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第一章 静电场
第1节 电荷 电荷守恒定律
摩擦可以使物体带电。为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？
01 摩擦起电 两种电荷
观察思考：
1.将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近，如图（a），你会看到什么现象？
2.将两根用毛皮摩擦过的硬橡胶棒相互靠近，如图（b），你会看到什么现象？
相互排斥
相互排斥
3.将用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的硬橡胶棒相互靠近，如图（c）所示，你会看到什么现象？
相互吸引
4.把用丝绸摩擦过的玻璃棒及用毛皮摩擦过的硬橡胶棒分别悬挂起来，用任意一个带电体分别接近它们，你能看到带电体既与玻璃棒排斥又与硬橡胶棒排斥的情况吗？这说明了什么？
可以看到若跟玻璃棒吸引的，就会跟橡胶棒排斥；
而跟橡胶棒吸引的，就会跟玻璃棒排斥。
由此可推理得出的结论是自然界只存在两种电荷。
1.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。
16世纪英国科学家吉尔伯特创造了英语中的“electricity”（电）这个词。
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。
注意：自然界中只存在两种电荷
2.电荷的种类
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
3.电荷量
（1）概念：
（2）单位：
电荷的多少叫作电荷量，用Q表示，有时也可以用q来表示。
在国际单位制中，单位是库伦，简称库，符号是C。
正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。
1C的电荷量很大。常用的电荷量单位还有微库（C）
和纳库（nC）。1C=10-6C，1nC=10-9C
4.元电荷：最小的电荷量
比荷：电荷量与质量的比值叫做比荷
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。
02 摩擦起电的解释
1.摩擦起电：通过摩擦使物体带电的现象，叫摩擦起电。
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。
摩擦为什么能使物体带电？
2.物质的微观结构
离原子核较远的电子容易受外界的作用而脱离原子
②物体带电原因
实质：电子的得与失
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）
3.摩擦起电的实质
摩擦起电时，电荷并没有凭空产生,其本质是发生了电子转移。
两种不同材料的物体相互摩擦时，因为不同物质原子核对电子的束缚能力不同,一些受束缚较弱的电子会从一个物体转移到另一个物体上。原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。
电子从一个物体转移到另一个物体上。
电中性的物体得到电子：带负电
电中性的物体失去电子：带正电
4.导体和绝缘体
a）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。
b）失去自由电子的原子便成为带正电的离子。
①金属的微观结构模型
②导体和绝缘体
a）导体中有自由电子。（金属是导体）
b）绝缘体中几乎没有自由电子。
静电感应过程中导体中的自由电荷只是从导体的一部分转移到另一部分。也就是说，无论是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。
表述一：
大量实验事实证明，电荷既不能被创造，也不能被消灭， 它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的 一部分转移到另一部分。在任何自然过程中， 电荷的代数和是守恒的。
03 电荷守恒定律
－
＋
－
＋
中和
对外不显电性
湮灭成光子
成对产生湮灭
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的。
04 静电感应
实验演示
1.感应起电原理
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
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－
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－
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＋
＋
＋
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－
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－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
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－
－
－
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
＋
＋
近异
远同
感应起电实质：
电子从导体的一端的转移到导体的另一端
3.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。
规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷
2.静电感应：
把电荷靠近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应。
观察思考：如图所示的装置叫作验电器，观察它的结构，了解其工作原理，思考下列问题：
1. 不带电的验电器的两个金属箔片是合拢的，当 带电体靠近而没有接触它的金属小球时，两箔片就会张开，这是为什么？
当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时，会发生静电感应，金属杆上端的金属球带负电，下端的金属箔片带正电，两片带正电的金属箔片由于相互作用而张开。
将带正电的玻璃棒接触验电器的金属球，验电器就带上了正电，再将待检验的带电体靠近验电器的金属球，如果它的金属箔片张开角度变大，则它带的是正电荷，反之，则带的是负电荷。
2. 怎样借助于验电器判断感应起电的枕形导体 A 与 B 所带电荷的电性？还需要哪些器材？操作步骤如何？
验电器
观察：当带电体靠近导体棒上端时，金属箔片是否张开？两者接触时呢？
带电体与导体棒的上端不接触
感应起电
带电体与导体棒的上端接触
接触起电
4.接触起电
（1）内容：一个不带电的导体与一个带电导体接触后分开，使不带电的导体带电.
（3）分配规律：两个完全相同物体，带同种电荷直接平分，异种电荷先中和后平分
（2）本质：电子在带电体与导体之间转移
结果：等量同性
接触后
再分开
接触后
再分开
1.东汉王充在《论衡·乱龙篇》中有“顿牟掇芥，慈石引针”的描述，显示了中国古人对电磁的正确认知。“顿牟掇芥”意思是玳瑁的壳经摩擦后会产生静电，可以吸引芥一类的轻小物体。下列说法正确的是（　　）
A．玳瑁壳摩擦后创造了电荷 B．玳瑁壳摩擦后转移了电荷
C．玳瑁壳摩擦后一定带正电 D．轻小物体原本一定也带电
B
2.在空气潮湿的情况下,已带正电的验电器金属箔片张角不断减小,在这个过程中( )
A.验电器上的电子数不断增加
B.验电器上的电子数不断减少
C.验电器上的电子数保持不变
D.验电器上的质子数不断减少
A
3.某同学在研究静电感应时，用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是（　 　）
B
4.如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　）
A．此时A带正电，B带负电
B．此时A带正电，B带正电
C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
C
5.对元电荷的理解，正确的是（ ）
A．元电荷就是电子
B．元电荷就是质子
C．元电荷表示所带电量跟电子电量数值相等
D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍
CD

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