第一章 靜電場(chǎng)11電荷及其守恒定律

第一章靜電場(chǎng)3-11、1電荷及其守恒定律靜電現(xiàn)象一、靜電的發(fā)現(xiàn)1、公元600年左右，希臘人泰勒斯：摩擦過的琥珀吸引輕小物體2、公元一世紀(jì)，漢王充《論衡》：“頓牟掇芥”3、公元十六世紀(jì)，英國(guó)吉爾伯特創(chuàng)造單詞“electricity”—電；“electriccharag”—電荷

4、美國(guó)科學(xué)家富蘭克林：正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒帶有的電荷負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒帶有的電荷回顧一、電荷1、種類2、電量3、相互作用規(guī)律正電荷負(fù)電荷+5C－5C

同種電荷相互排斥

異種電荷相互吸引二、靜電起電的方式1、原子構(gòu)成及物體“帶電”的含義物質(zhì)由原子構(gòu)成，原子由質(zhì)子和電子構(gòu)成；整個(gè)原子對(duì)外界較遠(yuǎn)的位置表現(xiàn)為“電中性”；物體帶負(fù)電：物體的電子數(shù)多，負(fù)電荷多于正電荷物體帶正電：物體的電子數(shù)少，正電荷多于負(fù)電荷傳導(dǎo)起電：用帶電體接觸物體，可以使物體帶電檢驗(yàn)是否帶電的儀器驗(yàn)電器和靜電計(jì)2、摩擦起電物體帶電種類起電微觀機(jī)制玻璃棒絲綢橡膠棒毛皮正電荷負(fù)電荷負(fù)電荷正電荷物質(zhì)對(duì)電子的束縛能力不同；電子在不同物體間轉(zhuǎn)移。常用于絕緣介質(zhì)相互摩擦?xí)r，左側(cè)物質(zhì)帶正電，右側(cè)帶負(fù)電玻璃、云母、毛皮、絲綢、紙、棉布、硫磺、橡膠、硬橡膠3、感應(yīng)起電物體帶電種類起電微觀機(jī)制帶電體發(fā)生感應(yīng)的導(dǎo)體近端與帶電體電荷種類相反；遠(yuǎn)端與帶電體電荷種類相同。導(dǎo)體由自由電子和離子構(gòu)成自由電子在導(dǎo)體內(nèi)可以移動(dòng)利用吸引、排斥判定電子定向運(yùn)動(dòng)

AB一對(duì)枕形金屬導(dǎo)體AB若兩端有金屬箔片，在帶電球靠近枕形導(dǎo)體時(shí)，金屬箔片會(huì)怎樣動(dòng)？思考摩擦起電是否產(chǎn)生了電荷？?jī)蓚€(gè)相互摩擦的物體上帶有的電荷有什么數(shù)量關(guān)系？感應(yīng)起電是否產(chǎn)生了電荷？發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端帶有的電荷有什么數(shù)量關(guān)系？三．電荷守恒定律—自然界重要基本規(guī)律

內(nèi)容一：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，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)移的過程中，電荷的總量不變．內(nèi)容二：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變?cè)颍簝蓚€(gè)電子湮滅-----變成不帶電的光子不帶電的中子衰變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子四、元電荷１．元電荷：電荷量稱為元電荷．

２．元電荷是電荷量的單位，不是指某個(gè)電荷．３．電子和質(zhì)子的電荷量均為e，所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍．４．電荷量e的數(shù)值最早由美國(guó)科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得．微觀粒子一般都用碳原子單位u，1u=1.6605837×10-27Kg。

自由質(zhì)子質(zhì)量Mp=1.007825u≈1.6735777674525×10-27Kg，自由中子質(zhì)量Mn=1.008665u≈1.6749726577605×10-27Kg；電子質(zhì)量Me=Mp/1836=Mn/1840≈9.1031122704375×10-31Kg。

微觀粒子的質(zhì)量及表示——質(zhì)量數(shù)微觀粒子的電荷量及表示——電荷數(shù)思考：下面的離子是帶多少元電荷的電量？帶電量多少C？Na+1SO4-2OH-1

5、所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍．通常用倍數(shù)表示電荷量——電荷數(shù)可能遇到的粒子---氦的原子核氕氚氘α粒子質(zhì)子思考：粒子的電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)是多少？帶電量及質(zhì)量是多少？

β粒子-----電子γ粒子-----光子，不帶電6．比荷：帶電體的電荷量和質(zhì)量的比值，叫做比荷（Q/m）電子的比荷為

電子的比荷也是一個(gè)常用的物理量.不同的微觀粒子的比荷不同，可以用來區(qū)分粒子質(zhì)子的比荷為

思考：氕、氘、氚的比荷之比是多大？第二節(jié)電荷守恒定律練習(xí)知識(shí)回顧電荷種類“帶電”的微觀機(jī)制起電方式適用材料帶正電（負(fù)電）原因摩擦起電傳導(dǎo)起電感應(yīng)起電正電荷負(fù)電荷用正負(fù)號(hào)表示電荷的轉(zhuǎn)移絕緣材料導(dǎo)體材料原子核束縛電子能力弱（強(qiáng)）熟悉電學(xué)名詞電荷電荷量靜電靜電感應(yīng)驗(yàn)電器靜電計(jì)電荷守恒定律元電荷比荷絕緣體導(dǎo)體半導(dǎo)體光滑絕緣面1、帶正電球C靠近靠在一起的枕形導(dǎo)體AB，導(dǎo)體的A端帶何種電荷，B端帶何種電荷？C球不動(dòng)，將A、B導(dǎo)體分開時(shí)，它們各帶何種電荷？導(dǎo)體不分開，將C移走后，導(dǎo)體A、B端又帶何種電荷？＋CAB感應(yīng)起電現(xiàn)象的訓(xùn)練方法：利用電荷間的吸引和排斥判斷方法：靜電的吸引和排斥

2、帶電球C靠近導(dǎo)體AB，用手摸著導(dǎo)體的B端，導(dǎo)體是否帶電？用手摸一下導(dǎo)體的B端，導(dǎo)體是否帶電？C球不動(dòng)，摸一下導(dǎo)體的A端，導(dǎo)體A、B端是否帶電？此時(shí)分開AB情況如何？＋CAB摸：等同于“接地”即“接地球”摸一下：接通后斷開3、帶負(fù)電球C靠近導(dǎo)體，用手摸著導(dǎo)體的B端先移走C，再松開手，導(dǎo)體是否帶電？C球不動(dòng)，先松開手，再移走C，再移開A、B，A、B帶什么電荷？C球不動(dòng)，用手摸一下A端，再移開A、B，A、B帶什么電荷？－CAB當(dāng)帶正電的金屬棒靠近如下裝置，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？金屬板接地線驗(yàn)電器驗(yàn)電器驗(yàn)電器當(dāng)帶正電的金屬棒靠近如下裝置，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？BAC拓展題1：如圖所示，A、B、C是三個(gè)安裝在絕緣支架上的金屬體，其中C球帶正電，A、B兩個(gè)完全相同的枕形導(dǎo)體不帶電。試問:（1）如何使A、B都帶等量正電？（2）如何使A、B都帶等量負(fù)電？（3）如何使A帶負(fù)電B帶等量的正電？［多角度訓(xùn)練］拓展題2:絕緣細(xì)線上端固定，下端掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜。在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時(shí)，a、b都不帶電，如圖1-1-2所示，現(xiàn)使b帶正電，則()ab圖1-1-2A）b將吸引a，吸住后不放開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)排斥開基礎(chǔ)知識(shí)1．自然界中只存在兩種電荷：同種電荷互相

，異種電荷互相

。2．電子和質(zhì)子帶有等量的異種電荷，電荷量e＝

C。實(shí)驗(yàn)指出，所有帶電體的電荷量都是電荷量e的

。所以，電荷量e稱為

。電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家

測(cè)得的。3．使不帶電的物體通過某種方式轉(zhuǎn)化為帶電狀態(tài)的過程叫

。常見的起電方式有

、

和

等。例如：一個(gè)帶電的金屬球跟另一個(gè)與它完全相同的不帶電的金屬球接觸后，兩者必定帶上等量同種電荷；用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶

電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶

電；不帶電的導(dǎo)體在靠近帶電體時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷受到帶電體的作用而重新分布，使導(dǎo)體的兩端出現(xiàn)

電荷。［能力訓(xùn)練］1.關(guān)于元電荷的理解，下列說法正確的是()A．元電荷就是電子B．元電荷是表示跟一個(gè)電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量C．元電荷就是質(zhì)子D．物體所帶電量只能是元電荷的整數(shù)倍2.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說法中正確的是()A.摩擦起電現(xiàn)象說明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造出電荷B.摩擦起電說明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體C.感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分D.感應(yīng)起電說明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體圖1-1-33.如圖1-1-3所示，原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔．若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（）A．只有M端驗(yàn)電箔張開，且M端帶正電B．只有N端驗(yàn)電箔張開，且N端帶負(fù)電C．兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶負(fù)電，右端帶正電D．兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶正電，右端帶負(fù)電４．M和N是原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×10-10C，下列判斷中正確的是（）A．在摩擦前M和N的內(nèi)部沒有任何電荷B．摩擦的過程中電子從N轉(zhuǎn)移到了MC．N在摩擦后一定帶負(fù)電荷1.6×10-10CD．M在摩擦過程中失去了1.6×10-10個(gè)電子５．如圖1-1-4，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B(不接觸)時(shí)，驗(yàn)電器的金箔張角減小，則（）A．金屬球A可能不帶電