9.1 电荷 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

新教材 新高考 新人教版 必修三 第九章 静电场及其应用 第1节 电荷 电 问题引入： 摩擦可以使物体带电。摩擦过的琥珀能够吸引羽毛。为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？物体可以通过什么方式带电呢？ 认识电荷 公元前 600年左右，古希腊学者泰勒斯发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。 公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一语。此语意为摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体。 认知过程 电荷 1、自然界中有两种电荷（富兰克林命名） 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （1）正电荷： 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 （2）负电荷： 3.带电体的基本性质：吸引轻小物体。 2.电荷间的相互作用 问题：被丝绸摩擦后的玻璃棒吸引轻小物体，说明玻璃棒带电了。电到底是什么？ 演示观察：如图9-1用不同方式使小球带电，观察带电小球受力后的表现： 1 用丝绸摩擦过的玻璃棒接触小球A和B；（图9-1甲，排斥） 2 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触小球A和B；（图9-1乙，排斥） 3 用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒分别接触小球A和B；（图9-1丙，吸引） 问题设计： 1 上述实验说明？ 2 丝绸与玻璃棒摩擦后，两者各自电荷的电性有什么不同？是通过摩擦凭空创造出来了正负电荷吗？ 3 丝绸与玻璃棒摩擦时，哪个容易失去电子？毛皮与橡胶棒摩擦时，哪个容易失去电子？ 4 摩擦起电的实质是什么？ 5 接触带电的实质是什么？ 6 还有其他起电方法吗？ 毛皮+橡胶棒（-） 可吸引轻小物体 同种电荷相斥，异种电荷相吸！ 丝绸+玻璃棒（+） 新知讲解 + + - - + - （2）两种电荷间的相互作用规律 同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引。 新知讲解 2.电荷量 （1）定义：电荷的多少叫作电荷量，用Q或q来表示。 （2）单位：它的单位是库仑，简称库，符号是C。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。 （3）比较电荷带电的多少，要比较的是其电荷量的绝对值，绝对值大的带电多。尽管电荷量有正负值（正号一般省略），要知道这里的” ＋“－”号代表电荷的种类，与数学中的正负号的含义不同。 新知讲解 原子 （中性） 原子核 （正电） 核外电子 （负电） 质子（正电） 中子（不带电） 3.物质的微观结构 质子 中子 核外电子 原子核 （1）物质的电结构 每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 新知讲解 质子和中子之间有强相互作用核力的作用。离原子核较远的核外电子容易受到外界的作用而脱离原子。 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。 ②失去自由电子的原子便成为带正电的离子。 （2）金属的微观结构模型 新知讲解 如图所示：每个正离子在金属内部排列起来，它们都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有自由电子穿梭其中这就使金属成为导体。 金属的微观结构模型 注意：绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。 思考： 为什么物体相互摩擦之后会带电？ 摩擦起电的实质是什么？ + - - - + + - - - - - - - - + + + + + + + 失电子带正电 得电子带负电 – – – – – – – – – – – – + – – – – – – – – – + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 由于不同原子束缚核外电子能力不同，束缚弱的由于摩擦失去电子带正电；束缚强的由于摩擦得到电子带负电。 自由电子 正 负 …… …… 摩擦起电序列 综上，你可以解释为何玻璃与丝绸摩擦，毛皮与橡胶棒摩擦，所带正负电荷情况不同了吗？ 思考：摩擦玻璃，玻璃一定带正电吗？ （1）摩擦起电 微观解释： 电子从一个物体转移到另一个物体上。 得到电子：带负电 失去电子：带正电 规律：等量的异种电荷分开 实质：电子的得失 （2）接触起电 微观解释： 电荷从一个物体转移到另一个物体 规律：相同金属球平分总电量 实质：电荷的转移 1. 把带正电荷的球 C 移近导体 A，导体下面的金属箔有什么变化？ 2. 先把 A 和 B 分开，然后移去 C ，金属箔又有什么变化？ 3. 再让 A 和 B 接触，又会看到什么现象？ 感应起电 思考 静电感应 （2）带电体靠近不带电的验电器。 （1）带电金属电导体接触不带电的验电器。 现象（1）： （3）带电体靠近带电的验电器。 同种电荷张角变大； 异种电荷张角变小。 接触后再分开 接触后再分开 　 现象（2）： 接触后再分开 （1）两个形状相同金属球,接触后再分开,总电量平均分配。 （2）带电小球接地后不带电。 感应起电机 应用： 感应起电 （2）实质：电子的转移 感应起电： （1）定义：利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电。 静电感应：把带电体靠近不带电的导体，可以使导体带电的现象。 （3）结果：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷 金属导电机理： 金属内有自由移动的电子 正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。 A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金属球C． 在下列情况中，判断A、B两球的带电情况 （1）A、B接触后分开，再移去C， 则A________，B______； （2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开， 则A_______，B_______． （3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C， 则A________， B_______； 正电 负电 不带电 不带电 负电 负电 三种起电方式的比较 使物体带电的方法 本质 电荷的 总量 起电的共性本质 摩擦起电 电子从一个物体转移到另一个物体 不变 本质都是_________ ，起电并不是创造了电荷，也没有电荷消失 接触起电 电子从一个物体___________ _______ _____ 感应起电 电子从物体的一部分_______ _________ _____ 转移到另一 不变 转移到 另一部分 不变 自由电荷 发生转移 个物体 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-------电荷守恒定律 表述一： 摩擦起电、感应起电、接触起电，无论是哪种起电方式,其本质都是将原子的正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷。 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。 表述二： 一个高能光子在一定条件下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。 两个相同金属导体接触后电荷量的分配规律： +2q +3q -q +q +q +q +q 最终结果：两个完全相同的带电体带上等量同种电荷 （1）电荷的多少如何表示？ （2）什么是元电荷？ 电荷量：物体所带电荷的多少叫电荷量，简称电量。 单位:库仑 简称，库，表示符号C 。 例如： q1= 2×10-5C q2= -2×10-5C 所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍。 比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值,电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质 例如： q1=2e q2= -2e 最小的电荷量叫元电荷。 即电子所带的电荷量大小。 （3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？ （4）什么是比荷？电子的比荷是多少？ 元电荷的值 e=1.60×10-19C 带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷 美国科学家密立根 电子的比荷： 美国物理学家密立根 1.电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会 ，也不会 ，它只能从一个物体 到另一个物体，或者从物体的一部分 到另一部分；在转移过程中，电荷的 保持不变。 (2)电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 保持不变。 梳理与总结 创生 消灭 转移 转移 总量 代数和 2.元电荷 (1)元电荷：最小的 ，即 所带电荷量的大小。所有带电体所带电荷量只能是元电荷的 。 (2)元电荷的值e＝ ，由物理学家 测定。 (3)比荷：带电粒子的 与其 之比叫作比荷。 电子的比荷为： ＝1.76×1011 C/kg。 电荷量 电子 整数倍 1.60×10－19 C 密立根 电荷量 质量 静电计 验电器 五、验电器与静电计 检验物体是否带电 检验物体是否带电或测量两导体间的电压 1.如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带负电的小球，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，然后移走C，A、B上的金属箔片仍张开 　　C.先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 　　D.先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片已闭合 － C A B 练习 2、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是( ) 　A.把质子或电子叫元电荷． 　B.1.60×10-19C的电量叫元电荷． 　C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷． 　D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷． 3、绝缘细线上端固定,下端挂一个轻质金属小球a;在a旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示,现使b带电，则( ) 　A.b将吸引a，吸住后不放开 　B.b先吸引a,接触后又把a排斥开 　C.a、b之间不发生相互作用 　D.b立即把a排斥开 a b 若a、b两小球完全相同，开始时使b带电为+q，则此时a、b各带电多少？ 4、用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是（　　） 　A.a带正电，b带负电 　B.a带负电，b带正电 　C.a、b均带正电 　D.a、b均带负电 a b c 二、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。 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 一、电荷 三、几个基本概念 电荷量 元电荷 比荷 1、自然界中有两种电荷 2、电荷及其相互作用 3、使物体带电的方法： 摩擦起电 感应起电 接触起电 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号电荷，远离的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。 小结 谢谢观看 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$