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1、 電 荷
第九章 靜電場及其應用
電荷的歷史
公元前600年左右，古希臘學者泰勒斯就發現摩擦過的琥珀吸引輕小物體。
泰勒斯與琥珀
“頓牟掇芥”指的用玳瑁的殼吸引輕小物體。
公元1世紀，我國學者王充在《論衡》一書中也寫下“頓牟掇芥”一詞。
電荷的歷史
16世紀英國科學家吉爾伯特創造了英語中的“electricity”（電）這個詞。
美國科學家富蘭克林發現雷電的性質與摩擦產生的電的性質完全相同，并定義了正電荷和負電荷。
一、電荷
問題1: 自然界中有幾種電荷？它們間的相互作用如何？
正電荷 ：絲綢摩擦過的玻璃棒帶有的電荷 負電荷 ：毛皮摩擦過的橡膠棒帶有的電荷
任務一：建構概念----模型認知
同種電荷相互排斥
異種電荷相互吸引
一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內部是否存在電荷呢？
原子
原子核
核外電子
質子
中子
（正電）
（不帶電）
（中性）
（負電）
（正電）
強大核力（引力）作用，很穩定
原子核一般是很穩定的。離原子核較遠的電子容易受外界的作用而脫離原子
實質：電子的得與失
1、原子的構成
2、物體帶電的原因
任務二：建構概念----微觀探析
(1)金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運動，這種電子叫作自由電子（free electron）
(3)金屬導電原因
3、金屬的微觀結構
(2)失去自由電子的原子便成為帶正電的離子（ion），它們在金屬內部排列起來，每個正離子都在自己的平衡位置附近振動而不移動。
*金屬內有自由移動的電子：自由電子
*每個正離子都在自己的平衡位置附近振動而不移動。
任務二：建構概念----微觀探析
二、物體的起電方式
1. 摩擦起電
實質：電子從一個物體轉移到另一個物體。
不同物體對電子的束縛能力不同。
摩擦過程中，（對電子束縛能力強的）物體得到電子帶負電，
（對電子束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。
任務三：建構概念----宏觀辨識
二、物體的起電方式
原理：同種電荷互相排斥
結構：金屬球、金屬桿、金屬箔等
作用： 檢驗物體是否帶電
粗略判斷物體帶電的多少
檢驗電荷的種類
3
1
2
任務三：建構概念----宏觀辨識
接觸后
再分開
接觸后
再分開
結論：
兩個完全相同的導體,接觸后再分開, 二者將原來所帶電量的總和平均分配。
（遵循 先中和 再均分）
2、接觸起電：把帶電體與中性導體接觸，使中性導體帶電的過程。
實質：電荷從一個物體轉移到另一個物體。
任務三：建構概念----宏觀辨識
任務三：建構概念----宏觀辨識
---由閉合變為張開
---仍然張開
---箔片閉合
演示：一對用絕緣柱支持的導體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的兩片金屬箔是閉合的。
3、感應起電:把電荷移近不帶電的導體，可使導體帶電的現象。
實質:電荷從物體的一部分轉移到另一部分。
問題1：把帶正電荷的帶電體C移近導體A，金屬箔有什么變化
問題2：此時把導體A和B分開，然后移開C，金屬箔有什么變化
問題3：再讓導體A和B接觸，又會看到什么現象 這說明A和B帶的是同種電荷還是異種電荷 是否有新的電荷產生？
三種起電方式的比較
摩擦起電 感應起電 接觸起電
產生條件 兩個不同物體摩擦 帶電體靠近導體 帶電體與導體接觸
現象 兩個物體帶上 等量異種電荷 導體兩端出現 等量異種電荷 帶相同電性的電荷
本質 思考：各種起電過程是否是創造了電荷
自由電子的轉移
任務三：建構概念----思維進階
三、電荷守恒定律
表述一：電荷既不能創生，也不能消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移的過程中，系統的電荷總量保持不變。
表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和總是保持不變的。
它是自然界重要的基本規律之一
任務三：建構概念----守恒思想
（1）電中性物體中有無電荷存在？
（2）所謂的“電荷的中和”是不是正、負電荷一起消失了？
（3）對于“電荷的總量保持不變”中的“電荷的總量”怎么理解？
（1）電荷的多少如何表示？它的單位是什么？
（2）什么是元電荷？元電荷的數值是多少？
一個電子就是一個元電荷嗎
它的數值最早是由哪位物理學家測定的？
（3）物體的所帶的電荷量是任意數值嗎？
（4）什么是比荷？電子的比荷是多少？
思考與討論
元電荷最早由美國物理學家密立根測得。
電子的比荷為：
四、電荷量
一個電子或質子所帶電量絕對值等于元電荷。
3、比荷：電荷量與質量的比值叫做比荷（也叫荷質比）
1、元電荷：最小的電荷量
2、所有帶電體的電荷量都是e的整數倍，即q=ne（n為整數）。
電荷量是不能連續變化的物理量。
課
堂
小
結
謝謝
大家

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