歡迎進(jìn)入物理課堂 新課標(biāo)高中物理選修3 1 第一章靜電場(chǎng) 1 1電荷及其守恒定律 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(guò)的玻璃棒所帶的電荷 2 負(fù)電荷 毛皮摩擦過(guò)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 原子的構(gòu)成 原子 中性 原子核 核外電子 質(zhì)子 中子 正電 不帶電 原子核為什么穩(wěn)定 質(zhì)子和中子之間有強(qiáng)相互作用 核力 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原子 使物體帶電的方法 1 摩擦起電 演示 微觀解釋 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 金屬導(dǎo)電機(jī)理 每個(gè)正離子都在自己的平衡位置附近振動(dòng)而不移動(dòng) 2 感應(yīng)起電 使物體帶電的方法 演示 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 3 靜電感應(yīng)微觀解釋 把帶正電的球移近金屬導(dǎo)體A和B時(shí) 導(dǎo)體上的自由電子被吸引過(guò)來(lái) 因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷 感應(yīng)起電沒(méi)有創(chuàng)造電荷 而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi) 將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 使物體帶電的方法 3 接觸帶電 微觀解釋 電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 接觸帶電電荷分配原則 兩個(gè)帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸 電荷會(huì)重新分配 若不受外界影響 兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體 接觸后再分開(kāi) 二者將原來(lái)所帶電量的總和平均分配兩個(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 然后剩下的電荷量再進(jìn)行電荷的重新分配 如果兩帶電體完全相同 則剩下的電荷平均分配 驗(yàn)電器1 swf 是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時(shí) 金屬箔片才開(kāi)始張開(kāi) 解釋下面將要看到的現(xiàn)象 驗(yàn)電器2 swf 當(dāng)帶電導(dǎo)體棒靠近驗(yàn)電器上端的金屬球時(shí) 由于靜電感應(yīng) 金屬球帶與導(dǎo)體棒相反的電荷 金屬箔帶與導(dǎo)體棒相同的電荷 1 起電的本質(zhì)無(wú)論是哪種起電方式 其本質(zhì)都是將正 負(fù)電荷分開(kāi) 使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移 并不是創(chuàng)造電荷 二 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(guò)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(méi)有電荷交換的系統(tǒng) 電荷的代數(shù)和總是保持不變 三 元電荷 1 電荷量 電荷的多少 簡(jiǎn)稱電量 單位 庫(kù)侖C 元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得到的 比較電荷帶電的多少 要比較的是其電荷量的絕對(duì)值 絕對(duì)值大的帶電多 盡管電荷量有正負(fù)值 正號(hào)一般省略 要知道這里的 號(hào)不表示電荷量的大小 只代表電荷的性質(zhì) 種類 一般 正電荷的電量用正值表示 負(fù)電荷的電量用負(fù)值表示 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 B C D 課堂訓(xùn)練 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 B C球均帶負(fù)電B B球帶負(fù)電 C球帶正電C B C球中必有一個(gè)帶負(fù)電 而另一個(gè)不帶電D B C球都不帶電 C 課堂訓(xùn)練 3 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(shuō)法中正確的是 A 導(dǎo)體B帶負(fù)電 B 導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷 右端出現(xiàn)正電荷 并且電荷量大小相等 C 若A不動(dòng) 將B沿圖中aa 分開(kāi) 則兩邊的電荷量大小可能不等 與如何分有關(guān) D 若A向B逐漸靠近 在B左端和右端的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變化 E 若A B接觸一下 A B金屬體所帶總電荷量保持不變 BE 課堂訓(xùn)練 4 如圖所示 導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)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(diǎn)改在A端 情況又如何 負(fù)電荷 負(fù)電荷 小結(jié) 1 自然界存在兩者電荷 1 正電荷 絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷 2 負(fù)電荷 毛皮摩擦過(guò)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 電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 2 接觸起電 電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 3 感應(yīng)起電 電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分規(guī)律 近異遠(yuǎn)同3 電荷守恒定律 一個(gè)與外界沒(méi)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(gè)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(méi)有被創(chuàng)造 也沒(méi)有被消滅 只是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 或者從物體的一部分移到另一部分 而且電荷的總量不變 這個(gè)結(jié)論也被稱之為定律 2 將不帶電的導(dǎo)體A和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體B接觸后 在導(dǎo)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(gè)電子的電量為 一個(gè)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(cè)出元電荷的數(shù)值的是美國(guó)物理學(xué)家 這位科學(xué)家還測(cè)出了電子電量和質(zhì)量的比值 叫做電子的 4 把兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下 再分開(kāi)一段距離 發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥 則A B兩球原來(lái)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(gè)帶電 另一個(gè)不帶電 課堂練習(xí) C BCD 摩擦起電 感應(yīng)起電 接觸帶電 電荷守恒定律 1 6 10 19C 1 6 10 19C 1 6 10 19C 整數(shù)倍 密立根 比荷 5 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 B C球均帶負(fù)電B B球帶負(fù)電 C球帶正電C B C球中必有一個(gè)帶負(fù)電 而另一個(gè)不帶電D B C球都不帶電6 用一根跟毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒 靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a 圖1 然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開(kāi)橡膠棒 這時(shí)驗(yàn)電器小球A和金箔b的帶電情況是 A a帶正電 b帶負(fù)電B a帶負(fù)電 b帶正電C a b均帶正電D a b均帶負(fù)電E a b均不帶電 課堂練習(xí) C C 7 圖7中A B是兩個(gè)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(kāi) 再移去C 則A B 2 A B接觸 先移去C后 再把AB分開(kāi) 則A B 3 A B接觸 用手指瞬間接觸B后再移去C 則A B 8 某人做靜電感應(yīng)實(shí)驗(yàn) 有下列步驟及結(jié)論 把不帶電的絕緣導(dǎo)體球甲移近帶負(fù)電的絕緣導(dǎo)體球乙 但甲 乙兩球不接觸 用手指摸甲球 手指移開(kāi) 移開(kāi)乙球 甲球帶正電 甲球不帶電 下列操作過(guò)程和所得結(jié)論正確的有 A B C D 課堂練習(xí) 正電 負(fù)電 不帶電 不帶電 負(fù)電 負(fù)電 BC 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全