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1.1
电荷及其守恒定律
高一物理组
第一章
静电场
电!
生活中的静电现象
判断物体是否带电:能否吸引轻小物体。
秋冬季,刚梳过头发的梳子可以吸引纸屑
秋冬季的放电现象
一、静电的发现
1、公元600年左右,希腊人泰勒斯:
摩擦过的琥珀吸引轻小物体
2、公元一世纪,东汉王充《论衡》:
“顿牟掇芥”
3、公元十六世纪,英国吉尔伯特创造单词:
electricity—电;electric
charag—电荷
4、美国科学家富兰克林:
正电荷
:丝绸摩擦过的玻璃棒带有的电荷
负电荷
:毛皮摩擦过的橡胶棒带有的电荷
例1
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
原子
原子核
核外电子
质子
中子
(+)
(不带电)
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子
根据物质的微观结构解释摩擦起电的原因:
(中性)
(-)
(+)
5、20世纪后,人们对电的认识再次深入
1、摩擦起电
二、起电方式
得电子:带负电
失电子:带正电
实例
材料
带电种类
起电的微观机制
用丝绸摩擦玻璃棒
玻璃棒
正电荷
物质对电子的束缚能力不同;
电子在不同物体间转移;
常用于绝缘介质
丝绸
负电荷
用毛皮摩擦橡胶棒
橡胶棒
负电荷
毛皮
正电荷
2、感应起电
A
B
实例
导体上电荷分布
起电的微观机制
用带电体靠近导体,然后将导体分成两个部分
近端与带电体电荷种类相反
导体由自由电子和离子构成,
自由电子在导体内可以移动,利用吸引、排斥判定。
静电感应使导体表面的电子重新分布,发生了转移。
远端与带电体电荷种类相同
3、接触带电
接触后
再分开
+Q
+Q
接触后
再分开
+Q
-3Q
-Q
-Q
起电的微观机制:电子从一个物体转移到另一个物体
实例: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
三、电荷守恒定律
表述一:
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,系统的电荷总量保持不变。
表述二:
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总保持不变。
例2
有三个完全一样的绝缘金属球,A球带的电荷量为q,B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为3q/8,应该怎么办?
静电计(指针式验电器)
验电器
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
验电器的效果
1.当带电体靠近导体时,导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷,如图3甲所示.
2.导体接地时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端导体,带异种电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷,如图乙、丙所示.
图3
说明:用手摸一下导体,再移开手指,相当于先把导体接地,然后再与大地断开.
感应起电的判断方法
例3
不带电的枕形导体A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时(
)
A.A端金箔张开,B端金箔闭合
B.用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合
C.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开
D.选项A中两对金箔分别带异种电荷,选项C中两对金箔带同种电荷
1.电荷量:电荷的多少,简称电量。单位:库仑
C
3.元电荷:一个电子所带电量为元电荷
4.比荷:带电体的电荷量与质量的比值
美国科学家密立根
2.电荷量是标量
比较电荷量的多少,要比较电荷量的绝对值
所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍
四、元电荷
?
?
例4
有两个完全相同的带电金属小球
A、B,分别带有电量QA=
-6.4×10-9C,QB=3.2×10-9C,让两金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移?转移了多少个电子?
例1 (多选)关于摩擦起电现象,下列说法正确的是
A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
B.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷
C.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
例2 (多选)如图2所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体,起初都不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开
C.把C移近导体A,先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.把C移近导体A,先把A、B分开,再把C移走,最后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合
图2
例3 完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个完全相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开.
(1)若A、B两球带同种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?
例4 放在绝缘支架上的两个完全相同的金属小球A、B分别带有电荷量QA=6.4×10-9
C、QB=-3.2×10-9
C,让两个金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移?转移了多少个?
答案 电子由B球转移到A球 3.0×1010个
例5 如图5所示,用起电机使金属球A带负电,靠近验电器B的金属球,则
A.验电器的金属箔片不张开,因为球A没有和B接触
B.验电器的金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器的金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器的金属箔片张开,因为验电器下部的两金属箔片
都带上了负电
图5
小
结
?
比荷:带电体的电荷量与质量的比值