学年高中物理人教版选修1-1课件：1.1 电荷　库仑定律20张PPT

(共20张PPT)
第一章 电场　电流
一、电荷　库仑定律
1.了解人类对电现象的认识过程。
2.了解科学家在认识自然过程中常用的科学方法。
3.知道元电荷的大小,理解电荷守恒定律。
4.理解并掌握库仑定律的含义和表达式,知道静电力常量。了解库仑定律的适用条件,并能运用它解决简单问题。
一
二
三
一、电荷
1.经过摩擦的物体,如玻璃棒,能够吸引轻小物体,我们说这些摩擦过的物体带了电荷。这些电荷静止在物体上,这类现象叫作静电现象。
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?




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。



一
二
三
2.(1)自然界中有两种电荷:即正电荷和负电荷。(2)同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。(3)在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,用符号C表示。
3.摩擦起电的实质:电子从一个物体转移到另一个物体上,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。
4.把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,叫作感应起电。在这个过程中,导体中的电荷从导体的一部分转移到另一部分。
















一
二
三
二、电荷守恒
1.电荷守恒:电荷既不能创生,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,电荷的总量不变。






一
二
三
制作两块装有玻璃柄的相同玻璃圆板,其中一块贴上丝绸,如图所示。将两块圆板相互摩擦,然后分开。当它们分别接近轻小物体时,轻小物体均被吸引,这说明它们都带上了电荷。如果把两块带电圆板紧密接触,然后合在一起去靠近轻小物体,这时轻小物体能否被吸引?为什么?




提示:不能。两块圆板相互摩擦,分开后分别带上了等量异种电荷,再次合在一起,正负电荷中和,整体不显电性,无法吸引轻小物体。
一
二
三
2.元电荷是最小的电荷量,元电荷为1.60×10-19C;一个电子带的电荷量为-1.60×10-19C,一个质子带的电荷量为1.60×10-19C;所有带电物体,所带电荷量或者等于电子或质子带的电荷量,或者是电子或质子带的电荷量的整数倍。




一
二
三
三、库仑定律
1.真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。这个规律是库仑在1785年发现的,人们把它叫作库仑定律。
3.库仑定律的适用条件:(1)真空;(2)点电荷。
4.点电荷:是指没有大小的带电体,是一种理想化的模型,实际上并不存在。










一
二
三
一、摩擦起电、感应起电、接触起电的区别与联系
1.摩擦起电是两种不同的物质组成的物体相互摩擦时,一个物体中一些原子的电子获得了能量,挣脱了原子核的束缚,转移到了另一个物体上。根据电荷守恒定律,从整体上看:一个物体失去电子,带正电;另一个物体得到电子,带负电。
2.感应起电是由于带电体靠近导体时,导体内的自由电荷发生移动,向靠近带电体一端移动的电荷与带电体电性相反,而向远离带电体的一端移动的电荷与带电体电性相同,导体两端正电荷与负电荷电荷量相等。感应起电实际上是导体中自由电荷发生了重新分布,自由电荷从导体的一部分转移到另一部分。
3.接触起电是指带电体与物体接触时,电荷转移到这个物体上,实际上是发生了电荷的传递。
4.无论哪种方式起电,实质都是电荷发生了转移。
一
二
三
特别提醒(1)感应起电的演示中,使导体带电成功的关键在于先分开两导体(或先断开接地线),然后再移去带电体。
(2)两个完全相同的带同种电荷的金属球,接触后再分开时各自带

再平分,QA、QB含有表示电性的正负号。
一
二
三
二、对元电荷和点电荷的理解
1.元电荷
所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍,把这个电荷量e=1.60×10-19 C叫作元电荷。
(1)元电荷是科学实验发现的最小电荷量。
(2)元电荷既不是电子,也不是质子,只是一个电荷量。当某些物体带的电荷量较小,可用元电荷的整数倍方便地表示,如电子的电荷量为-e,即表示电子的电荷量为-1.60×10-19 C。
一
二
三
2.点电荷
(1)点电荷是一种理想化的模型。当带电体之间的距离比它们自身的尺寸大得多,以致带电体的形状和大小对它们间相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体就可以看成点电荷。
(2)两个带电的导体球,当忽略导体上的电荷由于相互作用而重新分布的影响时(即将球看成均匀的带电体),也可看成点电荷,电荷之间的距离等于两球心之间的距离。
特别提醒点电荷与我们在必修1中所学的质点相似,都是理想化模型,带电体能否看成点电荷是相对具体研究的问题而言的,与带电体的实际大小没有直接关系。
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三
三、应用库仑定律应注意的问题
1.库仑定律适用于真空中两个点电荷间的相互作用。在应用库仑定律时应注意是否满足适用条件。
2.库仑力具有力的一切性质,相互作用的两个点电荷之间的作用力满足牛顿第三定律,即两个点电荷(不论其电荷量是否相等)所受库仑力大小相等、方向相反,作用在同一直线上。
类型一
类型二
类型三
电荷守恒定律的应用
【例1】 甲物体与乙物体相互摩擦,没有其他物体参与电荷的交换,发现甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷。以下结论正确的是(　　)
A.甲物体失去了6×103个电子
B.乙物体失去了6×103个电子
C.乙物体带9.6×10-16C的负电荷
D.乙物体带9.6×10-16C的正电荷
解析:根据摩擦起电的特点,甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷,
答案:AC
类型一
类型二
类型三
题后反思摩擦起电的本质是电子的转移,失去电子后带正电,得到电子后带负电,整个过程遵循电荷守恒定律。
类型一
类型二
类型三
相同小球接触起电的电荷分配
【例2】 两个完全相同的带绝缘柄的金属小球A、B,分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C。让两金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移且转移了多少个?
点拨:两个完全相同的金属小球接触后再分开,电荷量先中和,再平均分配。
在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B球带QB'的正电荷,这样,共转移的电荷量为ΔQ=-QB+QB'=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C=4.8×10-9 C
答案:电子由B球转移到A球　转移的电子数为3.0×1010个
类型一
类型二
类型三
题后反思本题考查了电荷守恒定律、元电荷的概念,涉及正负电荷中和、电荷重新分布、电子转移数量等问题。
类型一
类型二
类型三
库仑定律的基本运用
答案:B
类型一
类型二
类型三
题后反思本题考查了库仑定律的基本应用。在解答该类问题时,应注意哪些量是不变的,哪些量是变化的,对于变量注意与原来的关系,然后根据库仑定律公式列方程进行计算。
触类旁通在上述题目中,若保持其中一个点电荷的电荷量不变,另一个点电荷的电荷量变为原来的4倍,为保持相互作用力不变,则它们之间的距离应变为原来的　　　倍。?
答案:2