(共20张PPT)
第九章
静电场及其应用
第一节
电荷
教学目标
1.
知道自然界存在两种电荷，并且只存在两种电荷。知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2.
经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。
3.
理解电荷守恒定律。
4.
知道电荷量的概念及其国际单位。
5.
关注存在元电荷的事实，知道元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。
2021/6/30
一、静电的发现
1、公元600年左右，希腊人泰勒斯：
摩擦过的琥珀吸引轻小物体
2、公元一世纪，汉王充《论衡》：
“顿牟掇芥”
3、公元十六世纪，英国吉尔伯特创造单词“electricity”—电；“electric
charag”—电荷
4、美国科学家富兰克林：
正电荷
：丝绸摩擦过的玻璃棒带有的电荷
负电荷
：毛皮摩擦过的橡胶棒带有的电荷
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二、静电起电的方式
1、原子构成及物体“带电”的含义
物质由原子构成，原子由质子和电子构成
；
整个原子对外界较远的位置表现为“电中性”
；
物体带负电：物体的电子数多，负电荷多于正电荷
物体带正电：物体的电子数少，正电荷多于负电荷
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（
1
）
接触起电：用带电体接触物体，可以使物体带电方法
2
、三种起电方式
接触后
再分开
+Q
+Q
接触后
再分开
+Q
-3Q
-Q
-Q
实质：电荷从一个物体转移到另一个物体
两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配
Ｑ
Ｑ
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（2）摩擦起电：
为什么相互摩擦为什么能够使物体带电？
摩擦起电的原因：是不同物质的原子核束缚电子的能力不同
实质：电子的转移
得到电子：带负电
失去电子：带正电
结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷
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摩擦起电演示图：
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（3）感应起电（electrostatic
induction）
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号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电（electrification
by
induction）。
三种带电方式：
摩擦起电
感应起电
接触起电
本质：都是电荷的转移
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三种起电方式的比较
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，自由电子从一物体转移到另一物体
实质
均为电子在物体之间或物体内部的转移
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验电器与静电计
静电计(指针式验电器)
验电器
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1.静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金箔。
2.静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，它一般是用玻璃制作的。
验电器与静电计在结构上的不同
1.验电器的主要作用有：
（1）检验导体是否带电。
（2）检验导体所带电性。
验电器与静电计在作用上的不同
2.
静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。
（1）定量测量两导体间的电势差。
（2）定量测量某导体的电势。
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三．电荷守恒定律—自然界重要基本规律
内容一：电荷既不会创生，也不能消灭，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，电荷的总量不变．
内容二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变
原因：两个电子湮灭-----变成不带电的光子
不带电的中子衰变成一个质子和一个电子
2021/6/30
元电荷——电荷量的最小单位
任何带电物体所带电荷量是最小电荷量的整数倍。我们称这个最小电荷量为元电荷（elementary
charge），用e表示。
密立根
Millikan
（1868－1953）
密立根利用油滴实验测量出电子的电荷量，获得1932年的诺贝尔物理学奖。在计算中，我们可以取
电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷（specific
charge）。
2021/6/30
题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互相摩擦后，同时带上等量异种电荷
C.摩擦起电的原因是摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体上
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
2021/6/30
题2［2019·山东青岛城阳三中检测］如图所示，当带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形金属导体上电荷的移动情况是
（ ）
A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动
B.枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动
C.枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D.枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
B
2021/6/30
题3
如图所示,Q是一个绝缘金属导体，把一个带正电的绝缘金属球P移近Q，由于静电感应，A端出现的感应电荷量大小为qA，B端为qB，下列结论中正确的是
（ ）
A.导体Q上，qA>qB
B.导体Q上，qA=qB
C.用手接触一下Q的A端，拿走P后Q带正电
D.用手接触一下Q的B端，拿走P后Q带正电
B
2021/6/30
题4［多选］如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的金属球B（不接触）时，验电器的金属箔片张角减小，则（ ）
A.金属球A可能不带电 B.金属球A可能带负电
C.金属球A可能带正电 D.金属球A一定带负电
AB
2021/6/30
题5（多选）一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该金属小球上的净电荷几乎不存在了，这说明（ ）
A.金属小球上原来的负电荷消失了
B.此过程中电荷不守恒
C.金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是由电子的转移引起的，仍遵守电荷守恒定律
CD
2021/6/30
题6［多选］关于元电荷的理解，下列说法正确的是
（ ）
A.元电荷实际上是指电子和质子本身
B.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
C.元电荷是最小的电荷单元，等于1
C
D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
BD
2021/6/30
题7
有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5
C的正电荷，小球B、C不带电。现在让小球C先与小球A接触后取走，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三个小球的带电荷量分别是多少？课程基本信息
课题
电荷
学习目标
目标一：回顾电荷种类、相互作用、电荷守恒定律；
会从微观角度解释几种起电方式的原理
目标二：观察静电现象，会用物质原子结构特点和电荷守恒定律解释静电现象
目标三：知道电荷量及其单位库仑和元电荷
课前学习任务
学习任务一：阅读课本，回答：
问题1：自然界中有几种电荷？它们之间有怎样的相互作用？
问题2：除了摩擦起电，还有没有可以使物体带电的方法？
学习任务二：阅读课本，复述电荷守恒定律的内容
学习任务三：阅读课本，思考、列举身边的静电现象。
课上学习任务
【学习任务一】
想一想：为什么有的物体容易带电，有的物体很难带电？
【学习任务二】研究感应起电
1.看静电感应视频，思考导体两端分别感应出的电荷的电性，把它标在右图中
2.想一想：如果先将导体左右两端分开，再拿走橡胶棒，金属箔会发生什么现象？
3.导体两端带电应该有什么关系？你能解释为什么吗？
【学习任务三】
总结几种起电方式的特点，并从物质微观结构角度解释
实验结果原因摩擦起电毛皮摩擦橡胶棒接触带电带电体接触验电器感应起电带电体靠近验电器
【学习任务四】
想一想，算一算：1库仑的电荷量大约相当于多少个电子电量?
【学习任务五】
按自己的知识结构，总结这节课的学习内容
推荐的学习资源
1．BBC纪录片《电的故事》
课后练习
1．有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则（
）
A.
B和C球均带负电
B.
B球带负电，C球带正电
C.
B和C球中必有一个带负电，而另一个不带电
D.
B和C球都不带电
2．关于电荷量，以下说法正确的是
( )
A.
在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，简称“库”
B.
电荷量很小的电荷就是元电荷
C.
带电体的电荷量可以是任意的
D.
带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍
3．把带正电荷的导体球C移近彼此接触的、不带电的绝缘金属导体A、B(如图所示)。则：
(1)
金属箔片是否张开？
(2)
如果先把C移走，再将A和B分开，上面的金属箔片会怎样？
(3)
如果先把A和B分开，然后移开C，上面的金属箔片又会怎样？
(4)
在(3)的基础上，再让A和B接触，上面的金属箔片又会怎样？
课后练习解析和答案
1．答案：C
解析：若两小球相互吸引，可能带异种电荷，可能一个带电，一个不带电。由于A带正点，则B和C球中必有一个带负电，而另一个不带电。C对。
2．答案：AD
解析：
库仑是国际单位制中的电荷量单位，A对；
元电荷是一个电子所带的电荷量，是基本电荷，电荷量小的带电体，也往往带有大量的元电荷，B错；
带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍，C错；D对。
3.
解析：注意静电感应本质上是电荷间的作用，注意感应起电的特点。
(1)由于感应现象，A、B均带上异种电荷，所以金箔都张开；
(2)当C移走后，A、B上的电荷由于没有外界的束缚作用，发生中和，最终都不带电，金属箔闭合；
(3)如果先把A和B分开，A、B都带电，然后移开C，A、B上的电荷不能和外界中和，所以，A和B上的金属箔片仍然张开．
(4)再让A和B接触，A、B的电荷发生中和，它们就不再带电，A和B上的金属箔片会闭合．课
时
教
案
第
九
单元
第
1
案
总第
案
课题：
§9.1
电荷
【教学目标与核心素养】
1．知道两种电荷及其相互作用，知道电量及元电荷的概念
2．知道各种起电方式，理解带电的本质
3．理解电荷守恒定律
4．通过本节知识的学习，使学生能从微观角度认识物体带电的本质
【教学重点】
1．电荷起电方式
2．电荷守恒定律
【教学难点】
1．各种起电方式的本质
【教学过程】
新课引入：
从本节课开始我们将学习电学部分内容，电学分为静电学和恒定电流两部分，我们首先学习静电学，并学习从微观的角度认识物体带电的本质，电荷间作用的基本规律，以及与静止电荷相关联的电场的基本性质。
一、电荷
自主学习：（学生回顾初中学习内容，完成下列空格）
㈠两种电荷
1．正电荷：
丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷称为正电荷
符号：
负电荷：
毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷称为负电荷
符号：
进一步提问，丝绸和玻璃摩擦后丝绸带什么电？毛皮和橡胶棒摩擦后，毛皮带什么电？
学生回答：丝绸带负电，毛皮带正电。
学生阅读教材P2内容，回答什么是电量，电量的单位。
2．电荷量：电荷的多少叫作电荷量。符号：
Q
单位：库仑
教师演示：橡胶棒和毛皮摩擦；玻璃棒和丝绸摩擦，摩擦后分别靠近碎纸屑或者通草球，发现可以吸引它们，得出带电体的基本性质。
㈡基本性质：可以吸引轻小物体。
一般情况下，物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？怎样使物体带电？（学生阅读教材相关内容，回答问题）
二、起电方式
阅读教材思考：物体的微观结构，什么是自由电子？金属成为导体的原因是什么？
㈠微观结构
原子（中性）原子核（正电）
核外电子（负电）：位于原子核附近，束缚力较小，易脱离
不同物质的微观结构不同，由于原子或分子间的相互作用，原子中电子的多少和运动状况也不相同。
1．自由电子：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．离子：失去自由电子的原子便成为带正电的离子。
注意：正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有自由电子穿梭其中，这就使金属成为导体的原因。
㈡带电及带电方式
使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫
带电
。
强调：不带电不是说物体内部没有电荷，而是正负电荷均等，平时呈电中性，故不显电性，即是通常说的不带电。
常见的起电方式有摩擦起电、感应起电和接触起电等。
1．摩擦起电：
⑴定义：由于摩擦而使物体带上电的方式成为摩擦起电。
⑵原因（实质）：得失电子的能力不同，两物体通过摩擦可以带上等量异种电荷。
2．感应起电
①带电导体C，靠近A、B，有何现象？
②将A、B分开，再移走C，A、B带电情况如何？
③这说明什么？
④若先把C移走，再将A、B分开呢？
⑤用手接触导体B端（或接地）呢？
⑵静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，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号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。
⑶定义：利用静电感应使物体带电的过程，叫感应起电。
思考：怎样才能使带电体移走后，金属两端均带电？（带电体移走前，将金属分开）
⑷验电器和静电计在结构上的不同：
作用：均可判定物体是否带电及所带电荷的种类和多少。
不同：
构造：静电计金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆桶的底部有接线柱。验电器中的金属杆下部悬挂着两片金箔。
原理：静电计的外壳为金属，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，一般是用玻璃做的。
3．接触起电
两个完全相同的带电体接触后的带电特征：先中和后平分
举例说明：两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电量QA=
+6×10-8C，QB=-2×10-8C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中电子如何转移并转移了多少？两球分开后分别带点多少？
解答：金属中能自由移动的是电子，故电子由B向A转移，按照分配原则，最终带电均为2×10-8C，故移动电子量为-4×10-8C
这些起电方式的共同特点是什么？
起电本质：电子的转移，将正负电荷分开，并非是创造了电荷，在分开或转移过程中总量保持不变。
三、电荷守恒定律
㈠内容
表述1：电荷既不能创造，也不能消灭，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，电荷的总量保持不变。
近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生或湮没。例如，一个高能光子在一定条件下可以产生一
个正电子和一个负电子；一对正、负电子可以同时湮没，
转化为光子。
表述2：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四．元电荷
阅读教材，思考问题：
⑴什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？
自然界存在的最小电量称为元电荷，符号：e，e=1.6×10-19电子不是元电荷，密立根油滴实验。质子、电子均是电荷，所有带电体的电荷均为e的整数倍，电荷量不能连续变化。
⑵什么是比荷？电子的比荷是多少？
电量与质量的比值，电子的比荷
比荷也称为荷质比。
小结：
作业：
