9.1 电荷 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.1电荷 学习目标 1.知道自然界中的两种电荷及它们之间相互作用的规律，知 道电荷量的概念及电荷量的单位. 2.理解摩擦起电和感应起电. 3.掌握电荷守恒定律. 4.知道元电荷的概念，掌握元电荷的值. 带电现象: 摩擦过的物体能够吸引轻小物体，我们称这样的物体带有电或者电荷。 （由英王御医 —吉尔伯特提出） 3 一、电荷 1.自然界中有两种电荷 （1）正电荷 例如：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。 （2）负电荷 例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。 4 同种电荷相互排斥； 异种电荷相互吸引。 实验验证电荷之间的相互作用 2.两种电荷间的相互作用 5 3.电荷量 ：电荷的多少叫电荷量。 电荷量是指物体带电的多少，简称为电量。电量是电荷的定量基度。带电体是指处于带电状态的物体。 　　电荷、电量、带电体三个词往往不加区分地使用，其中电荷一词用得最广。在某些情况下，电荷实际上是指带电体本身。 电荷量的国际单位：库仑 符号 ：C。 6 构成物质的原子本身就是由带电粒子构成的，带_____的质子和 _______的中子构成原子核，核外有带_____的电子。原子核正电荷的 数量_____核外电子负电荷的数量，所以整个原子对外界较远位置 表现为_______。 核外的电子靠质子的吸引维系在原子核附近，通常离原子核较远 的电子受到的束缚力_____，容易受到外界的作用而脱离原子。 4.原子的“电结构” 正电 不带电 负电 等于 电中性 较小 7 二.起电方式 1.摩擦起电： 通过摩擦使两物体带等量的异种电荷。 原理：电荷的转移 举例：用丝绸摩擦玻璃棒后，玻璃棒带正电荷 用毛皮摩擦橡胶棒后，橡胶棒带负电荷 8 思考讨论 (1)什么是导体，什么是绝缘体？ (2)导体导电的实质是什么？以金属导体为例说明。 金属中离原子核较远的电子往往会脱离原子核的束缚，而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。 ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ 演示：取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的。 问题1：把带正电荷的带电体C移近导体A，金属箔有什么变化? 问题2：此时把导体A和B分开，然后移开C，金属箔有什么变化? 问题3：再让导体A和B接触，又会看到什么现象?这说明A和B带的是同种电荷还是异种电荷? ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ 10 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。这种现象叫做静电感应。 原理：电荷的转移 举例： － ＋ 近异远同 二.起电方式 11 3.接触起电： 带电体与不带电导体接触或两个带相反电荷但所带电荷量不同的导体相接触 原理：电荷的转移 举例： 二.起电方式 接触后再分开 +Q +Q 　Ｑ 　Ｑ 接触后再分开 +Q -3Q -Q -Q 即：异种电荷先中和再均分，其余直接均分 12 1、摩擦起电： 通过摩擦使物体带电，摩擦的两物体带等量的异种电荷。 二、起电方式： 用带电体接触不带电的物体，使不带电的物体带电。 用带电体靠近不带电的物体，使不带电的物体带电。 3、接触起电： 2、感应起电： 先中和后平分 近异远同 13 思考与讨论： 摩擦起电、接触起电、感应起电都能使物体带电，是因为创造了电荷吗？还是其他原因？ 三种起电方式的实质：电荷的转移。 14 三、电荷守恒定律 大量实验事实表明，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。 近代物理实验发现，在一定条件下： 一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子； 一对正、负电子可以同时湮没，转化为光子。 15 电荷守恒定律：是自然界最重要的基本定律之一。   电荷守恒定律另一种表述： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。 三、电荷守恒定律 大量实验事实表明，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。 16 三、电荷守恒定律 电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变. 表述一： 表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。 四、元电荷 比荷 1.元电荷 （1）实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，人们把这个最小的电荷量叫作元电荷。 （2）质子、正电子所带的电荷量的绝对值，用e表示。 （3）元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。 现在公认的e的值为e ＝ 1.602 176 634 × 10－19 C 计算中，我们取 e =1.60×10-19 C （3）所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍(如 e、2e、3e......ne)。电荷量是不能连续变化的物理量。 密立根 Millikan （1868－1953） 18 2.比荷 带电粒子电荷量q与粒子的质量m之比称为比荷。 C/kg 电子的比荷为 19 随堂检测 1.某轻小物体能够被用丝绸摩擦过的玻璃棒吸引，也能被用毛皮摩擦过的橡胶棒吸引。那么该轻小物体的带电情况是（　　） A．带正电　B．不带电 C．带负电 D．都有可能 2.自然界中存在的两种电荷，除正电荷外还有（　　） A．元电荷 B．点电荷 C．负电荷 D．场源电荷 B C 随堂检测 3.将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数（ ） A．增加 B．减少 C．不变 D．先增加后减少 C 课堂小结 概念：电荷量、元电荷、比荷 规律：电荷守恒定律 使物体带电的三种方式：摩擦起电、接触起电、感应起电（会微观解释） 22 $$