内容正文:
第九章 静电场及其应用
9.1 电荷
思考与讨论:
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?
根据你的日常生活,你能举出哪些使物体带电的例子?
新课导入
观察实验:
今天我们就来学习电荷以及使物体带电的方法等有关知识。
新课导入
1.知道自然界存在两种电荷,知道电荷量的概念及其国际单位。
2.会用原子结构模型解释摩擦起电的原因。
3.理解电荷守恒定律。
4.知道元电荷的概念。
学习目标
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的现象。
摩擦过的琥珀
能够吸引羽毛
古希腊学者
泰勒斯
一、“识电”历史:
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。你知道是什么意思吗?
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。
新知探究
二、电荷
1、自然界中有两种电荷
(1)正电荷:
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
(2)负电荷:
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
+
_
新知探究
2、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。
(5)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。
新知探究
思考与讨论:你看到了什么?为什么会出现这样的现象?
新知探究
1、摩擦起电:通过摩擦使物体带电的现象,叫摩擦起电。
三、使物体带电的方法
思考:摩擦为什么能使物体带电?
原子
原子核
核外电子
质子
中子
(正电)
(不带电)
(中性)
(负电)
(正电)
(1)原子的构成:
新知探究
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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
起电实质:摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体上。
得到电子的物体:带负电;失去电子的物体:带正电。
电子的得失
新知探究
例如:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷,实质上就是由于两者摩擦,组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上,使玻璃棒失去电子带正电,而丝绸得到电子带负电。
新知探究
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2、感应起电
实验演示
新知探究
(1)感应起电原理:
+
+
+
+
-
-
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+
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+
+
+
+
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-
+
+
近异
远同
感应起电实质:
电子从导体的一端的转移到导体的另一端
新知探究
(3)感应起电:利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷
(2)静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,叫做静电感应.
感应起电并没有产生新的电荷,而是在带电体的作用下,导体上的电荷从导体的一部分转移到了另一部分。
新知探究
3、接触带电
实验演示
新知探究
接触后
再分开
接触后
再分开
把带电体与中性导体接触,使中性导体带电的过程,叫做接触起电。
结论:两个完全相同的导体,接触后再分开, 二者将原来所带电量的总和平均分配。
新知探究
从 18 世纪起,人们开始经常使用一种叫作验电器的简单装置来检测物体是否带电。
做一做:
1.制作验电器材料:导体棒、玻璃瓶、两片金属箔、金属丝和绝缘塞。
2.制作两个关键点:
(1)绝缘塞的绝缘性能要好;
(2)两片金属箔要既轻又硬,张开合拢灵活。
新知探究
制作过程:如图玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一根导体棒的下端,棒的上端穿过绝缘的瓶塞从瓶口伸出就制成了验电器。
验电器
思考讨论1:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释下面将要看到的现象。
思考讨论2:验电器能检验电荷的种类吗?怎样检验?
静电计
把金属箔换成指针,并用金属制作外壳,这样的验电器又叫作静电计。
静电计是通过静电感应检测带电体带电的相对数量的静电仪器。
新知探究
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
新知探究
1.三种起电方法:
四、电荷守恒定律
2.起电的本质:
摩擦起电、感应起电、接触起电
无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.
表述一: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.
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。
新知探究
五、元电荷
1.元电荷:最小的电荷量
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。
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。
密立根又是如何测定的呢?
新知探究
新知探究
1.(多选)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了电子和质子
B.两种不同材料的绝缘体相互摩擦后,同时带上等量异种电荷
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造成的
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
BD
随堂练习
2.如图所示,将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )
A.枕形导体中的正电荷向B端移动,负电荷不移动
B.枕形导体中电子向A端移动,正电荷不移动
C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
B
随堂练习
3. (多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷1.6×10-15 C,丙物体带电荷量的大小为8×10-16 C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是( )
A.乙物体一定带有负电荷8×10-16 C
B.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15 C
C.丙物体一定带有正电荷8×10-16 C
D.丙物体一定带有负电荷8×10-16 C
AD
随堂练习
4.(多选)下列关于元电荷的说法中正确的是( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷
C.元电荷没有正负之分
D.元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的
CD
随堂练习
电荷
电
荷
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
电荷守恒定律
电荷量的总量保持不变
静电感应
摩擦起电、感应起电、接触起电
元电荷
课堂小结
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Lavf58.12.100
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Lavf59.23.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
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