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电荷及其守恒定律
新课标高中物理选修3－1
第一章 静电场
初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？
一般情况下物体不带电，如何使物体带电？
自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。
用摩擦的方法可以使物体带电：
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，
用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
回顾：
原子的构成
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
（不带电）
核外电子
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子
物质的微观结构是怎样的？
（中性）
（负电）
（正电）
⑵摩擦起电的微观解释：
①原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同。
②本质：电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子带负电，失去电子带正电。
③结果：两个相互摩擦的物体带上等量的异种电荷。
1、摩擦起电
一、使物体带电的方法
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摩擦起电
（1）金属导体内部特征
自由电子
金属内有自由移动的电子
每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。
2、感应起电
一、使物体带电的方法
使物体带电的方法：
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感应起电
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金属导体
金属导电机理：
金属内有自由移动的电子
自由电子
正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。
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认识静电感应
近异
远同
演示实验
2、感应起电
一、使物体带电的方法
小结：
静电感应：把带电体靠近导体时，可以使导体带电的现象，叫做静电感应。
原因：带电体对导体内部自由电子的吸引或排斥。
规律：近端带异种电荷，远端带同种电荷。（近异、远同）
感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
本质：电荷从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量不变。
2、感应起电
一、使物体带电的方法
（1）演示实验
（2）本质：电荷从一个物体转移到另一个物体，电荷的总量不变
3、接触带电
一、使物体带电的方法
（接触带电时）两完全相同导体平分电荷原理：
接触后
再分开
+Q
接触后
再分开
Q
3Q
Q
Q
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。
4、三种使物体带电方法的比较
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
电荷从一个物体转移到另一个物体 不变
2 感应起电
电荷从物体的一部分转移到另一部分 不变
3 接触带电
电荷从一个物体转移到另一个物体 不变
一、使物体带电的方法
电荷既不会创生，也不会消失，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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
就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？
二、电荷守恒定律
回答：
1、电中性物体中是有电荷存有的，只是电荷的代数和为0；
2、“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。
3、“电荷的总量”是指电荷的代数和。
问题：
近代物理实验发现了这样的一个事实：一个高能光子可以产生一个正电子（+e）和一个（-e）电子；一对正、负电子可同时湮没，转化为光子，这个实验事实是不是说电荷可以创生或消灭？
二、电荷守恒定律
电荷守恒定律现在的表述是：
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。它是自然界重要的基本规律之一。
二、电荷守恒定律
问题：
1、什么是电荷量？它的单位是什么？
2、什么是元电荷？最早是由哪位物理学家测定的？
3、所有带电体带的电量与元电荷的关系？
4、什么是比荷？
三、元电荷
小结：
三、元电荷
1、元电荷：最小的电荷量（电子所带的电荷量）。
2、元电荷是电荷量的单位，不是指某个电荷。
3、元电荷的值：e＝1.60217733×10-19C，计算中取e＝1.60×10-19C
4、电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，是不连续的。
5、比荷：带电体的电荷量与其质量的比值（q/m）叫做比荷。
电子的比荷是：（ ）
1、自然界存在两种电荷：
⑴正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
⑵负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
2、使物体带电的方式：
⑴摩擦起电 ⑵感应起电——近异远同 ⑶接触带电
3、电荷守恒
表述一：电荷既不会创生，也不会消失，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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
四、当堂小结
表述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。它是自然界重要的基本规律之一。
4、元电荷：最小的电荷量，它不是指某个电荷。
5、电子和质子的电荷量均为e，但符号相反。所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍。
6、比荷：带电体的电荷量与其质量的比值（q/m）叫做比荷。
四、当堂小结
五、当堂练习
1、在我国北方天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电击，这是为什么？
2、关于元电荷，下列说法中正确的是（ ）
A．元电荷就是电荷量最小的电荷 B．元电荷就是电子
C．元电荷是最小的电荷量 D．元电荷就是质子
3、某轻小物体能够被用丝绸摩擦过的的玻璃棒吸引，也能被用毛皮摩擦过的橡胶棒吸引。那么该轻小物体的带电情况是： （ ）
A．带正电 B．不带电 C．带负电 D．都有可能
C
B
C
4、摩擦起电和感应起电都能使物体带电，关于这两种带电过程，下列说法正确的（ ）
A．摩擦起电和感应起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程
B．摩擦起电和感应起电都是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程
C．摩擦起电是电荷从相互摩擦的一个物体转移到另一个物体的过程
D．感应起电是电荷在两个不接触的物体间的转移过程
五、当堂练习
A
5、带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（ ）
A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 C
C．－1.6×10－18C D．4.0×10－17C
6、如图1-1-1所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形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.枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动
C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
图1-1-1
B
五、当堂练习
六、课外作业
请大家回去后自制一个验电器，并探究验电器的功能有哪些？
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？解释下面将要看到的现象。
静电计(指针式验电器)
验电器
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
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。
