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

·第一章 静电场 High school physics 理解使物体带电的三种方式，了解验电器的构造和应用。 02 知道自然界中的两种电荷及其相互作用，知道电荷量及元电荷。 01 理解电荷守恒定律。 03 重点 重难点 把彩色塑料袋剪成细长条并捆紧，用手捋几下，就成了一束“塑料花”，其中包含着怎样的物理知识？ 摩擦起电和同种电荷相互排斥 公司logo 公司logo 情境导入 01 摩擦起电 两种电荷 由于摩擦而使物体带电的方式 摩擦起电 公司logo 公司logo 要点归纳 两种电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷 正电荷: + 负电荷: - 自然界中只有两种电荷： 用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷 公司logo 公司logo 要点归纳 电荷间的相互作用 同种电荷互相排斥 异种电荷互相吸引 公司logo 公司logo 要点归纳 电荷量Q/q 原子 （中性） 原子（+） 核外电子（ - ） 质子（+） 中子（不带电） 电荷的多少，简称电量。单位：库仑，简称：库，符号：C 1 μC=10-6 C 1 nC=10-9 C 原子核所带电荷总量=电子的负电荷数量 公司logo 公司logo 要点归纳 元电荷 (1)元电荷：电荷的最小单位（质子、电子所带电荷量的大小） (3)比荷：带电粒子的电荷量与其质量之比 电子的比荷： ＝1.76×1011 C/kg (2)密立根测定元电荷的值e＝1.60×10－19 C 所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍 (4)元电荷不是实物粒子，仅表示最小电荷量单元，没有正、负。 虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷 公司logo 公司logo 要点归纳 摩擦起电的解释 不同种类的不带电物体相互摩擦，一个失去电子，另一个得到电子 内部+Q>-Q 显示出带正电 内部+Q<-Q 显示出带负电 两物体摩擦后必然等量异号 公司logo 公司logo 要点归纳 为什么摩擦起电的材料是绝缘体而不是导体？ 导体摩擦出现电荷转移后会因为自由电子自由移动而迅速中和。 绝缘体中基本不存在自由电子，摩擦后转移的电荷不容易再中和。 公司logo 公司logo 讨论交流 (1)自然界中只存在正电荷和负电荷。 (　　) (2)电荷的正负是人为规定的。 (　　) (3)元电荷就是最小的带电体。 (　　) (4)原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，整个原子对外界表现为电中性。 (　　) (5)摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，说明羽毛带了电。 (　　) √ × √ √ × 辨析 1.梳过头的梳子，常能吸引轻小物体，这属于摩擦起电。关于摩擦起电现象，下列说法正确的是 A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子 B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量同种电荷 C.摩擦起电可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的 D.丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电 √ 摩擦起电现象的本质是使一个物体上的自由电子转移到另一个物体上，从而使两物体分别带上等量的异种电荷。 例题 2.(2024·眉山市期末)关于元电荷，下列说法正确的是 A.把质子或电子称为元电荷 B.元电荷是一个电子所带电荷量的大小，没有正负之分 C.电子带有最小的负电荷，其电荷量称为元电荷 D.物体所带的电荷量称为元电荷 质子或电子是带电粒子，所带的电荷量的绝对值称为元电荷，故A错误； 把电子所带电荷量的大小称为元电荷，则电子带有最小的负电荷，故B正确，C错误；物体所带电荷量为元电荷或元电荷的整数倍，故D错误。 √ 02 静电感应 (1)手握绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔有什么变化？ 取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔均是闭合的 两侧金属箔都张开 公司logo 公司logo 观察与思考 (2)这时手握绝缘柱将A和B分开，然后移去C，金属箔是否闭合？ 金属箔仍张开，但张角变小 (3)再让A和B接触，又会看到什么现象？ 金属箔都闭合 公司logo 公司logo 观察与思考 静电感应 当带电导体靠近不带电的导体时，由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，使导体靠近带电导体的一端带上与带电导体电性相反的电荷，远离带电导体的一端带上与带电导体电性相同的电荷。 利用静电感应使导体带电的方法——感应起电 公司logo 公司logo 要点归纳 ①带电体与验电器上金属球接触时，一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开。 验电器 + + + + + + 公司logo 公司logo 要点归纳 ②带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时，会发生静电感应，金属杆上端的金属球带负电，下端的两金属箔片带正电，由于相互排斥而张开。 ③带正电的玻璃棒接触验电器的金属球，验电器就带上了正电，再将待检验的带电体靠近验电器的金属球，如果它的金属箔片张开角度变大，则它带的是正电荷，反之，则带的是负电荷。 验电器 公司logo 公司logo 要点归纳 3.(2024·内江市威远中学高二月考)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，因为验电器下部的箔片带上了正电 D.验电器的金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电 把一个带正电的金属球A，靠近验电器的金属球B，验电器的金属球由于静电感应，会带上负电荷，金属箔会带上等量正电荷，所以验电器的金箔张开，而整个验电器不带电，故选C。 √ 例题 1.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？ 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 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 拓展 2.若验电器带正电，当一个带负电的金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔的张角将如何变化？ 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 B球上的负电荷将向金属箔移动，使金属箔上所带正电荷减少 张角减小 拓展 23 3.若验电器带正电，当一个不带电的金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔的张角又将如何变化？ 发生静电感应现象 A球靠近B的一侧出现负的感应电荷，背离B球的一侧出现正的感应电荷 A球上的负感应电荷会使验电器金属球B上的负电荷向金属箔移动 张角减小 拓展 4.如图所示，不带电金属导体B在靠近带正电荷的金属导体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 导体B在靠近带正电荷的导体A时，导体B上的自由电子会向P端运动，导体B的P端因有了多余的电子而带负电，Q端因失去电子而带正电，用接地导线接导体B的任何部位，大地的负电荷都会中和B导体Q端的正电荷，因此断开导线，再取走导体A，导体B将带负电，故A正确，B、C、D错误。 静电感应中导体接地问题分析 1.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 B不带电 公司logo 公司logo 总结提升 2.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。 静电感应中导体接地问题分析 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 B不带电 公司logo 公司logo 总结提升 03 电荷守恒定律 比较三种起电方式 带电方法 本质 电荷总量 起电的共性本质 摩擦起电 接触起电 感应起电 不是创造了电荷 也没有电荷消失 电荷 转移 一个 物体 另一个 物体 电荷 转移 一个 物体 另一个 物体 电荷 转移 物体 一部分 物体另 一部分 不变 自由电荷发生转移 公司logo 公司logo 观察与思考 电荷既不能被创造，也不能被消灭，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。 电荷守恒定律 现代表述： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 在任何自然过程中，电荷的代数和是守恒的 公司logo 公司logo 要点归纳 (1)所谓“电荷的中和”是正、负电荷一起消失了。(　　) (2)静电感应没有创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分。(　　) × √ 辨析 5.完全相同的两金属小球A、B带有相等的电荷量，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； 设A、B带电荷量均为q，则A、C接触后，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 5.完全相同的两金属小球A、B带有相等的电荷量，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。 (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。 设A带+Q，B带-Q，则C与A接触后，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||= = 同理若A带负电荷，B带正电荷，A、B带电荷量之比也为2∶1 例题 34 接触起电时电荷量的分配规律 接触后 再分开 接触后 再分开 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。 公司logo 公司logo 总结提升 电荷 电荷守恒定律 摩擦起电　 静电感应 电荷守恒定律 电荷量Q 电荷量的分配规律 感应起电 验电器 元电荷 两种电荷：+、- 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf59.27.100 $自然界中只有两种电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷和用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷。 把枕形导体A和B分开，再移去球形导体C我们观察到枕形导体A和B上的金属薄片依然处于张开状态。分开枕形导体A和B移去球形导体C由于两个枕形导体上仍带有负电荷和正电荷，因而金属箔仍张开。 摩擦可以提炼。用力擦几下看看。你不要管我，我要凉快去。你在干什么呢？我在试验摩擦起电，借你的头试试。果真有电影。 为防止人体导电，双手应戴上绝缘橡胶手套，用丝绸摩擦一根玻璃棒。将摩擦后的玻璃棒放在水平的吊钩上，并让其处于静止状态，再用丝绸摩擦另一根玻璃棒。手持这根玻璃棒靠近被吊起的玻璃棒观察现象。我们观察到被吊起的玻璃棒会发生转动，并排斥远离靠近的玻璃棒，用毛皮摩擦一根橡胶棒。将摩擦后的橡胶棒放在水平的吊钩上，并让其处于静止状态，再用毛皮摩擦另一根橡胶棒。手持这根橡胶棒靠近被吊起的橡胶棒。观察现象，我们观察到被吊起的橡胶棒也会发生转动，并排斥远离靠近的橡胶棒。无论是两根丝绸摩擦过的玻璃棒，还是两根毛皮摩擦过的橡胶棒，它们都带有同种电荷。而当它们靠近时会互相排斥，说明同种电荷。 最后再让枕形导体A和B接触，我们观察到枕形导体AB上的金属薄片全都闭合。枕形导体A和B重新接触正负电荷中和，因此金属箔片闭合。 取一对用绝缘柱支持的整形导体A和B使它们彼此接触。起初他们不带电，枕形导体A和B上的金属薄片都是闭合的。我们将感应起电机的放电叉接触球形导体C然后转动感应起电机使其带正电，把带正电的球形导体C移进枕形导体A。我们观察到枕形导体A和B上的金属薄片都张开。当代正殿的球形导体C靠近枕形导体A时，由于静电感应枕形导体A带负电，远离球形导体C的一端，枕形导体B带正电，所以两端的金属薄片由于都带同种电荷而排斥张开。 丝绸摩擦一根玻璃棒。将摩擦后的玻璃棒放在水平的吊钩上，并让其处于静止状态，再用毛皮摩擦一根橡胶棒。手持这根橡胶棒靠近被吊起的玻璃棒观察现象。我们观察到被吊起的玻璃棒会发生转动并被吸引靠近橡胶棒。丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒，他们带的电荷不同，当它们靠近时会互相吸引。