9.1电荷-2022-2023学年高二物理同步课件精选（人教版2019必修第三册）(共27张PPT)

(共27张PPT)
第1节 电荷
第九章
静电场及其应用
课标定位
1、认识电荷量、元电荷、比荷等概念；
2、了解摩擦起电、接触起电、感应起电的特点；3、从微观的角度认识物体带电的本质；
4、利用电荷守恒定律分析并解决带电问题。
素养阐释
1、物理观念：电荷、电荷守恒定律
2、科学思维：结合摩擦起电和感应起电的具体情境，帮助学生理解产生电荷的机理，培养学生基于事实证据进行科学推理的核心素养。
电荷的提出
公元前600年
希腊学者泰勒斯
摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
公元1世纪
我国学者王充
《论衡》书中写下“顿牟掇芥”一语。
16世纪英国科学家吉尔伯特
根据琥珀的希腊文创造了英语中“电” （electricity）这个词
美国科学家富兰克林
他冒险在雨中放风筝，了解闪电性质，并命名了正、负电荷
引入
一、电荷
问题1：用在头上摩擦过的梳子去靠近碎纸屑或头发，发生什么现象？这能说明什么问题？
摩擦过的梳子能吸引纸屑，说明了梳子带电
问题2：自然界中有几种电荷？它们间的相互作用如何？
两种电荷
同种电荷相互排斥；
异种电荷相互吸引。
1、自然界中有两种电荷
（1）正电荷：
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
（3）电荷性质：
同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引
+
_
富兰克林命名
说明：比较带电的多少,比较其电荷量的绝对值;
电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质。
2.电荷量：电荷的多少，简称电量。
符号：Q或q 单位：库仑（C）
其它单位：微库和纳库，1C=106 C=109nC
（举例： C)
（举例： C )
正电荷用正数表示
负电荷用负数表示
【课堂反馈1】挂在绝缘细线下的两轻质通草球，由于电荷的相互作用靠近或远离（ ）
A. 甲图中两球一定带异种电荷
B. 甲图中至少有一个带电
C. 乙图中两球一定带同种电荷
D. 乙图中两球可能只有一个带电
BC
二、起电方式
1、摩擦起电
本质：摩擦时，一些束缚得不紧的电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，失去电子的物体则带正电。
注意：没有新的电荷，摩擦起电的实质是物体之间电子的转移。
思考：
物质的微观结构
原子核（带正电）
电子（带负电）
原子的组成
金属的微观结构
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、感应起电
如下图器材，如何使A、B带电？把一带正电荷的带电体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
静电感应：
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（electrostatic induction）
利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
想一想：产生新的电荷了吗？感应起电有什么特点
并没有产生新的电荷，近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷
【课堂检测2】如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是（ 　）
A．把C移近导体A时，A带负电、B带正电
B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后
移去C，A、B上的金属箔片仍张开
C．先把C移走，再把A、B分开，A上的金属箔片仍张开
D．先把C移近导体A，用手接触B后，再把C移走，则A、B箔片均闭合
AB
3、接触起电
实验：
+
+
+
+
验电器
金属杆
金属箔
接触起电现象：
带电物体接触另一个物体，电荷会转移到这个物体上，使这个物体带电。
想一想：是产生新的电荷了吗？接触起电有什么特点
并没有产生新的电荷，而是电荷从一个物体转移到了另一物体，二者所带电量的总和不变
完全相同的带电金属球接触时电荷量的分配
接触后
再分开
+Q
+Q
电荷分配
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。
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。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
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
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。
近异
远同
无论是哪种起电方法，其本质都是电荷发生转移，而电荷的总量保持不变，起电并不是创造了电荷,也没有电荷消失。
三种起电方式的比较
使物体带电的方法 本质 电荷的 总量 起电的共性本质
1 摩擦起电
2 接触带电
3 感应起电
不变
不变
不变
电荷从一个物体转移到另一个物体
电荷从一个物体转移到另一个物体
电荷从物体的一部分转移到另一部分
三、电荷守恒定律（law of conservation of charge）
无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负电荷分开，使电子发生转移，并不是创造了电荷.
表述一：电荷既不能创造，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——电荷守恒定律
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。
阅读电荷守恒定律，思考下面三个问题：
1、电中性物体中有无电荷存在？
2、所谓“电荷的中和”是不是正、负电荷一起消失了？
3、对于“电荷的总量保持不变”中“电荷的总量”你是怎么理解的？
答案：电中性物体中是有电荷存有的，只是电荷的代数和为0；
答案：“电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到等量，异号，这时正、负电荷的代数和为零。
答案：“电荷的总量”是指电荷的代数和。
四、元电荷
1．元电荷：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。
美国的密立根通过油滴实验测得e=1.60 ×10-19C。
注：质子/电子的电荷量与元电荷数值相等，但不能说它们是元电荷。
2．比荷(荷质比)
带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷。
电子的比荷：
【课堂反馈3】科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述不正确的是( )
A.把质子或电子叫元电荷
B.1.60×10-19C的电量叫元电荷
C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷
D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷
A
课堂小结
一、电荷
(1)定义，特点
(2)电荷量
三、电荷守恒定律
四、几个基本概念
元电荷e
比荷
二、起电方式
(1)摩擦起电 (2)感应起电 (3)接触起电
【课堂检测1】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创生了电子和质子
B.两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，同时带上等量同种电荷
C.丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
D.摩擦起电是摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体而形成的
C
【课堂检测2】绝缘细线上端固定,下端挂一个轻质金属小球a；在a旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示，现使b带电，则( )
A.b将吸引a，吸住后不放开
B.b先吸引a，接触后又把a排斥开
C.a、b之间不发生相互作用
D.b立即把a排斥开
B
a
b
【课堂检测3】如图所示，用起电机使金属球A带正电，将A靠近验电器上的金属小球B，则（ ）
A.验电器的金属箔不会张开，因为球A没有和B接触
B.验电器的金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C.验电器的金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D.验电器的金属箔张开，因为验电器下部的两片金属箔片都带上了正电
D
【课堂检测4】有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有q＝2.0×10－5 C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA′＝__________C，qB′＝__________C，qC′＝___________ C.
5×10－6
7.5×10－6
7.5×10－6
解析　小球C先与球A接触后分开，则qA＝qC＝ ＝1.0×10－5 C，再让小球B与球A接触后分开，则qA′＝qB＝ ＝5×10－6 C；
最后让小球B与小球C接触后分开，则qB′＝qC′＝ ＝7.5×10－6 C.