高二物理课件 2.1电荷及其守恒定律课件（人教选修3-1）

欢迎进入物理课堂 电荷亦称电 是实物的一种性质 人们对电的认识最初来自摩擦起电现象和自然界的雷电现象 例如 在公元3世纪 我国晋朝张华的 博物志 中就有记载 今人梳头 解着衣 有随梳解结 有光者 亦有咤声 这是世界上关于摩擦起电引起闪光和噼啪之声的较早记载 古人发现 用毛皮摩擦过的琥珀能够吸引羽毛 头发等轻小物体 随后人们进一步发现 摩擦后能够吸引轻小物体的现象并不是琥珀所独有的 像玻璃棒 火漆棒 硬橡胶棒 硫磺块或水晶块等 用毛皮或丝绸摩擦后也能吸引轻小物体 凡是物体有了上述吸引轻小物体的性质 我们就说它带了电 一 电荷 自然界中有几种电荷 它们间的相互作用如何 1 两种电荷用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 2 两种电荷间的相互作用同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 一 电荷 一般情况下物体不带电 不带电的物体内部是否存在电荷 原子的构成 原子 中性 原子核 核外电子 质子 中子 正电 不带电 原子核为什么稳定 质子和中子之间有强相互作用 核力 核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 使物体带电的方法 1 摩擦起电 实质 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 使物体带电的方法 使物体带电的方法 2 感应起电 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 实质 电荷从物体的一部分转移到另一部分 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 使物体带电的方法 3 接触带电 实质 电荷从一个物体转移到另一个物体 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 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 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 解释下面将要看到的现象 二 电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消灭 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 在转移过程中 电荷的总量保持不变 电荷守恒定律是大量实验事实的总结 适用于迄今所知的一切宏观过程和微观过程 质子和电子是正负电荷的基本单元 在各种物理过程中 电子和质子总数不变 只是组合方式或所在位置有所改变 因而电荷守恒是十分自然的 值得指出的 近代物理学发现了大量有关基本粒子互相转化的事实 例如正 负电子e e 对撞湮没 产生两个 光子 在这些过程中 出现了电荷的消失或产生 但反应物的总电荷等于生成物的总电荷 电荷仍守恒 这意味着电荷守恒具有更深刻的根源 二 电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消灭 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 在转移过程中 电荷的总量保持不变 物理学的基本定律之一 它指出 对于一个孤立系统 不论发生什么变化 其中所有电荷的代数和永远保持不变 电荷守恒定律表明 如果某一区域中的电荷增加或减少了 那么必定有等量的电荷进入或离开该区域 如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷 那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失 二 电荷守恒定律 电荷既不能创造 也不能消灭 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 在转移过程中 电荷的总量保持不变 因此 电荷守恒定律又可表示为 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 三 元电荷 电荷是实物的一种属性 电荷的多少叫电荷量 电荷量是指物体带电的多少 常常简称电量 电量是电荷的定量基度 带电体是指处于带电状态的物体 电荷 电量 带电体三个词往往不加区分地使用 其中电荷一词用得最广 在某些情况下 电荷实际指带电体本身 电荷量的国际单位是 C 三 元电荷 元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得到的 尽管质子 电子的电荷量的数值皆为 但它们不叫元电荷 它们电荷量的绝对值才叫元电荷 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 尽管电荷量有正负值 正号一般省略 要知道这里的 号代表电荷的性质 种类 与数学中的正负号的含义不同 一般 正电荷的电量用正值表示 负电荷的电量用负值表示 三 元电荷 三 元电荷 小结 1 自然界存在两者电荷 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2 使物体带电的方式带电方式 1 摩擦起电 电子从一个物体转移到另一个物体 2 接触起电 电荷从一个物体转移到另一个物体 3 感应起电 电荷从物体的一部分转移到另一部分3 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 系统的电荷总数保持不变 4 所有带电体的电量等于电荷量e或电荷量e的整数倍 5 电荷量e 指电子 或质子 的电荷量 称为元电荷 6 比荷 带电体的电荷量与其质量的比值 例1 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 答案 B C D 例2 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 答案 C 课堂训练 1 如图所示 导体棒AB靠近带正电的导体Q放置 用手接触B端 移去手指再移去Q AB带何种电荷 若手的接触点改在A端 情况又如何 负电荷 负电荷 2 绝缘细线上端固定 下端悬挂一轻质小球a a的表面镀有铝膜 在a的近旁有一绝缘金属球b 开始时a b都不带电 如图所示 现使b带电 则 A a b之间不发生相互作用B b将吸引a 吸住后不放开C b立即把a排斥开D b先吸引a 接触后又把a排斥开 D 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全