、C球都不帶電答案：C六、基本題型分析

1、（關(guān)于感應(yīng)起電的）如圖示，一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一個(gè)金屬球A靠近驗(yàn)電器上的金屬球B時(shí)，驗(yàn)電器中金屬箔片的張角減小，則（）

A.金屬球A可能不帶電

B.金屬球A一定帶正電

C.金屬球A可能帶負(fù)電

D.金屬球A一定帶負(fù)電

2、（關(guān)于電荷守恒的）一帶負(fù)電子的絕緣金屬小球被放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該小球上靜電荷幾乎不存在，這說(shuō)明（）

A.小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了

B.再此現(xiàn)象中，電荷不守恒

C.小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子倒走

D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起，仍遵循電荷守恒定律五、基本題型分析

3、（兩種電荷之間作用）為什么帶電體能夠吸引輕小物體？

4、（感應(yīng)起電）絕緣線上端固定，下端掛一輕質(zhì)小球a；在a近旁放一絕緣金屬球b，開始時(shí)a、b都不帶電，如圖現(xiàn)使b帶電，則（）

A.b將吸引a，吸住后不放開

B.b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開

C.a、b之間不發(fā)生相互作用

D.b立即把a(bǔ)排斥開zxx。k五、基本題型分析

5、（感應(yīng)起電）如圖所示，導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷__________．若手的接觸點(diǎn)改在A端，情況又如何________。負(fù)電負(fù)電五、基本題型分析

6、兩相同帶電體的電荷量分配原則：說(shuō)明：同種電荷相加再平分；異種電荷中和再平分。

把兩個(gè)相同的金屬小球接觸一下再分開一個(gè)很小的距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則這兩個(gè)小球原來(lái)的帶電情況可能是（1）兩球帶等量異種電荷；（2）兩球帶等量同種電荷；（3）兩球原來(lái)帶不等量同種電荷；（4）兩球原來(lái)帶不等量異種電荷（）

A.（1）（2）（3）（4）

B.（1）（2）（3）

C.（2）（3）（4）

D.（1）（3）（4）課堂訓(xùn)練1、如圖所示，導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷

__________．若手的接觸點(diǎn)改在A端，情況又如何___________。負(fù)電荷負(fù)電荷2、絕緣細(xì)線上端固定，下端