高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电荷优质课课件ppt

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公元前600年左右，希腊人泰勒斯发现毛皮摩擦过的琥珀能吸引羽毛、头发等轻小物体； 我国西汉时期也有经过摩擦的玳瑁能够吸引微小物体的记载.
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。
16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念 美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念。
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。
摩擦过的物体,能吸引轻小物体---物体带电
有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 ：　A．B、C球均带负电　B．B球带负电，C球带正电　C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电　D．B、C球都不带电
一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子
质子、中子之间有强相互作用
离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 。
由于质子对电子的吸引力作用，电子被维系在原子核附近。
那么，怎样才能使物体带电呢？
通常情况下，物体不带电，因为物体内存在等量正、负电荷，在物体内中和，所以物体对外不显电性。但物体内依然存在有电荷！
原子核比较稳定，核外电子却容易受到外力而脱离原子。
我们把物体或者物体局部存在不能被抵消的正电荷或负电荷称为净电荷。可见，平常我们说物体带电实质上是物体所带的净电荷！
使物体带电的三种方法：
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.
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。
绝缘体不存在这种自由电子
在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。这就使金属成为导体.
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？
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.
（1）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．
（2）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
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。
通过与带电体直接接触，电荷从一个物体转移到另一个物体上，从而使不带电的物体带上同种电荷的过程。
接触带电的条件：带电体、被带电体（必须是导体，绝缘体不行）
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.
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
补充：完全相同的球形物体接触，电荷转移的问题：
解释：电荷从一个物体转移到另一个物体
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。
三种带电方式 (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
1、起电的本质 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.
2、电荷守恒定律 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，电荷的总量保持不变。
近代物理实验发现：在一定条件下，带电粒子是可以产生和湮没的.
一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子； 一对正、负电子可以同时湮没，转化为光子.
这一发现是否否定了电荷守恒定律？
电中性的物体中有无电荷存在？所谓“电荷的中和”是不是正负电荷消失了？对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷的总量”你是怎么理解？
在这些情况下，带电粒子总是成对产生或湮没. 两个粒子带电数量相等但正负相反，而光子又不带电，所以电荷的代数和仍然不变.
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.
电荷守恒定律现在的表述是：
它是自然界重要的基本规律之一
1. 电荷量:电荷的多少 单位： 库仑（SI制），简称库，符号C
2. 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 e = 1.60×10 -19C
4. 电子的比荷
所有带电体的电荷量是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的.
元电荷e的数值最早由密立根测得
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）．
科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：　　A、把质子或电子叫元电荷．　　B、1.60×10-19C的电量叫元电荷．　　C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷．　　D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷．
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
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
验电器的主要作用有：（1）检验导体是否带电。（2）不能检验导体所带电性。
验电器与静电计在作用上的不同
静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。（1）定量测量两导体间的电势差。（2）定量测量某导体的电势。
在书本所示的实验中，最终使 A 带上了 -10-8C 的电荷. 实验过程中，是电子由 A 转移到B，还是由 B 转移到 A？A、B 得到或失去的电子数各是多少？
电子由 B 转移到 A
A得到10-8C的电子、电子数为
B 失去的电子数与 A 得到的电子数相等
例题精析例1、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．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D．选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷
A.导体B带负电;B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等;C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量;D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变.
例2、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是:（ ）
例3、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（ ）　A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷 C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电
例4、图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：（1）A、B接触后分开，再移去C， 则A________，B______；（2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开， 则A_______，B_______．
例6、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 （ ）　　A．a带正电，b带负电　　B．a带负电，b带正电　　C．a、b均带正电　　D．a、b均带负电　　E．a、b均不带电
巩固训练1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是 （ ） 　　A．元电荷就是电子 B．元电荷就是质子　C．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量　D．元电荷就是自由电荷的简称2．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是（ ） A．摩擦起电说明电荷可以被创造 B．摩擦起电是由于电荷从一个物体转移到另一个物体上 C．感应起电是由电荷从带电物体转移到另一个物体上 D．感应起电是电荷在同一物体上的转移