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第九章　静电场及其应用
9.1 静电现象 电荷
1.知道自然界中的两种电荷及它们之间相互作用的规律。
2.理解摩擦起电和感应起电。掌握电荷守恒定律。
3.知道电荷量的概念及电荷量的单位。知道元电荷的概念，掌握元电荷的值。
4.能区别验电器和静电器。
学习目标：
在生活中我们经常见到静电理象。例如雷雨交加时看到的闪电；冬天脱毛衣的时候经常会听到“噼噼啪啪”的声音，无光的时候还能看见毛衣“冒火星”；电脑使用一段时间后，屏幕上会有一层灰尘等都是静电现象。
导入新课
认识电荷：
公元前600年左右，古希腊学者泰勒斯就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
摩擦过的琥珀
能够吸引羽毛
古希腊学者
泰勒斯
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。你知道是什么意思吗？
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。
一个物体具有吸引轻小物体的性质，则这个物体带电，或者说有了电荷。
一、电荷
自然界中有两种电荷（富兰克林命名）
（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
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
+
_
思考：你看到了什么？为什么会出现这样的现象？
1、摩擦起电：
通过摩擦使物体带电的现象，叫摩擦起电。
二、静电是如何产生的
（1）内容复习：
①丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；
②毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电。
原子（中性）
原子核（正电）
电子（负电）
中子（中性）
质子（正电）
原子的构成：
（2）原因：摩擦为什么能使物体带电？
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子
例如：丝绸与玻璃棒摩擦
玻璃棒 失去电子 带正电
丝绸 得到电子 带负电
摩擦起电的原因：
摩擦时一些束缚不紧的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
注意：两个互相摩擦的物体一定同时带上异种电荷，且电荷量相等
★可见：摩擦起电并不是创造了电，而只是将电子由一个物体转移到另一个物体.
摩擦起电实质：
电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。
观察实验
① C带正电，移近导体A，金属箔有什么变化？
② 把A、B分开，然后移去C,金属箔又有何变化？
③ 再让A和B接触，又会看到什么现象？
实 验
+
2、感应起电
感应起电
+
+
A
B
如先移开带电球，再分开AB，A、B还能带电吗？
AB重新接触后，导体不带电了，说明A、B分开后带等量异种电荷. 重新接触后等量异种电荷发生中和.
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（1）感应起电原理：
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＋
近异
远同
电子从导体的一端的转移到导体的另一端
感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．
规律：近端(靠近带电体端) 感应异种电荷，
远端(远离带电体端) 感应同种电荷
（2）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应．
即近异远同
1、自由电子受力向一端移动，另一端带等量的正电荷．
2、感应起电没有创造电荷，只是物体中的正负电荷重新分布，将电荷从物体的一部分转移到另一部分．
3.感应起电的实质是电荷的转移，电荷总量不变。
（3）静电感应解释：
3、接触带电
实验演示
可见：接触起电的实质电荷从一个物体转移到另一个物体(也是电子的转移).电荷总量不变.
接触后再分开
+Q
+Q
　Ｑ
　Ｑ
接触后再分开
+Q
-3Q
-Q
-Q
完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：
（1）两球带异种电荷的先中和后平均分配；
（2）原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上。
即：异种电荷先中和再均分，其余直接均分
接触带电的规律：
补充：完全相同的球形物体接触，电荷转移的问题：
接触后
再分开
+Q
+Q
接触后
再分开
Q
3Q
Q
Q
解释：电荷从一个物体转移到另一个物体
接触时，电荷分配原则
两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配.
若不受外界影响，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
接触时，电荷分配原则
两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和.
然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；
如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配
电荷中和现象及电荷均分原理：
（1）带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。
（2）两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新平均分配，这种现象叫做电荷均分原理。
1.三种起电方法：
电荷守恒定律
２.起电的本质：
(1)摩擦起电：正负电荷的分开和转移
(2)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分
(3)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体
无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷.
表述一：
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。
三、如何描述物体所带电荷的多少？
1. 电荷量:物体所带电荷的多少叫电荷量。
单位： 库仑（SI制），简称库，符号C
2. 元电荷：科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量（质子、正电子所带电荷量与它相同，但符号相反）. 最小的电荷量叫元电荷.
3. 元电荷的值： e = 1.60×10 -19C
4.
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.
元电荷e的数值------美国科学家密立根用实验测得到的．
比较电荷带电的多少，要比较的是其电荷量的绝
对值，绝对值大的带电多．
电荷量的正、负，“＋”、“－”号不表示电荷量
的大小，只代表电荷的性质（种类）．一般，正电荷
的电量用正值表示，负电荷的电量用负值表示．
四、验电器和静电计
验电器 静电计
导体棒
金属箔
金属外壳
指针
刻度
被检验物体接触验电器金属球时，将电荷传到箔片上，使两个箔片带上同种电荷。同种电荷会相互排斥，使两个箔片张开一定角度，从而判断被检验物体带电。
验电器检验物体带电的原理
+
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-
+
+
验电器
思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开 解释看到的现象.
当带电导体棒靠近验电器上端的金属球时，由于静电感应，金属球带与导体棒相反的电荷，金属箔带与导体棒相同的电荷
静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金属箔片。
静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，它一般是用玻璃制作的。
验电器与静电计在结构上的不同
1．以下说法正确的是（　　）
A．摩擦起电是自由电子的转移现象
B．摩擦起电是通过摩擦产生的正电荷和电子
C．感应起电是自由电子的转移现象
D．金属导电是由于导体内有可以移动的正电荷
C
2．与头发丝摩擦过的塑料笔杆，常能吸引轻小物体，这属于摩擦起电。关于摩擦起电现象，下列说法正确的是（　　）
A．塑料笔杆与头发丝摩擦时，电子从头发丝转移到笔杆上，笔杆因而带负电
B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量同种电荷
C．摩擦起电可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
A
3．放在两个绝缘座上完全相同的金属球M和N，所带电量分别为+2q和+4q，将两球接触后再分开，M、N的电量分别为（　　）
A．+2q，+4q B．+6q，+6q
C．+3q，+3q D．+4q，+2q
C
4．将带正电荷的小球靠近绝缘柱上不带电的导体，导体表面感应电荷分布大致为（　　）
A
5．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球用导线接地一下迅速断开，再将C移走，最后将A、B分开。关于A、B的带电情况，下列判断正确的是（　　）
A．A、B均不带电
B．A、B均带正电
C．A带负电，B带正电
D．A带正电，B带负电
B
6．图示是“静电章鱼”实验。该实验具体做法：分别使塑料丝和塑料管带电，然后将塑料丝抛向空中，塑料管放在其下方，此时塑料丝悬在空中，状似“章鱼”。由此可判断塑料丝和塑料管（　　）
A．均带正电
B．带同种电荷
C．均带负电
D．带异种电荷
B
7．下列几种带电体所带的电荷量在数值上不可能的是（　　）
A．3. 2× 10-19C
B．8. 8× 10-19C
C．6. 4×10-19C
D．1. 92×10-11C
B
8．关于元电荷，正确的说法是（　　）
A．元电荷就是体积很小的电荷
B．1C电量叫元电荷
C．元电荷就是质子
D．元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元
D
9．将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器，下列哪个图能正确反映玻璃棒和验电器的带电情况(　　)
A　　 B　 　　C　　 　D
　
A

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