電荷及其守恒定律電荷及其守恒定律 第一章第一章 靜電場靜電場 請看視頻請看視頻 一、兩種電荷一、兩種電荷 問題二：怎樣驗證帶電了？問題二：怎樣驗證帶電了？ 問題三：怎樣驗證帶什么電？問題三：怎樣驗證帶什么電？ 問題一：同學(xué)們能不能讓手頭問題一：同學(xué)們能不能讓手頭塑料泡沫帶電？塑料泡沫帶電？ 一、兩種電荷一、兩種電荷 1、自然界中有兩種電荷、自然界中有兩種電荷 （1）正電荷：）正電荷： 絲綢摩擦過的絲綢摩擦過的玻璃棒玻璃棒所帶的電荷所帶的電荷 （2）負(fù)電荷：）負(fù)電荷： 毛皮摩擦過的毛皮摩擦過的橡膠棒橡膠棒所帶的電荷所帶的電荷 + _ 二、使物體帶電方法二、使物體帶電方法 1、摩擦起電、摩擦起電 2、接觸起電、接觸起電 摩擦起電的實質(zhì)是什么？摩擦起電的實質(zhì)是什么？ 原子的構(gòu)成原子的構(gòu)成 原子原子 原子核原子核 核外電子核外電子 質(zhì)子質(zhì)子 中子中子 （正電正電） （不帶電（不帶電） 核外電子核外電子 離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子原子 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的？ （中性）（中性） （負(fù)電負(fù)電） （正電正電） + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 摩擦起電摩擦起電 弱弱 強(qiáng)強(qiáng) 摩擦起電的微觀解釋：摩擦起電的微觀解釋： 原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。 本質(zhì)：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上本質(zhì)：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，得到電子帶負(fù)電得到電子帶負(fù)電，失去電子帶正電失去電子帶正電。 結(jié)果：兩個相互摩擦的物體帶上等量的異種電荷結(jié)果：兩個相互摩擦的物體帶上等量的異種電荷。 1、摩擦起電、摩擦起電 二、使物體帶電的方法二、使物體帶電的方法 （1）演示實驗）演示實驗 （2）本質(zhì)：）本質(zhì)：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，電荷的總量不變電荷的總量不變 2、接觸帶電、接觸帶電 二、使物體帶電的方法二、使物體帶電的方法 2 2、接觸起電接觸起電 接觸后接觸后 再分開再分開 +Q +Q+Q 接觸后接觸后 再分開再分開 +Q+Q - -3Q3Q - -Q Q - -Q Q 本質(zhì)：本質(zhì)：電荷從一個物體電荷從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一個物體到另一個物體,電荷總量電荷總量_ 兩個兩個完全相同完全相同的帶電導(dǎo)體的帶電導(dǎo)體,接觸后再分開接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配二者將原來所帶電量的總和平均分配 21 21保持不變保持不變 問題：除了這兩種方式，還有問題：除了這兩種方式，還有別的辦法讓物體帶電嗎？或者別的辦法讓物體帶電嗎？或者說不用帶電體直接接觸也能讓說不用帶電體直接接觸也能讓物體帶電嗎？物體帶電嗎？ 演示實驗演示實驗 3、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電 二、使物體帶電的方法二、使物體帶電的方法 動畫模擬動畫模擬 + + + + + + + + + + + 感應(yīng)起電感應(yīng)起電 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體 金屬導(dǎo)電機(jī)理：金屬導(dǎo)電機(jī)理： 金屬內(nèi)有自由移動的電子金屬內(nèi)有自由移動的電子 自由電子自由電子 正離子在自己的平衡位置附近振動而不移動。正離子在自己的平衡位置附近振動而不移動。 認(rèn)識靜電感應(yīng)認(rèn)識靜電感應(yīng) 近異 遠(yuǎn)同 小結(jié)：小結(jié)： 靜電感應(yīng)：把帶電體靠近導(dǎo)體時靜電感應(yīng)：把帶電體靠近導(dǎo)體時，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫叫做靜電感應(yīng)做靜電感應(yīng)。 原因：帶電體對導(dǎo)體內(nèi)部自由電子的吸引或排斥原因：帶電體對導(dǎo)體內(nèi)部自由電子的吸引或排斥。 規(guī)律：近端帶異種電荷規(guī)律：近端帶異種電荷，遠(yuǎn)端帶同種電荷遠(yuǎn)端帶同種電荷。（近異近異、遠(yuǎn)同遠(yuǎn)同） 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。 本質(zhì)：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，電荷的總量不變。本質(zhì)：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，電荷的總量不變。 3、感應(yīng)起電、感應(yīng)起電 二、使物體帶電的方法二、使物體帶電的方法 同學(xué)們手頭都有一個金同學(xué)們手頭都有一個金屬球，你能不用帶電體屬球，你能不用帶電體直接接觸它的情況下讓直接接觸它的情況下讓它帶電嗎？請檢驗一下它帶電嗎？請檢驗一下你的成果！你的成果！ 學(xué)以致用：學(xué)以致用： 無論是哪種起電方法， 其本質(zhì)都是電荷發(fā) 生轉(zhuǎn)移，而電荷的總量保持不變，起電并不是創(chuàng)造了電荷,也沒有電荷消失。 4、三種使物體帶電方法的比較、三種使物體帶電方法的比較 使物體帶使物體帶電的方法電的方法 本質(zhì)本質(zhì) 電荷的電荷的 總量總量 起電的共性本質(zhì)起電的共性本質(zhì) 1 摩擦起電 電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 2 接觸帶電 電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 3 感應(yīng)起電 電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 二、使物體帶電的方法二、使物體帶電的方法 不變不變 不變不變 不變不變 電荷既不會創(chuàng)生，也不會消失，它只能從一個物體轉(zhuǎn)電荷既不會創(chuàng)生，也不會消失，它只能從一個物體轉(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。分，在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。 就電荷守恒定律思考下面三個問題：就電荷守恒定律思考下面三個問題： 1、電中性物體中有無電荷存在電中性物體中有無電荷存在？ 2、所謂所謂“電荷的中和電荷的中和”是不是正是不是正、負(fù)電荷一起消失了負(fù)電荷一起消失了？ 3、對于對于“電荷的總量保持不變電荷的總量保持不變”中中“電荷的總量電荷的總量”你你是怎么理解的是怎么理解的？ 三、電荷守恒定律三、電荷守恒定律 回答：回答： 1、電中性物體中是有電荷存有的電中性物體中是有電荷存有的，只是電荷的代數(shù)和只是電荷的代數(shù)和為為0； 2、“電荷的中和電荷的中和”是指電荷的種類和數(shù)量達(dá)到等量是指電荷的種類和數(shù)量達(dá)到等量，異號異號，這時正這時正、負(fù)電荷的代數(shù)和為零負(fù)電荷的代數(shù)和為零。 3、“電荷的總量電荷的總量”是指電荷的代數(shù)和是指電荷的代數(shù)和。 問題：問題： 近代物理實驗發(fā)現(xiàn)了這樣的一個事實：一個高能光子可近代物理實驗發(fā)現(xiàn)了這樣的一個事實：一個高能光子可以產(chǎn)生一個正電子以產(chǎn)生一個正電子（+e）和一個和一個（-e）電子；一對正電子；一對正、負(fù)電子可同時湮沒負(fù)電子可同時湮沒，轉(zhuǎn)化為光子轉(zhuǎn)化為光子，這個實驗事實是不是這個實驗事實是不是說電荷可以創(chuàng)生或消滅說電荷可以創(chuàng)生或消滅？ 三、電荷守恒定律三、電荷守恒定律 電荷守恒定律現(xiàn)在的表述是：電荷守恒定律現(xiàn)在的表述是： 一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的電荷的代數(shù)和保持不變代數(shù)和保持不變。它是自然界重要的基本它是自然界重要的基本規(guī)律之一規(guī)律之一。 三、電荷守恒定律三、電荷守恒定律 問題：問題： 1、什么是電荷量什么是電荷量？它的單位是什么它的單位是什么？ 2、什么是元電荷什么是元電荷？最早是由哪位物理學(xué)家測定的最早是由哪位物理學(xué)家測定的？ 3、所有帶電體帶的電量與元電荷的關(guān)系所有帶電體帶的電量與元電荷的關(guān)系？ 4、什么是比荷什么是比荷？ 四、元電荷四、元電荷 小結(jié)： kgckgcme/1076. 11091. 01060. 1113019四、元電荷四、元電荷 1、元電荷：最小的電荷量元電荷：最小的電荷量（電子所帶的電荷量電子所帶的電荷量）。 2、元電荷是電荷量的單位元電荷是電荷量的單位，不是指某個電荷不是指某個電荷。 3、元電荷的值：元電荷的值：e1.6021773310-19C，計算中取計算中取e1.6010-19C 4、電子和質(zhì)子的電荷量均為電子和質(zhì)子的電荷量均為e，所有帶電體的電荷量或者所有帶電體的電荷量或者等于等于e，或者是或者是e的整數(shù)倍的整數(shù)倍，是不連續(xù)的是不連續(xù)的。 5、比荷：帶電體的電荷量與其質(zhì)量的比值比荷：帶電體的電荷量與其質(zhì)量的比值（q/m）叫做叫做比荷比荷。 電子的比荷是：（電子的比荷是：（ ） 1、自然界存在兩種電荷：自然界存在兩種電荷： 正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷 負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷負(fù)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：使物體帶電的方式： 摩擦起電摩擦起電 感應(yīng)起電感應(yīng)起電近異遠(yuǎn)同近異遠(yuǎn)同 接觸帶電接觸帶電 3、電荷守恒電荷守恒 表述一：電荷既不會創(chuàng)生表述一：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消失也不會消失，它只能從它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持電荷的總量保持不變不變。 五、當(dāng)堂小結(jié)五、當(dāng)堂小結(jié) 表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的電荷的代數(shù)和保持不變代數(shù)和保持不變。它是自然界重要的基本規(guī)律之一它是自然界重要的基本規(guī)律之一。 4、元電荷：元電荷：最小的電荷量最小的電荷量，它不是指某個電荷它不是指某個電荷。 5、電子和質(zhì)子的電荷量均為電子和質(zhì)子的電荷量均為e，但符號相反但符號相反。所有所有帶電體的電荷量或者等于帶電體的電荷量或者等于e，或者是或者是e的整數(shù)倍的整數(shù)倍。 6、比荷：帶電體的電荷量與其質(zhì)量的比值（、比荷：帶電體的電荷量與其質(zhì)量的比值（q/m）叫做比荷。叫做比荷。 五、當(dāng)堂小結(jié)五、當(dāng)堂小結(jié) 結(jié)束結(jié)束 六、當(dāng)堂練習(xí)六、當(dāng)堂練習(xí) 1、在我國北方天氣干燥的季節(jié)在我國北方天氣干燥的季節(jié)，脫掉外衣后再去摸金屬門脫掉外衣后再去摸金屬門把手時把手時，常常會被電擊常常會被電擊，這是為什么這是為什么？ 2、關(guān)于元電荷關(guān)于元電荷，下列說法中正確的是下列說法中正確的是（ ） A元電荷就是電荷量最小的電荷元電荷就是電荷量最小的電荷 B元電荷就是電子元電荷就是電子 C元電荷是最小的電荷量元電荷是最小的電荷量 D元電荷就是質(zhì)子元電荷就是質(zhì)子 3、某輕小物體能夠被用絲綢摩擦過的的玻璃棒吸引某輕小物體能夠被用絲綢摩擦過的的玻璃棒吸引，也能被也能被用毛皮摩擦過的橡膠棒吸引用毛皮摩擦過的橡膠棒吸引。那么該輕小物體的帶電情況是：那么該輕小物體的帶電情況是： （ ） A帶正電帶正電 B不帶電不帶電 C帶負(fù)電帶負(fù)電 D都有可能都有可能 C B 結(jié)束結(jié)束 C 4、摩擦起電和感應(yīng)起電都能使物體帶電摩擦起電和感應(yīng)起電都能使物體帶電，關(guān)于這兩種帶電過關(guān)于這兩種帶電過程程，下列說法正確的下列說法正確的（ ） A摩擦起電和感應(yīng)起電都是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物摩擦起電和感應(yīng)起電都是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程體的過程 B摩擦起電和感應(yīng)起電都是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體摩擦起電和感應(yīng)起電都是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體的另一部分的過程的另一部分的過程 C摩擦起電是電荷從相互摩擦的一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體摩擦起電是電荷從相互摩擦的一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程的過程 D感應(yīng)起電是電荷在兩個不接觸的物體間的轉(zhuǎn)移過程感應(yīng)起電是電荷在兩個不接觸的物體間的轉(zhuǎn)移過程 六、當(dāng)堂練習(xí)六、當(dāng)堂練習(xí) 結(jié)束結(jié)束 A 5、帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的（ ） A2.41019 C B6.41019 C C1.61018C D4.01017C 6、如圖如圖1-1-1所示所示，當(dāng)將帶正電荷的球當(dāng)將帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時導(dǎo)體時，枕形導(dǎo)體上電荷的移動情況是枕形導(dǎo)體上電荷的移動情況是（ ） A.枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向B端移動端移動，負(fù)電荷不移動負(fù)電荷不移動 B.枕形金屬導(dǎo)體中的負(fù)電荷向枕形金屬導(dǎo)體中的負(fù)電荷向A端移動端移動，正電荷不移動正電荷不移動 C.枕形金屬導(dǎo)體中的正枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時分別向負(fù)電荷同時分別向B端和端和A端移動端移動 D.枕形金屬導(dǎo)體中的正枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時分別向負(fù)電荷同時分別向A端和端和B端移動端移動 圖1-1-1 B 六、當(dāng)堂練習(xí)六、當(dāng)堂練習(xí) 結(jié)束結(jié)束 七、課外作業(yè)七、課外作業(yè) 請大家回去后自制一個驗電器，并探究驗電器的功能有哪些？