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9.1 电荷
第九章 静电场及其应用
1、两种电荷及相互作用，电荷量的概念
2、三种起电方式及实质
3、电荷守恒定律
4、元电荷
课程内容
新课导入
摩擦可以使物体带电，摩擦过的梳子、气球能够吸引轻小物质。
电荷的发现
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。
16世纪吉尔伯特根据希腊文的琥珀创造了英语中的“electricity”（电）这个词。
电荷的发现
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。
电荷的种类
思考：你有办法得到正电荷和负电荷吗？
1.电荷
(1)自然界中只存在正、负两种电荷
正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
(2)相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
(3)带电体特点：能吸引轻小物体。
(4)电荷量Q：电荷的多少叫电荷量。国际单位是库仑，简称库，用C表示。
一、电荷
例1.(多选)挂在绝缘细线下的两轻质通电球，由于电荷的相互作用靠近或远离（ ）
A甲图中两球一定带异种电荷；
B甲图中至少有一个带电；
C乙图中两球一定带同种电荷；
D乙图中两球可能只有一个带电。
BC
注意：相互排斥的两物体一定都带电，相互吸引的两物体不一定都带电
物体为什么会带电呢？
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
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
不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，所以整个原子对外界表现为电中性，对外不显电性。
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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二、物质的微观结构
摩擦起电
实质：电子的得与失
摩擦可以使物体带电，还有其他方法可以使物体带电吗？
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
失去自由电子的原子便成为带正电的离子。
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。
二、物质的微观结构
感应起电
先将A、B分开，然后移去C,箔片张角会变化吗？
C
A
B
实质：自由电子的转移，使物体中的正负电荷重新分布
二、物质的微观结构
感应起电
再让A和B接触，又会看到什么现象？什么原因导致？
二、物质的微观结构
感应起电
若先移去C，再将A、B分开，箔片还会张开吗？
（多选）如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔当枕形导体的A端靠近一带电导体C时 （ ）
A．A端金箔张开，B端金箔闭合
B．A端金箔张开，B端金箔张开
C．用手触摸枕形导体B端后，A端金箔闭合，B端金箔张开
D．用手触摸枕形导体中间后，A端金箔张开，B端金箔闭合
BD
接地相当于延长了导体，等效于同种电荷被排斥到最远端
接地的结果：导体近端带上与场源电荷相反的异种电荷
练一练
如果B接地
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。
接触起电
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
三种起电方式比较
三种起电方式比较
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？
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。
电荷守恒定律
它是自然界重要的基本规律之一。
电荷的总量是守恒的，那么，物体的所带的电荷量是任意数值吗？
思考与讨论
电荷守恒定律
用什么仪器可以检验物体是否带电呢？
1.元电荷：最小的电荷量
3.比荷：电荷量与质量的比值叫做比荷（也叫荷质比）
2.所有带电体的电荷量都是e的整数倍，即q=ne（n为整数）。电荷量是不能连续变化的物理量。
元电荷
电子电荷量e= -1.6×10－19C ；
质子电荷量e= +1.6×10－19C
美国科学家密立根通过油滴实验,提出元电荷概念
验电器和静电计
作用：
①检验物体是否带电
②粗略判断物体带电的多少
原理：同种电荷互相排斥
结构：金属球、金属杆、金属箔等
验电器和静电计
二、电荷守恒定律
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。
一、电荷
三、几个基本概念
电荷量
元电荷
比荷
1.自然界只有两种电荷
2.使物体带电的方法：
摩擦起电
感应起电
接触起电
课堂总结
【练习1】（2022·江苏·宝应中学高一阶段练习）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
课堂练习
【练习2】（2022·浙江·绍兴高一）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
课堂练习
【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
课堂练习
【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
课堂练习
【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

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