1.1 电荷 电荷守恒定律 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

高中物理课件聚焦电荷守恒定律，涵盖两种电荷、元电荷概念及摩擦、感应、接触三种起电方式。以闪电现象及泰勒斯、富兰克林等科学史案例导入，从自然现象到历史探究，再到规律建构，最终回归闪电原理解释，形成完整学习支架。 该资料亮点在于融入科学史培养科学态度，通过三种起电方式比较表格助力模型建构，结合例题与闪电解释促进科学推理与探究。帮助学生深化物理观念，教师可借助结构化资源提升教学效率。

上课啦！老师开讲啦！ 1.1电荷守恒定律 闪电是如何形成的？ 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。 16世纪，英国科学家吉尔伯特在研究这类现象时首先根据希腊文的琥珀创造了英语中的“electricity”（电）这个词，用来表示琥珀经过摩擦以后具有的性质，并且认为摩擦过的琥珀带有电荷（electric charge）。 富兰克林 （B. Franklin，1706— 1790），美国科学家和政治家。 1752 年，他冒着生命危险在雨中进行“风筝实验”，证明闪电与摩擦起电的电是相同的。 他还用“正电”和“负电”区分两种不同性质的电，为定量研究电现象打下了基础。左图描绘富兰克林正在进行“风筝 实验”。 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷（positive charge） ， 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷（negative charge） 电荷相互作用规律 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 摩擦起电 一、两种电荷和电荷量 自然界中的两种电荷 电荷相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 电荷量（Q或者q）：电荷的多少，简称电量。 ①国际单位：库仑 符号：C ②书写表示：正电荷用正数表示；负电荷用负数表示 1C的电荷量很大，常用单位还有微库（ uC ）和纳库（ nC）（毫微纳皮） 1881年第1届国际电学大会确定库仑（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。 （1）概念： 电荷所带电荷量的最小单元， 一个电子（质子）所带电荷量的绝对值就是元电荷. （2）大小： e =1.6×10-19C， （3）实验还发现，任何带电体所带电荷量都是元电荷e的整数倍.也就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。 关于元电荷的理解： （4）电子电荷量e与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。电子的质量me＝9.11×10-31 kg，所以电子比荷为 C/kg 1897年，英国科学家jj汤姆生（1856-1940）发现了比原子小得多的带负电的粒子——电子，揭开了原子具有结构的秘密。 在通常情况下，原子核所带正电荷数与核外所有电子总共带的负电荷数相等，整个原子呈中性，也就是原子对外不显带电的性质。 摩擦起电的解释 原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同 本质：电子从一个物体转移到另一个物体 结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷 总结： 用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒经过摩擦后失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电； 用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒经过摩擦后得到电子带负电，而毛皮失去电子带正电。 因为丝绸和玻璃棒相比，丝绸对电子的束缚能力较强；毛皮和橡胶棒相比，橡胶棒对电子的束缚能力较强一些。 二、电荷守恒定律 1.内容： 电荷既不能被创造，也不会被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的代数和是守恒的。 2.意义： 电荷守恒定律是物理学中最重要的基本定律之一。微观过程也普遍遵循电荷守恒定律。 3.应用： 完全相同的金属球接触后电荷的分配 金属内有自由移动的电子——自由电子（负电） 正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。 补充：金属结构模型（导体） 三、静电感应（感应起电） 静电感应现象：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的现象。 规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷 把带电体移近不带电的导体，可以使导体带电，这种利用静电感应使导体带电的方法称为感应起电。 例1.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,贴在下部的金属箔片是闭合的。现在把带正电荷的物体C移近导体A,下列说法正确的是 (　　) A.A的左端感应出正电荷,B的右端感应出负电荷 B.A上的金属箔张开,B上的金属箔保持闭合 C.把A和B分开,然后移去C,A、B上的金属箔仍保持张开 D.先移去C,再把A和B分开,A、B上的金属箔仍保持张开 C 如果导体的某端接地呢？ 接触起电的实质是电荷的转移,电荷总量不变. 接触后再分开 +Q 1/2Ｑ 1/2Ｑ 接触后再分开 +Q -3Q -Q -Q 接触起电电荷分配原则： （1）两个导体带异种电荷时：先中和后平均分配； （2）两个导体带同种电荷时：将原来所带电量的总和平均分配. 中和: 电荷的中和是正负电荷相互抵消，使得净电荷减少或为零，但正负电荷本身依然存在，并不是正、负电荷的消失. 四、接触起电 小结：三种起电方式的比较 方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 两种不同的绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触时 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” 导体带上与带电体相同电性的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 同种电荷之间相互排斥 相同点 实质均为电子的转移 都遵循电荷守恒定律 例2.有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两金属小球接触。在接触后,A、B带电荷量各是多少?此过程中电子发生了怎样的转移,转移了多少电荷量? 均为1.6×10-9 C　 电子由B球转移到了A球,转移了4.8×10-9 C 例3.(多选)将一带负电的通过绝缘支架支撑的金属小球置于潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上带的负电荷几乎不存在了。这说明 (　　) A.小球上原有的负电荷彻底消失了 B.在此现象中,电荷不守恒 C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了 D.该现象是由电子转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律 CD 闪电现象解释 剧烈的气流运动使云层相互摩擦，摩擦导致云层间异种电荷大量积聚（摩擦起电）。靠近地面云层中电荷的大量积聚，会使地面因静电感应而产生电荷积聚(感应起电)。云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏的电压。这个高压足以击穿空气，瞬时产生几十万安培的电流。电流生热使空气发光，叫闪电。 六、验电器和静电计 金属杆下端悬挂着两片金属箔，外加玻璃外壳；其工作原理是利用同种电荷间的相互排斥,使得带有同种电荷的两片金属箔之间张开 验电器 验电器的主要作用： ①检验导体是否带电 ②检验导体所带电性 + + + + + - - + + 注意观察：带电体与验电器上端直接接触前后… + + + + + + + + + + + - - + + $