9.1 电荷（课件）-【教学无忧】2025-2026学年高二物理同步精品备课（人教版2019必修第三册）

9.1 电荷 主讲人： 2025年x月x日 人教版（2019）高二年级物理必修3同步备课系列 1 电荷 2 静电感应 3 电荷守恒定律 4 元电荷 目录 CONTENTS 电荷 第一部分 01 电荷的发现 公元前600年左右，古希腊学者泰勒斯就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体。 公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一词。 01 电荷的发现 16世纪英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity”（电）这个词。 美国科学家富兰克林发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷。 02 电荷的种类 初中时我们就知道： 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 自然界中只存在正、负两种电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 03 电荷量 电荷有大小多少之分吗？如何表示电荷的大小呢？ 1.电荷的多少叫电荷量,用Q或q表示； 3.正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。正负不代表大小，只表示电性。 2.国际单位：库仑，简称库，符号：C 04 起电原因 摩擦过的物体为什么会带电呢？ 原子 原子核 核外电子 质子 中子 （正电） （不带电） （中性） （负电） （正电） 04 起电原因 原子内部的质子和中子被紧密地束缚在一起构成原子核，原子核的结构一般是很稳定的。通常离原子核较远的电子受到的束缚较弱，容易受到外界的作用而脱离原子。当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上。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。这就是摩擦起电的原因。 04 起电原因 动画演示点此播放 摩擦起电的实质：电子的得与失 05 金属的微观结构 1.金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子（free electron）; 2.失去自由电子的原子便成为带正电的离子（ion），它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。 3.金属导电原因 金属中有自由电子，自由电子可自由穿梭。 点图播放 静电感应 第二部分 01 实验 摩擦可以使物体带电，那么，还有其他方法可以使物体带电吗？ 02 静电感应 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种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫做静电感应。 利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。 感应起电并没有产生新的电荷，而是在带电体的作用下，导体上的电荷从导体的一部分转移到了另一部分。 02 接触起电 接触后 再分开 接触后 再分开 把带电体与中性导体接触，使中性导体带电的过程，叫做接触起电。 结论：两个完全相同的导体,接触后再分开, 二者将原来所带电量的总和平均分配。 03 验电器和静电计 验电器和静电计 作用： ①检验物体是否带电 ②粗略判断物体带电的多少 原理：同种电荷互相排斥 结构：金属球、金属杆、金属箔等 04 三种起电方式比较 起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生 条件 一般是两不同 绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触 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” 导体上带上与带电体相同电性的电荷 原因 原子核对电子束缚力弱的物体失去电子，强的得到电子 导体中的自由电子在电荷间力的作用下，从物体的一端转移到另一端 在电荷间力的作用下，自由电子从一个物体转移到另一个物体 实质 均为电子在物体之间或物体内部的转移 04 三种起电方式比较 对比以上三种起电方式我们发现，无论是摩擦起电还是感应起电都没有创造电荷，只是电荷的分布发生了变化。 追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，它常使人们揭示出隐藏在物理现象背后的客观规律。那么，电荷是否也满足某种守恒的规律呢？ 电荷守恒定律 第三部分 01 电荷守恒定律 表述一：电荷既不能创生,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。 它是自然界重要的基本规律之一。 元电荷 第四部分 01 思考与讨论 电荷的总量是守恒的，那么，物体的所带的电荷量是任意数值吗？ 我们可不可以测出物体所带电荷量的多少呢？ 人们又是用什么方法测量电荷量的大小的呢？ 02 元电荷 1.元电荷：最小的电荷量 一个电子或质子所带电量绝对值等于元电荷。它的数值最早是由美国科学家密立根测定的。 3.比荷：电荷量与质量的比值叫做比荷（也叫荷质比） 2.所有带电体的电荷量都是e的整数倍，即q=ne（n为整数）。电荷量是不能连续变化的物理量。 密立根又是如何测定的呢？ 03 密里根油滴实验 美国物理学家密立根(R.A.Millikan)从1909到1917年所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。他精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应测量出普朗克常数等数项成就，荣获1923年诺贝尔物理学奖。 03 密里根油滴实验 巩固提升 第五部分 电荷 电 荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 电荷守恒定律 电荷量的总量保持不变 静电感应 摩擦起电、感应起电、接触起电 元电荷 01 小结 27 02 课堂练习 1.如图所示，是某物理老师做的“静电章鱼”实验。已知毛皮比塑料更易失去电子，用两张相同的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出，将塑料管放在下面，此时塑料丝散开静止在空中，形状像章鱼。下列分析正确的是 A.塑料管经毛皮摩擦后得到电子带负电 B.毛皮经塑料丝摩擦后得到质子带正电 C.塑料丝与塑料管带异种电荷 D.塑料管和塑料丝所带的电荷量一定相等 28 02 课堂练习 【答案】A 【解析】因为毛皮比塑料更容易失去电子，所以用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管后，毛皮失去电子带正电，塑料丝和塑料管得到电子带负电，即塑料丝与塑料管带同种电荷，而原子中的质子不能自由移动，选项A正确，B、C错误； 摩擦起电时，相互摩擦的两个物体所带的电荷量相等，由于塑料丝和塑料管是分别与两张相同的毛皮摩擦的，因此塑料丝和塑料管所带的电荷量不一定相等，选项D错误。 29 02 课堂练习 2.(多选)如图所示，有一带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器上的属球B时(未接触)，验电器中金属箔的张角减小，则 A.金属球A可能不带电 B.金属球A一定带大量正电荷 C.金属球A可能带大量负电荷 D.金属球A一定带大量负电荷 30 02 课堂练习 【答案】AC 【解析】验电器的金属箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，张开角度的大小取决于两金属箔带电荷量的多少。如果A球带大量负电荷，靠近验电器的B球时，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知，B。球上的自由电子将向金属箔移动，使得金属箔上所带正电荷减少，从而使两金属箔张角减小；如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象，使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷，而背向B球的一面出现正的感应电荷，A球上的负的感应电荷反过来使验电器上的负电荷向金属箔移动，效果与A球带负电相同，从而使金属箔张角减小，选项A、C正确，B、D错误。 31 02 课堂练习 3. (2023·福建省福州第二十五中学高二月考)如图所示，在绝缘支架上的金属导体A和金属导体B按图中方式接触放置，原先A、B都不带电，且开关K1、K2均断开，现在将一个带正电的小球C放置在A左侧，以下判断正确的是 A.只闭合K1，则A左端不带电，B右端带负电 B.只闭合K2，接着移走带电小球C，最后将A、 B分开，A带负电 C.K1、K2均闭合时，A、B两端均不带电 D.K1、K2均闭合时，A左端带负电，B右端不带电 32 02 课堂练习 【答案】D 【解析】只闭合开关K1时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，由于静电感应作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地来的负电荷中和，所以金属导体B右端不再带有电荷，A左端带负电，A错误；当只闭合开关K2时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，由于静电感应作用，金属导体B的右端带的正电荷会被从大地来的负电荷中和，所以金属导体B的右端不再带有电荷，A左端带负电，接着移走带电小球C，A左端的负电荷会被中和，最终A、B两端都不带电，最后将A、B分开，则A和B均不带电，B错误；K1、K2均闭合时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，导体A左端会感应出异种电荷带负电，B右端的电荷通过接地线被大地来的负电荷中和，即B右端不带电，C错误，D正确。 33 02 课堂练习 4.两个相同的金属小球A、B，带电荷量分别为－8×10－7 C和1.6×10－7 C，两球接触后分开，A、B的带电荷量分别为多少？电子从A转移到B还是从B转移到A？转移的电子数目为多少？(e＝1.6×10－19 C) 【答案】A、B带异种电荷，接触后电荷先中和再均分，故A、B的带电荷量相同，均为 电子从A转移到B，转移的数量为 34 02 课堂练习 5.完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开。 (1)若A、B两球带同种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比； (2)若A、B两球带异种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比。 35 02 课堂练习 36 9.1 电荷 感谢欣赏 Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 n＝＝3×1012(个)。  q＝＝－3.2×10－7 C 【答案】（1）设A、B带电荷量均为q，则A、C接触后，A、C带电荷量为qA1＝qC1＝q，C与B接触后，B、C带电荷量为qB1＝qC2＝＝q，故A、B带电荷量大小之比为＝＝； （2）设A带正电荷，B带负电荷，且所带电荷量大小均为Q则C与A接触后，A、C带电荷量为 QA′＝QC′＝＋Q，C与B接触后，B、C带电荷量为 QB′＝QC″＝＝－Q，故A、B带电荷量大小之比为||＝＝。 $$