9.1 电荷（培优教学课件）物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电荷”核心内容，涵盖电荷种类、三种起电方式、电荷守恒定律及元电荷等知识点。通过摩擦起电现象提问导入，从电荷发现史切入，结合物质微观结构分析起电本质，逐步构建从现象到规律再到基本量的知识支架。 其亮点在于融合历史案例与微观模型，通过三种起电方式对比表和典例分析，强化物理观念中的物质与相互作用观念，培养科学思维的模型建构与推理能力。学生能深入理解电荷转移本质，教师可借助结构化内容提升教学效率。

1. 电荷 第九章 静电场及其应用 人教版必修第三册 导入新课 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？ 物理观念 认识两种电荷，了解摩擦起电、感应起电，掌握电荷守恒定律。 科学思维 分析物体带电本质，理解电荷转移规律，建立静电认知模型。 科学态度 与责任 了解静电现象应用与危害，树立学以致用的科学意识。 学习目标 重点 电荷种类、物体带电方式、电荷守恒定律。 难点 三种起电方式的本质辨析，电荷守恒的实际应用。 重点难点 1. 电荷 2. 物质微观结构与起电方式 3. 电荷守恒定律 4. 元电荷 5. 课堂总结 6. 练习与应用 第1节 电荷 学习内容 一、电荷 第1节 电荷 1、电荷的发现 公元前600年左右，希腊人泰勒斯发现毛皮摩擦过的琥珀能吸引纸屑、头发等轻小物体 我国西汉时期也有经过摩擦的玳瑁能够吸引微小物体的记载. 美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念。 16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念 一个物体具有吸引轻小物体的性质，则这个物体带电，或者说有了电荷。 2、电荷的种类与相互作用 正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。 负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。 自然界中只存在正、负两种电荷 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 思考：如何得到正电荷和负电荷？ 摩擦过的物体,能吸引轻小物体---物体带电 + _ 3、电荷量 电荷有大小多少之分吗？ 如何表示电荷的大小呢？ 1.电荷的多少叫电荷量,用Q或q表示； 3.正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。正负不代表大小，只表示电性。 2.国际单位：库仑，简称库，符号：C 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. 物体为什么会带电呢？ 二、物体微观结构与起电方式 第1节 电荷 1、物体的微观结构 原子 原子核 核外电子 质子 中子 （正电） （不带电） （中性） （负电） （正电） 一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？ 物质是有带正电的原子核与带负电的核外电子组成， 通常，原子核所带电荷量=所有电子所带电荷量总和，所以物体总体上不显电性 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 。 由于质子对电子的吸引力作用，电子被维系在原子核附近。 那么，怎样才能使物体带电呢？ 通常情况下，物体不带电，因为物体内存在等量正、负电荷，在物体内中和，所以物体对外不显电性。但物体内依然存在有电荷！ 原子核比较稳定，核外电子却容易受到外力而脱离原子。 我们把物体或者物体局部存在不能被抵消的正电荷或负电荷称为净电荷。可见，平常我们说物体带电实质上是物体所带的净电荷！ 1、物体的微观结构 2、导体的自由电子 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，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。 3.金属导电原因 金属中有自由电子，自由电子可自由穿梭。 了解了原子的组成、金属的微观结构，你知道人们可以通过哪些方式让物体带电吗？ 3、摩擦起电 丝绸与玻璃棒摩擦 玻璃棒 失去电子 带正电 丝绸 得到电子 带负电 注意：两个互相摩擦的物体一定同时带上异种电荷，且电荷量相等 不同物体对电子的束缚能力不同。摩擦过程中，（对电子的束缚能力强的）物体得到电子带负电，（对电子的束缚能力弱的）物体失去电子带正电。 3、摩擦起电微观解释 动画演示点击播放 ① C带正电，移近导体A，金属箔有什么变化？ ② 把A、B分开，然后移去C,金属箔又有何变化？ ③ 再让A和B接触，又会看到什么现象？ 摩擦可以使物体带电，那么，还有其他方法可以使物体带电吗？ 4、感应起电 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － 4、感应起电的微观分析 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。 4、感应起电的规律 （1）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． （2）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(靠近带电体端) 感应异种电荷， 远端(远离带电体端) 感应同种电荷 即：近异远同 5、接触起电 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。 接触后 再分开 接触后 再分开 5、接触起电的规律 完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律： （1）两球带异种电荷的先中和后平均分配； （2）原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上。 即：异种电荷先中和再均分，其余直接均分 6、验电器和静电计 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 + + + + + + + - - - - + + 思考: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?解释看到的现象. 当带电导体棒靠近验电器上端的金属球时，由于静电感应，金属球带与导体棒相反的电荷，金属箔带与导体棒相同的电荷 6、验电器和静电计 7、三种起电方式比较 起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生 条件 一般是两不同 绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触 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” 导体上带上与带电体相同电性的电荷 原因 原子核对电子束缚力弱的物体失去电子，强的得到电子 导体中的自由电子在电荷间力的作用下，从物体的一端转移到另一端 在电荷间力的作用下，自由电子从一个物体转移到另一个物体 实质 均为电子在物体之间或物体内部的转移 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？ 7、三种起电方式比较 例1：取一对用绝缘柱支撑的不带电的导体 和 ，使它们彼此接触。 、 下方均连有两片金属箔片。手握绝缘棒，把带正电荷的带电体 移近导体 ，下列判断正确的是( ) A. 仅有 下方的金属箔片张开 B. 仅有 下方的金属箔片张开 C. 导体 带负电、导体 带正电 D. 导体 带正电、导体 带负电 8、典例分析 [解析]选C。把带正电荷的带电体 移近导体 ，则导体 外端由于静电感应带负电荷，导体 外端由于静电感应带正电荷，即导体 和导体 下方的金属箔片均张开。 8、典例分析 三、电荷守恒定律 第1节 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。 例2：有三个完全相同的小球1、2、3，其中1球所带电荷量 ，2球所带电荷量 ，3球不带电。现使3球先后与1球和2球接触，则最终1、2、3球的带电情况( ) A. ， ， B. ， ， C. ， ， D. ， ， 2、典例分析 [解析]选C。3球与1球接触后，1球和3球所带电荷量均为 ，3球再与2球接触后，2球和3球所带电荷量均为 。 2、典例分析 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？ 思考与讨论 人们又是用什么方法测量电荷量的大小的呢？ 3、思考与讨论 四、元电荷 第1节 电荷 1、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？ 美国物理学家密立根(R.A.Millikan)从1909到1917年所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。他精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。密立根由于测定了电子电荷和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。 2、电荷的测量 例3： 关于元电荷，下列说法不正确的是( ) A. 元电荷实质上是指电子和质子本身 B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C. 元电荷的值通常取 D. 元电荷 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 3、典例分析 [解析]选A。元电荷是最小的电荷量，不是指电子和质子本身， 错误，符合题意；所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍， 正确，不符合题意；元电荷的值通常取 ， 正确，不符合题意；元电荷 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的， 正确，不符合题意。 3、典例分析 五、课堂总结 第1节 电荷 电荷 电荷 两种电荷 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。件 摩擦起电 比荷 电荷量 元电荷 五、课堂总结 电荷守恒定律 元电荷 带电方法 感应起电 接触起电 六、练习与应用 第1节 电荷 六、练习与应用 1.如图，取一对用绝缘支柱支持的导体 和 ，使他们彼此接触， 的一端接地。起初他们都不带电，贴在他们下面的两片金属箔是闭合的，现手握绝缘棒，把带正电荷的带电体 移近导体 ，则关于两金属箔的情况，下列说法正确的是( ) A. 下面的箔片张开， 下面的箔片也张开 B. 下面的箔片张开， 下面的箔片不张开 C. 下面的箔片不张开， 下面的箔片张开 D. 下面的箔片不张开， 下面的箔片也不张开 六、练习与应用 【解析】把带正电荷的带电体 移近导体 ，由于静电感应， 的左端感应出负电荷，下面的箔片张开， 、 以及大地相连成为一个整体，大地远端感应出正电荷， 没有净电荷，下面的箔片不张开。 故选B。 六、练习与应用 2.有三个完全相同的小球1、2、3，其中1球所带电荷量 ，2球所带电荷量 ，3球不带电。现使3球先后与1球和2球接触，则最终1、2、3球的带电情况( ) A. ， ， B. ， ， C. ， ， D. ， ， 六、练习与应用 【解析】 3球与1球接触后，1球和3球所带电荷量均为 ， 3球再与2球接触后，2球和3球所带电荷量均为 。 故选C。 3.以下关于元电荷的理解正确的是( ) A. 元电荷就是电子 B. 元电荷就是点电荷 C. 元电荷就是原子 D. 物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 六、练习与应用 六、练习与应用 【解析】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，所以元电荷不是指电子、点电荷或原子；实验还发现，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。 故选D。 4.有两个完全相同的带电绝缘金属球 、 ，分别带有电荷量 、 的电荷，让两个绝缘金属球接触。在接触后， 、 所带电荷量各是多少？此过程中电子如何转移？转移了多少个电子？ 六、练习与应用 六、练习与应用 【答案】均为 ，由 向 转移 3. 个 【解析】 根据电荷分配规律，两球接触后所带电荷量相同： ，两球接触时，自由电子由 向 转移，转移的电子个数： 个 个。 感谢观看 Thank you for listening Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $