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(共34張PPT)
第一章 靜電場的描述
第1節 靜電現象
1、電荷的由來
2、物體起電的原因
3、探究其它起電方式
4、電荷守恒定律
5、電荷量與元電荷模型
6、應用、拓展和遷移。
一、電荷的由來
公元前600年左右古希臘學者泰勒斯發現摩擦過的琥珀吸引輕小物體的現象
公元1世紀，我國學者王充在《論衡》一書中也寫下“頓牟掇芥”一語。此語意為摩擦過的琥珀能吸引像草芥一類的輕小物體。
16世紀，英國科學家吉爾伯特在研究這類現象時首先根據希臘文的琥珀創造了英語中的“electricity”（電）這個詞，用來表示琥珀經過摩擦以后具有的性質，并且認為摩擦過的琥珀帶有電荷（electric charge）
美國科學家富蘭克林通過實驗發現，雷電的性質與摩擦產生的電的性質完全相同，并命名了正電荷（positive charge）和負電荷（negative charge）
迄今為止，人們沒有發現對這兩種電荷都排斥或都吸引的電荷。
自然界的電荷只有兩種。
富蘭克林
1、科學家，哲學家，發明家，政治家，外交家，文學家，慈善家
2、信仰：自然神論
3、主要成就：
領導美國獨立戰爭、參與起草和簽署《獨立宣言》、簽署《美利堅合眾國憲法》、第一位駐外大使(法國)，并取得法國支持美國獨立
4.最早提出電荷守恒定律
在1752年，富蘭克林進行了一項
著名的實驗:在雷雨天氣中放風箏，以
證明“雷電”是由電力造成。這是一項
非常危險的試驗，事實上，同時期有
其他科學家進行類似的實驗時被電擊
致命(參見格奧爾格·威廉·里奇曼)。事實上，美國Discovery頻道《流言終結者》節目在第4季第5集利用實驗證明了如果本杰明·富蘭克林真的把手靠近導下了雷電的鑰匙，他將會被直接殺死。但沒有爭議的是本杰明·富蘭克林發明了避雷針；倫敦皇家學會(英國)亦為表揚富蘭克林對電的研究在1753年選他為院士。
現象與事實：在干燥的冬天，脫毛衣，開門、握手等。。。。
問題：摩擦可以是物體帶電，摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛，為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電？
二、起電的原因
實驗演示
原 子
（中性）
原子核
核外電子
質子
中子
（正電）
（負電）
（正電）
（不帶電）
分析與解釋：從原子結構模型視角分析
它們長什么樣？
氧原子
鈉原子
氫原子
氦原子
+1
+2
+8
+11
金屬材料的原子，最外層電子容易受到外界的作用而脫離原子，成為自由電子，剩余部分為離子（導體）
氧原子
非金屬材料的原子核對最外層電子吸引力大，電子無法脫離原子核，以原子狀態存在。（絕緣體）
放大
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橡膠棒
毛皮
2、起電的本質：
以摩擦起電為例
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橡膠棒
毛皮
毛皮束縛電子能力弱，電子轉移到橡膠棒上
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毛皮
橡膠棒
3、摩擦起電的本質：
電子從一個物體轉移到另一個物體上
毛皮束縛電子能力弱，電子轉移到橡膠棒上
三、探究其它起電方式
1.靜電感應
任務：觀看視頻
感應起電的本質
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電子從物體一端移到另一端。
遠同
近異
物體兩端所帶電荷的電性________，電荷量___________。
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相反
相等
2.接觸起電
接觸起電的本質：
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金屬棒
F
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F
F
F
電子從一個物體轉移到另一個物體上
接觸后再分開
+Q
+Q/2
+Q/2
+Q
-Q
+3Q
-Q
兩個完全相同的帶電導體,接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配。
+Q
+Q
電荷既不能創生，也不能消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體， 或從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移的過程中，系統的電荷總數保持不變。
四、電荷守恒定律
拓展：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和保持不變。
五、電荷量與元電荷模型
1.電荷量（Q）
（1）電荷的多少叫作電荷量
（2）電荷量(Q/q)
（3）單位：庫侖，C
（4）正電荷的電荷量為正值，負電荷的電荷量為負值，如+5C，-5C
（5）質子、電子所帶的電荷量絕對值相等，電性相反（符號相反）。
2.元電荷
（1）最小電荷量就是正電子或質子所帶的電荷量。
（2）最小的電荷量叫作元電荷，是基本電荷量，用e表示。
（3）所有帶電體的電荷量都是e的整數倍。
電荷量是不能連續變化的物理量。
（4）
例1．某物體帶有1C的負電荷， 這1C的負電荷包含多少個電子？
例2. 關于電荷，小明有以下認識 ：
A. 電荷量很小的電荷就是元電荷 ；
B. 物體所帶的電荷量可以是任意的。
你認為他的看法正確嗎？請簡述你的理由。
例3.在下圖所示的實驗中，C靠近A的左端時，將AB兩導體分開，A 帶上了－ 1.0 × 10 -8 C 的電荷。實驗過程中，是電子由 A 轉移到 B 還是由 B 轉移到 A ？ A、B 得到或失去的電子數各是多少？
例4.如圖，將帶正電荷Q的導體球C靠近不帶電的導體。若沿虛線1將導體分成A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA、QB；若沿虛線2將導體分成兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA′和QB′。
（1）請分別說出以上四個部分電荷量的正負，并簡述理由。
（2）請列出以上四個部分電荷量（絕對值）之間存在的一些等量關系，并簡述理由。
例5.真空中兩個完全相同的等量異種電荷小球A和B，分別被固定在兩處，用一個不帶電的相同小球C先與小球A接觸，再與小球B接觸，然后移走小球C，則，小球A、B帶電量各是原來的多少？
例6.在如圖所示的實驗中，兩片金屬箔可能帶上什么性質的電荷？為什么？實驗次數重復越多，兩片金屬箔張開的角度越大，這又是為什么？
例7.請用原子結構模型和電荷守恒定律的知識解釋摩擦起電與感應起電實質的異同。
例8.某同學將用皮毛摩擦過橡膠棒靠近絕緣細線下懸掛的金屬小球，觀察小球擺動的情況，解釋其原因。
例10.兩個完全相同的金屬球A和B分別帶有電荷QA=3.0×10-9C和QB=-9.0×10-9C，球均被置于絕緣支架上
1)將兩球接觸一下后分開,它們分別帶有多少電荷
2)簡要論述電子是如何轉移的,并計算轉移的電子數目
例11.打開水龍頭,慢慢調節使水流變得很細,再用摩擦過的氣球靠近細水流，如圖1-1-7所示,仔細觀察,會發現什么現象 請你解釋其原因。
例12:如圖1-1-3(a)所示,取兩個由絕緣柱支撐著的空心鋁罐A和B,起初它們彼此接觸且不帶電,鋁罐A的左端和鋁罐B的右端各自安裝有兩片金屬箔
(1)如圖1-1-3(b)所示,將帶電金屬小球C移近
鋁罐A的左側,觀察鋁罐A和B各自的兩片金屬箔有什么變化
例13.手持有機玻璃棒，用力
將兩塊由不同材料制成的
起電板快速地摩擦后分開,
如圖1-1-4a所示.將其中
一塊板插入箔片驗電器上端
的空心金屬球(注意不要接
觸金屬機玻璃球),如圖1-1-4(b)所示，我們可以觀察到什么現象
接著抽出這塊板,再將兩塊板互不接觸地同時插入空心金屬球(同樣圖1驗證電荷守恒的不接觸金屬球)，如圖1-1-4c所示，我們可以觀察到什么現象 請解釋實驗中所發生的現象。

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