11.04.18高一物理《電荷守恒》(課件)

電荷及其守恒定律

電荷亦稱電，是實物的一種性質(zhì)。人們對電

的認識最初來自摩擦起電現(xiàn)象和自然界的雷電現(xiàn)

象。例如，在公元3世紀，我國晉朝張華的《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。”這是世界上關于摩

擦起電引起閃光和噼啪之聲的較早記載。

公元前600年左右，希臘人發(fā)現(xiàn)了摩擦過

的琥珀吸引輕小物體的現(xiàn)象。 我國學者王充《論衡》中寫下“頓牟掇

芥”指的用玳瑁的殼吸引輕小物體。電荷名字的由來：

16世紀，英國御醫(yī)吉爾伯特提出了電

荷的概念。美國科學家富蘭

克林提出了正負電荷

的概念。一、電荷自然界中有幾種電荷？

它們間的相互作用如何？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

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電；

用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電。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

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、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)成原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強相互作用核力原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強相互作用核力核外電子原子的構(gòu)成質(zhì)子（正電）中子（不帶電）原子核核外電子原子

（中性）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強相互作用核力核外電子

離原子核較遠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：使物體帶電的方法：1.摩擦起電使物體帶電的方法：1.摩擦起電實質(zhì)：電子從一個物

體轉(zhuǎn)移到另一個物

體上，得到電子帶

負電，失去電子帶

正電。播放《動畫》P1金屬導電機理：金屬導電機理：金屬內(nèi)有自由移動的電子自由電子

每個正離子都在自己的平衡位

置附近振動而不移動。金屬導電機理：金屬內(nèi)有自由移動的電子自由電子使物體帶電的方法：播放《動畫》P2使物體帶電的方法：使物體帶電的方法：2.感應起電靜電感應：把電荷移近不帶電的導體，可使

導體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應。使物體帶電的方法：2.感應起電靜電感應：把電荷移近不帶電的導體，可使

導體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應。感應起電：利用靜電感應使金屬導體帶電的

過程，叫做感應起電。使物體帶電的方法：2.感應起電靜電感應：把電荷移近不帶電的導體，可使

導體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應。感應起電：利用靜電感應使金屬導體帶電的

過程，叫做感應起電。實質(zhì)：

電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開+Q-3Q-Q-Q使物體帶電的方法：3.接觸帶電實質(zhì)：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。分配規(guī)律：同種電荷

平分；異種電荷先中

和再平分。3.三種帶電方式(1)摩擦起電：

(2)感應起電：

(3)接觸起電：

3.三種帶電方式(1)摩擦起電：

正負電荷的分開和轉(zhuǎn)移(2)感應起電：

電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分(3)接觸起電：

電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體3.三種帶電方式問題： 1.電荷的相互增強、減弱和中和現(xiàn)

象，是否是電荷消失? 2.物體顯中性，是否是物體中沒有

電荷? 3.各種起電過程是否是創(chuàng)造了電荷?1.起電的本質(zhì)二、電荷守恒定律1.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，實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造

電荷。二、電荷守恒定律表述一：

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。2.電荷守恒定律

電荷守恒定律是大量實驗事實的總結(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，近代物理學發(fā)現(xiàn)了大量有關

基本粒子互相轉(zhuǎn)化的事實。例如正、負電子e+、

e-對撞湮沒

，產(chǎn)生兩個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。

2.電荷守恒定律

電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一

個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，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。

物理學的基本定律之一

。它指出，對于一

個孤立系統(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

等量的電荷進入或離開該區(qū)域；如果在一個物理

過程中產(chǎn)生或消失了某種符號的電荷，那么必定

有等量的異號電荷同時產(chǎn)生或消失。2.電荷守恒定律

電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一

個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，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。電荷量：電荷的多少．單位:庫侖C電荷量：電荷的多少．單位:庫侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量電荷量：電荷的多少．單位:庫侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示電荷量：電荷的多少．單位:庫侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示e=1.60×10-19C電荷量：電荷的多少．單位:庫侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍。故電荷量不能連續(xù)變化e=1.60×10-19C電荷量：電荷的多少．單位:庫侖C最小電荷量：電子所帶的電荷量元電荷：最小電荷量，用e表示所有帶電體的電荷量或者等于e，

或者是e的整數(shù)倍。故電荷量不能

連續(xù)變化e=1.60×10-19C比荷：帶電體的電荷量與質(zhì)量的比美國物理學家密立根(R.A.

Millikan)從1909到1917年所做

的測量微小油滴上所帶電荷的

工作，即所謂油滴實驗，在全

世界久負盛名，堪稱實驗物理

的典范。他精確地測定了電子

電荷的值，直接證實了電荷的

不連續(xù)性，所以說，密立根油滴實驗在物理學

發(fā)展史上具有重要的意義。由于這個實驗的原

理清晰易懂，設備和方法簡單、直觀而有效，

所得結(jié)果富有說服力，因此它又是一個富有啟發(fā)性的實驗，其設計思想

是值得學習的。密立根由于測

定了電子電荷和借助光電效應

測量出普朗克常數(shù)等數(shù)項成就，

榮獲1923年諾貝爾物理學獎。

以往，油滴實驗中，用眼

睛在顯微鏡中觀測油滴，時間

一長，眼睛感到疲勞、酸痛。我們采用CCD攝

象機和監(jiān)視器，對實驗加以改進，制成電視顯

微密立根油滴儀，從監(jiān)視器上觀察油滴，視野

寬廣,圖象鮮明,觀測省力,克服了上述缺點。 [例1]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[答案]B、C、D [例1]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 [例2]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[答案]C [例2]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球都不帶電課堂訓練 1.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___________。課堂訓練 1.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 2.絕緣細線上端固定，下端懸掛一輕質(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a、b都不帶電，如圖所

示?，F(xiàn)使b帶電，則（

）

A.a、b之間不發(fā)生相互作用

B.b將吸引a，吸住后不放開

C.