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

该高中物理课件围绕静电场的入门知识展开，系统梳理了电荷的发现历程、种类与相互作用、电荷量概念、原子结构及三种起电方式，通过从生活现象导入到科学原理建构的逻辑链条，形成清晰的学习支架，帮助学生逐步建立“电荷—物质结构—能量转移”的物理观念。 其亮点在于深度融合核心素养，以“物理观念”为根基，借助“科学思维”中的模型建构与推理分析，如对感应起电本质的微观解释和接地问题的逻辑推演，强化学生对电荷守恒的理解；同时融入“科学探究”环节，设计验电器实验观察与例题辨析，引导学生基于证据得出结论。例如，通过金属箔张角变化判断电荷转移过程，既体现学科特色又提升实践能力。此资料有助于学生构建系统认知体系，也便于教师精准施教，提升课堂效率与深度。

第九章 静电场及其应用 9.1 电荷 摩擦可以使物体带上电荷,怎样解释这些现象呢? 导入新知 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单位。 2、理解摩擦起电、感应起电和接触起电。 3、理解电荷守恒定律的内容。 4、知道元电荷的概念,体会电荷量是不连续的。 素养目标 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。 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。 电荷的发现 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。 一、电荷 1、两种电荷及相互作用 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 正电荷: + 负电荷: - 两种电荷: 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷 思考:你有办法得到正电荷和负电荷吗? 同种电荷互相排斥 异种电荷互相吸引 两电荷间的相互作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 电荷间相互作用: 一、电荷 思考:电荷有大小多少之分吗?如何表示电荷的大小呢? 2、电荷量 (3)标矢性: (1)定义: (2)单位: 历史资料:1881年第1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. 电荷的多少叫作电荷量,用Q或q表示。 在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,符号是C。 电荷量是标量。正电荷的电荷量为正值,记作+Q,负电荷的电荷量为负值,记作-Q。 一、电荷 原子 (电中性) 原子核 (+) 核外电子 ( - ) 质子(+) 中子(不带电) 质子的正电荷数量=电子的负电荷数量 ≠无电荷 3、原子的结构 仅代表种类,不表示大小 绝对值大的带电多 观察:观察原子的结构示意图说说原子的结构有那些部分组成、各自是否带电及电性? 一、电荷 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)。 (3).金属导电原因: 金属中有自由电子,自由电子可自由穿梭。 4、自由电子和离子 观察与思考:观察金属的微观结构模型说说电子和原子核分别是怎样运动的? (1)自由电子: 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。 (2)带正电的离子: 金属的微观结构模型 一、电荷 (1)电荷的正负是人为规定的。( ) (2)摩擦过的琥珀能够吸引羽毛,说明羽毛带了电。( ) √ 1、知识辨析 2、两物体相互吸引一定是带异种电荷吗?相互排斥一定是带同种电荷吗? 物体 物体 吸引 两物体都带电,且是异种电荷 / 一个带电,一个不带电 排斥 两物体都带电,且是同种电荷 例题精选 摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。 1、摩擦起电 +6 -1 -1 -1 -1 -1 -1 +14 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 失去电子的原子,因为 缺少电子而带正电。 得到电子的原子,因为 有了多余电子而带负电。 实质:摩擦起电不是创造了电,而是电子发生了转移。 不同物质的原子核束缚电子的本领不同 摩擦起电的原因: 二、物体的三种起电方式 验电器 用带电导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,都可以使物体带电。 在电荷间的相互作用下,自由电荷在带电体和导体上转移,且重新分布 2、接触起电 导体带上与带电体电性相同的电荷 (1)定义: (2)现象: (3)接触起电本质: 二、物体的三种起电方式 验电器 11 两侧金属箔都张开 观察静电感应现象:如图所示,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。 ①手握绝缘棒把带正电荷的带电体C移近导体A,金属箔有什么变化? 3、感应起电 二、物体的三种起电方式 验电器 ②这时手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移开C,金属箔又有什么变化? 金属箔仍张开,但张角变小 ③再让导体A和B接触,又会看到什么现象? 金属箔都闭合 二、物体的三种起电方式 验电器 (1)定义: (2)规律: (3)本质: (1).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,这种象叫作静电感应。 (2).感应起电 3、感应起电 利用静电感应使金属导体带电的过程。 近端感应出异种电荷,远端感应出同种电荷。 电子从物体的一部分转移到另一部分。 二、物体的三种起电方式 验电器 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 两不同物体摩擦 带电体靠近导体 导体与带电体接触 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” 导体带上与带电体电性相同的电荷 微观解释 不同物质的原子核对核外电子的约束力不同,摩擦时会出现电子从一物体转移到另一物体上的现象 导体中的自由电荷受到带电体对它的排斥(或者吸引),而移向导体的远端(或者近端) 在电荷间的相互作用下,自由电荷在带电体和导体上转移,且重新分布 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 温馨提示 无论哪种起电方式,发生转移的都是电子,正电荷不会发生转移。 二、物体的三种起电方式 验电器 (1)作用:检验物体是否带电 4、验电器 金属球 绝缘垫 金属杆 金属箔 金属罩 接线柱 所带电荷量越多金属箔张开的角度越大 (2)原理:同种电荷相互排斥 (3)静电计:把金属箔换成指针,并用金属制作外壳的验电器。 观察验电器能说出验电器的结构、作用及工作原理 二、物体的三种起电方式 验电器 1.(来自鲁科教材改编)如图所示,在桌上间隔一定距离放两本书,将一块洁净的玻璃板放置于两书之上,使玻璃板离开桌面2~3 cm。用宽0.5 cm的纸条剪出各种姿态的人形小纸片,放在玻璃板下面,然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦,可见小纸人“翩翩起舞”。关于这个现象,下列说法正确的是 A.摩擦过的玻璃板不带电 B.小纸人“翩翩起舞”之前一直带负电 C.小纸人跳舞是万有引力的结果 D.小纸人“翩翩起舞”时与玻璃带同种电荷 √ 例题精选 2.如图所示,用起电机使金属球A带正电,将A靠近验电器上的金属小球B,则 A.验电器的金属箔不会张开,因为球A没有和B接触 B.验电器的金属箔张开,因为整个验电器都带上了正电 C.验电器的金属箔张开,因为整个验电器都带上了负电 D.验电器的金属箔张开,因为验电器下部的两片金属箔都带上了正电 √ 例题精选 拓展:若验电器带正电,用一根带大量负电荷的金属棒接触验电器的金属球,金属箔的张角将如何变化? 剩余的负电荷继续向验电器转移,验电器的金属箔的张角又会变大 金属棒上的部分负电荷转移到验电器上中和验电器上的正电荷 验电器的金属箔张角变小 例题精选 3.如图所示,不带电导体B在靠近带正电 荷的导体A后,P端及Q端分别感应出负 电荷和正电荷,则以下说法正确的是 A.若用导线将Q接地,然后断开,再取走导体A,则导体B将带负电 B.若用导线将Q接地,然后断开,再取走导体A,则导体B将带正电 C.若用导线将Q接地,然后断开,再取走导体A,则导体B将不带电 D.若用导线将P接地,然后断开,再取走导体A,则导体B将带正电 √ 例题精选 静电感应中导体接地问题分析 1.如图所示,当B接地时,在导线的连接下,导体A、B和大地组成了一个新导体,这时近端为A,而远端为大地。 由于静电感应,A带负电 B原来感应出的正电荷被大地流来的负电荷中和 所以B不带电 题型归纳 例题精选 2.如图所示,如果是A接地,近端仍然为A(这里很容易错误地认为B为近端或远端),远端为大地。 3.如果前面两种情况不是接地,而是改为用手触摸A或B,则结果相同。 由于静电感应,A带负电 B感应出的正电荷被从大地流来的负电荷中和 所以B不带电 例题精选 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? + + + + 三、电荷守恒定律 元电荷 1、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。 三、电荷守恒定律 元电荷 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? 2、元电荷 (1)定义: (2)电荷量的不连续性: 实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,这个最小的电荷量叫作元电荷,用符号e表示。 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。 三、电荷守恒定律 元电荷 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。 e=1.602 10-19 C在计算中通常取e=1.60 10-19 C。 (5)比荷: 2、元电荷 (3)元电荷的大小: 电荷量与质量的比值叫做比荷(也叫荷质比) (4)电子、质子与元电荷关系: 元电荷不是实际粒子仅表示最小电荷量单元,没有正负。质子和电子是实际粒子。所带的电荷量为一个元电荷。 三、电荷守恒定律 元电荷 电中性: 3、电中性和电中和 电中和: 物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等,对外不显电性,表现为不带电的状态。 两个带等量异种电荷的物体相互接触时,都恢复成不带电的情形。 三、电荷守恒定律 元电荷 (1)所谓“电荷的中和”是正、负电荷一起消失了。( ) (2)物体所带的电荷量可能为6.0 10-18 C。( ) (3)物体带电荷量为+1.60 10-9 C,这是因为失去了1.0 1010个电子。 ( ) √ 1、知识辨析 例题精选 2.(来自粤教教材改编)完全相同的两金属小球A、B带有等量电荷,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。 解:(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 例题精选 2.(来自粤教教材改编)完全相同的两金属小球A、B带有等量电荷,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。 (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||=。 例题精选 接触起电时电荷量的分配规律 两个完全相同的金属球接触后,电荷量将平均分配。 (1)若带同种电荷或一个带电一个不带电,接触后电荷量相加后均分; (2)若带异种电荷,则接触后电荷先中和再均分。 材质、形状、大小不同的导体接触时电荷量一般不能平均分配。 接触后 再分开 +Q -Q -Q -3Q 接触后 再分开 +Q Q Q 题型归纳 例题精选 课堂小结 Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $