1.1 电荷及其守恒定律 课件（人教选修3-1）

(共46张PPT)
第一章
静电场
新知预习·巧设计
名师课堂
·一点通
要点一
要点二
第1节
电荷及其守恒定律
创新演练
·大冲关
随堂检测归纳小结
课下作业综合提升
1．知道自然界中存在两种电荷且电荷
间存在相互作用。
2．了解使物体带电的三种方法。理解
物体带电的本质。
3．理解电荷守恒定律。能用电荷守恒
定律解释生活中的静电现象。
4．掌握电荷量、元电荷的概念。
玻璃棒
橡胶棒
[读教材·填要点]
②电荷间的作用。
同种电荷相互 ，异种电荷相互 。
(2)原子的组成：
原子由 和核外电子组成，原子核由带正电的
和不带电的 组成，核外的电子带 。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性。
排斥
吸引
原子核
质子
中子
负电
(3)自由电子和离子：
金属中离原子核最远的电子，往往会脱离原子核的束缚
而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做 ，失去这种电子的原子便成了带正电的 。
[关键一点]　金属中的正离子不能自由活动。
自由电子
离子
2．三种起电方式
(1)摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带 ，则丝绸带有 ，这是因为玻璃棒上的部分 转移到了丝绸上；用毛皮摩擦过的橡胶棒带 ，毛皮带 ，这是因为毛皮上的部分 转移到了橡胶棒上。
正电
负电
电子
负电
正电
电子
(2)感应起电：把带电体移近不带电的导体，可以使导体靠近带电体的一端带 电荷，远离的一端带 电荷，这种现象叫做 ，利用静电感应使物体带电的过程叫做 。
异号
同号
静电感应
感应起电
(3)接触起电：不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷，这种使物体带电的方式叫做 ，两个完全相同的物体接触后，会使电荷量 。
[关键一点]　感应起电只能使导体带电，而不能使绝缘体带电。
接触起电
平分
3．电荷守恒定律及元电荷
(1)电荷守恒定律的两种表述方式：
①电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体
到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持 。
②一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的
保持不变。
转移
不变
代数和
(2)元电荷：
①电荷量：电荷的 叫电荷量，常用符号Q或q表示，其国际单位是 (C)。
②元电荷：科学家发现 和 所带的电荷量最小，且其他物体所带电荷量是该电荷量的 ，这个最小的电荷量叫元电荷。用e表达，e＝ C。
多少
库仑
质子
电子
整数倍
1.60×10－19
③比荷：电子的电荷量e跟电子的质量me之 ，叫做电子的比荷，其值为e/me＝1.76×1011 C/kg。
[关键一点]　物体的电荷量无法用仪器直接测出，但电性可用验电器测定。
比
图1－1－1
[试身手·夯基础]
1．如图1－1－1所示，挂在绝缘细线
下的两个轻质通草球，由于电荷
的相互作用而远离，则(　　)
A．图中两球一定带异种电荷
B．图中两球一定带同种电荷
C．图中两球一定都带正电
D．以上说法都不对
解析：两球相互排斥，必带同种电荷，但电荷的性质不能确定，故只有B正确。
答案：B
2．下列说法正确的是 (　　)
A．导体内总有电荷，而绝缘体内没有电荷
B．若物体不带电，则物体内没有任何电荷
C．物体中总有电荷，而不带电是因为它所带的正电荷
和负电荷的数量相等
D．用丝绸摩擦玻璃棒，只产生正电荷而不产生负电荷
解析：原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的，所以物体中总有电荷。导体和绝缘体的区别在于自由电荷的多少。物体不带电，则物体内正电荷和负电荷的数量相等，呈中性。摩擦使电子从玻璃棒转移到丝绸上，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电。
答案：C
3．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电，
这是因为 (　　)
A．空气中的正电荷转移到毛皮上
B．空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C．毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上
D．橡胶棒上的电子转移到了毛皮上
解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，中性的物体若缺少了电子则带正电，多余了电子则带负电。由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，使缺少了电子的毛皮带正电，所以C正确。
答案：C
4．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张
开，如图1－1－2中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是 (　　)
图1－1－2
解析：使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器发生静电感应，若金属球带正电，靠近验电器，验电器上的小球带负电，下端金属箔带等量的正电，金属箔张开，选项A、C均错误；若金属球带负电，验电器上的小球带正电，下端金属箔带等量的负电，金属箔张开，选项B正确，选项D错误。
答案：B
　 方式
内容　 　 摩擦起电 感应起电 接触起电
产生及条件 两种不同绝缘体摩擦时 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
　 方式
内容　 　 摩擦起电 感应起电 接触起电
原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 电荷之间的相互排斥
实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移
[名师点睛]　感应起电成功的关键在于先分开两物体(或先断开接地线)，然后再移去带电体。
图1－1－3
1．如图1－1－3所示，将带有
负电的绝缘棒移近两个不带电的导
体球，两个导体球开始时互相接触
且对地绝缘，下列方法中能使两球
都带电的是 (　　)
A．先把两球分开，再移走棒
B．先移走棒，再把两球分开
C．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒
D．先使乙球瞬时接地，再移走棒
[思路点拨]　移近金属球，是感应起电；接触金属球则是接触起电，弄清实质则可解决此类问题。
[解析]　由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以A正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所以C正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上，结 果是两球都带上了正电荷，所以D正确。
[答案]　B
在研究静电感应类问题时，应该注意引起静电感应的带电体，根据其是否移走，移走的先后顺序等进行具体分析。
1．“中性”、“中和”的本质
电中性的物体是有电荷存在的，只是代数和为0，对外不显电性；电荷的中和是指电荷的种类、数量达到异号、等量时，正负电荷代数和为0。
2．“总量”含义
指电荷的代数和。
3．起电过程中电荷变化
不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷。本质都是电荷发生了转移，也就是说物体所带电荷的重新分配。
2．两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少？
[审题指导]　
(1)利用电荷守恒定律求出接触后两小球的电荷量；
(2)确定转移了多少电荷量；
(3)根据元电荷确定转移电子的数量。
[答案]　电子由B球转移到A球，转移的电子数为3.0×1010个。
1．(对应要点一)如图1－1－4所示，
用起电机使金属球A带正电，
靠近验电器B，则 (　　)
A．验电器金箔张不开，因为球A没
有和B接触
B．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D．验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电
图1－1－4
解析：因球带正电，靠近验电器B，根据同种电荷相斥、异种电荷相吸的原理，验电器金箔中的电子就会被金属球A中正电荷吸引到验电器的上端小球上，所以下端的验电箔片就会带上正电。因为同种电荷相互排斥，故箔片张开，所以D正确。
答案：D
2．(对应要点二)有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，
其中A小球带有3×10－3C的正电荷，B小球带有2×10－3C的负电荷，小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开，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，试求这时三个小球的带电荷量分别为多少？
qA＝－2.5×10－4C，qB＝6.25×10－4C，qC＝6.25×10－4C。
答案：－2.5×10－4C　6.25×10－4C　6.25×10－4C
(1)电荷间的作用是同种电荷排斥，异种电荷吸引。
(2)三种起电方式的本质相同，都是电荷的转移，并没有创造电荷。
(3)任何物体所带电荷量均为元电荷的整倍数。且在电荷转移过程中，电荷的总量保持不变。
点击下图进入“课下作业综合提升”