第1节电荷及其守恒定律.ppt

物理,物理,物理,第一章静电场,第,1,节电荷及其守恒定律,自主学习,课堂探究,课堂达标,自主学习,目标导航,(,教师参考,),情境链接,如图所示是静电植绒的工作示意图,.1,是一块接高压直流电源,(,约,40,50 kV),正极的金属平板,2,是一个接高压直流电源负极的金属网框,上面放着绒毛,.,当接通高压电源以后,开动马达使卷轴,3,和,4,转动,布底通过,1,和,2,之间,绒毛快速插入到纺织品中,涂有黏合剂地方植上了很多绒毛,.,一般情况下绒毛是不带电的,不带电的物体内部是否存在电荷,?,绒毛受到怎样方向的力才会快速插入到纺织品中,?,绒毛在,2,上时,接近下面金属板的一端带何种电荷,?,信息,1.,不带电的物体内部存在电荷,.,2.,绒毛受到向下的引力才会快速插入到纺织品中,.,3.,绒毛在,2,上时,接近下面金属板的一端带负电,.,教材梳理,一、电荷,1.,两种电荷,:,自然界中的电荷只有,.,(1),用丝绸摩擦过的玻璃棒带,;,(2),用毛皮摩擦过的橡胶棒带,.,两种,正电荷,负电荷,(2),原子电性,:,原子核的正电荷的数量与核外电子的负电荷的数量,整个原子对外界较远的位置表现为,.,一样多,电中性,3.,三种起电方式,:,(1),摩擦起电,:,当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的,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,电,失去电子的物体则带,电,.,(2),感应起电,:,静电感应,:,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,电荷,远离带电体的一端带,电荷的现象,.,感应起电,:,利用静电感应使金属导体带电的过程,.,(3),接触起电,:,不带电的物体与带电的物体接触,能使不带电的物体带上同种电荷,.,两个完全相同的物体接触后,会使电荷量相等,.,二、电荷守恒定律,1.,表述一,:,电荷既不会,也不会,它只能从一个物体转移到,或者从物体的一部分转移到,;,在转移过程中,电荷的,保持不变,.,电子,负,正,异号,同号,创生,消灭,另一个物体,另一部分,总量,2.,表述二,:,一个与外界没有,交换的系统,电荷的,保持不变,.,三、电荷量,1.,电荷量,:,电荷的,叫电荷量,.,国际单位是库仑,简称库,用,表示,.,2.,元电荷,:,的电荷量叫做元电荷,用,e,表示,.,e=,.,最早由美国物理学家,测得,.,3.,电荷量的不连续性,:,所有带电体的电荷量或者等于,e,或者是,e,的整数倍,这就是说电荷量是不能,的物理量,.,4.,电子的比荷,:,电子的,与电子的质量,m,e,之比,.,电荷,代数和,多少,最小,1.60,10,-19,C,密立根,连续变化,电荷量,e,C,自主检测,1.,思考判断,(1),通过摩擦带电的两个物体必然带等量异种电荷,.(,),(2),发生静电感应现象时,导体靠近带正电的物体的一端带负电荷,.(,),(3),近代物理实验发现,在一定条件下,带电粒子可以产生和湮灭,故在一定条件下,电荷守恒定律不成立,.(,),(4),所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,.(,),答案,:,(1)(),(2)(),(3)(,),(4)(),答案,:,C,2.,关于摩擦起电,下列说法中正确的是,(,),A.,两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象,B.,摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷,C.,在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体,D.,在摩擦起电现象中正、负电荷同时发生转移,解析,:,在摩擦起电现象过程中当两个物体对电子的束缚能力不同时电子才会从一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,.,3.,下列关于元电荷的说法正确的是,(,),A.,元电荷实质上是指质子和电子本身,B.,一个带电体的电荷量为元电荷的,303.5,倍,C.,元电荷是最小的电荷量,D.,元电荷有正负之分,解析,:,元电荷是最小的电荷量,无正负之分,任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,选项,C,正确,.,答案,:,C,4.,有,A,、,B,两个物体经摩擦后,使,B,带上了,2.4,10,-6,C,的正电荷,则此过程中有,个电子发生了转移,是由,向,转移的,.,答案,:,1.5,10,13,B,A,5.,两个带有等量异种电荷的金属球接触后会发生电荷中和,即不显电性了,.,这是否违背了电荷守恒定律,?,答案,:,不违背,.,这个过程中两金属球所带电荷量的总和一直为零,电荷守恒,正负电荷并没有消失只是对外不显电性了,.,课堂探究,三种起电方式,要点一,(,教师备用,),【,问题导引,】,感应起电的操作过程,(1),步骤一,:,使带电体,C(,如带正电,),靠近接触的两导体,A,、,B,如图所示,.,为什么导体,A,会带上负电荷、导体,B,会带上正电荷,?,要点突破,(2),步骤二,:,保持,C,不动,用绝缘工具分开,A,、,B,如图所示,.,该步骤有什么意义,?,答案,:,(1),导体,A,、,B,中的自由电子会受到带电体,C(,如带正电,),的引力作用,聚集在导体,A,上,导体,A,就带上负电荷,;,导体,B,失去电子,就带上正电荷,.,(2),该步骤使导体,A,、,B,分别带上不同种类的电荷,.,在移走,C,后,则,A,带负电,B,带正电,.,【,例,1】,(,多选,),如图所示,A,、,B,为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C,是带正电的小球,下列说法正确的是,(,),A.,把,C,移近导体,A,时,A,、,B,上的金属箔片都张开,B.,把,C,移近导体,A,先把,A,、,B,分开,然后移走,C,A,、,B,上的金属箔片仍张开,C.,先把,C,移走,再把,A,、,B,分开,A,、,B,上的金属箔片仍张开,D.,先把,A,、,B,分开,再把,C,移去,然后重新让,A,、,B,接触,A,上的,金属箔片张开,而,B,上的金属箔片闭合,思路探究,(1),金属箔片能张开的原因是什么,?,金属箔片闭合时说明了什么,?,答案,:,金属箔片与导体在该处所带电性是相同的,两金属箔片因同种电荷排斥而张开,.,金属箔片闭合时,说明金属箔片所在位置的导体不带电了,.,(2),带电体,C,移近导体,A,、,B,则金属导体,A,、,B,所带电荷量有什么关系,?,答案,:,金属导体,A,、,B,上带等量的异种电荷,.,解析,:,虽然,A,、,B,起初都不带电,但带正电的小球,C,对,A,、,B,内的电荷有力的作用,使,A,、,B,中的自由电子向左移动,使得,A,端积累了负电荷,B,端积累了正电荷,其下部贴有的金属箔片,也分别带上了与,A,、,B,同种的电荷,.,由于同种电荷间存在斥力,所以金属箔片都张开,故选项,A,正确,.,保持带电小球,C,在,A,、,B,附近,先把,A,、,B,分开,A,、,B,带等量异种电荷,此时再移走,C,因,A,、,B,已经绝缘,所带电荷量也不能变,金属箔片仍张开,故选项,B,正确,.,但如果先移走,C,A,、,B,上的感应电荷会马上在其相互吸引作用下中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,故选项,C,错,.,先把,A,、,B,分开,再移走,C,A,、,B,仍然带电,但重新让,A,、,B,接触后,A,、,B,上的感应电荷完全中和,金属箔片都不会张开,故选项,D,错,.,答案,:,AB,误区警示,感应起电与摩擦起电的不同,(1),感应起电只适用于导体,绝缘体的电子因不能自由移动而不会感应起电,.,(2),摩擦起电与感应起电的产生条件有两个不同点,:,材料不同,:,前者是绝缘体,后者是导体,.,方式不同,:,前者必须接触,后者是靠近,.,(,教师备用,),例,1-1:(,多选,),如图所示,把架在绝缘支架上的不带电的枕形,导体放在带负电的导体,C,附近,导体的,A,端感应出正电荷,B,端感应出负电荷,关于使导体带电的以下说法中正确的是,(,),A.,如果用手摸一下导体的,B,端,B,端负电荷将经人体流入大地,手指离开,移去带电体,C,导体将带正电,B.,如果用手摸一下导体的,A,端,大地的自由电子将经人体流入导体与,A,端的正电荷中和,手指离开,移去带电体,C,导体带负电,C.,如果用手摸一下导体的中间,由于中间无电荷,手指离开,移去带电体,C,导体不带电,D.,无论用手摸一下导体的什么位置,导体上的自由电子都经人体流入大地,手指离开,移去带电体,C,导体带正电,解析,:,无论用手摸一下导体的什么位置,则枕形导体,AB,、人体、大地构成,“,大导体,”,由于静电感应,则导体,AB,上的自由电子将经人体流入大地,使得导体带正电,手指离开,移去带电体,C,导体所带正电不变,.,故选项,A,、,D,正确,.,答案,:,AD,针对训练,1:(,多选,),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电子和质子,B.,两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,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,对电荷守恒定律的理解,要点二,(,教师备用,),【,问题导引,】,当两个带异种电荷的导体接触时,会发生电荷的中和现象,中和的电荷是不是消失了呢,?,答案,:,电荷的中和是正、负电荷对外表现的电性相互抵消,使得净电荷减少或为零,但正、负电荷本身依然存在,并不是正、负电荷消失,我们通常讲一个物体带多少电,实质上指的是带多少净电荷,只是习惯将,“,净,”,字省略掉,.,【,例,2】,完全相同的两个金属小球,A,、,B,带有相等的电荷量,相隔一定的距离,现让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与,A,、,B,接触后再移开,.,(1),若,A,、,B,两球带同种电荷,接触后,A,、,B,两球的带电荷量之比为,.,(2),若,A,、,B,两球带异种电荷,接触后,A,、,B,两球的带电荷量之比为,.,思路探究,(1),一个带电、一个不带电的两完全相同的金属小球接触后分开,带电有怎样的规律,?,答案,:,电荷量平均分配,.,(2),若带有不等量的异种电荷的两完全相同的金属球接触后分开,其带电有怎样的规律,?,答案,:,两电荷量抵消一部分后,平分剩余电荷量,.,答案,:,(1)23,(2)21,规律方法,对物体带电的理解,使物体带电不是创造了电荷,使物体所带电荷消失也不是消灭了电荷,物体带电的实质是电荷发生了转移,.,也就是物体间电荷的重新分配,.,摩擦起电、感应起电和接触起电均符合电荷守恒定律,.,(,教师备用,),例,2,-,1,:,有两个完全相同的带电金属小球,A,、,B,分别带有电荷量为,Q,A,=6.4,10,-9,C,、,Q,B,=-3.2,10,-9,C,让两个绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移,转移了多少个电子,?,答案,:,电子由,B,球转移到,A,球,转移的电子数为,3.0,10,10,个,解析,:,由于甲、乙、丙原来都不带电,由于甲物体带,1.6,10,-15,C,的正电荷,则乙物体带,1.6,10,-15,C,的负电荷,;,乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷,1.6,10,-15,C-8,10,-16,C=8,10,-16,C,故,A,、,D,正确,.,例,2,-,2:(,多选,),原来甲、乙、丙三物体,(,均为导体,),都不带电,今使甲、乙两物体带等量异种电荷,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷,1.6,10,-15,C,丙物体带电荷量的大小为,8,10,-16,C.,则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是,(,),A.,乙物体一定带有负电荷,8,10,-16,C,B.,乙物体可能带有负电荷,2.4,10,-15,C,C.,丙物体一定带有正电荷,8,10,-16,C,D.,丙物体一定带有负电荷,8,10,-16,C,答案,:,AD,针对训练,2:,有三个相同的绝缘金属小球,A,、,B,、,C,其中,A,小球带有,2.0,10,-5,C,的正电荷,小球,B,、,C,不带电,.,现在让小球,C,先和小球,A,接触后取走,再让小球,B,与小球,A,接触后分开,最后让小球,B,与小球,C,接触后分开,最终三小球的带电荷量分别为,q,A,=,C,q,B,=,C,q,C,=,C.,答案,:,5,10,-6,7.5,10,-6,7.5,10,-6,教材探究,1.,教材,P,3,图,1.1-1,静电感应实验中,为什么要求,A,、,B,必须是导体,而且要先把,A,、,B,分开后再移走带电体,C?,答案,:,只有导体中才存在自由移动的电荷,在外界带电体的影响下,电荷在导体内重新分布,近端出现异种电荷,远端出现同种电荷,若先移走带电体,C,导体,A,、,B,又恢复到原来中性状态而无法起电,.,2.,教材,P,4,指出,质子、正电子所带的电荷量与电子相同,但符号相反,.,有人说质子或电子是元电荷,对吗,?,答案,:,不对,质子或电子所带电荷量的多少等于元电荷,并不能说质子或电子就是元电荷,.,课堂达标,1.,电视机的玻璃屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为,(,),A.,这是灰尘的自然堆积,B.,玻璃有极强的吸附灰尘的能力,C.,电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘,D.,电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘,1.D,解析,:,带电体具有吸引轻小物体的性质,.,2.,导体球,A,带,5Q,的正电荷,另一完全相同的导体球,B,带,Q,的负电荷,将两导体接触后再分开,则,B,导体球的带电荷量为,(,),A.-QB.QC.2QD.4Q,3.(,多选,),关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是,(,),A.,摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷,B.,摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体,C.,感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分,D.,感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体,3.BC,解析,:,摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移,失去电子的显示正电,得到电子的显示负电,此过程并非创造了电荷,总电荷量总是守恒,故选项,A,错误,B,正确,;,感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分,是电荷在同一导体内部发生了转移,故选项,C,正确,D,错误,.,4.,下列电荷的电荷量不可能是,(,),A.4.0,10,-18,CB.6.4,10,-19,C,C.1.6,10,-10,CD.2.0,10,-19,C,4.D,解析,:,最小的电荷量是,1.6,10,-19,C,任何物体的带电荷量是元电荷的整数倍,由于,2.0,10,-19,C,不是,1.6,10,-19,C,的整数倍,所以选项,D,是不可能的,.,(,教师备用,),课堂小结,点击进入课时训练,谢谢观赏,Thanks!,