9.1 电荷 课件 (共32张PPT) 高一物理人教版（2019）必修第三册

(共32张PPT)
第1节 电荷
第九章 静电场及其应用
提示:脱衣服时化纤布料和身体发生摩擦产生静电,产生的电火花和“噼啪噼啪”的响声,是静电的放电现象。
如果天气干燥,冬天脱衣服时会听到“噼啪噼啪”的响声,还会看到电火花如图所示。这些现象产生的原因是什么呢
1.知道自然界存在两种电荷，知道电荷量的概念及其国际单位。
2.会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力。
3.理解电荷守恒定律。
4.知道元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。
知识点一：电荷
公元前 600年左右，希腊人泰勒斯就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一语。此语意为摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体。
王充与《论衡》
1.电荷：
16世纪，英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity” (电)这个词，认为摩擦过的琥珀带有电荷。
具有能够吸引轻小物体性质。
（1）电荷种类
自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。由美国科学家富兰克林命名。
正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
＋
－
雷电
性质一样
顿牟掇芥
（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。
2.电荷量
（1）概念：
（2）单位：
电荷的多少叫作电荷量，用Q表示，有时也可以用q来表示。
在国际单位制中，单位是库伦，简称库，符号是C。
正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
1881年第1届国际电学大会确定库伦（C）为电荷量的国际单位，定义为1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量。
物体为什么会带电？
3.摩擦起电
（1）原子的结构
原子
（+）
（不带电）
（中性）
（—）
（+）
原子核
核外电子
质子
中子
每个原子中的正电荷的数量与电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对外呈现电中性。
原子核的结构一般是很稳定的。
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(2)摩擦起电的起因
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两个物体总电荷变了吗？
（3）摩擦起电的实质
摩擦起电时，电荷并没有凭空产生,其本质是发生了电子转移。
两种不同材料的物体相互摩擦时，因为不同物质原子核对电子的束缚能力不同,一些受束缚较弱的电子会从一个物体转移到另一个物体上。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。
电子从一个物体转移到另一个物体上。
电中性的物体得到电子：带负电
电中性的物体失去电子：带正电
4.金属导电的原因
金属内有自由移动的电子——自由电子
失去自由电子的原子便成为带正电的离子
每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动。
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，形成自由电子和金属正离子,每个金属正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动,只有自由电子穿梭其中，这就使金属成为导体。
导体和绝缘体主要区别是什么？
思考：
导体中存在大量的自由电子（如:金属、地球 、人等）;绝缘体中几乎不存在自由移动的电荷。（橡胶、塑料等）
①同种电荷相互排斥所以张开
1.实验：观察静电感应现象
取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的。
①把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？
C移近导体A，两侧金属箔片都张开；
知识点二：静电感应
②同种电荷相互排斥所以仍然张开
②这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？
金属箔片仍张开，但张角变小。
③说明A、B所带荷是等量异种电荷，互相接触时，等量的正、负电荷发生了中和，所以闭合。
③再让A和B接触，又会看到什么现象？
A、B接触，金属箔片都闭合。
做一做
验电器
观察：当带电体靠近导体棒上端时，金属箔片是否张开？两者接触时呢？
带电体与导体棒的上端不接触
感应起电
带电体与导体棒的上端接触
接触起电
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2.接触起电
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-2e电子
-e电子
-e电子
两个物体总电荷变了吗？
接触起电：电荷分配原则
接触后
再分开
+Q
+Q
+Q
接触后
再分开
+Q
-3Q
-Q
-Q
两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配
　Ｑ
　Ｑ
1.静电感应：
当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷就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 ，而远离带电体的一端带同种电荷，这种现象叫静电感应。
2.感应起电：
利用静电感应使金属导体带电的过程。
实质:自由电子从导体的一部分转移到导体的另一部分。
感应起电没有创造电荷，只是物体中的正负电荷重新分布，将电荷从物体的一部分转移到另一部分。
近端感应异种电荷，远端感应等量同种电荷。
3.接触起电
指一个带电的金属导体跟另一个不带电的金属导体接触后分开，而使不带电的导体带上电荷的方式(如图)。
跟踪导练
如图所示，带正电的小球靠近不带电的金属导体AB的A端，由于静电感应，导体A端出现负电荷，B端出现正电荷，关于导体AB感应起电的说法正确的是（　　）
A．用手接触一下导体的A端，导体将带正电荷
B．用手接触一下导体的正中部位，导体将不带电
C．用手接触一下导体的任何部位，导体将带负电
D．用手接触一下导体AB后，只要带正电小球不移走，AB不可能带电
C
知识点三：电荷守恒定律
静电感应过程中导体中的自由电荷只是从导体的一部分转移到另一部分。也就是说，无论是起电还是感应起电都没有创造电荷，只是电荷的分布发生了变化。
表述一：
大量实验事实证明，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。
－
＋
－
＋
中和
对外不显电性
湮灭成光子
成对产生湮灭
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的。
思考：
区别电中性和中和
（1）电中性是指原子或物体所带的正、负电荷在数量上相等，对外不显电性，即常说的不带电。
（2）中和是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于异种电荷间的吸引作用，电荷发生转移，达到电中性的过程。
知识点四：元电荷
1.元电荷：
最小的电荷量，用e表示。
2.元电荷的值：
e =1.602 176 634×10-19C
所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
在计算中，可取e =1.60×10-19C
3.比荷：
电子
质子
-
+
e
e
电子的电荷量与质量的比值
=1.76×1011C/kg
1.对元电荷的理解，正确的是（ ）
A．元电荷就是电子
B．元电荷就是质子
C．元电荷表示所带电量跟电子电量数值相等
D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍
跟踪导练
CD
2.不带电的梳子与羊毛衣袖摩擦后带有10-7C负电荷。这些电荷的电子数目跟地球人口（66亿）相比，哪个大？相差多少倍？
解：元电荷为1.60×10-19C，梳子带10-7C电荷量，则电子数目
n=
地球人口66亿=6.6×109，远小于梳子上电子数目，梳子上电子数目大约是地球人口的95倍。
一、电荷
1.电荷：具有能够吸引轻小物体性质。自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。
2.电荷量：电荷的多少叫作电荷量，用Q表示，有时也可以用q来表示，单位是库伦（C）。
3.摩擦起电：电子从一个物体转移到另一个物体上。
4.金属导电的原因
（1）金属内有自由移动的电子——自由电子
（2）失去自由电子的原子便成为带正电的离子
二、静电感应
1.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。
3.接触起电:
三、电荷守恒定律
1.大量实验事实证明，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。
2.一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。
四、元电荷
1.元电荷：最小的电荷量，用e表示。
①元电荷是最小的电荷量,它不是带电体。电子、质子、正电子的电荷量与元电荷相等。
②电荷量是不能连续变化的物理量，所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
2.元电荷的值：e =1.602 176 634×10-19C，计算中可取e =1.60×10-19C。
3.比荷：电子的电荷量与质量的比值。
=1.76×1011C/kg