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(共30张PPT)
第九章 静电场及其应用
第一节 电荷
目 录/
1.
学习目标
2.
情景导入
3.
新课讲解
4.
小试牛刀
5.
课堂小结
PART 01
学习目标
学习目标
1.知道两种电荷及其相互作用，知道电荷量的概念
2.知道摩擦起电和感应起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正、负电荷分开了
3.知道电荷守恒定律
4.知道什么是元电荷，什么是比荷
PART 02
情境导入
【思考】什么是静电？电是怎么产生的？又遵循什么规律？
PART 03
新课讲解
公元前 600年左右，希腊人泰勒斯发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
电荷的发现
王充与《论衡》
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。
演示实验1：用塑料梳子，在头发上摩擦几下，离开头发，再逐渐靠近头发，发现头发被吸引起来。（生活经验）
演示实验2：用橡胶棒摩擦毛皮，然后把橡胶棒移到小纸屑上，发现小纸屑被吸引到橡胶棒上。玻璃棒摩擦丝绸同理。
思考：
1、是不是两个物体摩擦后都可以吸引其它物体？
尝试用不同材料的物体相互摩擦，看是否可以吸引轻小物体。
3、创造怎样的实验条件，可以使吸引效果更明显？
2、可否设计实验检验自己的猜测？
相互摩擦的物体干燥、被吸引物要很轻。
16世纪，英国科学家吉尔伯特在研究琥珀吸引轻小物体现象时，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。
美国科学家富二克林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)
正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
＋
－
性质一样
顿
牟
掇
芥
雷
电
－
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
＋
＋
－
思考：
电荷有大小之分吗？
如何表示电荷的大小呢？
－
＋
电荷量
1.电荷的多少叫电荷量,用Q或q表示;
2.国际单位:库仑，简称库，符号:C
3.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,只表示电性。
4.历史资料:1881年第1届电学大会确定库仑(C)为电荷量的国际单位
元电荷——电荷量的最小单位
任何带电物体所带电荷量是最小电荷量的整数倍。我们称这个最小电荷量为元电荷（elementary charge），用e表示。
密立根 Millikan
（1868－1953）
密立根利用油滴实验测量出电子的电荷量，获得1932年的诺贝尔物理学奖。在计算中，我们可以取
电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷（specific charge）。
使物体带电的方法
为什么相互摩擦为什么能够使物体带电？
还有其他方法能使物体带电嘛？
摩擦起电的原因：是不同物质的原子核束缚电子的能力不同
实质：电子的转移
寻找其他能够使电子转移的方法？
摩擦起电演示图：
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+
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+
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失去电子：带正电
得到电子：带负电
两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷
电荷守恒定律
电荷既不会创生，也不会消灭，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，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律
+Q2
+Q1
+
+
-Q4
+Q3
即一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变
接触起电
不带电的导体与带电的物体接触后会带上电荷，这种使导体带电的方式叫做接触起电。
+Q
-Q
-Q
+Q
-3Q
静电感应
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
感应起电
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）
三种带电方式：
摩擦起电
感应起电
接触起电
本质：都是电荷的转移
验电器与静电计
静电计
(指针式验电器)
验电器
1.验电器的主要作用：
①检验导体是否带电。
②检验导体所带电性。
2. 静电计是金属外壳，作用是定量测量两导体间的电势差。
PART 04
小试牛刀
1.关于元电荷和点电荷，下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.体积很小的带电体就是点电荷
C.元电荷e的数值最早是由密立根测得的
D.点电荷是一种理想化模型，对于任何带电球体总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷
C
答案：C
解析：A.元电荷是一个质子所带的电荷，或一个电子所带的负电荷的量。它是一个基本物理常数。故A错误；
B.点电荷是指带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计的电荷，故B错误；
C.元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根测得的，故C正确；
D.点电荷是一种理想化模型，只有带电体的形状、大小以及电荷分布对研究的问题没有影响，而可以忽略不计时，才可以看成点电荷。故D错误。
2.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.
B.
C.
D.
A
答案：A
解析：带正电荷的小球靠近绝缘柱上不带电的导体，在小球电场力的作用下，导体内部负电荷向左移动，导致导体左端集聚负电荷而带负电，右端因失去负电荷而带正电，故A正确，BCD错误。
3.一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很长的时间。现有一束α射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样变化？为什么？
答案：见解析
解析：验电器金属箔的张角将变小。因为放射性元素放出的α射线具有一定的电离作用，它能使所经过的路径上的空气分子电离，电子转移到带正电的验电器上与正电荷发生中和，所以验电器金属箔的张角将变小。
PART 05
课堂小结
①电荷
（1）电荷的种类：正电荷和负电荷.
（2）电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.
②三种起电方式：接触起电、摩擦起电和感应起点，这三种起电方式本 质都是电子的转移，起电的过程遵循电荷守恒定律.
③电荷守恒定律
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变.
④元电荷
（1）电荷量，电荷的多少叫电荷量，符号：Q或q，单位：库伦，C
（2）元电荷：最小的电荷量叫作元电荷，e，数值取e=1.60×10-19C
（3）比荷：带电粒子的电荷量与质量之比叫作比荷.
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