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第一章 静电场
1.1电荷 电荷守恒定律
教科版（2019）高中物理必修第三册
目 录
1
2
3
4
新课导入
学习目标
新课讲解
经典例题
5
课堂练习
6
课堂小结
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？
情境导入
学习目标
1.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.理解电荷守恒定律。
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。
公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一词。
一、电荷
16世纪英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity”（电）这个词。
美国科学家富兰克林发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷。
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。
自然界中只存在正、负两种电荷
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
思考：你有办法得到正电荷和负电荷吗？
一、电荷
电荷有大小多少之分吗？
如何表示电荷的大小呢？
一、电荷
（1）定义：电荷的多少叫做电荷量
（2）符号：Q
（3）单位：库仑，简称库，符号C
（4）正负：正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
（5）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。尽管电荷量有正负值（正号一般省略），要知道这里的” ＋“－”号代表电荷的种类，与数学中的正负号的含义不同。
电荷量
一、电荷
二、物质的微观结构
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
（不带电）
（中性）
（负电）
（正电）
原子的组成
物体带电原因
原子核一般是很稳定的。离原子核较远的电子容易受外界的作用而脱离原子
实质：电子的得与失
1.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（free electron）;
2.失去自由电子的原子便成为带正电的离子（ion），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。
3.金属导电原因
金属中有自由电子，自由电子可自由穿梭。
金属的微观结构
不同物体对电子的束缚能力不同。摩擦过程中，（对电子的束缚能力强的）物体得到电子带负电，（对电子的束缚能力弱的）物体失去电子带正电。
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1、摩擦起电：
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种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
感应起电并没有产生新的电荷，而是在带电体的作用下，导体上的电荷从导体的一部分转移到了另一部分。
2、感应起电：
3、接触起电：
接触后
再分开
接触后
再分开
把带电体与中性导体接触，使中性导体带电的过程，叫做接触起电。
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。
从 18 世纪起，人们开始经常使用一种叫作验电器的简单装置来检测物体是否带电。
做一做：
1.制作验电器材料：导体棒、玻璃瓶、两片金属箔、金属丝和绝缘塞。
2.制作两个关键点：一是绝缘塞的绝缘性能要好；二是两片金属箔要既轻又硬，张开合拢灵活。
制作过程：如图玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端穿过绝缘的瓶塞从瓶口伸出就制成了验电器。
思考讨论1：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？解释下面将要看到的现象。
思考讨论2：验电器能检验电荷的种类吗？怎样检验？
把金属箔换成指针，并用金属制作外壳，这样的验电器又叫作静电计。
静电计是通过静电感应检测带电体带电的相对数量的静电仪器。
验电器
静电计
起电方式 摩擦起电 感应起电 接触起电
产生 条件 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
现象 两物体带上 等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体上带上与带电体相同电性的电荷
原因 原子核对电子束缚力弱的物体失去电子，强的得到电子 导体中的自由电子在电荷间力的作用下，从物体的一端转移到另一端 在电荷间力的作用下，自由电子从一个物体转移到另一个物体
实质 均为电子在物体之间或物体内部的转移
对比以上三种起电方式我们发现，无论是摩擦起电还是感应起电都没有创造电荷，只是电荷的分布发生了变化。
追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，它常使人们揭示出隐藏在物理现象背后的客观规律。那么，电荷是否也满足某种守恒的规律呢？
四、电荷守恒定律
表述一：电荷既不能创生,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。
+
+
+
+
它是自然界重要的基本规律之一。
典例分析
【例1】摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，下列说法中正确的是（　　）
A．说明羽毛带有与琥珀所带电性不同的电荷
B．说明带电体能吸引轻小物体
C．当羽毛与琥珀接触时，琥珀所带的电荷会运动到羽毛中去
D．琥珀与琥珀摩擦也能带电
【正确答案】B
典例分析
【例2】如图所示，小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和PVC管摩擦，使PVC管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近（但不接触）验电器，发现验电器的金属箔片张开，然后用右指接触验电器上端的金属圆球，发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是
A．发现验电器箔片张开，是因为此时箔片带负电，
但验电器整体仍是电中性的
B．右指接触验电器时电子从验电器流向手指
C．如果松开右手，再撤去PVC管，验电器的箔片又会张开，验电器整体带负电
D．如果松开右手，再撤去PVC管，验电器的箔片依然闭合
【正确答案】C
典例分析
【练习3】（2021·广西·灵山县天山中学高二期中）(多选)关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（　　）
A．物体所带的电荷量应该是某些特定值
B．物体带电 ，这是因为该物体失去了 个电子
C．物体带电荷量的最小值为
D．物体所带的电荷量可以为任意实数
【正确答案】ABC
典例分析
【练习4】（2022·浙江绍兴·二模）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图所示的装置，避雷针线路与接地线分开，并在分开处装上帽形的金属钟A与B，两钟之间以丝线悬挂一个金属小球C，A钟下方用导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D，避雷针上空附近的云不带电时，三个金属小球均静止下垂。若带负电的云接近避雷针顶端时，则（　　）
A．避雷针顶端带负电
B．接地线上有正电荷流入大地
C．验电器D上的两个金属小球最后会下垂并相互接触
D．金属小球C会在A与B之间摆动，不断来回撞击A与B
【正确答案】D
典例分析
【练习5】(多选)如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则(　　)
A．仅有两个小球带同种电荷
B．仅有三个小球带同种电荷
C．c、d小球带同种电荷
D．c、d小球带异种电荷
【正确答案】BD
课堂练习
B
课堂练习
【答案】B
详解)由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，
故验电器的上端应带上与小球异号
的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷，
A.金属球带正电，验电器上端的小球带负电，金属片带正电，A错误;
BCD.金属球带负电，验电器上端的小球带正电，金属箔片带负电，B正确，CD错误。
故选:B。
课堂练习
C
课堂练习
课堂练习
B
感谢观看
THANK YOU

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