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1、第一节 电 荷,第九章 静电场及其应用,公元前600年左右 发现摩擦过的琥珀 吸引轻小物体的现象,electricity 的来历 16世纪，英王御医吉尔伯特根据琥珀的希腊文创造了英文中的“电”这个单词。,生活中的现象,演示实验1：用塑料梳子，在头发上摩擦几下，离开头发，再逐渐靠近头发，发现头发被吸引起来。（生活经验）,演示实验2：用橡胶棒摩擦毛皮，然后把橡胶棒移到小纸屑上，发现小纸屑被吸引到橡胶棒上。玻璃棒摩擦丝绸同理。,思考： 1、是不是两个物体摩擦后都可以吸引其它物体？,尝试用不同材料的物体相互摩擦，看是否可以吸引轻小物体。,3、创造怎样的实验条件，可以使吸引效果更明显？,2、可否设计实验
2、检验自己的猜测？,相互摩擦的物体干燥、被吸引物要很轻。,电荷（elecrtric）及其种类,许多物质，如琥珀、玻璃棒、橡胶棒等，经过毛皮或丝绸摩擦后，能吸引轻小物体，我们就说这些物质带了电荷。,正电荷：被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，用“+”表示。 负电荷：被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，用“-”表示。,两种电荷的特性：同性相斥，异性相吸,使物体带电的方法：,摩擦起电：,为什么相互摩擦为什么能够使物体带电？,摩擦起电的原因：是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,实质：电子的转移,得到电子：带负电,失去电子：带正电,结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷,摩擦起电演示图：,接触起电,感应起电
3、（electrostatic induction）,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（electrification by induction）。,摩擦起电,感应起电,接触起电,本质：都是电荷的转移,三种起电方式的比较,电荷守恒定律,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，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律（law of conser
4、vation of electric charge）,元电荷迄今为止，自然界中最小电荷量,电荷的多少叫电荷量（electric quantity），国际单位制度中，电荷量的单位是库伦（coulomb），简称库，用C表示。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。,思考：你知道带电物体最少要带多少库伦的电荷量吗？,元电荷电荷量的最小单位,任何带电物体所带电荷量是最小电荷量的整数倍。我们称这个最小电荷量为元电荷（elementary charge），用e表示。,密立根 Millikan （18681953）,密立根利用油滴实验测量出电子的电荷量，获得1932年的诺贝尔物理学奖。在计算中，我们可以
5、取,电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷（specific charge）。,课堂小结,一、电荷,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,接触起电,感应起电,二、电荷守恒定律,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，电荷的总量保持不变。,三、几个基本概念,电荷量,元电荷,比荷,例1.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，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，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
6、 C.a、b均带正电 D.a、b均带负电,C,例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,例3.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
7、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,AB,例4.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.1.6010-19C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,谢 谢,第一节 电 荷同步练习,必备知识,自我检测,一、电荷、静电感应 1.很多物体都会由于摩擦而带电,这种方式为摩擦起电。自然界只有两种电荷:正电荷和负电荷。 2.
8、电荷的多少叫作电荷量,用Q表示,也可以用q表示,在国际单位制中电荷量的单位是库仑,符号是C。 3.金属原子中的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动,这种电子叫作自由电子。失去自由电子的原子核便成为带正电的离子,它们在金属内部排列起来,每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动,只有自由电子穿梭其中,这就使金属成为导体。绝缘体中几乎不存在自由移动的电荷。,必备知识,自我检测,4.当一个带电体靠近导体时,由于电荷之间的相互吸引或者相互排斥,导体中的自由电荷便会趋向或者远离带电体,使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,这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体
9、带电的过程叫作感应起电。 5.物体带电的本质是电子的转移,电子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。,必备知识,自我检测,二、电荷守恒定律 1.电荷守恒定律的内容: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。 2.电荷守恒定律的另一表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。 三、元电荷 1.元电荷是最小的电荷量,数值e=1.6010-19 C,最早是由美国物理学家密立根测得。 2.带电体的电荷量是e的整数倍。 3.电子的比荷:电子的电荷量e与其质量me之比。,必备知识,
10、自我检测,四、验电器 1.类别:下图中甲是验电器,乙是静电计。,2.工作原理:用带电的物体接触上图中两器材上端后,甲中两箔片张开(乙中指针张开一定角度)的原因是甲中两箔片带同种电荷相互排斥;乙中指针和金属杆带同种电荷相互排斥。,必备知识,自我检测,1.正误判断。 (1)玻璃棒和丝绸摩擦后玻璃棒带正电说明丝绸上的正电荷移动到玻璃棒上。 () 解析:原子核是稳定的,正电荷并不移动,移动的是核外电子,玻璃棒和丝绸摩擦时,电子会由玻璃棒转移到丝绸上,所以玻璃棒多余了正电荷,即带了正电。 答案: (2)两物体相互摩擦会使物体带电的原因是两物体的原子核对核外电子束缚的能力不同导致的。 () 解析:由于原子
11、核对核外电子的束缚程度不同,离核较远的电子受到的束缚较弱,容易受到外界的作用而脱离原子,从而产生摩擦带电现象。 答案:,必备知识,自我检测,(3)甲物体带有+1 C电荷,乙物体带有-3 C电荷,甲的电荷量大于乙的电荷量。 () 解析:正负号表示电荷的正负,比较电荷量多少时只能看带电荷量的数量,与正负无关。 答案: (4)元电荷就是电子。 () 解析:最小的电荷量叫作元电荷,电荷量为1.6010-19 C;电子带负电,电荷量与元电荷相同,但它是微观粒子。 答案: (5)质子和电子的比荷相同。 () 解析:质子和电子的电荷量相同,但质子的质量远大于电子的质量,所以电子的比荷大于质子的比荷。 答案:
12、,必备知识,自我检测,(6)元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量。 () 答案:,必备知识,自我检测,2.下列对物体带电现象的叙述正确的是() A.不带电的物体一定没有电荷 B.带电物体一定具有多余的电子 C.一根带电的导体棒放在潮湿的房间,过了一段时间后,发现导体棒不带电了,这个过程中电荷不守恒 D.摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体 解析:不带电的物体内部含有等量的正电荷和负电荷,对外显示不带电,A错误。带电物体可能有多余的正电荷,也可能有多余的负电荷,B错误。一根带电的导体棒放在潮湿的房间,过了一段时间后,发现导体棒不带电了,是因为电荷被中和了,这个过程中电荷仍然
13、守恒,C错误。摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,D正确。 答案:D,必备知识,自我检测,3.现代理论认为,反质子的质量与质子相同,约为电子质量的1 836倍。若me=0.9110-30 kg,e=1.610-19 C,求反质子的比荷。,答案:9.58107 C/kg,探究一,探究二,探究三,随堂检测,电荷及三种起电方式 情景导引 图甲是古老的摩擦起电机,图乙是感应起电机。结合图片,思考:,甲乙 (1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷? (2)感应起电能发生在绝缘体上吗?原因是什么? 要点提示:(1)两个绝缘体摩擦时,其中一个物体失去电子,另一个物体得到电子,分别带上了正、负电荷
14、;(2)感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中的电子不能自由移动。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳 三种起电方式的比较,画龙点睛 带电方式有三种,摩擦起电、接触带电、感应起电,三种带电方式的实质都是电子的转移。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导 例1(多选)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘柱支撑的金属导体,在它们的下部贴有金属箔片,起初它们不带电。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后,先把A、B分开,然后移去导体C,A、B上的金属箔片仍张开 C.把C靠近A稳定后,先把C移走,再把A、B分开,A、B
15、上的金属箔片仍张开 D.把C靠近A稳定后,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上的金属箔片闭合,探究一,探究二,探究三,随堂检测,解析:虽然A、B起初都不带电,但带正电的导体C对A、B内的电荷有力的作用,使A、B中的自由电子向左移动,使A端积累了负电荷,B端积累了正电荷,其下部贴的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷。由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,选项A正确;C在A、B附近时,先把A、B分开,则A、B分别带上了等量的异种电荷,移去C后,A、B上的电性和电荷量不变化,两金属箔片张开,选项B正确;如果先移走C,A、B上的感应电荷会在其相互之间力的作
16、用下吸引而中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,选项C错误;先把A、B分开,再移走C,A、B仍然带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,金属箔片都不会张开,选项D错误。 答案:AB,探究一,探究二,探究三,随堂检测,规律方法 感应起电的分析方法 (1)静电感应中,中性导体在两侧同时感应等量异种电荷。感应的过程,就是导体内电荷重新分布的过程。 (2)静电感应现象中,要放上带电体后再将两物体分开,两物体带等量异种电荷。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,变式训练1(多选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带正电导体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号电荷,选项C中两对金箔带同号电荷,探究一,探究二,探究三,随堂检测,解析:根据静电感应现象,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现了负电荷,在B端出现了正电荷,这样的
