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第九章 静电场及其应用
第1节 电荷
学习目标
1.分析摩擦起电和带电体间的相互作用实验现系，知道自然界存在两种电荷。知道电荷量的概念及其国际单位。
2.会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力。
3.通过观察摩擦起电、静电感应等现象，激发对自然界的好奇心。
4.通过不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。
5.知道元电荷概念，体会电荷量是不连续的。
新课引入
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？
新课教学
公元前600年
公元1世纪
16世纪
20世纪
希腊学者泰勒斯
摩擦过的琥珀可以吸引轻小物体
我国学者王充
《论衡》“顿牟掇芥”
玳瑁壳吸引轻小物体
英国科学家吉尔伯特
创造了英文中的“electricity”（电）
物理学揭示了原子内部结构对电的本质有了深入的认识
18世纪
美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷
1.两种电荷：
用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电称为正电荷；
用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电称为负电荷。
2.两种电荷间的相互作用：
同种电荷相互排斥，
异种电荷相互吸引。
3.电荷量：
单 位：
新课教学
一、电荷
+
-
电荷的多少叫做电荷量（Q）。
库仑 简称库 用符号C表示。
正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
1881年第1届国际电学大会确定a库仑（C）为电荷量的国际单位，定义为1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为1C。
新课教学
既不代表大小，也不代表方向，代表电荷的性质。
思考1：电荷的正负代表什么含义？
思考2：如何比较电荷量的大小？
比较绝对值。
新课教学
思考3：不带电的物体内部是否存在电荷？
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
（不带电）
（中性）
（负电）
（正电）
新课教学
不同物质的微观结构不同,由于原子或分子间的相互作用,原子中电子的多少和运动状况也不相同。例如,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。失去自由电子的原子便成为带正电的离子,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,只有自由电子穿梭其中,这就使金属成为导体。
绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。
电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子带负电，失去电子带正电。
新课教学
二、起电方式
1.摩擦起电
产生条件：
实质：
　　当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。
两不同绝缘体摩擦。
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新课教学
新课教学
2.感应起电
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，这种现象叫静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电.
实质：
电荷从物体的一部分转移到另一部分（近异远同）.
产生条件：
导体靠近带电体。
新课教学
凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个更大导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球可视为远端，带同种电荷，如图：
典例精析
　例1.(多选)下列说法中正确的是（ ）
A.静电感应没有创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
B.摩擦起电和感应起电都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体
转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分
C.摩擦起电时，一个电中性物体失去一些电子而带正电，另一个电中性
物体得到这些电子而带负电
D.一个带电导体接触一个不带电的导体，两个物体可能带上异种电荷
√
√
√
典例精析
　例2.如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是（ ）
A.若先将A、B分开，再移走C，A带正电，B带负电
B.若先将A、B分开，再移走C，B带正电，A带负电
C.若先将C移走，再把A、B分开，A带正电，B带负电
D.若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电
√
新课教学
实质：
电荷在带电体和导体之间的转移.
产生条件：
导体带电体接触。
3.接触起电：电荷从带电体转移到不带电的物体上
新课教学
思考：用什么仪器检验物体是否带电呢？
典例精析
　例5.如图所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近验电器B上面的金属球，则（ ）
A.验电器金属箔不张开，因为球A没有和B接触
B.验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电
√
新课教学
起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电
产生条件
现象
原因
实质
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
两物体带上等量异种电荷
导体两端出现等量异种电荷 （近异远同”）
导体上带上与带电体相同电性的电荷
均为电子在物体之间或物体内部的转移
电荷在物体间的转移
电荷在物体间的转移
电荷在物体内部的转移
新课教学
三、电荷守恒定律
表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
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，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。
近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生和湮没。例如，一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子 和一个负电子；一对正、负电子可以同时湮没，转化为光子。不过在这些情况下，带电粒子总是成对产生或湮没，两个粒子带电数量相等但正负相反，而光子又不带电，所以电荷的代数和仍然不变。
新课教学
接触后
再分开
接触后
再分开
结论：两个完全相同的导体,接触后再分开, 二者将原来所带电量的总和平均分配。
典例精析
　例3.完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开.
(1)若A、B两球带同种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比；
答案　2∶3
(2)若A、B两球带异种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比.
答案　2∶1
新课教学
4.电子的电荷量和电子质量的比叫电子的比荷。
1.元电荷:
2.任何一个物体所带的电荷量一定等于元电荷的整数倍。
3.元电荷量e=1.60×10－19C；最早由美国物理学家密立根通过油滴实验测定。
即：
四、元电荷
电荷量的最小单位（e）。
比荷又称为荷质比。
典例精析
例4.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（ ）
A.2.4×10－19 C B.－6.4×10－19 C
C.－1.6×10－18 C D.4.0×10－17 C
√
小结
e =1.6×10-19C
电荷
性质
三种起电方式
元电荷
电荷守恒定律
摩擦起电
接触起电
感应起电
表述一
表述二
谢谢观看！

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