人教版高中物理选修1-1：第一节-电荷 库仑定律(30张PPT)

人教版高中物理选修1－1
第一章 电场 电流
接引雷电下九天
在研究过程中，人们发现雷电和静电有很
多相似之处，如：发声、发光、瞬间即逝等
雷电
摩擦起电
借助一只普通的风筝就进入带雷的云区
在风筝的上端固定了一根尖头的金属丝，在风筝的末端绑上一把金属钥匙
电闪雷鸣时，风筝线尾端的麻绳纤维相互排斥地耸立起来
伸手摸向钥匙，结果受到了强烈的电震。
用莱顿瓶收集
雷电也是放电现象
富兰克林实验的意义
富兰克林成功地将天电引入莱顿瓶，还用引下的电做了实验，证明了天电和摩擦产生的电是相同的
你也可以制造电
防雷 知识 措施
“你们知道吗，男孩遭雷击概率超过女孩。”
人体都有静电场，静电场所产生的电压越高，越容易遭到雷击，男孩和女孩生理结构存在不同，导致其静电压存在一定差异，一般来说男孩静电压1000，高于女孩的800，因此男孩遭雷击概率超过女孩。
问题
1、自然界中有几种电荷？它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？
2、一般情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？
3、如何使物体带电？起电的实质是什么？
4、检验物体是否带电的装置
二、电荷
1、概念：经过摩擦的物体，能够吸引轻小物体，我
们就说这些摩擦过的物体带了电。
这些电荷静止在物体上，这类现象叫做静电现象。
电荷间的相互作用规律：
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2.物体带电的三种方式：
(1)摩擦起电：
互相摩擦的物体因束缚电子的本领不同而发生了电子的转移，一些束缚力差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。
如：
毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒得到电子从而带负电，则毛皮带 电；
丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子从而带正电，则丝绸带 电。
负
正
例1、毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带什么电荷，为什么?
A.毛皮带正电，因为毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上;

B.毛皮带负电，因为毛皮上的一些负电荷转移到了橡胶棒上;

C.毛皮带正电，因为橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上.

D.毛皮带负电，因为橡胶棒上的一些负电荷转移到了毛皮上;


2.物体带电的三种方式:
(2)感应起电:
当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离的一端带同种电荷，这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
*
2.物体带电的三种方式:
(2)感应起电:
如图所示：
①将带正电荷的球C移近导体A时，A、B上的金属箔将张开。
②感应起电有严格的操作步骤：
1.使带电体C靠近相互接触的两导体A、B；
2.保持C不动，用绝缘工具分开A、B；
3.移走C，则A带负电，B带正电。
2.物体带电的三种方式:
思考：若先移开C，再分开A、B，那么后来A、B带电情况如何？
A、B上感应出的异种电荷会立即中和,不会使A、B带电。
规律:近端感应异种电荷、远端感应同种电荷(近异远同)
2.物体带电的三种方式:
(3)接触带电:
①一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电，这种方式称为接触带电。
注意：接触带电时，两个完全相同的导体球相互接触后把剩余电荷量平分！
例2、导体A带5Q的正电荷，另一完全相同的导体B带Q的负电荷，将两导体接触后再分开，则B导体的带电量为( )
A.-Q B.Q C.2Q D.4Q
C
2.物体带电的三种方式:
(4)物体带电的实质:
无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷.
四、电荷守恒定律 （物理学的基本定律之一?）


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.


1.电荷量(Q或q)
表示电荷的多少。单位为库仑(库)，用符号C表示。
2.元电荷:
(1)电子所带的电荷是最小电荷量，人们把这个最小电荷量叫做元电荷，用e表示，e=1.60 ×10-19C，由美国的密立根通过油滴实验测得。
(2)对元电荷的理解：
a.电荷量不能连续变化,因为最小的电荷量为e=1.60 ×10-19C ,
所有带电体的电荷量均为e的整数倍。
b.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷.
问题：同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？
五、库仓定律

演示：探究影响电荷间相互作用力的因素
实验表明：
电荷之间的作用力
（1）随电荷量的增大而增大
（2）随距离的增大而减少
库仑定律
内容： 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
其中K叫静电力常量：k=9.0×109N·m2/C2
适用范围：1.真空中； 2.点电荷.
电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力.
解题
提醒
物理模型，即如果满
足相互之间距离远大
于带电体大小则带电
体便可看做点电荷.
库仑定律的适用是什么条件？
三、静电力与万有引力的比较
１、相同点：公式形式相同，应用时都有条件
　　都是不接触力，且与距离的二次方成反比
２、不同点：万有引力只是相互吸引，而静电力可以是
引力，也可以是斥力
３、在求静电力时，万有引力可以忽略
　　两个带电小球，质量都是１ｋｇ，带电荷量都
是２×１０－５Ｃ，相隔较远，以至于两个小球可看
作点荷，试求它们之间的静电力与万有引力之比？
(5.4×105)
小 结
1、自然界存在两者电荷
（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
2、使物体带电的方式带电方式
(1)摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体
(2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体
(3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分
规律：近异远同
3、电荷守恒定律：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.
4、元电荷e：指电子（或质子）的电荷量，称为元电荷
5、库仑定律
（1）内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
（2）公式：
（3）适用条件：⑴ 真空 ⑵ 点电荷
（4）点电荷：是一种理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷.
k=9.0×109N·m2/C2
课堂训练
1、关于点电荷的下列说法中正确的是：
A .真正的点电荷是不存在的．
B .点电荷是一种理想模型．
C .足够小的电荷就是点电荷．
D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
A B D
课堂训练
2、下列说法中正确的是：
　　A .点电荷就是体积很小的电荷．
　　B .点电荷就是体积和带电量都很小
的带电体．
　　C .根据 可知，

当r 0 时，F ∞
　　D .静电力常量的数值是由实验得到的．
D
课堂训练
3、 三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（ ）。
A．F/2 B．F/4
C．F/8 D．3F/8
C
4、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．
B、C、D．
课堂训练
5、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 ：
　A．B、C球均带负电
　B．B球带负电，C球带正电
　C．B、C球中必有一个带负电，而另
一个不带电
　D．B、C球都不带电
C
课堂训练