9.1 电荷 高中物理人教版必修三同步课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
第九章　静电场及其应用
电荷
1
知道自然界中的两种电荷及它们之间相互作用的规律，知道电荷量的概念及单位。
2
理解摩擦起电、感应起电和接触起电。
3
理解电荷守恒定律的内容。
重点
4
知道元电荷的概念，体会电荷量是不连续的。
重难点
电荷
生活中的电现象
自然界的雷电现象
头发产生静电现象
1.自然界中有几种电荷？它们的作用规律如何？
2.如何表示带电量的多少？
1.自然界中有两种电荷：正电荷和负电荷。
(1)正电荷：人为规定，丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
(2)负电荷：人为规定，毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
2.电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
命名人：美国科学家富兰克林
自然界中有两种电荷
(1)符号：用Q或q表示。
(2)国际单位制中的单位是库仑，简称库，符号是C。
(3)正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
例如：一根丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷量，大约只有＋10-7C。一片带负电的雷雨云所带电荷量，大约有－30C。
1.表示带电体所带电荷多少的物理量
2.每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以原子对外界表现为电中性。
电荷量
辨析
(1)电荷的正负是人为规定的。(　　)
(2)摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，说明羽毛带了电。(　　)
×
√
物体的三种起电方式　验电器
用毛皮摩擦后的橡胶棒靠近碎纸屑时，你发现了什么现象？让橡胶棒带电的方式是什么？
1.由于摩擦而使物体带电的方式叫作摩擦起电。
2.原因：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上，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。
动画演示
摩擦起电
将一个带电体与另一个不带电的导体接触，就可以使不带电的物体带上与带电体电性相同的电荷，叫作接触起电。
A
B
+
接触起电
1.手握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？
C移近导体A，同种电荷相互排斥，两侧金属箔都张开。
如图所示，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。
2.这时手持绝缘棒把导体A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？
金属箔仍张开，但张角变小。
3.再让导体A和B接触，又会看到什么现象？
金属箔都闭合。
1.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。
2. 感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程，叫作感应起电。
3.实质：电子在导体内的转移。
规律：近端感应异种电荷，
远端感应同种电荷。
感应起电
1.作用：检验物体是否带电。
金属球
金属箔片
金属杆
金属外壳
2.原理：同种电荷相互排斥。
3.静电计：把金属箔换成指针，并用金属制作外壳的验电器。
验电器
导练
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电子和质子
B.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷
C.摩擦起电可能是由于摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而
形成的
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
√
√
摩擦起电的实质是由于两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同，因而电子可以在物体间转移，而不是产生电子和质子。若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电，故B、D正确。
2.(2023·广东揭阳高二期末)右边三幅图反映了三种起电的方式，下列说法正确的是
A.甲图是橡胶棒与毛皮摩擦后，把正电荷传给了毛皮，使橡胶棒带上了
负电
B.乙图无论小球D带正电还是负电，与A接触时都把电荷转移给验电器，
使箔片C、C′张开
C.丙图中带电小球C使电中性的A、B发生静电感应，现先把靠近的带电
小球C移开，再分开A、B，则A、B带上了等量异种电荷
D.三种起电方式的实质都是电子的转移
√
橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒带负电，是因为电子从毛皮转移到橡胶棒，A错误；
小球D带正电时，电子从验电器转移到小球D，使箔片带正电，小球D带负电时，电子从小球D转移到验电器，使箔片带负电，两种情况均使箔片C、C′带同种电荷，相互排斥，使箔片张开，B错误；
小球C使A、B发生静电感应现象，A、B带上等量异种电荷，移开小球C后，静电感应消失，再分开A、B，A、B均不带电，C错误；
三种起电方式的实质都是电子的转移，D正确。
验电器的两种应用
甲图通过接触起电使验电器两金属箔张开，乙图通过感应起电使验电器金属箔张开。验电器作用是检验物体是否带电。
3.如图所示，不带电导体B在靠近带正电荷的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是
A.若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带负电
B.若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电
C.若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将不带电
D.若用导线将P接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电
√
导体B在靠近带正电荷的导体A时，导体B上的自由电子会向P端运动，导体B的P端因有了多余的电子而带负电，Q端因失去电子而带正电，用接地导线接导体B的任何部位，大地的负电荷都会中和B导体Q端的正电荷，因此断开导线，再取走导体A，导体B将带负电，故A正确，B、C、D错误。
1.只有导体中的电子才能自由移动。绝缘体中的电子不能自由移动，所以导体能够感应起电，而绝缘体不能。
2.凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个更大导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球可视为远端，带同种电荷，如图。
总结提升
电荷守恒定律　元电荷
使物体带电的方法 本质 电荷的总量 起电的共性本质
摩擦起电
接触带电
感应起电
三种起电方式的比较
本质都是自由电荷发生转移，起电并不是创造了电荷，也没有电荷消失
不变
不变
不变
电子从一个物体转移到另一个物体
电子从一个物体转移到另一个物体
电子从物体的一部分转移到另一部分
1.内容：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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
2.电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
电荷守恒定律
1.元电荷：最小的电荷量，即电子所带电荷量的大小。所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍。
2.元电荷的值e＝1.60×10－19 C,由物理学家密立根测定。
3.比荷：带电体的电荷量与质量的比值叫作比荷。
电子的比荷为： ＝1.76×1011 C/kg。
元电荷
辨析
(1)所谓“电荷的中和”是正、负电荷一起消失了。(　　)
(2)电荷有正负之分，元电荷也有正负之分。(　　)
(3)物体所带的电荷量可以为任意实数。(　　)
(4)物体带电荷量为＋1.60×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子。
(　　)
×
√
×
×
导练
4.完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开。
(1)若A、B两球带同种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比；
答案　2∶3
(2)若A、B两球带异种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比。
答案　2∶1
5.两个相同的金属小球A、B，带电荷量分别为－8×10－7 C和1.6×10－7 C，两球接触后分开，A、B的带电荷量分别为多少？电子从A转移到B还是从B转移到A？转移的电子数目为多少？(e＝1.6×10－19 C)
答案　见解析
A、B带异种电荷，接触后电荷先中和再均分，故A、B的带电荷量相同，均为：
接触起电时电荷量的分配规律
1.导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关
2.当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配。
(1)若两个完全相同的金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分；
(2)若两个完全相同的金属球最初带异种电荷，则接触后电荷先中和再均分。
总结提升
电荷
电荷
物体的三种起电方式
电荷守恒定律、元电荷
两种电荷
电荷量
摩擦起电
接触起电
电荷守恒定律
感应起电
验电器
元电荷