1.1 电荷及其守恒定律 （共28张PPT）

(共28张PPT)
第一节 电荷及其守恒定律
一、两种电荷
1、正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷叫正电荷。质子所带的电荷是正电荷。
2、负电荷：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒上所带的电荷叫负电荷。电子所带的电荷是负电荷。
说明：(1)正、负电荷是美国科学学家富兰克林命名的。通常用正、负号来表示电荷的正、负属性。
(2)自然界中只有两种电荷。
⑶带电体的符号：
3、电荷的基本特性：
⑴带电物体能够吸引轻小物体。
视频一：带电物体对轻小物体的吸引
⑵电荷之间有相互作用力，且同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。
视频二：正、负电荷
1、原子的构成
二、物质的微观结构
2、物质的组成：物质是由分子或原子组成的，通常情况下分子、原子内正、负电荷数相同，电性相互抵消，对外不显电性。故一般物体内正、负电荷数相同，且电荷均匀分布，对内、对外均不显电性。我们说物体“不带电”。
3、物体带电与不带电的实质
⑴任何物体内都存在着大量的正、负电荷。物体不带电，并不是物体内没有电荷，物体不带电是指物体内正、负电荷数相等，对外不显带电的特性。
⑵物体带电，是指物体内的正、负电荷数不等。物体带正电：意味着物体内的正电荷数多于负电荷数；物体带负电：意味着物体内的负电荷数多于正电荷数。
⑶由于物质是由大量的分子组成，存在大量的正负电荷，实际任何一个带电体内，都不可能只存在某种带电粒子（质子或电子）
5、导体、绝缘体
⑴自由电荷：能够在空间自由运动的电荷。
自由电子：金属中，原子最外层电子，往往会脱离原子核的束缚，可在金属内部各处自由活动，金属外层的电子叫自由电子。
自由离子：电解质溶液和电离的气体中，正、负离子能在液体或气体内自由运动，这种能自由运动的离子叫自由离子。
⑵约束电荷：不能自由移动的电荷叫约束电荷。如：原子内，在轨道上绕原子核运动的电子；固体中的原子核内的质子。
⑶导体：能导电的物体叫导体。特点：导体体内存在大量可自由移动的电荷。
常见的导体有：金属、电解质溶液、地球、人体、电离的气体。
⑶绝缘体：不能导电的物体叫绝缘体。绝缘体内没有可自由移动的电荷。
常见的绝缘体有：干燥的木料，橡胶，纯净水、塑料，陶瓷，油等。
⑷绝缘导体：用绝缘体支撑或包裹的导体叫绝缘导体。绝缘导体由于与地球、周围环境绝缘，不会与其它导体发生导电现象。绝缘导体带电后不会发生漏电，电荷量保持不变。
⑸导电过程：导电过程是指自由电荷电荷从一个地方移动到另一个地方的过程。导体在导电过程中，导体内会形成电流，导体中的电荷分布会发生变化。
注：对固体的导体（金属、地球、人体等）：导电过程中只有自由电子在移动。对气体、液体的导体：由于气体、液体具有流动性，正、负离子都会移动。
三、使物体带电的方法
1、摩擦起电
不同物质的原子核对外层电子的束缚能力不同。当两种不同的物质（一般都是绝缘体）相互摩擦时，其中对电子束缚能力弱的物质将失去电子，对电子束缚能力强的物质将得到电子。失去电子的物体将带正电，得到电子的物体将带负电。这种现象叫摩擦起电。
特点：⑴摩擦起电的实质是电子的转移。
⑵相互摩擦的两个物体一定会带上等量的异种电荷。
2、感应起电：
视频：感应起电
⑴静电感应：把一个带电的物体靠近一个不带电的绝缘导体时，导体两端将带上等量异种电荷的现象，叫做静电感应．
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
－
静电感应的规律：由于同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引的缘故：靠近带电体端感应出异种电荷，远离带电体端感应出等量的同种电荷。
⑵感应起电：利用静电感应规律使物体带电的过程，叫做感应起电．
两种情况：
情况一：使一个绝缘导体带电。
+
-
+
+
情况二：使两个绝缘导体带等量异种电荷。
说明： 感应起电中，被感应带电的物体必须是绝缘导体。在感应起电的过程中，是通过电子的转移，使物体带电的。
3、接触起电：将带电的物体与不带电的绝缘导体接触后，带电体上的一部分电荷转移到不带电的导体上，使原来不带电的导体带上电荷的过程。
电荷分配规律：
带电导体与不带电导体接触后，最终两导体上电荷的多少与两导体的大小和形状有关。只有两个完全相同的导体接触后，电荷才平均分配。
说明：在接触起电的过程中，被接触而带电的物体必须是绝缘导体，接触起电也是通过电子的转移，使物体带电的。
4、验电器
⑴用来检验物体是否带电及带电的正、负的仪器叫验电器。
⑵验电器的构造：
说明：用电器的外壳可以是绝缘材料，也可以是金属导体。金属杆必须与外壳绝缘。
⑶原理：
①检验是否带电：
验电器不带电时，金属箔由于重力作用，两金箔并拢。当把带电体靠近验电器的金属球（或与金属球接触）时，两金箔上会带上同种电荷，由于同种电荷互相排斥，两金箔在排斥力作用下分开，且电量越多，夹角越大。
②检验电性：
先使验电器带上电荷（电性已知），然后把电性未知带电体靠近验电器，观察金箔夹角的变化。若夹角逐渐增大，说明带电体所带的电荷与验电器上的电荷是 ______电荷；若夹角减小或先减小后增大，说明带电体所带的电荷与验电器所带电荷是______电荷。
同种
异种
常见的验电器
四、电荷守恒定律
1、电荷守恒定律的内容：
表述一：在任意过程中，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.
阅读课本：P4第三段：近代物理发现……
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。
2、电荷量及单位
⑴电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电量。
电荷量的符号：Q或q
单位：在国际单位制中：电荷量的单位是：库仑。
库仑单位的符号：C。
如：Q1=3×10-5C； Q2=－4×10－5C
⑵元电荷：
迄今为止，科学实验发现的自然界中存在最小的电荷量，所有带电体（宏观物体、基本粒子）的电量均为最小电荷量的整数倍。该最小电荷量为电子（或质子）所带的电荷量。
①一个电子（或质子）所带电量绝对值叫元电荷。符号：e
e=1.602176565×10-19C=1.60×10-19C
②元电荷的数值是美国物理学家密立根测定的。
③所有带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍
3、比荷：微观粒子所带的电量值与其质量的比值叫做微观粒子的荷质比，简称比荷。
比荷的特点：比荷是描述微观粒子的基本物理量，相当于宏观物体的密度。同种粒子，比荷相同且不变；不同种类的粒子，比荷一般不同。
电子的比荷：e/m=1.76×1011C/kg。
质子的比荷：e/m=9.59×107C/kg。
科学家是通过测量微观粒子的比荷来识别粒子的。
例题1、将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数 （ ）
　　A．增加 B．减少
C．不变 D．先增加后减少
C
例题2：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．
CD
例题3：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，另一个不带电
D．B、C球都不带电
C
例题4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（ ）
　A．带有等量异种电荷
B．带有等量同种电荷
C．带有不等量异种电荷
D．一个带电，另一个不带电
BCD
例题5、图中A、B是两个不带电的相同的金属球，它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：
⑴A、B接触后分开，再移去C，
则A_________，B________；
⑵A、B接触，先移去C后，再把AB分开，
则A_________，B_________．
⑶A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，
则A________， B_______；
带正电
带负电
不带电
不带电
带负电
带负电
例题6、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放置．用手接触B端，移去手指再移去Q，AB带何种电荷 __________ ．若手的接触点改在A端，情况又如何___________ 。
负电荷
负电荷
A
B
+
Q
例题7、绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜．在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图所示．现使b带电，则：（? ）
A、a、b之间不发生相互作用
B、b将吸引a，吸住后不放开
C、b立即把a排斥开
D、b先吸引a，接触后又把a排斥开
D
例题8：已知π+介子和π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)与一个反夸克(反夸克u/或反夸克d/)组成，它们所带的电荷量如下表所示，表中e为元电荷。下列说法正确的是：( )



A、π+由u和d/组成， B、π+由d和u/组成，
C、π－由u和d/组成， D、π－由d和u/组成
AD
粒子 π＋ π－ u d u/ d/
电荷量 ＋e －e ＋2e/3 －e/3 －2e/3 ＋e/3
例题9. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是：( )
B