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

第九章 静电场及其应用 第一节 电荷 问 题 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？ 电荷亦称电，是实物的一种性质。人们对电的认识最初来自摩擦起电现象和自然界的雷电现象。例如，在公元3世纪，我国晋朝张华的《博物志》中就有记载：“今人梳头，解着衣，有随梳解结，有光者，亦有咤声。”这是世界上关于摩擦起电引起闪光和噼啪之声的较早记载。 公元前600年左右，希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。 我国学者王充《论衡》中写下“顿牟掇芥”指的用玳瑁的壳吸引轻小物体。 dùn móu duō gài 电荷名字的由来： 　　16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念。 　　美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念。 问题: 自然界中有几种电荷？它们间的相互作用如何？ 电荷 1. 两种电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电； 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。 2. 两种电荷间的相互作用 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 电荷之间的相互作用力 正电荷(+) 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 两种电荷 负电荷(-) 富兰克林对电荷的定义： 带电体有吸引不带电轻小物体的性质。 带电物体的性质： 电荷间的相互作用 同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引。 电荷量 （1）定义：电荷的多少叫做电荷量 （2）符号：Q （3）单位：库仑，简称库，符号C （4）正负：正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。 如何判断物体电荷量多少？ 电荷量多少的判断方法 验电器和静电计 原子的构成： 原子核 (带正电) 核外电子 (带负电) 质子（带正电） 中子（不带电） 原子（中性） 原子核为什么稳定？ 质子、中子之间有强相互作用 核力 核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 。 由于原子核对电子的吸引力作用，电子被维系在原子核附近绕核高速旋转。 金属的特点： 金属内有自由移动的电子------自由电子 每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。 验电器与静电计 接触起电 补充：完全相同的球形物体接触，电荷转移的问题： 接触后 再分开 +Q +Q 接触后 再分开 Q 3Q Q Q 解释： 电荷从一个物体转移到另一个物体 3、接触起电： -Q 接触时，电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配. 若不受外界影响，两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配 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 两个不同物体摩擦 导体靠近带电体 导体与带电体接触 现象 两个物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷 导体上带上与带电体相同电性的电荷 本质 自由电子在物体之间或物体内部转移 思考 电荷总量发生变化了吗？ 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？ 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。 电荷守恒定律 它是自然界重要的基本规律之一。 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？ 思考与讨论 电荷守恒定律 用什么仪器可以检验物体是否带电呢？ 1.元电荷：最小的电荷量 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。 元电荷 电子电荷量e= -1.6×10－19C ； 质子电荷量e= +1.6×10－19C 美国科学家密立根通过油滴实验,提出元电荷概念 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 验电器和静电计 三种起电方式 摩擦起电 1、什么是摩擦起电？ 2、摩擦起电的本质是什么？ 3、典型现象描述与解释： ①毛皮摩擦过的橡胶棒： ②丝绸摩擦过的玻璃棒： 三种起电方式 感应起电 1、什么是感应起电？ 2、感应起电的本质是什么？ 3、典型现象描述与解释： ①右上图感应起电： ②右下图接地： 三种起电方式 接触起电 1、什么是接触起电？ 2、接触起电的本质是什么？ 3、接触起电的规律与前提： ①前提： ②接触后分开电荷量分配的规律： A B 6C 0C 完全相同的A、B球接触后分开 A B 6C -4C A B 6C -10C A B -6C -10C 电荷守恒定律 1、思考：摩擦起电过程中，是否创造了电荷？ 2、电荷守恒定律的表述： 3、思考：近代物理中，高能光子能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，这是否意味着电荷不守恒？ 4、电荷守恒定律更普遍的表述为： 5、起电过程的实质是： 6、电荷守恒定律和能量守恒定律一样，都是自然界重要的基本规律。 元电荷 1、什么是元电荷？ 2、元电荷的数值是多少？哪位科学家最早测出元电荷数值？你知道是他是怎么测出来的么？ 3、电子和质子就是元电荷么？ 4、物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是4×10-19C吗？ 5、什么是比荷？电子的电荷量、质量和比荷分别是多少？ 拓展：密立根油滴实验 美国物理学家密立根1909年通过油滴实验精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，后来他又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。 【练习1】（2022·江苏·宝应中学高一阶段练习）摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，下列说法中正确的是（　　） A．说明羽毛带有与琥珀所带电性不同的电荷 B．说明带电体能吸引轻小物体 C．当羽毛与琥珀接触时，琥珀所带的电荷会运动到羽毛中去 D．琥珀与琥珀摩擦也能带电 【正确答案】B 课堂练习 【练习2】（2022·浙江·绍兴高一）如图所示，小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和PVC管摩擦，使PVC管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近（但不接触）验电器，发现验电器的金属箔片张开，然后用右指接触验电器上端的金属圆球，发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是 A．发现验电器箔片张开，是因为此时箔片带负电， 但验电器整体仍是电中性的 B．右指接触验电器时电子从验电器流向手指 C．如果松开右手，再撤去PVC管，验电器的箔片又会张开，验电器整体带负电 D．如果松开右手，再撤去PVC管，验电器的箔片依然闭合 【正确答案】C 课堂练习 【练习3】（2021·广西·灵山县天山中学高二期中）(多选)关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（　　） A．物体所带的电荷量应该是某些特定值 B．物体带电 ，这是因为该物体失去了 个电子 C．物体带电荷量的最小值为 D．物体所带的电荷量可以为任意实数 【正确答案】ABC 课堂练习 【练习4】（2022·浙江绍兴·二模）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图所示的装置，避雷针线路与接地线分开，并在分开处装上帽形的金属钟A与B，两钟之间以丝线悬挂一个金属小球C，A钟下方用导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D，避雷针上空附近的云不带电时，三个金属小球均静止下垂。若带负电的云接近避雷针顶端时，则（　　） A．避雷针顶端带负电 B．接地线上有正电荷流入大地 C．验电器D上的两个金属小球最后会下垂并相互接触 D．金属小球C会在A与B之间摆动，不断来回撞击A与B 【正确答案】D 课堂练习 【练习5】(多选)如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则(　　) A．仅有两个小球带同种电荷 B．仅有三个小球带同种电荷 C．c、d小球带同种电荷 D．c、d小球带异种电荷 【正确答案】BD 课堂练习 谢谢观看 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$