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新人教版 必修三
第九章 静电场及其应用
第1节 电荷
问题引入：
摩擦可以使物体带电。摩擦过的琥珀能够吸引羽毛。为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？
电荷的提出
公元前600年 希腊学者泰勒斯发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中写下了“顿牟掇芥”。
电荷的提出
16世纪英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity”（电）这个词，认为摩擦过的琥珀带有电荷。
美国科学家富兰克林通过实验发现，雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了并命名了正电荷（positive charge）和负电荷（negative charge）。
1.自然界中有两种电荷
（1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
一、电荷
讨论：
自然界中是否只有两种电荷？有什么证据证明你的观点。
2.电荷间的相互作用：
a、同种电荷相互排斥
b、异种电荷相互吸引
3.电荷量：
(1)电荷的多少叫电荷量,用Q或q表示；国际单位制中，单位是库仑，符号：C
(2)正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。正负不代表大小
例1.(多选)挂在绝缘细线下的两轻质通草球，由于电荷的相互作用靠近或远离（ ）
A甲图中两球一定带异种电荷；
B甲图中至少有一个带电；
C乙图中两球一定带同种电荷；
D乙图中两球可能只有一个带电。
BC
二、物质的微观结构
1.原子的组成
原子
原子核
核外电子
质子
中子

（正电）
（不带电）
（中性）
（负电）
（正电）
◆原子核比较稳定，为什么？
质子和中子之间有强相互作用
◆核外电子呢？
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子。
2.金属的微观结构
1.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，这种电子叫作自由电子;
2.失去自由电子的原子便成为带正电的离子（ion），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，
3.导体中存在大量的自由电子（如:金属、地球 、人等）;绝缘体中几乎不存在自由移动的电荷。（橡胶、塑料等）
三.物体带电方法
Ⅰ、摩擦起电(原因)
不同物体对电子的束缚能力不同。摩擦过程中，（对电子的束缚能力强的）物体得到电子带负电，（对电子的束缚能力弱的）物体失去电子带正电。
毛皮
橡胶棒
毛皮
橡胶棒
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
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摩擦起电演示图：
实验:取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。利用上面介绍的金属结构的模型，解释看到的现象。
(1)把带正电的球C移近导体A金属箔有什么变化？
(2)先把A和B分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？
(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？
Ⅱ、感应起电
C移近导体A，两侧金属箔片都张开；
金属箔片仍张开，但张角变小；
A、B接触，金属箔片都闭合.
规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷
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）。
























想一想：产生新的电荷了吗？感应起电有什么特点?
并没有产生新的电荷，而是在带电体的作用下，导体上正、负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分
感受静电感应
例2.如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是:（ ）
A.导体B带负电;
B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷，并且电荷量大小相等;
C.若A不动，将B沿图中aa`分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分割有关;
D.用手触摸B的左端或者右端，B都将带负电;
E.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变.
B


A
a
a`
BDE
验电器（静电计）
作用：①检验物体是否带电,
②粗略判断物体带电的多少
原理：同种电荷互相排斥
结构：金属球、金属杆、金属箔等
实验：




+
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想一想：是产生新的电荷了吗？接触起电有什么特点?
并没有产生新的电荷，而是电荷从一个物体转移到了另一物体
图3 是当带电体靠近但不接触导体棒的上端 时,观察发现金属箔片也会张开，为什么？






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Ⅲ、接触起电
接触起电：带电物体接触另一个物体，电荷会转移到这个物体上，使这个物体带电。
不接触验电器，能使验电器带电吗？
解释：带正电荷的物体靠近金属球时，导体中的自由电子就被吸引过来，球上出现负电荷，验电器金属箔上则带有正电荷，使金属箔张开。
带负电的物体靠近原先带负电的验电器，金属箔张角如何变化？若验电器带正电呢？
电荷分配
完全相同的带电金属球接触时电荷量的分配
接触后
再分开
+Q
+Q
接触后
再分开
+Q
-3Q
-Q
-Q
　Ｑ
　Ｑ
例3.有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为 ，应该怎么办？
+q
A
B
C
1.AB接触
2.AC接触
3.BC接触
1.AB接触
2.BC接触
3.AB接触
1.AC接触
2.BC接触
3.AB接触
1.AC接触
2.AB接触
3.BC接触
三种起电方式的比较
起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电
产生
条件 一般是两不同绝缘体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触时
现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体上带上与带电体相同电性的电荷
原因 原子核对电子束缚力弱的物体失去电子，强的得到电子 导体中的自由电子在电荷间力的作用下，从物体的一端转移到另一端 在电荷间力的作用下，自由电子从一物体转移到另一物体
实质 均为电子在物体之间或物体内部的转移
四.电荷守恒定律
无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电子发生转移，并不是创造了电荷.
电荷既不能创造,也不能消灭,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，系统的电荷总数保持不变-------电荷守恒定律
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。



+
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五.元电荷
（1）元电荷：最小的电荷量
它的数值最早是由美国科学家密立根测定的
一个电子或质子所带电量绝对值等于元电荷
所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍。故电荷量不能连续变化。
（2）比荷：电荷量与质量的比值叫做比荷
美国物理学家 密立根(R.A.Millikan)从1909到1917年所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。他精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应测量出普朗克常数等数项成就，荣获1923年诺贝尔物理学奖。
例4.（多选）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、1.60×10-19C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
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