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1、第一章静电场第一章静电场第一第一节电荷及其守恒定律荷及其守恒定律 第一章第一章 静电场静电场学学习习目目标标1.通通过摩擦起摩擦起电和感和感应起起电的的实验过程，了解使物体程，了解使物体带电的的方法，能从物方法，能从物质微微观结构的角度构的角度认识物体物体带电的本的本质2理解理解电荷守恒定律荷守恒定律3知道什么是元知道什么是元电荷，知道荷，知道电荷量的概念及其荷量的概念及其单位，知道比位，知道比荷的概念荷的概念 第一章第一章 静电场静电场玻璃棒玻璃棒橡胶棒橡胶棒排斥排斥吸引吸引2原子的原子的组成成原子由原子由_和核外和核外电子子组成，原子核由成，原子核由带正正电的的_和不和不带电的的_组成，核
2、外的成，核外的电子子带_通常原子内正、通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子荷的数量相同，故整个原子对外表外表现为电中性中性3自由自由电子和离子子和离子金属中离原子核最金属中离原子核最远的的电子，往往会脱离原子核的束子，往往会脱离原子核的束缚而在而在金属中自由活金属中自由活动，这种能自由活种能自由活动的的电子叫做子叫做_,失去失去这种种电子的原子便成了子的原子便成了带正正电的离子的离子原子核原子核质子子中子中子负电自由自由电子子想一想想一想1.不不带电的物体内部是否有的物体内部是否有电荷？荷？提示：提示：不不带电的物体内有的物体内有电荷，正荷，正负电荷荷电量相同，故量相同，故对外外不不显电
3、性性.二、三种起二、三种起电方式方式1摩擦起摩擦起电：两个物体互相摩擦两个物体互相摩擦时，一些束，一些束缚得不得不紧的的电子子往往从一个物体往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈移到另一个物体，于是原来呈电中性的物中性的物体由于得到体由于得到电子而子而带_，失去，失去电子的物体子的物体则带_2感感应起起电(1)静静电感感应：当一个：当一个带电体靠近体靠近导体体时，由于，由于电荷荷间相互吸相互吸引或排斥，引或排斥，导体中的自由体中的自由电荷便会荷便会趋向或向或_带电体，使体，使导体靠近体靠近带电体的一端体的一端带_电荷，荷，远离离带电体的一端体的一端带_电荷的荷的现象象(2)感感应起起电：利
4、用：利用_使金属使金属导体体带电的的过程程负电正正电远离离异种异种同种同种静静电感感应3接触起接触起电:不不带电的物体与的物体与带电的物体接触后会的物体接触后会带上上电荷荷,这种使物体种使物体带电的方式叫做的方式叫做_，两个完全，两个完全相同的物体接触后，会使相同的物体接触后，会使电荷量荷量_想一想想一想2.采用感采用感应起起电的方式能否使的方式能否使绝缘体体带电？提示：提示：不能，不能，绝缘体中几乎没有自由移体中几乎没有自由移动的的电荷荷.接触起接触起电平分平分三、三、电荷守恒定律及元荷守恒定律及元电荷荷1电荷守恒定律的两种表述方式荷守恒定律的两种表述方式(1)电荷既不会荷既不会创生，也不会
5、消生，也不会消灭，它只能从一个物体，它只能从一个物体_到另一个物体，或者从物体的一部分到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在移到另一部分；在转移移过程中，程中，电荷的荷的总量保持量保持_(2)一个与外界没有一个与外界没有电荷交荷交换的系的系统，电荷的荷的_保持不保持不变转移移不不变代数和代数和2元元电荷荷(1)电荷量：荷量：电荷的荷的_叫叫电荷量，常用符号荷量，常用符号Q或或q表示，表示，其国其国际单位是位是_(C)(2)元元电荷：科学家荷：科学家发现_和和_所所带的的电荷量最小，且其他物体所荷量最小，且其他物体所带电荷量是荷量是该电荷量的荷量的_，这个最小的个最小的电荷量叫元荷量
6、叫元电荷用荷用e表示，表示，e_C.(3)比荷：比荷：电子的子的电荷量荷量e跟跟电子的子的质量量me之之_，叫，叫做做电子的比荷，其子的比荷，其值为e/me1.761011 C/kg.多少多少库仑质子子电子子整数倍整数倍1.61019比比判一判判一判3.一个物体的一个物体的带电量可以是量可以是5.01019 C吗？提示：提示：不可以，物体的不可以，物体的带电量只能是量只能是e的整数倍的整数倍.电荷荷间的相互作用的相互作用规律及其律及其应用用1电荷荷间有相互作用力，同种有相互作用力，同种电荷互相排斥，异种荷互相排斥，异种电荷互相荷互相吸引两吸引两电荷荷间的相互作用力大小相等、方向相反、作用在同的
7、相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直一条直线上上2检验物体是否物体是否带电的方法：的方法：(1)用待用待测物体去接近物体去接近轻小物体小物体,看它是否能吸引看它是否能吸引轻小物体；小物体；(2)让待待测物体接触物体接触验电器上的金属器上的金属球，根据金属箔片是否球，根据金属箔片是否张开来判断待开来判断待测物体是否物体是否带电特特别提醒：提醒：发生相互作用生相互作用时未必都未必都带电，要注意，要注意带电体不管体不管带电正正负，都有吸引，都有吸引轻小物体的性小物体的性质无无论轻小物体是小物体是导体体还是是绝缘体，体，带电体体对其中的自由其中的自由电子都有吸引力或排斥力子都有吸引力或排斥力
8、下列判断小球是否下列判断小球是否带电的的说法中正确的是法中正确的是()A用一个用一个带电体靠近它，如果能体靠近它，如果能够吸引小球，吸引小球，则小球一定小球一定带电B用一个用一个带电体靠近它，如果能体靠近它，如果能够排斥小球，排斥小球，则小球一定小球一定带电C用用验电器的金属球接触它后，如果器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改器的金属箔能改变角度，角度，则小球一定小球一定带电D如果小球能吸引小如果小球能吸引小纸屑，屑，则小球一定小球一定带电思路探究思路探究两物体相互吸引，是否得出物体两物体相互吸引，是否得出物体带异种异种电荷？荷？BD解析解析用一个用一个带电体靠近它，如果能体靠近它，如果
9、能够吸引小球，小球可吸引小球，小球可能能带异种异种电荷，也可能不荷，也可能不带电；如果能；如果能够排斥小球，排斥小球，则小球小球一定一定带同种同种电荷用荷用验电器的金属球接触它器的金属球接触它时，还需知道需知道验电器金属球的器金属球的带电情况才能予以判断情况才能予以判断带电小球能吸引小球能吸引轻小小物体是物体是带电体的性体的性质故故选BD.两物体相互吸引，不一定都两物体相互吸引，不一定都带电，但两物体相互排斥，一定，但两物体相互排斥，一定带同种同种电荷荷1. 如如图所示，所示，a、b、c、d为四个四个带电小球，两球之小球，两球之间的作用的作用分分别为a吸吸d、c斥斥a、b斥斥c、d吸吸b，则(
10、)A仅有两个小球有两个小球带同种同种电荷荷B仅有三个小球有三个小球带同种同种电荷荷Cc、d小球小球带同种同种电荷荷Dc、d小球小球带异种异种电荷荷解析：由解析：由d吸吸a、d吸吸b可知，可知，a与与b带同种同种电荷，且与荷，且与d带异种异种电荷；由荷；由c斥斥a、c斥斥b可知，可知，c与与a、b带同种同种电荷，所以荷，所以c与与d带异种异种电荷，荷，A、C错误，B、D正确故正确故选BD.BD三种起三种起电方式方式1感感应起起电的操作方法的操作方法(1)操作方法操作方法 使使带电体体C(假假设带正正电)靠近相互接触的两靠近相互接触的两导体体A、B，A为近端，如近端，如图所示所示保持保持C不不动，
11、用，用绝缘工具分开工具分开A、B.移走移走C，则A带负电，B带正正电(2)操作方法操作方法(如如图所示所示) 将一个将一个带电体体A靠近靠近导体球体球B.用手接触一下用手接触一下导体球体球B(相当于将相当于将B球接地球接地)，再将手拿开，再将手拿开移去移去带电体体A，则这时B带上了和上了和带电体体A异号的异号的电荷荷2三种起三种起电方式的比方式的比较摩擦起摩擦起电感感应起起电接触起接触起电产生生条件条件现象象原因原因实质两不同两不同绝缘体体摩擦摩擦时导体靠近体靠近带电体体时导体与体与带电导体接触体接触时两物体两物体带上等上等量异种量异种电荷荷导体两端出体两端出现等量异等量异种种电荷，且荷，且电
12、性与原性与原带电体体“近异近异远同同”导体上体上带上与上与带电体相同体相同电性的性的电荷荷原子核原子核对电子子束束缚力弱的物力弱的物体失去体失去电子，子，强强的得到的得到电子子导体中的自由体中的自由电子在子在电荷荷间力的作用下，力的作用下，从物体的一端从物体的一端转移到另一端移到另一端在在电荷荷间力的力的作用下，自由作用下，自由电子从一物体子从一物体转移到另一物移到另一物体体均均为电子在物体之子在物体之间或物体内部的或物体内部的转移移特特别提醒：提醒：(1)在起在起电过程中程中转移的是自由移的是自由电子，正子，正电荷不能荷不能定向移定向移动(2)摩擦起摩擦起电发生在两个不同的生在两个不同的绝缘
13、体之体之间，感，感应起起电只适用只适用于于导体体 (2014郑州四中高二州四中高二检测)如如图所示，将用毛皮摩擦所示，将用毛皮摩擦过的的带负电橡胶棒，移近或接触两个不橡胶棒，移近或接触两个不带电的的导体球，开始体球，开始时两两导体球互相接触且体球互相接触且对地地绝缘，下列，下列说法正确的是法正确的是()A毛皮与橡胶棒摩擦毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒上的正，橡胶棒上的正电荷荷转移到毛皮移到毛皮B橡胶棒移近甲球，甲球橡胶棒移近甲球，甲球带正正电，乙球，乙球带负电，移走橡胶棒，移走橡胶棒,两球都不再两球都不再带电C橡胶棒移近甲球，甲球橡胶棒移近甲球，甲球带正正电，乙球，乙球带负电，分开两球再，分开两球
14、再移开橡胶棒，甲球移开橡胶棒，甲球带正正电，乙球，乙球带负电D橡胶棒与甲球接触一下移开，再分开两球，甲球橡胶棒与甲球接触一下移开，再分开两球，甲球带负电，乙球乙球带正正电BC思路探究思路探究利用静利用静电感感应使金属使金属导体体带电的的过程是什么程是什么? 金属金属导体的体的远端、近端各端、近端各带什么什么电？解析解析橡胶棒与毛皮摩擦橡胶棒与毛皮摩擦时，是毛皮上的，是毛皮上的电子子转移到橡胶移到橡胶棒，而使橡胶棒棒，而使橡胶棒带负电，A错误；橡胶棒靠近甲球；橡胶棒靠近甲球时，发生感生感应起起电，甲球，甲球带正正电，乙球，乙球带负电，移走棒后，两球上的，移走棒后，两球上的电荷中和，都不荷中和，都
15、不带电，若先移开两球再移走棒，两球上的，若先移开两球再移走棒，两球上的电荷荷不能中和，甲、乙两球仍不能中和，甲、乙两球仍带电，故，故B、C正确橡胶棒与甲球正确橡胶棒与甲球接触，是接触起接触，是接触起电，两球都，两球都带上上负电荷，分开两球，仍都荷，分开两球，仍都带负电，D错误故故选BC.对每一种起每一种起电方法要理解起方法要理解起电过程，如感程，如感应起起电是由于外来是由于外来电荷荷(电场)的作用使某的作用使某导体内体内电荷重新分布，接触起荷重新分布，接触起电是由是由于于电荷荷间作用使两作用使两导体体间电荷荷发生生转移移2例例题2中，若先把甲球接地后断开，再移走橡胶棒，甲、中，若先把甲球接地后
16、断开，再移走橡胶棒，甲、乙两球乙两球带电情况如何？情况如何？解析：若先把甲球接地，解析：若先把甲球接地，则远端端变为大地，乙球作大地，乙球作为近端近端带上正上正电，再断开与地，再断开与地连接再移走橡胶棒，接再移走橡胶棒，则甲、乙两球都甲、乙两球都带上正上正电荷荷答案：均答案：均带正正电对电荷守恒定律的理解荷守恒定律的理解1摩擦起摩擦起电与感与感应起起电及接触起及接触起电，均符合，均符合电荷守恒定律荷守恒定律.2物体物体带电的的实质使物体使物体带电不是不是创造了造了电荷，使物体不荷，使物体不带电也不是消也不是消灭了了电荷物体荷物体带电的的实质是是电荷荷发生了生了转移，也就是物体移，也就是物体间电
17、荷荷的重新分配的重新分配特特别提醒：提醒：中和中和现象是正、象是正、负电荷的荷的结合合过程，正、程，正、负电荷荷并没有消失；正、并没有消失；正、负电子湮子湮灭时，正、，正、负电荷消失荷消失 半径相同的两金属小球半径相同的两金属小球A、B带有相同的有相同的电荷量，相隔荷量，相隔一定的距离，今一定的距离，今让第三个半径相同的不第三个半径相同的不带电金属小球金属小球C，先后，先后与与A、B接触后移开接触后移开(1)若若A、B两球两球带同种同种电荷，接触后两球的荷，接触后两球的电荷量大小之比荷量大小之比为多大？多大？(2)若若A、B两球两球带异种异种电荷，接触后两球的荷，接触后两球的电荷量大小之比荷量
18、大小之比为多大？多大？思路探究思路探究(1)不不带电小球小球C与与A接触后，接触后，A、C电量如何分量如何分配？配？(2)带电小球小球A、B所所带电性是否相同？性是否相同？答案答案(1)2 3(2)2 1(1)相同的金属球相同的金属球带同种同种电荷荷时，接触，接触时总电荷量平分荷量平分(2)相同的金属球相同的金属球带异种异种电荷荷时，接触，接触时电荷中和后将剩余荷中和后将剩余电荷平分荷平分3原来甲、乙、丙三物体都不原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正正电1.610
19、15C，丙物体，丙物体带电荷量的大小荷量的大小为81016C.则对于最于最后乙、丙两物体的后乙、丙两物体的带电情况下列情况下列说法中正确的是法中正确的是()A乙物体一定乙物体一定带有有负电荷荷81016CB乙物体可能乙物体可能带有有负电荷荷2.41015CC丙物体一定丙物体一定带有正有正电荷荷81016CD丙物体一定丙物体一定带有有负电荷荷81016CAD解析：甲、乙相互摩擦后，甲、乙解析：甲、乙相互摩擦后，甲、乙带等量异种等量异种电荷，由于甲荷，由于甲物体物体带正正电1.61015C，则乙必乙必带负电1.61015C；乙与丙；乙与丙物体接触后，物体接触后，电荷平分，故乙、丙两物体各荷平分，故
20、乙、丙两物体各带负电荷荷81016C，故，故选项AD正确正确易易错易混易混对元元电荷概念理解不清而出荷概念理解不清而出错范例范例下列关于元下列关于元电荷的荷的说法中正确的是法中正确的是( )A元元电荷荷实质上是指上是指电子和子和质子本身子本身B所有所有带电体的体的电荷量一定等于元荷量一定等于元电荷的整数倍荷的整数倍C元元电荷的荷的值通常取通常取e1.601019CD电荷量荷量e的数的数值最早是由美国科学家密立根用最早是由美国科学家密立根用实验测得的得的BCD错因分析因分析本本题易易错选A,原因是原因是对元元电荷的概念理解不清荷的概念理解不清,将元将元电荷与荷与电子和子和质子混淆子混淆解析解析本本题考考查了有关物理学史和了有关物理学史和对元元电荷的理解荷的理解,实验得得出，所有出，所有带电体的体的电荷量或者等于荷量或者等于e，或者是，或者是e的整数倍的整数倍,这就就是是说，电荷是不能荷是不能连续变化的物理量，化的物理量，电荷量荷量e的数的数值最早是最早是由美国物理学家密立根由美国物理学家密立根测得的得的,由以上可知答案由以上可知答案为B、C、D.真知灼真知灼见元元电荷是最小荷是最小电荷量，通常取荷量，通常取e1.61019 C,而而电子和子和质子是子是实物粒子，物粒子，电子和子和质子的子的电荷量荷量为元元电荷，荷，所有所有带电体的体的电荷量都等于元荷量都等于元电荷的整数倍荷的整数倍
