人教版高中物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)11電荷及其守恒定律教學(xué)

第一章：靜電場(chǎng)牛頓曾說：“我認(rèn)為自己不過像在海灘上玩耍的男孩，不時(shí)地尋找比較光滑的卵石或比較漂亮的貝殼，以此為樂。而我面前，則是一片尚待發(fā)現(xiàn)的真理的大海?！笔堑?，牛頓并沒有發(fā)現(xiàn)值得我們知道的每一樣?xùn)|西，其中包括電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象……其實(shí)，人類研究電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的歷史比起研究力學(xué)的歷史要更加豐富多彩，電和磁的世界也比機(jī)械運(yùn)動(dòng)的世界更加錯(cuò)綜復(fù)雜。從這章開始，我們將進(jìn)入更有趣的電和磁的世界1.1電荷及其守恒定律

電荷亦稱電，是實(shí)物的一種屬性．人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)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(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．

一、電荷

凡是物體有了上述吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說它帶了電．當(dāng)時(shí)因認(rèn)識(shí)水平有限，人們還并不明了電的本質(zhì)，認(rèn)為電是依附在物體上的，因而把它稱為電荷，并把電荷的攜帶者稱為帶電體．習(xí)慣上也常常把帶電的微粒叫電荷．例如運(yùn)動(dòng)電荷、自由電荷等，這種名稱一直沿用到現(xiàn)在．實(shí)驗(yàn)證明，自然界中只存在兩種性質(zhì)的電荷，而且同種電荷互相排斥；異種電荷互相吸引．為了區(qū)別兩種電荷，歷史上由美國(guó)富蘭克林首先提出：把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷叫負(fù)電荷，而把綢子摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫正電荷．這種規(guī)定完全是人為的，并具有相對(duì)性，但國(guó)際上一直沿用到今天．一、電荷電荷是一種物質(zhì)屬性1、自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名）（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負(fù)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。+_二、使物體帶電的方法：

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：帶正電原子結(jié)構(gòu)圖質(zhì)子與中子電子微觀解釋：1、摩擦起電演示現(xiàn)代科學(xué)早已把物質(zhì)結(jié)構(gòu)的秘密揭開：物質(zhì)都是由分子組成．而分子由原子組成，原子是由一個(gè)帶正電的原子核和一定數(shù)目的繞核運(yùn)動(dòng)的帶負(fù)電的電子組成．原子核所帶正電量的總數(shù)與核外所有電子的負(fù)電量總數(shù)是相等的，且正電荷、負(fù)電荷分布的中心（常稱電荷中心）重合．因而，在通常情況下，整個(gè)原子呈電中性（所謂不帶電）．當(dāng)原子因某種原因（如摩擦、受熱、化學(xué)變化等），而失去一個(gè)或幾個(gè)電子時(shí)，原子就顯為“帶正電”，獲得額外電子時(shí)，就顯為“帶負(fù)電”．所以，實(shí)質(zhì)上物體的帶電過程就是電子的得失過程．比如用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的正電荷，實(shí)質(zhì)上就是由于兩者摩擦，組成玻璃棒的原子上的若干電子轉(zhuǎn)移到絲綢上，使玻璃棒失去電子帶正電，而絲綢得到電子帶負(fù)電．––––––––––––+–––––––––++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++–––––––––––+–––––––––摩擦起電（2）感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電．

二、使物體帶電的方法：2、感應(yīng)起電靜電計(jì)(指針式驗(yàn)電器)驗(yàn)電器驗(yàn)電器和靜電計(jì)金屬球金屬桿金屬箔現(xiàn)象解釋：把帶電球C移近金屬導(dǎo)體A和B時(shí)，導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷．感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．2、感應(yīng)起電二、使物體帶電的方法：（1）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)．

（2）感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電．

規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，

遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷（近異）（遠(yuǎn)同）3、接觸起電（2）微觀解釋：電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體二、使物體帶電的方法：（1）定義：

一個(gè)不帶電的導(dǎo)體與一個(gè)帶電的導(dǎo)體接觸后分開，使不帶電的導(dǎo)體帶上電荷的現(xiàn)象兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體（金屬球）,接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配。二、使物體帶電的方法：（3）接觸起電電荷分配原則：接觸后再分開+Q接觸后再分開+Q-3Q-Q-QＱＱ（1）兩個(gè)帶有同種電荷的導(dǎo)體，接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配（2）兩個(gè)帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和，然后剩下的電荷平均分配(先中和，再均分)二、使物體帶電的方法：（3）接觸起電電荷分配原則（兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體（金屬球））通過剛才對(duì)三種起電方式本質(zhì)的分析，思考滿足共同的規(guī)律是什么？由此我們可以得出的結(jié)論是什么？無論是哪種起電方式,其本質(zhì)使微觀帶電粒子在物體之間或物體內(nèi)部轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷.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(fù)電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷.三、電荷守恒定律：2、電荷守恒定律（物理學(xué)的基本定律之一

）表述一：電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(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。三、幾個(gè)概念：1、電荷量：

2、元電荷

3、比荷

電荷的多少叫做電荷量．符號(hào)：Q或q

單位：庫(kù)侖符號(hào)：C電子所帶的電荷量，用e表示，

e=1.60×10-19C注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。最早由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得。電荷的電荷量q與其質(zhì)量m的比值q/m，符號(hào)：q/m總結(jié)：一、電荷1、自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名）（1）正電荷（2）負(fù)電荷

2.使物體帶電的方法：摩擦起電接觸帶電感應(yīng)起電二、電荷守恒定律元電荷三、幾個(gè)概念電荷量比荷例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