电荷及其守恒定律精.ppt

电荷及其守恒定律第1页，本讲稿共31页物理选修31 第一章 静电场第2页，本讲稿共31页初中学过哪些有关电的知识？看谁说得多说得好！看谁说得多说得好！第3页，本讲稿共31页一、电荷一、电荷1、自然界只存在两种电荷：正电荷、负电荷、自然界只存在两种电荷：正电荷、负电荷 规定：规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电2、同种电荷相互排斥，、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引第4页，本讲稿共31页电荷名字的由来：电荷名字的由来：1、公元前公元前600年左右，希腊人发现了摩擦过的琥年左右，希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。珀吸引轻小物体的现象。2、16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念（electric charge）3、美国科学家富兰克林、美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念。提出了正负电荷的概念。小知识小知识第5页，本讲稿共31页用什么样的方法可以使用什么样的方法可以使物体带电？物体带电？第6页，本讲稿共31页摩擦起电：摩擦起电：1、常见的两种摩擦起电现象：、常见的两种摩擦起电现象：（1）用丝绸摩擦玻璃棒）用丝绸摩擦玻璃棒（2）用毛皮摩擦橡胶棒）用毛皮摩擦橡胶棒玻璃棒带玻璃棒带正正电电丝绸带丝绸带负负电电毛皮带毛皮带正正电电橡胶棒带橡胶棒带负负电电摩擦起电是不是创造了电荷？摩擦起电是不是创造了电荷？它的实质是什么？它的实质是什么？第7页，本讲稿共31页原子的构成原子的构成 原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（中性）（中性）（负电负电）（正电正电）（正电正电）原子核稳定：质子和中子之间有强相互作用原子核稳定：质子和中子之间有强相互作用核力核力离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子第8页，本讲稿共31页两个物体相互摩擦时，一些束缚的不紧的电两个物体相互摩擦时，一些束缚的不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。失去电子的物体则带正电。2、摩擦起电：、摩擦起电：3、实质：摩擦时电子从一个物体摩擦时电子从一个物体转移转移到另一个物体上。到另一个物体上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电怎样检验物体带电？怎样检验物体带电？第9页，本讲稿共31页静电计(指针式验电器)验电器第10页，本讲稿共31页接触后接触后再分开再分开接触后接触后再分开再分开+QQ3QQQ、接触起电、接触起电两个完全相同的导体球相接触时，电荷量重新分配的两个完全相同的导体球相接触时，电荷量重新分配的原则：原则：总电量（电量代数和）平均分配总电量（电量代数和）平均分配第11页，本讲稿共31页 1.A、B、C三个完全相同的金属球带电依次为+Q、Q、+Q，A先与B接触后分开，然后B再与C接触后分开，它们的带电量依次为问题讨论：问题讨论：0、+Q/2、+Q/2第12页，本讲稿共31页+-+验电器思考思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时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金属箔片才开始张开?第13页，本讲稿共31页静电感应：静电感应：第14页，本讲稿共31页1、静电感应：、静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相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，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号电荷，远离的一端带同号电使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同号电荷。荷。2、感应起电：、感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程利用静电感应使金属导体带电的过程静电感应：静电感应：近异远同近异远同第15页，本讲稿共31页ABCABCAB思考：（先移走思考：（先移走C，再分开，再分开A、B将会怎将会怎么样？）么样？）静电感应：静电感应：第16页，本讲稿共31页1.1.三种起电方法三种起电方法二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：.起电的本质起电的本质摩擦起电、感应起电、接触起电摩擦起电、感应起电、接触起电无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷其本质都是将正、负电荷分开分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷使电荷发生转移，并不是创造电荷.第17页，本讲稿共31页表述一：表述一：电荷既不会创生电荷既不会创生,也不会消灭也不会消灭,它只能从一个物体它只能从一个物体转移到另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或从物体的一部分转移到另一部分部分,在转移的过程中，电荷总数保持不变在转移的过程中，电荷总数保持不变.表述二：表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数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。和总是保持不变。3 3、电荷守恒定律、电荷守恒定律：第18页，本讲稿共31页（1 1）电荷量：）电荷量：任何带电体的带电量为元电荷的整数倍任何带电体的带电量为元电荷的整数倍（3 3）比荷）比荷电荷的多少（物理量电荷的多少（物理量 用用Q Q或或q q 表示）表示）单位单位 ：库仑：库仑 用用C C表示表示（2 2）元电荷：）元电荷：最小的电荷量最小的电荷量 e=e=1.6101.6101919C C带电体的电荷量与电子的质量之比，也叫带电体的电荷量与电子的质量之比，也叫荷质荷质比比密立根油滴实验密立根油滴实验三、元电荷三、元电荷阅读课本第4页回答下列问题第19页，本讲稿共31页1.1.不带电的梳子与羊毛衣袖摩擦后带有不带电的梳子与羊毛衣袖摩擦后带有10-7C负电荷。这些电荷的电子数目跟地球人负电荷。这些电荷的电子数目跟地球人口口（66亿亿）相比，哪个大相比，哪个大？相差多少倍相差多少倍？解：元电荷为1.6010-19C，梳子带10-7C电荷 量，则电子数目 地球人口66亿=6.6109，远小于梳子上电子数目，梳子上电子数目大约是地球人口的95倍。第20页，本讲稿共31页2 2对元电荷的理解，正确的是（对元电荷的理解，正确的是（）A元电荷就是电子元电荷就是电子B元电荷就是质子元电荷就是质子C元电荷表示所带电量跟电子电量元电荷表示所带电量跟电子电量数值相等数值相等D物体所带电量只能是元电荷的整物体所带电量只能是元电荷的整数倍数倍CD第21页，本讲稿共31页小小 结结1 1、自然界存在两种电荷、自然界存在两种电荷（1 1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（2 2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2 2、使物体带电的方式带电方式、使物体带电的方式带电方式(1)(1)摩擦起电摩擦起电 (2)(2)感应起电感应起电-近异远同近异远同 (3)(3)接触起电接触起电3 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，、电荷守恒定律：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。电荷的代数和总是保持不变。第22页，本讲稿共31页1、下列带电体的带电量不可能的是、下列带电体的带电量不可能的是：（）A、3.010 CB、5.2 10 CC、3.2 10 CB、7.1 10 C-20-19-10-14A巩固练习：巩固练习：第23页，本讲稿共31页 2.两个大小相同的小球A和B，A带电量为+Q，B带电量为-Q，分别固定在两处，用一个不带电的同样大小的小球C先和A接触再和B接触，然后移去C，则A和B的带电量变为（）A.+Q，-Q B.+Q/2，-Q/2 C.+Q/3，-Q/3 D.+Q/2，-Q/4D第24页，本讲稿共31页3 3、把两个完全相同的金属球、把两个完全相同的金属球A A和和B B接触接触一下，再分开一段距离，发现两球一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则之间相互排斥，则A A、B B两球原来的两球原来的带电情况可能是带电情况可能是 （）A A带有等量异种电荷带有等量异种电荷 B B带有等量同种电荷带有等量同种电荷 C C带有不等量异种电荷带有不等量异种电荷 D D一个带电，另一个不带电一个带电，另一个不带电BCD第25页，本讲稿共31页+A.导体导体B带负电带负电;B.导体导体B左端出现负电荷左端出现负电荷,右端出现正电荷右端出现正电荷,并并且电荷量大小相等且电荷量大小相等;C.若若A不动不动,将将B沿图中虚线分开沿图中虚线分开,则左边的电则左边的电荷量小于右边的电荷量荷量小于右边的电荷量;D.若若A、B接触一下接触一下,A、B金属体所带总电金属体所带总电荷量保持不变荷量保持不变.AB4、如图所示、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架是被绝缘支架分别架起的金属球起的金属球,并相隔一定距并相隔一定距离离,其中其中A带正电带正电,B不带电不带电,则以下说法中正确的是则以下说法中正确的是:BD第26页，本讲稿共31页5 5、如图所示，导体棒、如图所示，导体棒ABAB靠近带正电的导体靠近带正电的导体QQ放置用手接触放置用手接触B B端，移去手指再移去端，移去手指再移去QQ，ABAB带何种电荷带何种电荷 _ _ 若手的接触点若手的接触点改在改在A A端，情况又如何端，情况又如何_ _。负电荷负电荷负电荷负电荷AB+Q第27页，本讲稿共31页静电计(指针式验电器)验电器第28页，本讲稿共31页验电器的主要作用有：（1）检验物体是否带电（2）检验带电体带电的相对数量（3）检验导体所带电性第29页，本讲稿共31页闪电现象解释 剧烈的气流运动使云层相剧烈的气流运动使云层相互摩擦，摩擦导致云层间异互摩擦，摩擦导致云层间异种电荷大量积聚（摩擦起电）种电荷大量积聚（摩擦起电）。靠近地面云层中电荷的大。靠近地面云层中电荷的大量积聚，会使地面因静电感量积聚，会使地面因静电感应而产生电荷积聚应而产生电荷积聚(感应起感应起电电)。云层之间、云层与地面。云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏的电压。之间会形成几百万伏的电压。这个高压足以击穿空气，瞬时这个高压足以击穿空气，瞬时产生几十万安培的电流。电流产生几十万安培的电流。电流生热使空气发光，叫闪电。生热使空气发光，叫闪电。第30页，本讲稿共31页学习目标：学习目标：1、知道自然界存在两种电荷以及它们的作用规律、知道自然界存在两种电荷以及它们的作用规律2、掌握三种起电方式及其实质、掌握三种起电方式及其实质3、知道电荷守恒定律及元电荷的概念、知道电荷守恒定律及元电荷的概念熟悉掌握几个概念：熟悉掌握几个概念：摩擦起电、静电感应、感应起电、库仑、元电荷摩擦起电、静电感应、感应起电、库仑、元电荷第31页，本讲稿共31页