1.1电荷及其守恒定律课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版选修3-1(共19张PPT)

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1.1电荷及其守恒定律课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版选修3-1(共19张PPT)

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1.1 电荷及其守恒定律
知识回顾
1.自然界中存在哪几种电荷?
正电荷,负电荷
2.何为正电荷?何为负电荷?
3.电荷间的相互作用是怎样的?
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
同种电荷相互排斥;异种电荷相互吸引。
一、物质的微观结构
1.原子的构成
原子
原子核
核外电子
质子
中子
(正电)
(不带电)
(中性)
(负电)
(正电)
核外电子:
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 。
由于质子对电子的吸引力作用,电子被维系在原子核附近。
2.物体带电与不带电的实质
⑴物体不带电:是指物体内正、负电荷数相等,对外不显带电的特性。
⑵物体带电:是指物体内的正、负电荷数不相等。
物体带正电:意味着物体内的正电荷数多于负电荷数;
物体带负电:意味着物体内的负电荷数多于正电荷数。
⑶任何物体内部都存在大量的正负电荷,所以任何一个带电体内,都不可能只存在单一的一种带电粒子(质子或电子)
二、使物体带电的方法
1.摩擦起电
不同物质的原子核对外层电子的束缚能力不同。当两种不同的物质(一般都是绝缘体)相互摩擦时,其中对电子束缚能力弱的物质将失去电子,对电子束缚能力强的物质将得到电子。失去电子的物体将带正电,得到电子的物体将带负电。这种现象叫摩擦起电。
⑴摩擦起电的实质是电子的转移。
内容:
特点:
⑵相互摩擦的两个物体一定会带上等量的异种电荷。
2.感应起电:















由于同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引的缘故,靠近带电体端感应出异种电荷,远离带电体端感应出等量的同种电荷。
把一个带电的物体靠近一个不带电的绝缘导体时,导体两端将带上等量异种电荷的现象,叫做静电感应.
静电感应的规律:
⑴静电感应:
内容:
⑵感应起电:
+
+
-
+
利用静电感应规律使物体带电的过程,叫做感应起电.
两种情况:
情况一:使一个绝缘导体带电。
+
情况二:使两个绝缘导体带等量异种电荷。
注意: 感应起电中,被感应带电的物体必须是绝缘导体。在感应起电的过程中,是通过电子的转移,使物体带电的。
3.接触起电:
带电导体与不带电导体接触后,最终两导体上电荷的多少与两导体的大小和形状有关。只有两个完全相同的导体接触后,电荷才平均分配。
在接触起电的过程中,被接触而带电的物体必须是绝缘导体,接触起电也是通过电子的转移,使物体带电的。
将带电的物体与不带电的绝缘导体接触后,带电体上的一部分电荷转移到不带电的导体上,使原来不带电的导体带上电荷的过程。
电荷分配规律:
说明:
内容:
4.验电器
⑴用来检验物体是否带电及带电的正、负的仪器叫验电器。
⑵验电器的构造:
注意:验电器的外壳可以是绝缘材料,也可以是金属导体。金属杆必须与外壳绝缘。
⑶原理:
①检验是否带电:
验电器不带电时,金属箔由于重力作用,两金箔并拢。当把带电体靠近验电器的金属球(或与金属球接触)时,两金箔上会带上同种电荷,由于同种电荷互相排斥,两金箔在排斥力作用下分开,且电量越多,夹角越大。
②检验电性:
先使验电器带上电荷(电性已知),然后把电性未知带电体靠近验电器,观察金箔夹角的变化。若夹角逐渐增大,说明带电体所带的电荷与验电器上的电荷是 ____电荷;若夹角减小或先减小后增大,说明带电体所带的电荷与验电器所带电荷是______电荷。
同种
异种
例1:有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则 :( )
A.B、C球均带负电
B.B球带负电,C球带正电
C.B、C球中必有一个带负电,另一个不带电
D.B、C球都不带电
C
例2、把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是( )
 A.带有等量异种电荷
B.带有等量同种电荷
C.带有不等量异种电荷
D.一个带电,另一个不带电
BCD
【例3】如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触.现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走.关于A、B的带电情况,下列判断正确的是 (  )
A.A带正电,B带负电
B.A带负电,B带正电
C.A、B均不带电
D.A、B均带正电
四、电荷守恒定律
1.内容:
表述一:在任意过程中,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.
表述二:一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。
2.电荷量及单位
⑴电荷量:电荷的多少叫电荷量。 符号:Q或q
单位:库仑 符号:C
如:Q1=3×10-5C; Q2=-4×10-5C
⑵元电荷:
迄今为止,科学实验发现自然界中存在的最小的电荷量为电子(或质子)所带的电荷量,所有带电体(宏观物体、基本粒子)的电量均为最小电荷量的整数倍。
①一个电子(或质子)所带电荷量绝对值叫元电荷。符号:e
e=1.602176565×10-19C=1.60×10-19C
②元电荷的数值是美国物理学家密立根测定的。
③所有带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍
3.比荷:微观粒子所带的电荷量与其质量的比值叫做微观粒子的荷质比,简称比荷。
比荷的特点:比荷是描述微观粒子的基本物理量,相当于宏观物体的密度。同种粒子,比荷相同且不变;不同种类的粒子,比荷一般不同
电子的比荷:e/m=1.76×1011C/kg
质子的比荷:e/m=9.59×107C/kg
科学家是通过测量微观粒子的比荷来识别粒子的。
例4: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.
CD
例5.在书本图1.1-1所示的实验中,最终使 A 带上了 -10-8C 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?
+
A
B
电子由 B 转移到 A
A得到10-8C的电子、电子数为
B 失去的电子数与 A 得到的电子数相等

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