第1课 电荷及其守恒定律-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版选修3-1）

第1课 电荷及其守恒定律 1.[物理观念]知道自然界中只存在两种电荷，知道电荷间的相互作用。 2.[科学思维]了解使物体带电的方法，会从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。(难点) 3.[科学方法]理解电荷守恒定律。(重点) 4.[物理观念]知道电荷量和元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。 知识点01 电荷 1．两种电荷 自然界只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。 规定 2．电荷间的作用 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3．原子的组成 原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性。 4．自由电子和离子 金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫作自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。 知识点02 摩擦起电和感应起电 1．摩擦起电 当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去电子而带正电，丝绸因有了多余电子而带负电。 2．感应起电 当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。 知识点03电荷守恒定律及元电荷 1．电荷守恒定律的两种表述方式 (1)电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。 (2)一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 2．元电荷 (1)电荷量：电荷的多少叫电荷量，常用符号Q或q表示，其国际单位是库仑，符号为C。 (2)元电荷：科学实验发现电子所带的电荷量最小，且其他带电体所带电荷量是电子或质子电荷量的整数倍，这个最小的电荷量叫元电荷，用e表示，在计算中通常取e＝1.60×10－19 C。 (3)电子的比荷：电子的电荷量e跟电子的质量me之比，叫作电子的比荷，其值为＝1.76×1011 C/kg。 【知识拓展】 1.三种起电方式的比较 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 两种物体摩擦 导体靠近带电体 导体与带电体接触 现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体带上与带电体相同电性的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 自由电荷在带电体与导体之间发生转移 2.三种起电方式的本质 三种起电方式都不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，或者从物体的一部分转移到了另一部分，它们的本质都是电荷的转移，电荷总量保持不变。 【即学即练】 【例1】　(多选)如图所示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，起初都不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是(　　) A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开 C．把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D．把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，最后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 思路点拨：(1)A、B分开前是一个整体，在A、B端分别感应出等量异号电荷。 (2)A、B分开前移走C，则A、B端的异号电荷中和，整体不再带电。 AB　[A、B开始都不带电，把C移近导体A时，由于静电感应，A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累负电荷，B端积累正电荷，所以A、B上的金属箔片都张开，A对；若此时先把A、B分开再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量不会变，金属箔片仍张开，B正确；但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，C错误；先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，D错误。] 上例中，把C移近导体A后，用手摸一下B导体，观察到什么现象？ 提示：A上的金属箔片张开，而B上金属箔片闭合。 (1)只有导体中的电子才能自由移动，绝缘体中的电子不能自由移动，所以导体能够发生感应起电，而绝缘体不能发生感应起电。 (2)凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球就成为远端，带同种电荷。 甲　　 乙