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第九章:静电场
第一节
电荷
公元前600多年,古希腊学者泰勒斯发现:摩擦后的琥珀会吸引轻小物体
1600年,英国医生吉尔伯特根据希腊语“琥珀”创造了“电”这个单词
1747年,美国科学家富兰克林规定了正负电荷的名字并发明了避雷针
一、电学史
电荷是实物的一种属性. 电荷的多少叫电荷量
电荷、电量、带电体三个词往往不加区分地使用,其中电荷一词用得最广.在某些情况下,电荷实际指带电体本身.
电荷量(电量):电荷的多少, 符号: Q、q
单位:库伦,简称库,符号:C
有正有负
正电荷的电量用正值表示,负电荷的电量用负值表示.
二、基本概念
三、起电本质
原子核
(带正电)
核外电子(带负电)
原子
(中性)
质子
(带正电)
中子
(不带电)
金属内有自由移动的电子
自由电子
导体:有大量自由移动的电子
绝缘体中没有自由移动的电子,如:玻璃、橡胶、丝绸等。
四、三种起电方式
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
丝绸摩擦过的玻璃棒
毛皮摩擦过的橡胶棒
正电
负电
负电
正电
失电子
得电子
那么梳子带电的话带什么电呢?
四、三种起电方式
①原理:带电体直接接触另一个导体时,带电体上的电荷会转移到导体上,从而使导体带电。
2、接触起电
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规律:与带电体和导体本身有关。
两个完全相同导体平分电荷原理
2、接触起电
接触后
再分开
+Q
接触后
再分开
Q
3Q
Q
Q
说明:同种电荷相加再平分;异种电荷中和再平分。
两个完全相同导体平分电荷原理:
四、三种起电方式
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。
感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
3、感应起电
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③规律:近端带异种电荷,远端带同种电荷。
②本质:电荷从物体的一部分转移到另一部分。
①原理:带电体对导体内部自由电子的吸引或排斥。
3、感应起电
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近异
远同
静电计
验电器
如何判断一个物体是否带电?
3、感应起电
枕形导体
金属箔是很薄的金属片,一般会用锤锻或是轧制的方式制造。金属箔多半会选用延展性好的材料,例如铝、铜、锡及金。
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
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。
五、电荷守恒定律
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。
因此,电荷守恒定律又可表示为: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的。
1、电中性物体中有无电荷存在?
电中性物体中是有电荷存有的,只是电荷的代数和为零。
2、所谓“电荷的中和”是不是正、负电荷一起消失了?
“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、电荷总量指的是?
电荷的代数和。
注意:
六、元电荷
元电荷:自然界最小的电荷量
大小:
元电荷是电荷量的单位,不是指某个电荷。
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。
比荷:带电体的电荷量与其质量之比(荷质比)
电子的比荷是:( )
元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得到的.尽管质子、电子的电荷量的数值皆为 ,但它们不叫元电荷,它们电荷量的绝对值才叫元电荷.
比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值,绝对值大的带电多.尽管电荷量有正负值(正号一般省略),要知道这里的“+”、“-”号代表电荷的性质(种类),与数学中的正负号的含义不同.
A
1、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
2、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
B
典型例题