資源簡介

(共28張PPT)
9.1 電荷
第九章 靜電場及其應用
1、兩種電荷及相互作用，電荷量的概念
2、三種起電方式及實質
3、電荷守恒定律
4、元電荷
課程內容
新課導入
摩擦可以使物體帶電，摩擦過的梳子、氣球能夠吸引輕小物質。
電荷的發現
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。
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。
16世紀吉爾伯特根據希臘文的琥珀創造了英語中的“electricity”（電）這個詞。
電荷的發現
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，并命名了正電荷和負電荷。
正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷。
負電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。
電荷的種類
思考：你有辦法得到正電荷和負電荷嗎？
1.電荷
(1)自然界中只存在正、負兩種電荷
正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電。
負電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電。
(2)相互作用規律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
(3)帶電體特點：能吸引輕小物體。
(4)電荷量Q：電荷的多少叫電荷量。國際單位是庫侖，簡稱庫，用C表示。
一、電荷
例1.(多選)掛在絕緣細線下的兩輕質通電球，由于電荷的相互作用靠近或遠離（ ）
A甲圖中兩球一定帶異種電荷；
B甲圖中至少有一個帶電；
C乙圖中兩球一定帶同種電荷；
D乙圖中兩球可能只有一個帶電。
BC
注意：相互排斥的兩物體一定都帶電，相互吸引的兩物體不一定都帶電
物體為什么會帶電呢？
二、物質的微觀結構
原子
原子核
核外電子
質子
中子
（正電）
（不帶電）
（中性）
（負電）
（正電）
原子的組成
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
不帶電的物體內存在電荷，且存在等量正、負電荷，所以整個原子對外界表現為電中性，對外不顯電性。
不同物體對電子的束縛能力不同。摩擦過程中，（對電子的束縛能力強的）物體得到電子帶負電，（對電子的束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。
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二、物質的微觀結構
摩擦起電
實質：電子的得與失
摩擦可以使物體帶電，還有其他方法可以使物體帶電嗎？
金屬導電原因
金屬中有自由電子，自由電子可自由穿梭。
金屬的微觀結構
失去自由電子的原子便成為帶正電的離子。
當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷。這種現象叫做靜電感應。
利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫做感應起電。
感應起電并沒有產生新的電荷，而是在帶電體的作用下，導體上的電荷從導體的一部分轉移到了另一部分。
二、物質的微觀結構
感應起電
先將A、B分開，然后移去C,箔片張角會變化嗎？
C
A
B
實質：自由電子的轉移，使物體中的正負電荷重新分布
二、物質的微觀結構
感應起電
再讓A和B接觸，又會看到什么現象？什么原因導致？
二、物質的微觀結構
感應起電
若先移去C，再將A、B分開，箔片還會張開嗎？
（多選）如圖所示，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時 （ ）
A．A端金箔張開，B端金箔閉合
B．A端金箔張開，B端金箔張開
C．用手觸摸枕形導體B端后，A端金箔閉合，B端金箔張開
D．用手觸摸枕形導體中間后，A端金箔張開，B端金箔閉合
BD
接地相當于延長了導體，等效于同種電荷被排斥到最遠端
接地的結果：導體近端帶上與場源電荷相反的異種電荷
練一練
如果B接地
接觸后
再分開
接觸后
再分開
把帶電體與中性導體接觸，使中性導體帶電的過程，叫做接觸起電。
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。
接觸起電
起電方式 摩擦起電 感應起電 接觸起電
產生 條件 一般是兩不同 絕緣體摩擦時 導體靠近帶電體時 導體與帶電導體接觸
現象 兩物體帶上 等量異種電荷 導體兩端出現等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠同” 導體上帶上與帶電體相同電性的電荷
原因 原子核對電子束縛力弱的物體失去電子，強的得到電子 導體中的自由電子在電荷間力的作用下，從物體的一端轉移到另一端 在電荷間力的作用下，自由電子從一個物體轉移到另一個物體
實質 均為電子在物體之間或物體內部的轉移
三種起電方式比較
三種起電方式比較
對比以上三種起電方式我們發現，無論是摩擦起電還是感應起電都沒有創造電荷，只是電荷的分布發生了變化。
追尋守恒量是物理學研究物質世界的重要方法之一，它常使人們揭示出隱藏在物理現象背后的客觀規律。那么，電荷是否也滿足某種守恒的規律呢？
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，系統的電荷總數保持不變。
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。
電荷守恒定律
它是自然界重要的基本規律之一。
電荷的總量是守恒的，那么，物體的所帶的電荷量是任意數值嗎？
思考與討論
電荷守恒定律
用什么儀器可以檢驗物體是否帶電呢？
1.元電荷：最小的電荷量
3.比荷：電荷量與質量的比值叫做比荷（也叫荷質比）
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。
元電荷
電子電荷量e= -1.6×10－19C ；
質子電荷量e= +1.6×10－19C
美國科學家密立根通過油滴實驗,提出元電荷概念
驗電器和靜電計
作用：
①檢驗物體是否帶電
②粗略判斷物體帶電的多少
原理：同種電荷互相排斥
結構：金屬球、金屬桿、金屬箔等
驗電器和靜電計
二、電荷守恒定律
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，系統的電荷總數保持不變。
一、電荷
三、幾個基本概念
電荷量
元電荷
比荷
1.自然界只有兩種電荷
2.使物體帶電的方法：
摩擦起電
感應起電
接觸起電
課堂總結
【練習1】（2022·江蘇·寶應中學高一階段練習）摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛，下列說法中正確的是（　　）
A．說明羽毛帶有與琥珀所帶電性不同的電荷
B．說明帶電體能吸引輕小物體
C．當羽毛與琥珀接觸時，琥珀所帶的電荷會運動到羽毛中去
D．琥珀與琥珀摩擦也能帶電
【正確答案】B
課堂練習
【練習2】（2022·浙江·紹興高一）如圖所示，小劉同學利用驗電器做靜電感應實驗。她先用包裝用的氣泡膜和PVC管摩擦，使PVC管因為失去電子而帶電。左手拿帶電的管靠近（但不接觸）驗電器，發現驗電器的金屬箔片張開，然后用右指接觸驗電器上端的金屬圓球，發現箔片閉合。以下對此實驗的說法中正確的是
A．發現驗電器箔片張開，是因為此時箔片帶負電，
但驗電器整體仍是電中性的
B．右指接觸驗電器時電子從驗電器流向手指
C．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片又會張開，驗電器整體帶負電
D．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片依然閉合
【正確答案】C
課堂練習
【練習3】（2021·廣西·靈山縣天山中學高二期中）(多選)關于物體的帶電荷量，以下說法中正確的是（　　）
A．物體所帶的電荷量應該是某些特定值
B．物體帶電 ，這是因為該物體失去了 個電子
C．物體帶電荷量的最小值為
D．物體所帶的電荷量可以為任意實數
【正確答案】ABC
課堂練習
【練習4】（2022·浙江紹興·二模）富蘭克林為研究雷電現象，設計了如圖所示的裝置，避雷針線路與接地線分開，并在分開處裝上帽形的金屬鐘A與B，兩鐘之間以絲線懸掛一個金屬小球C，A鐘下方用導線連接兩個很輕的金屬小球形成驗電器D，避雷針上空附近的云不帶電時，三個金屬小球均靜止下垂。若帶負電的云接近避雷針頂端時，則（　　）
A．避雷針頂端帶負電
B．接地線上有正電荷流入大地
C．驗電器D上的兩個金屬小球最后會下垂并相互接觸
D．金屬小球C會在A與B之間擺動，不斷來回撞擊A與B
【正確答案】D
課堂練習
【練習5】(多選)如圖所示，a、b、c、d為四個帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，則(　　)
A．僅有兩個小球帶同種電荷
B．僅有三個小球帶同種電荷
C．c、d小球帶同種電荷
D．c、d小球帶異種電荷
【正確答案】BD
課堂練習

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