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第一章 静电场的描述
第1节 静电现象
1、电荷的由来
2、物体起电的原因
3、探究其它起电方式
4、电荷守恒定律
5、电荷量与元电荷模型
6、应用、拓展和迁移。
一、电荷的由来
公元前600年左右古希腊学者泰勒斯发现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》一书中也写下“顿牟掇芥”一语。此语意为摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体。
16世纪，英国科学家吉尔伯特在研究这类现象时首先根据希腊文的琥珀创造了英语中的“electricity”（电）这个词，用来表示琥珀经过摩擦以后具有的性质，并且认为摩擦过的琥珀带有电荷（electric charge）
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，并命名了正电荷（positive charge）和负电荷（negative charge）
迄今为止，人们没有发现对这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。
自然界的电荷只有两种。
富兰克林
1、科学家，哲学家，发明家，政治家，外交家，文学家，慈善家
2、信仰：自然神论
3、主要成就：
领导美国独立战争、参与起草和签署《独立宣言》、签署《美利坚合众国宪法》、第一位驻外大使(法国)，并取得法国支持美国独立
4.最早提出电荷守恒定律
在1752年，富兰克林进行了一项
著名的实验:在雷雨天气中放风筝，以
证明“雷电”是由电力造成。这是一项
非常危险的试验，事实上，同时期有
其他科学家进行类似的实验时被电击
致命(参见格奥尔格·威廉·里奇曼)。事实上，美国Discovery频道《流言终结者》节目在第4季第5集利用实验证明了如果本杰明·富兰克林真的把手靠近导下了雷电的钥匙，他将会被直接杀死。但没有争议的是本杰明·富兰克林发明了避雷针；伦敦皇家学会(英国)亦为表扬富兰克林对电的研究在1753年选他为院士。
现象与事实：在干燥的冬天，脱毛衣，开门、握手等。。。。
问题：摩擦可以是物体带电，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？
二、起电的原因
实验演示
原 子
（中性）
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
（负电）
（正电）
（不带电）
分析与解释：从原子结构模型视角分析
它们长什么样？
氧原子
钠原子
氢原子
氦原子
+1
+2
+8
+11
金属材料的原子，最外层电子容易受到外界的作用而脱离原子，成为自由电子，剩余部分为离子（导体）
氧原子
非金属材料的原子核对最外层电子吸引力大，电子无法脱离原子核，以原子状态存在。（绝缘体）
放大
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橡胶棒
毛皮
2、起电的本质：
以摩擦起电为例
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橡胶棒
毛皮
毛皮束缚电子能力弱，电子转移到橡胶棒上
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毛皮
橡胶棒
3、摩擦起电的本质：
电子从一个物体转移到另一个物体上
毛皮束缚电子能力弱，电子转移到橡胶棒上
三、探究其它起电方式
1.静电感应
任务：观看视频
感应起电的本质
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电子从物体一端移到另一端。
远同
近异
物体两端所带电荷的电性________，电荷量___________。
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相反
相等
2.接触起电
接触起电的本质：
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金属棒
F
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+
F
F
F
电子从一个物体转移到另一个物体上
接触后再分开
+Q
+Q/2
+Q/2
+Q
-Q
+3Q
-Q
两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配。
+Q
+Q
电荷既不能创生，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。
四、电荷守恒定律
拓展：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
五、电荷量与元电荷模型
1.电荷量（Q）
（1）电荷的多少叫作电荷量
（2）电荷量(Q/q)
（3）单位：库仑，C
（4）正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值，如+5C，-5C
（5）质子、电子所带的电荷量绝对值相等，电性相反（符号相反）。
2.元电荷
（1）最小电荷量就是正电子或质子所带的电荷量。
（2）最小的电荷量叫作元电荷，是基本电荷量，用e表示。
（3）所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
电荷量是不能连续变化的物理量。
（4）
例1．某物体带有1C的负电荷， 这1C的负电荷包含多少个电子？
例2. 关于电荷，小明有以下认识 ：
A. 电荷量很小的电荷就是元电荷 ；
B. 物体所带的电荷量可以是任意的。
你认为他的看法正确吗？请简述你的理由。
例3.在下图所示的实验中，C靠近A的左端时，将AB两导体分开，A 带上了－ 1.0 × 10 -8 C 的电荷。实验过程中，是电子由 A 转移到 B 还是由 B 转移到 A ？ A、B 得到或失去的电子数各是多少？
例4.如图，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。
（1）请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。
（2）请列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。
例5.真空中两个完全相同的等量异种电荷小球A和B，分别被固定在两处，用一个不带电的相同小球C先与小球A接触，再与小球B接触，然后移走小球C，则，小球A、B带电量各是原来的多少？
例6.在如图所示的实验中，两片金属箔可能带上什么性质的电荷？为什么？实验次数重复越多，两片金属箔张开的角度越大，这又是为什么？
例7.请用原子结构模型和电荷守恒定律的知识解释摩擦起电与感应起电实质的异同。
例8.某同学将用皮毛摩擦过橡胶棒靠近绝缘细线下悬挂的金属小球，观察小球摆动的情况，解释其原因。
例10.两个完全相同的金属球A和B分别带有电荷QA=3.0×10-9C和QB=-9.0×10-9C，球均被置于绝缘支架上
1)将两球接触一下后分开,它们分别带有多少电荷
2)简要论述电子是如何转移的,并计算转移的电子数目
例11.打开水龙头,慢慢调节使水流变得很细,再用摩擦过的气球靠近细水流，如图1-1-7所示,仔细观察,会发现什么现象 请你解释其原因。
例12:如图1-1-3(a)所示,取两个由绝缘柱支撑着的空心铝罐A和B,起初它们彼此接触且不带电,铝罐A的左端和铝罐B的右端各自安装有两片金属箔
(1)如图1-1-3(b)所示,将带电金属小球C移近
铝罐A的左侧,观察铝罐A和B各自的两片金属箔有什么变化
例13.手持有机玻璃棒，用力
将两块由不同材料制成的
起电板快速地摩擦后分开,
如图1-1-4a所示.将其中
一块板插入箔片验电器上端
的空心金属球(注意不要接
触金属机玻璃球),如图1-1-4(b)所示，我们可以观察到什么现象
接着抽出这块板,再将两块板互不接触地同时插入空心金属球(同样图1验证电荷守恒的不接触金属球)，如图1-1-4c所示，我们可以观察到什么现象 请解释实验中所发生的现象。

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