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1、第九章第九章静电场及其应用静电场及其应用第第1 1节节 电荷电荷学习目标1.1.分析分析摩擦起电和带电体间的相互作用实验现系，知道自然摩擦起电和带电体间的相互作用实验现系，知道自然界存在两种电荷。知道电荷量的概念及其国际单位界存在两种电荷。知道电荷量的概念及其国际单位。2.2.会会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力。3.3.通过通过观察摩擦起电、静电感应等现象，激发对自然界的好观察摩擦起电、静电感应等现象，激发对自然界的好奇心奇心。4.4.通
2、过通过不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。5.5.知道知道元电荷概念，体会电荷量是不连续的。元电荷概念，体会电荷量是不连续的。新 课 引 入 摩摩擦擦可可以以使使物物体体带带电电。摩摩擦擦过过的的琥琥珀珀能能够够吸吸引引羽羽毛毛。为为什什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？新 课 教 学公元前公元前600年年公元公元1世纪世纪16世纪世纪20世纪世纪希腊学者泰勒斯希腊学者泰勒斯摩擦过的琥珀可摩擦过的琥珀可以
3、吸引轻小物体以吸引轻小物体我国学者王充我国学者王充论衡论衡“顿牟掇芥顿牟掇芥”玳瑁壳吸引轻小物体玳瑁壳吸引轻小物体英国科学家吉尔伯特英国科学家吉尔伯特创造了英文中的创造了英文中的“electricity”（电）（电）物理学揭示物理学揭示了了原子原子内部内部结构结构对对电的本质有电的本质有了深入的认识了深入的认识18世纪世纪美国科学家富兰美国科学家富兰克林命名了克林命名了正电正电荷和负电荷荷和负电荷1.1.两种电荷：两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电称为用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电称为正电荷正电荷；用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电称为用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电称为负电荷负电荷。2.2.两种电荷
4、间的相互作用：两种电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引。3.3.电荷量：电荷量：单单 位位：新 课 教 学一、电荷+-电荷的多少叫做电荷电荷的多少叫做电荷量量（Q Q）。库仑库仑 简称简称库库 用符号用符号C C表示。表示。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。18811881年年第第1 1届届国国际际电电学学大大会会确确定定a a库库仑仑（C C）为为电电荷荷量量的的国国际际单位，定义为单位，定义为1A1A恒定电流在恒定电流在1s1s时间间隔内所传送的电荷量为时间间隔内所传送的电荷量为1C1C
5、。新 课 教 学既不代表大小，也不代表方向，代表既不代表大小，也不代表方向，代表电荷的性质。电荷的性质。思考思考1 1：电荷的正负代表什么含义：电荷的正负代表什么含义？思考思考2 2：如何比较电荷量的大小？：如何比较电荷量的大小？比较比较绝对值绝对值。新 课 教 学思考思考3 3：不带电的物体内部是否存在电荷不带电的物体内部是否存在电荷？原原子子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电）（正电）（不带电）（不带电）（中性）（中性）（负电）（负电）（正电）（正电）新 课 教 学 不同不同物质的微观结构不同物质的微观结构不同,由于原子或分子间的相互作用由于原子或分子间的相互作用,原子中电
6、子的多少和运动状况也不相同。例如原子中电子的多少和运动状况也不相同。例如,金属中原子的金属中原子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,这种这种电子叫作电子叫作自由电子自由电子。失去自由电子的原子便成为带正电的失去自由电子的原子便成为带正电的离子离子,它们在金属内部排列起来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每个正离子都在自己的平衡位置附近近振动振动而而不移动不移动,只有自由电子穿梭只有自由电子穿梭其中其中,这就使金属成为导体这就使金属成为导体。绝缘体绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷中几乎不存在能自由移动的电荷。电
7、子电子从一从一个物体个物体转移转移到另一个物体上，得到电子带负电，到另一个物体上，得到电子带负电，失去电子带正电。失去电子带正电。新 课 教 学二、起电方式1 1.摩擦起电摩擦起电 产生产生条件：条件：实质：实质：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一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得到电子而带负电子而带负电，失去电子失去电子的物体的物体则带正电则带正电。两两不同绝缘体不同绝缘体摩擦。摩擦。动画演示动画演示点击播放点击播放新 课 教 学新 课 教 学2.2.感应感
8、应起电起电 当当一一个个带带电电体体靠靠近近导导体体时时，由由于于电电荷荷间间相相互互吸吸引引或或排排斥斥，导导体体中中的的自自由由电电荷荷便便会会趋趋向向或或远远离离带带电电体体，使使导导体体靠靠近近带带电电体体的的一一端端带带异异号号电电荷荷，远远离离带带电电体体的的一一端端带带同同号号电电荷荷，这这种种现现象象叫叫静静电电感应感应，利用静电感应使金属导体带电的，利用静电感应使金属导体带电的过程过程叫感应叫感应起电起电.实质实质：电电荷荷从从物体的一部分物体的一部分转移转移到另到另一部分（一部分（近异远同近异远同）.产生条件产生条件：导体靠近带电体。导体靠近带电体。新 课 教 学 凡凡是是
9、遇遇到到接接地地问问题题时时，该该导导体体与与地地球球可可视视为为一一个个更更大大导导体体，而而且且该该导导体体可可视视为为近近端端，带带异异种种电电荷荷，地地球球可可视视为为远远端端，带带同同种电荷，如种电荷，如图图：典 例 精 析例1.(多选)下列说法中正确的是（）A.静电感应没有创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分B.摩擦起电和感应起电都能使电子转移，只不过前者使电子从一个 物 体 转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分C.摩擦起电时，一个电中性物体失去一些电子而带正电，另一个 电中性 物体得到这些电子而带负电D.一个带电导体接触一个不带电的导体，两个物
10、体可能带上异种电荷典 例 精 析例2.如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是（）A.若先将A、B分开，再移走C，A带正电，B带负电B.若先将A、B分开，再移走C，B带正电，A带负电C.若先将C移走，再把A、B分开，A带正电，B带负电D.若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电新 课 教 学实质实质：电荷在带电体和导体之间的转移电荷在带电体和导体之间的转移.产生条件产生条件：导体带电体接触。导体带电体接触。3.3.接触起电接触起电：电荷从带电体转移到不带电的物体上：电荷从带电体转移到不带电的物体上新 课 教 学思考思考：用什么仪
11、器检验物体是否带电呢：用什么仪器检验物体是否带电呢？典 例 精 析例5.如图所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近验电器B上面的金属球，则（）A.验电器金属箔不张开，因为球A没有和B接触B.验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电C.验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电D.验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电新 课 教 学起起电方式方式摩擦起摩擦起电感感应起起电接触起接触起电产生条件生条件现象象原因原因实质一般是两不同一般是两不同绝缘体摩擦时绝缘体摩擦时导体靠近导体靠近带电体时带电体时导体与带电导体与带电导体接触导体接触两物体带两物体带上等上等量量异种电荷异种电荷导体两
12、端出现等导体两端出现等量异种量异种电荷电荷 （近异远同近异远同”）导体上带上与导体上带上与带电体相同带电体相同电电性的性的电荷电荷均为电子在物体之间或物体内部的转移均为电子在物体之间或物体内部的转移电荷在物体电荷在物体间的转移间的转移电荷在物体电荷在物体间的转移间的转移电荷在物体电荷在物体内部的转移内部的转移新 课 教 学三、电荷守恒定律 表述：表述：一个一个与外界没有电荷交换与外界没有电荷交换的系统，的系统，电荷的代数和电荷的代数和保持保持不变不变。电荷电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另既不能创生，也不能消灭，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，
13、在转移过程一个物体，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。中，电荷的总量保持不变。近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生和产生和湮没湮没。例如，一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子。例如，一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子 和一个负电子和一个负电子；一对正、负电子可以同时湮没，转化为光子。一对正、负电子可以同时湮没，转化为光子。不过在这些情况下，带电粒子总是不过在这些情况下，带电粒子总是成对产生或湮成对产生或湮没没，两个粒子两个粒子带电数量相等但正负相反，而光子又不带电，所以带电数量相等但正负相反
14、，而光子又不带电，所以电荷的代数电荷的代数和仍然不变和仍然不变。新 课 教 学接触后再分开接触后再分开 结论结论：两个完全相同的导体：两个完全相同的导体,接触后再分开接触后再分开,二者将原来所二者将原来所带电量的总和带电量的总和平均分配平均分配。典 例 精 析例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，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，求接触后两球带电荷量大小之比；答案23(2)若A、B两球带异种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比.答案21新 课 教 学4.4.电子电子的电荷量和电子质量的比叫电子的的电荷量和电子
15、质量的比叫电子的比荷比荷。1.1.元电荷元电荷:2.2.任何任何一个物体所带的电荷量一定等于一个物体所带的电荷量一定等于元电荷元电荷的的整数倍整数倍。3.3.元电荷元电荷量量e=1.6010e=1.60101919C C；最早由美国物理学家最早由美国物理学家密密立根立根通过通过油油滴实验滴实验测定。测定。即：即：四、元电荷电荷电荷量的最小量的最小单位单位（e e）。比荷比荷又称为又称为荷质比。荷质比。典 例 精 析例4.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（）A.2.41019 C B.6.41019 CC.1.61018 C D.4.01017 C小 结e=1.610-19C电荷性质三种起电方式元电荷电荷守恒定律摩擦起电接触起电感应起电表述一表述二
