2017-2018学年高中物理 第一章 静电场 第1讲 电荷 电荷守恒定律学案 教科版选修3-1

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1、第1讲电荷电荷守恒定律[目标定位]　1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．一、两种电荷摩擦起电及解释1．自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷．丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫做负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷的多少．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，用字母C表示，1μC＝10－6C，1nC＝10－9C.3．元电荷：一个电子所带电荷量的绝对值为1.6×10－19C，它是电荷的最小单位．记作e＝1.6×10

2、－19C.(1)任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍．(2)质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷．4．摩擦起电及解释(1)摩擦起电：通过摩擦使物体带电的方法．(2)电中性：原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成；核外有带负电的电子，正常状态下，原子内的电子总数等于原子核内的质子总数，因而通常物体或者物体的任何一部分都不显电性，称之为电中性．(3)摩擦起电的解释当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是得到电子的物体带负电，失去电子的物体则带正电．深度思考有人说：一个带电体所带的电荷量为

3、4×10－19C，你认为他这种说法正确吗？为什么？答案　不正确．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，而4×10－19C不是元电荷的整数倍，所以这种说法不正确．例1　关于摩擦起电现象，下列说法正确的是(　　)A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B．两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电解析　摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不同，因而

4、电子可以在物体间转移，若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电．若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．使物体带电并不是创造出电荷．答案　BD二、电荷守恒定律内容：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，也就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是守恒的．深度思考带等量异种电荷的两小球接触后都不带电了，是电荷消失了吗？此过程中电荷还守恒吗？答案　没有消失，这是电荷的中和，是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时，由于正、负电荷间的相互吸引作用，电荷发

5、生转移，最后都达到电中性状态的一个过程．电荷仍然守恒．例2　完全相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开．(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？解析　(1)设A、B带同种电荷，且带电荷量均为q，则A、C接触后，A、C带电荷量为qA＝qC＝q.C球与B球接触后，B、C所带电荷量为qB＝qC′＝＝q.故A、B带电荷量大小之比为＝＝2∶3.(2)设qA′＝＋q，qB′＝－q.则C与A接触

6、后，A、C带电荷量为qA″＝qC″＝＋q.C与B接触后，B、C带电荷量为qB″＝qC＝＝－q，故A、B带电荷量大小之比为＝＝2∶1.答案　(1)2∶3　(2)2∶1(1)接触起电：带电体接触导体时，电荷转移到导体上，使导体带上与带电体相同性质的电荷．(2)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关，当两个完全相同的导体接触后，电荷将平均分配，即最后两个导体一定带等量的同种电荷．(3)若两个相同的金属球带同种电荷，接触后电荷量先相加后均分；若带异种电荷，接触后电荷先中和再均分．三、静电感应、感应起电和验电器(或静电计)1．静电感应：当一个

7、带电体靠近不带电的导体时，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．2．感应起电：利用静电感应使导体带电的方法．3．验电器(或静电计)(1)验电器(或静电计)(如图1)的金属球、金属杆和下面的两个金属箔片连成同一导体．图1(2)当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥力越大，张开的角度也越大．(3)当带电体靠近验电器的

8、金属球时，金属箔片也会张开．因为带电体会使验电器的上端感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开．深度思考(1)