《电荷及其守恒定律》(课件)

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1、1、电荷及其守恒定律人教版选修3-1-1《静电场》2008~2009学年度（上）“顿牟掇芥，磁石引针。”——王充《论衡》泰勒斯Thales（前624年－前546）公元前600年左右发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象这是一个我们认为随处可见的现象，但从人类偶尔注意到它，到慎重地记录下来，然后到有意识地寻找并归纳同类现象，再到试图去解释，去合理有效地利用……经历了两千多年。electricity的来历16世纪，英王御医吉尔伯特根据琥珀的希腊文创造了英文中的“电”这个单词。一、摩擦起电现象演示实验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

2、吸引起来。（生活经验）演示实验2：用玻璃棒摩擦丝绸，然后把玻璃棒移到花茶末上，发现花茶末被吸引到玻璃棒上。橡胶棒摩擦毛皮同理。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，可以使摩擦起电效果更明显？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。一、摩擦起电现象演示实验3：超市的购物袋有时很不容易撑开，用包装泡沫摩擦塑料袋几下，粘在一起的塑料袋自己就分开了。演示实验4：用被丝绸摩擦过的玻璃接触两个靠近悬挂的泡沫小球，发现两个小球相互排斥。若分别用摩擦过的玻璃棒

3、和橡胶棒接触这两个小球，发现小球相互吸引。玻玻玻橡思考：1、小球为什么会相互排斥或吸引？带电了？怎么带电的？2、玻璃棒和橡胶棒带的电有区别吗？二、电荷（elecrtric）及其种类许多物质，如琥珀、玻璃棒、橡胶棒……等，经过毛皮或丝绸摩擦后，能吸引轻小物体，我们就说这些物质带了电荷。早期人们正是通过这种力的效应定义了“电荷”这个概念。发现了玻璃棒和橡胶棒所带电荷的区别后，美国物理学家富兰克林人为地定义了“正电荷”（positivecharge）和“负电荷”（negativecharge）的概念，一直沿用至今。自然界中只存在这两种电荷。正电荷：被丝绸摩擦过的玻璃

4、棒所带的电荷，用“+”表示。负电荷：被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，用“-”表示。实验表明：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。思考：究竟什么是电荷？什么情况下我们说物体“带电”了？三、从物质微观结构的角度分析“带电”原因水由大量水分子构成有的物质直接由原子构成原子由原子核和核外电子构成核外电子带负电荷质子和中子构成原子核质子带正电荷中子不带电荷思考：原本就带电的物体为什么不能吸引轻小物体呢？而必须经过适当的摩擦才行呢？物质本身就是由大量带电的微粒构成的！三、从物质微观结构的角度看“电现象”原子的质子数与核外电子数是相等的。例如碳原子，核外电子有6个，质子也是

5、6个。这样，它对外不显电性。原子核内部的质子和中子被核力紧密地束缚在一起。核力来源于强相互作用，所以原子核的结构一般是很稳定的。核外的电子靠质子的吸引力维系在原子核附近。通常离原子核较远的电子收到的束缚较小，容易受到外界的作用而脱离原子。当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是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。这就是“摩擦起电”（electrificationbyfriction）的原因。三、从物质微观结构的角度看“电现象”思考：1、用丝绸摩擦玻璃棒时，电子是怎样转移的？哪个失去了电子？哪个又得

6、到了电子？用毛皮摩擦橡胶棒呢？2、电荷就是原子内部的质子和电子吗？正电荷就是质子、负电荷就是电子？丝绸摩擦玻璃棒，电子由玻璃棒转移到丝绸上。玻璃棒失去电子，带正电，丝绸得到电子，带负电。毛皮摩擦橡胶棒，电子由毛皮转移到橡胶棒上。毛皮失去电子，带正电，玻璃棒得到电子，带负电。电子和质子是实际的微观粒子，电荷是这些基本粒子的一种属性。离开了这些基本粒子，电荷根本就不存在。三、从物质微观结构的角度看“电现象”铝和铁的原子结构示意图：铝铁不同物质的微观结构不同，原子中电子的多少和运动情况也不相同。不仅如此，当大量原子或分子组成大块物体时，由于原子或分子间的相互作用，原

7、子中电子的运动状况也会有所变化。例如，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（freeelectron）。失去这种电子的原子便成为带正电的离子（ion）。这些离子在金属内部排列起来，每个正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。四、利用电荷“同性相斥”判断物体是否带电演示实验5：范式起电机的金属球带电后，轻轻地把双手放在带电的球上，突然，你的头发全部飞扬起来。简直就是“怒发冲冠”。演示实验6：用毛皮摩擦橡胶棒后，把橡胶棒和验电羽上的金属球接触，发现验电羽上的红色线都张开了。

8、四、利用电荷“同性相斥”判断物体是否带