电荷及其守恒定律
第一章 静电场
历史回顾
公元前600年左右,希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
“今人梳头,解着衣,有随梳解结,有光者,亦有咤声.”晋朝·张华《博物志》
18世纪,美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念。
说一说:你所知道的静电现象。
做一做:用身边的物体做一个静电实验。
电荷>>电现象
1、正电荷与负电荷
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>>两种电荷
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
2、结论
电荷>>起电方式
1、什么叫起电?
使不带电的物体带电的过程。
2、一般物体不带电,是不是等于物体内部没有电荷?试从物质微观结构的角度解释橡胶棒带负电的实质?阅读课本回答问题。
电荷>>起电方式>>摩擦起电
原子
原子核
电 子
质子
中子
原子结构
1.为什么橡胶棒在摩擦之前不带电,摩擦之后带负电的实质质原因?
2.摩擦橡胶棒的毛皮带什么电?
电荷从一个物体转移到另一个物体
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。
电荷>>起电方式>>摩擦起电
原因
实质
电荷从一个物体转移到另一个物体
不带电的物体与带电体接触,能使不带电的物体带上电,这种方式称为接触起电。
电荷>>起电方式>>接触起电
概念
实质
电荷>>起电方式>>接触起电
中和均分定理: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
2Q
Q
Q
+Q
-Q
-Q
-3Q
电荷>>起电方式>>感应起电
金属原子
离 子
自由电子
金属模型
电荷>>起电方式>>感应起电
-
+
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。
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。
电荷从物体的一部分转移到另一部分
电荷>>起电方式>>感应起电
概念
实质
电荷>>起电方式>>感应起电
如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带负电的小球,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,然后移走C,A、B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片已闭合
电荷>>起电方式>>感应起电>>例题
-
C
A
B
A B
电荷既不会创生,也不会消灭,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。
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
电荷守恒定律
表述一
表述二
概念:电荷的多少叫电荷量
符号:Q(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。
几个基本概念>>电荷量
电荷量
概念:电子所带的电荷量
符号:e
数值:e = 1.6×10-19C
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。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得。
几个基本概念>>元电荷
元电荷
概念:带电体的电荷量q与质量m之比
公式:q/m
单位:C/kg
电子比荷:e/me=1.76 ×1011C/kg
几个基本概念>>比荷
比荷
练习
1、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.
BCD
练习
2、绝缘细线上端固定,下端挂一个轻质金属小球a;在a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.b将吸引a,吸住后不放开
B.b先吸引a,接触后又把a排斥开
C.a、b之间不发生相互作用
D.b立即把a排斥开
B
a
b
若a、b两小球完全相同,开始时使b带电为+q,则此时a、b各带电多少?
练习
3、用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是( )
A.a带正电,b带负电
B.a带负电,b带正电
C.a、b均带正电
D.a、b均带负电
C
a
b
c
二、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。
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
一、电荷
三、几个基本概念
电荷量
元电荷
比荷
1、自然界中有两种电荷
2、电荷及其相互作用
3、使物体带电的方法:
摩擦起电
感应起电
接触起电
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,远离的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。
课堂小结