9.1电荷 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第一章 静电场的描述 静电现象 第一节 某某老师 - 某某学校 1 一、电荷 公元前 600 年，希腊学者泰勒斯， 发现了 摩擦过的琥珀吸引轻小物体 的现象 电荷的提出 4 16世纪英国科学家吉尔伯特，创造了英语中的“electricity”（电）这个词，认为摩擦过的琥珀带有 电荷 一、电荷 电荷的提出 5 美国科学家富兰克林 通过实验发现，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（positive charge） 和 负电荷（negative charge） 一、电荷 电荷的提出 6 丝绸 玻璃棒 毛皮 橡胶棒 丝绸 摩擦过的 玻璃棒，带 正电荷 毛皮 摩擦过的 橡胶棒，带 负电荷 一、电荷 1.1 电荷的定义 7 一、电荷 互相吸引 互相排斥 互相排斥 中性状态 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 1.2 电荷间的相互作用 8 9 思考 排斥的一定是同种电荷吗？ 吸引的一定是异种电荷吗？ 互相吸引的情况，也有可能一边不带电 9 二、电荷量 电荷有正负之分，那么有多少之分吗？ 既然电池的电量有多有少，电荷应当是有数量之别的 10 11 二、电荷量 定义： 物体所带电荷数量的多少，用 Q 或 q 表示 国际单位： 库仑，简称“库”，用 C 表示 正负： 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 历史资料：1881 年第一届电学大会，确定库仑（C）为电荷量的国际单位，定义为 1A 恒定电流在 1s 时间间隔内所传送的电荷量为 1C 11 三、物质的微观结构 原子核 核外电子 质子 （带正电） （带负电） 中子 （中性） 12 原子 摩擦起电实质：电子的得失 12 三、物质的微观结构 13 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 导电的原因 有自由电子在自由穿梭 13 三、物质的微观结构 14 了解了原子的组成、物体带电原因和金属的微观结构， 人们可以通过哪些方式让物体带电呢？ 14 四、三种起电方式 15 4.1 摩擦起电 动画演示点击播放 不同物体对电子的束缚能力不同。摩擦过程中，（对电子的束缚能力强的）物体得到电子带负电，（对电子的束缚能力弱的）物体失去电子带正电 15 四、三种起电方式 16 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？ 16 四、三种起电方式 17 4.2 接触起电 当两个完全不同的金属球，一个带电，一个不带电， 二者接触之后，带电情况是怎样的？ +Q 接触后 再分开 两者均带电 17 四、三种起电方式 18 4.3 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 18 四、三种起电方式 19 19 四、三种起电方式 20 如何检验导体是否已经成功带电了呢？ 20 五、验电器 21 结构：金属球、金属杆、金属箔等 原理：同种电荷相互排斥 作用：① 检验物体是否带电；② 粗略判断带电的多少 21 三种起电方式的比较 22 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 电子在物体之间或物体内部的转移 22 思考 23 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， 电荷是否也满足某种守恒的规律呢？ 23 六、电荷守恒定律 24 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 电荷总量保持不变 电荷守恒定律 是自然界的基本守恒定律，既适用于宏观领域，也适用于微观领域 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 24 思考 25 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？ 25 七、元电荷 26 定义： 科学家发现电子（质子）所带的电荷量最小，其他物体的电荷量都是其电荷量的整数倍。这个 最小的电荷量叫做元电荷。用 e 表示 取值： 计算时，可取 e = 1.60 × 10-19C（最早由密立根通过油滴实验测得） 比荷： 粒子的 电荷量和质量之比 电子的比荷： 电子的 电荷量 e 和 电子的质量 me 之比 e me —— = 1.76×1011C/kg 26 27 练习 判断下列说法的对错 √ 1. 所有带电体的电量都是元电荷的整数倍 × 2. 元电荷是实际粒子，比如电子和质子 √ 3. 元电荷表示最小的电荷量，没有正负 × 4. 两个原本不带电的物体互相摩擦带电，说明他们的电荷总量在增加 × 5. 所谓“电荷的中和”是正负电子一起消失了 √ 6. 摩擦使物体带电，是因为两物体的原子核对核外电子的束缚能力不同 √ 7. 感应起电是因为静电感应，使电荷从物体的一部分转移到另一部分的过程 27 28 练习 例 1：如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以（ ） BC 图甲中两球一定带异种电荷 图乙中两球一定带同种电荷 图甲中两球至少有一个带电 图乙中两球只有一个带电 图甲 图乙 28 29 练习 例 2：小明同学用绝缘材料做的笔套，与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为 0.5cm 时圆环被吸引到笔套上。下列说法正确的是（ ） ABC 摩擦头发使笔套带电 笔套靠近圆环时，圆环上下感应出的电荷是异种的 圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受吸引力大于圆环的重力 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 （总体依然还带电） 29 30 练习 例 3：在理想情况下，M、N 是两个都不带电的物体，他们互相摩擦后，M 带电荷+3.2×10-9 C，下列判断正确的有（ ） BCD 在摩擦前 M 和 N 内部都没有任何电荷 摩擦过程中电子从 M 转移到 N N 在摩擦后一定带电荷 -3.2×10-9 C M 在摩擦过程中失去 2 × 1010 个电子 （e = 1.6 × 10-19 C） 30 接触起电的电荷量分配问题 31 二者电荷量的分布可以确定吗？ +Q 接触后 再分开 两个材料或大小不同的导体，接触后再分开，二者均带电，但无法确定电荷量 两者均带电 31 32 一个带电导体，接触 另一个不带电导体，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电 +Q 接触后 再分开 +Q/2 +Q/2 +Q 接触后 再分开 -Q -Q -3Q 两个完全相同的导体，接触后再分开，二者会将电量的总和平均分配 接触起电的电荷量分配问题 32 33 若两个完全相同的金属小球带电荷量分别为 q1 和 q2，则 q1 接触后 再分开 接触起电的电荷量分配问题 如果带 同种电荷 q2 总电荷量直接平分，均带电 ——— q1+q2 2 33 34 若两个完全相同的金属小球带电荷量分别为 q1 和 q2，则 + q1 接触后 再分开 接触起电的电荷量分配问题 如果带 异种电荷 - q2 总电荷量先中和再平分，均带电 ———— |q1 - q2 | 2 34 35 练习 例 4：完全相同的两金属小球 A、B 所带电量大小相等，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，接触后两球带电量大小之比为多大？ （2）若 A、B 两球带异种电荷，接触后两球带电量大小之比为多大？ 2:3 2:1 35 36 练习 例 5：有两个完全相同的带电金属小球 A、B，分别带有电荷量 Q1 = 6.4 × 10-9 C、Q2 = -3.2 × 10-9 C，让两个金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？ QA’= QB’=（ 6.4 × 10-9 -3.2 × 10-9 ）/2 = 1.6 × 10-9 C 接触过程中，电子由 B 球转移到 A 球，转移的电荷量为 ΔQ = （3.2 × 10-9 +1.6 × 10-9 ）C = 4.8 × 10-9 C 36 37 致谢 THANK YOU & QA 某某老师 某某学校 37 Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$