9.1电荷 课件 （27张PPT）

(共27张PPT)
第九章　静电场及其应用
9.1
电荷
目录
知识讲解
小结
练习
一、电荷
问题引入
摩擦过的琥珀能吸引羽毛
毛皮摩擦橡胶棒
雷电
一、电荷
历史上对电荷的研究
　　公元前600年，古希腊学者发现摩擦的琥珀能吸起轻小的物体；
　　公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一词，意思为摩擦过的琥珀能吸引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；
　　18世纪，美国科学家富兰克林通过实验发现，雷电的性质和摩擦生成的电性质完全相同。
自然中的电荷
自然界的电荷只有两种：
（1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，用“＋”表示；
（2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，用“－”表示。
电荷的特性：同性相斥，异性相吸
一、电荷
自然中的电荷
例1　“顿牟”指玳瑁的甲壳，“掇芥”的意思是吸引芥子之类的轻小物体。不考虑万有引力的作用，发生“顿牟掇芥”时，两者可能的带电情况是
（
）
A．玳瑁壳带正电，芥子带正电
B．玳瑁壳带负电，芥子带负电
C．玳瑁壳带正电，芥子不带电
D．玳瑁壳不带电，芥子不带电
一、电荷
C
二、使物体带电的方法
摩擦起电
（1）原因：距离原子核较远的电子受到的束缚较弱，这些电子容易受外界作用脱离原子；
（2）实质：电子转移到另一个物体上；
（3）结果：失去电子带正电，得到电子带负电，两个相互摩擦的物体上带有等电荷量的异种电荷。
二、使物体带电的方法
摩擦起电
例1　关于摩擦起电，下列说法正确的是　（
）
A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子
B．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子
C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷
D．丝绸摩擦过的玻璃棒带负电，毛皮摩擦过的橡胶棒带正电
A
接触起电
（1）原因：导体中本身含有大量的自由电子，在电荷间力的作用下发生转移；
（2）实质：电子转移到另一个物体上；
（3）结果：两个物体带有等量的同种电荷。
二、使物体带电的方法
图
9.1-2　金属的微观结构模型
感应起电
演示实验：
观察静电感应现象
　　取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的，如图
9.1-3
。
　　手持绝缘棒，把带正电荷的带电体C移近导体A，金属箔有什么变化？
这时手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？
再让导体A和B接触，又会看到什么现象？
图9.1-3
静电感应
二、使物体带电的方法
感应起电
（1）静电感应：当带电体靠近导体时，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种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，这种现象叫作静电感应；
（2）感应起电：利用静电感应使物体带电的过程叫作感应起电；
（2）实质：电子从导体的一端转移到另一端；
（3）结果：导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。
二、使物体带电的方法
感应起电
验电器：
（1）原理：带电体靠近金属球，因为静电感应现象使得两片金属箔带有同种电荷，同种电荷相互排斥，所以会使两片金属箔张开一定角度。
（2）作用：检验导体是否带电
二、使物体带电的方法
感应起电
例2　如图所示将用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，验电器的金属箔片张开。关于这一现象，下列说法正确的是
（
）
A．两片金属箔片上带异种电荷
B．两片金属箔片上均带负电荷
C．金属箔片上有电子转移到玻璃棒上
D．将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起
二、使物体带电的方法
C
二、使物体带电的方法
感应起电
例3　使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（
）
A．
B．
C．
D．
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
＋
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
＋
＋
＋
＋
B
三、电荷守恒定律
电荷守恒定律
（1）概念：电荷既不会创生，也不会消灭，它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。
（2）普遍的表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷
电荷量
（1）定义：电荷的多少叫做电荷量，用符号
Q
表示；
（2）单位：在国际单位制中，单位是库仑，简称库，符号是C；
1库仑的含义：1A的恒定电流在1s
时间间隔内所传送的电荷量；
（3）正负：正电荷的电荷量是正值，负电荷的电荷量是负值。
元电荷的概念
（1）定义：一个电子所带的电荷量，用符号
e
表示，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍；
（2）大小：e＝1.602176634×10-19
C
；
（3）比荷：电子的电荷量与电子的质量之比，电子的质量
me＝9.11×10-31
kg，所以电子的比荷为
四、元电荷
元电荷的概念
例1　对元电荷的理解，正确的是（
）
A．元电荷就是电子
B．元电荷就是质子
C．元电荷表示所带电量跟电子电荷量数值相等
D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍
四、元电荷
CD
电荷
自然界中的两种电荷：正电荷和负电荷
特性：同性相吸，异性相斥
三种使物体带电的方法
摩擦起电、接触起电、感应起电
实质：均是电子发生转移
现象:
小结
电荷守恒定律
表述一：
表述二：
定义：一个电子的电荷量
大小：e＝1.602176634×10-19
C
比荷：电子的电荷量与电子质量之比
电子的质量：me＝9.11×10-31
kg
元电荷
小结
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、C球均带负电
　B．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
　C．B球带负电，C球带正电　
D．B、C球都不带电
练习
B
2．在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电一下，这是为什么？
答：在天气干燥的季节，脱掉外衣时，因为摩擦，外衣和身体各自带了等量、异种的电荷，接着手在接触门把手时，身体放电，于是产生了电击的感觉。
练习
3．把两个完全相同的金属球
A
和
B
接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是
（
）
　A．带有等量同种电荷
B．带有等量异种电荷
C．带有不等量异种电荷
D．一个带电，另一个不带电
练习
ACD
4．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆
c
后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是
（
）
　　A．a带正电，b带负电
　　B．a带负电，b带正电
　　C．a、b均带正电
　　D．a、b均带负电
a
b
c
练习
C
5．如图，将带正电荷
Q
的导体球
C
靠近不带电的导体。若沿虚线
1
将导体分成
A、B
两部分，这两部分所带的电荷量分别为
QA、QB
；若沿虚线
2
将导体分割成两部分，这两部分所带的电荷量分别为
QA′
和
QB′。
（1）请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。
（2）请列出以上四个部分电荷量（正电荷）之间存在的一些等量关系，并简述理由。
＋
C
A
B
1
2
练习
答：（1）将带正电的导体
C
靠近不带电导体，导体的远端
A
带正电，近端
B
带负电，所以
QA
和
QA′
为正，QB
和
QB′
为负
（2）根据电荷守恒定律，A
部分转移走的电子数目和
B
部分转移走的电子数目是相等的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量大小总是相等的，即
QA
＝QB
，
QA′
＝QB′
。而电子在导体上分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以无论从不同位置切开时左右两部分所带电荷量大小
QA
≠
QA′
，
QB
≠
QB′
。
练习
谢谢