梅 1節(jié) 電荷及其守恒定律2

1.1電荷及其守恒定律新課標高中物理選修3－1第一章靜電場初中學過自然界有幾種電荷，它們間的相互作用如何？電荷的多少用什么表示？

一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內(nèi)是否存在電荷？如何使物體帶電？摩擦起電的實質(zhì)是什么？

自然界只存在兩種電荷，同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引.電荷的多少是用電荷量來表示。不帶電的物體內(nèi)存在電荷，且存在等量正、負電荷，在物體內(nèi)中和，對外不顯電性。用摩擦的方法可以使物體帶電，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電。

一個物體失去一些電子而帶正電，另一個物體得到這些電子而帶負電。

一、電荷1、自然界中有兩種電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。+_(3)帶電體的基本性質(zhì)：吸引輕小物體。

1.摩擦起電：相互摩擦的物體帶等量異種電荷摩擦起電的原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同．實質(zhì)：相互作用的物體間電子的轉(zhuǎn)移．結果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷二、三種起電方式金屬導電機理：金屬內(nèi)有自由移動的電子自由電子正離子在自己的平衡位置附近振動而不移動。＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋靜電感應近異遠同2、感應起電（2）感應起電：利用靜電感應使物體帶電，叫做感應起電．

規(guī)律：近端感應異種電荷，遠端感應同種電荷（1）靜電感應：把電荷移近不帶電的導體，可以使導體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應．3、接觸帶電接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開+Q-3Q-Q-Q電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體兩個完全相同的帶電導體,接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配ＱＱ1.三種起電方法三、電荷守恒定律：２.起電的本質(zhì)無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷.表述一：電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變.表述二：一個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。電荷守恒定律：特別提醒：當兩個帶異種電荷的導體接觸時，會發(fā)生電荷的中和現(xiàn)象，中和的電荷是不是消失了？答案：不是．所謂“中和”是指兩個帶等量異種電荷的物體相互接觸時，由于正負電荷間的吸引作用，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，最后都達到中性狀態(tài)的一個過程.１、電荷的多少叫做電荷量．符號：Q或q單位：庫侖（C）正電荷的電量為正值，負電荷的電量為負值。３、比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量m的比值為４、密立根油滴實驗最早測定元電荷數(shù)值２、元電荷：電子所帶的電荷量，用e表示.元電荷量e的值：e=1.60×10-19C

所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。元電荷并非是一種電荷，而是最小電荷量值．它也是電荷量的最小單位．四、元電荷有人說質(zhì)子或電子是元電荷，對嗎？質(zhì)子和電子的比荷相同嗎？答案：不是．元電荷是最小的帶電單位，不是帶電粒子，沒有電性之說．質(zhì)子、電子的電荷量相同，但質(zhì)子質(zhì)量遠大于電子，所以電子的比荷大于質(zhì)子的比荷．誤區(qū)1：相互吸引的一定是帶異種電荷的物體．點撥：除了帶異種電荷的物體相互吸引之外，帶電體有吸引輕小物體的特性，這里的“輕小物體”可能不帶電．

誤區(qū)2：兩個帶電體相互接觸后電荷量平分．點撥：并不是所有情況下接觸后電荷量都能夠進行平分，電荷量平分只能在一種情況下滿足，那就是兩個相互接觸的物體必須是兩個完全相同的球體．【例一】掛在絕緣細線下的兩輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用靠近或遠離，如圖所示，則：（）

A甲圖中兩球一定帶異種電荷；

B

甲圖中至少有一個帶電；

C乙圖中兩球一定帶同種電荷；

D乙圖中兩球可能只有一個帶電。甲乙BC靜電計(指針式驗電器)驗電器靜電計中金屬桿下部的水平軸上裝有金屬指針，指針可以繞水平軸靈活轉(zhuǎn)動，外面圓筒的底部有接線柱。而在驗電器中金屬桿的下部懸掛著兩片金箔。靜電計的外殼一定是金屬的，金屬外殼與內(nèi)部的金屬桿及金屬指針構成了一個特殊的電容器，它在靜電計工作時起著重要的作用。而驗電器外殼的主要作用是為了避免氣流的影響，它一般是用玻璃制作的。驗電器與靜電計在結構上的不同+++++++----++驗電器思考:是否只有當帶電體與導體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象.驗電器的主要作用有：（1）檢驗導體是否帶電。（2）檢驗導體所帶電性。驗電器與靜電計在作用上的不同靜電計也稱作指針式驗電器，這說明它完全具備驗電器的各種作用。由于靜電計的特殊結構，使得它又具備驗電器不能替代的某些作用。（1）定量測量兩導體間的電勢差。（2）定量測量某導體的電勢。小結1、自然界存在兩者電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷

（2）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷2、使物體帶電的方式帶電方式(1)摩擦起電(2)感應起電-近異遠同

(3)接觸起電3、電荷守恒定律：一個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。1、使一個物體帶電的方式有三種，它們是

、

和

，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個結論也被稱之為

定律。2、將不帶電的導體A和帶有負電荷的導體B接觸后，在導體A中的質(zhì)子數(shù)（）

A．增加B．減少

C．不變D．先增加后減少3、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量為______；一個電子的電量為_____，一個質(zhì)子的電量為______；任何帶電粒子，所帶電量或者等于電子或質(zhì)子的電量，或者是它們電量的______．最早測出元電荷的數(shù)值的是美國物理學家

，這位科學家還測出了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的

。4、科學家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關于元電荷，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、電子帶有最小的負電荷，其電量的絕對值叫元電荷．

D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷．

√

√

√5、把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來的帶電情況可能是（）

A．帶有等量異種電荷

B．帶有等量同種電荷

C．帶有不等量異種電荷

D．一個帶電，另一個不帶電

√

√

√6、有A、B、C三個塑料小球，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球均帶負電

B．B球帶負電，C球帶正電

C．B、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電

D．B、C球都不帶電

√++++++A.導體B帶負電;B.導體B左端出現(xiàn)負電荷,右端出現(xiàn)正電荷,并且電荷量大小相等;C.若A不動,將B沿圖中虛線分開,則左邊的電荷量小于右邊的電荷量;D.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變.

√

√AB7、如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電,則以下說法中正確的是:8、圖7中A、B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球C．在下列情況中，判斷A、B兩球的帶電情況：（1）A、B接觸后分開，再移去C，則A________，B______；（2）A、B接觸，先移去C后，再把AB分開，則A_______，B_______．（3）A、B接觸，用手指瞬間接觸B后再移去C，則A________，B_______；正電負電不帶電不帶電負電負電9、如圖所示，導體棒AB靠近帶正電的導體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷

__________．若手的接觸點改在A端，情況又如何___________。負電荷負電荷AB+Q10、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開橡膠棒，這時驗電器小球A和金箔b的帶電情況是（）

A．a(chǎn)帶正電，b帶負電

B．a(chǎn)帶負電，b帶正電

C．a(chǎn)、b均帶正電

D．a(chǎn)、b均帶負電

E．a(chǎn)、b均不帶電

√abcA導體帶負電荷，B導體帶同樣多的正電荷，將A，B兩導體連在一起，以下說法正確的是 (

)A．兩導體上的正負電荷完全消失了B．A導體上的負電荷全部跑到B導體上去了，而B導體上的正電荷全部跑到A導體上去了C．A導體上的一部分負電荷跑到B導體上，而B導體上的一部分正電荷跑到A導體上，剛好被中和D．以上說法均不正確解析：容易錯選AB.錯選原因為：從電荷的中和結果是彼此不帶電的認識上，誤認為電荷消失了，從而錯選A.這其實違背了電荷守恒定律．沒有考慮到只有自由電荷才可以定向移動，從而錯選B.導體中只有自由電子可以自由移動．正確選項為D.A，B兩個導體帶有等量的異種電荷，把它們連在一起，發(fā)生了電中和現(xiàn)象．其實質(zhì)是A導體上的多余電子(負電荷)全部跑到B導體上，與B導體上等量的正電荷中和了．答案：D點評：(1)等量異種電荷的中和是正、負電荷完全相互抵消，即凈電荷為零．正、負電荷本身依然存在，并不是正、負電荷分別消失．電荷既不能創(chuàng)造，也不能消失．可見電荷的中和是“凈電荷”的減少或消失．(2)在導體中，只有能自由移動的電荷才能發(fā)生移動．(如金屬導體中能移動的是帶負電的電子)自己練習1.關于電荷量的下列說法中哪些是錯誤的(

)A．物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)B．物體所帶的電荷量只能是某些值C．物體帶正電荷1.6×10－9C，這是因為失去了1.0×1010個電子D．物體帶電荷量的最小值是1.6×10－19C答案：A解析：任何帶電體的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍，而不是任意值．物體帶電荷量的最小值應為元電荷量的1倍，是e＝1.6×10－19C物體帶正電是因為失去電子，失電子的個數(shù)為n＝Q/e故選項A符合題意.給你一個帶正電荷的金屬球A，和兩個不帶電的金屬球B、C，你有哪些辦法可以讓B帶負電，有哪些辦法可以讓B帶正電？解析：使B球帶負電的方法有：方法一：先使B與C靠在一起，讓A靠近B，然后分開B、C再移走A，B就帶負電．方法二：讓A靠近B，用手接觸一下B球，把手拿開后，B就帶負電．方法三：讓A靠近B，用一根導線把B與大地連接后，撤去導線，移去A，則B帶負電．使B球帶正電的方法有：方法一：讓A與B接觸后再分開，則B帶正電荷．方法二：先使B與C靠在一起，讓A靠近C，然后分開B、C，再移走A，則B帶正電．點評：使物體帶電的方式有摩擦起電、接觸起電和感應起電，摩擦起電一般限于使絕緣體帶電，接觸起電使相互接觸的兩個導體只能帶同種電荷，而感應起電則可根據(jù)需要使導體帶各種電荷，且不改變感電荷的電荷量．(2009·惠陽高二檢測)使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開．下列各圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是(

)答案：B用綢布摩擦有機玻璃棒后，將玻璃棒靠近懸吊著的用錫紙揉成的小紙團時，原本不帶電的錫紙團會被吸引，然后又被彈開，試解釋這個現(xiàn)象．解析：綢