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9.1
电荷
第九章
静电场及其应用
教学目标
理解电荷守恒定律
知道电荷量的概念及其国际单位
关注存在元电荷的事实,知道电荷量不能连续变化
电荷
电荷的种类:
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
电荷间的作用:
同种电荷相互排斥;异种电荷相互吸引
注意:自然界中只存在两种电荷
摩擦起电的原因
电荷
当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧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
原子核的正电荷的数量与电子的负电荷的数量一样多,所以整个原子对外界较远位置表现为电中性
摩擦起电
实质:电荷从一个物体转移到另一个物体
接触起电
实质:电荷从一个物体转移到另一个物体
感应起电
取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔是闭合的。
把带正电荷的物体C移近导体A
金属箔都张开
这时把A和B分开,然后移去C
金属箔保持张开
再让A和B接触
为何会发生以上现象?
金属箔闭合
金属模型
自由电子
失去这种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上振动而不移动
这就是金属成为导体的原因
静电感应
概念:
当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,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,远离带电体的一端带同号电荷。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。
实质:电荷从物体的一部分转移到另一部分
小结
自然界中有两种电荷
同种电荷相互排斥;异种电荷相互吸引
使物体带电的方法
摩擦起电
接触起电
感应起电
静电感应
当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,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,远离带电体的一端带同号电荷
电荷守恒定律
电荷既不会创生,也不会消失,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。这个结论叫做电荷守恒定律
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变
表述一:
表述二:
电荷量
概念:电荷的多少叫电荷量
符号:Q
单位:库仑(C)
正电荷的电荷量为正值;负电荷的电荷量为负值
迄今为止,科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量
元电荷
概念:把这个最小的电荷量(电子所带的电荷量)叫做元电荷
符号:e
注意:所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍
数值:C?
电荷量是不能连续变化的物理量
最早由美国物理学家密立根测定
电荷的分配规律
两个完全相同的带电金属球接触时电荷的分配规律
(1)如果接触前两金属球带同种电荷,电荷量分别为和,两球接触时,总电荷量平均分配,两球的电荷量都等于
(2)如果接触前两金属球带异种电荷,电荷量分别为和,切,接触时,先中和再将剩余的电荷量(
-
)平均分配,两球的电荷量都等于
电子的比荷
电子的电荷量与电子的质量的比值,叫做电子的比荷
电子的质量
所以电子的比荷
小结
电荷守恒定律
电荷既不会创生,也不会消失,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
电荷的多少叫电荷量
电子所带的电荷量叫元电荷
电子的电荷量与电子的质量的比值,叫做电子的比荷
典例示范
(多选)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.带等量异种电荷
B.带等量同种电荷
C.带不等量异种电荷
D.一个带电,另一个不带电
BCD
典例示范
两个完全相同的金属球A、B所带电荷量分别为和,
若将他们接触之后再分开,与接触前相比,分开后两小球所带电荷量变化的情况是(
)
A.电荷量变大,
电荷量变小
B.
电荷量变小,
电荷量变大
C.
所带电荷量均变大
D.
所带电荷量均变小
B
典例示范
有三个完全一样的金属球,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?
把A与B接触,之后分开,然后B与C接触,之后分开,最后B与A接触,之后分开
典例示范
如图,把A、B在带电体C旁边相碰一下后分开,然后分别接触一个小电动机的两个接线柱,如果小电动机非常灵敏,它便会开始转动。当电动机还没有停止时,又立刻把A、B在C旁边相碰一下分开,再和小电动机两接线柱接触。如此下去,小电动机便能不停地转动。这不是成了永动机而违背能量守恒定律吗?说说你的看法。
上述过程外界对系统做了功;把A、B在带电体C的旁边相碰一下,不断给电机补充能量,遵守能量守恒定律
本课结束