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電荷及其守恒定律
新課標高中物理選修3－1
第一章 靜電場
初中學過自然界有幾種電荷，它們間的相互作用如何？電荷的多少用什么表示？
一般情況下物體不帶電，如何使物體帶電？
自然界只存在兩種電荷，同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引.電荷的多少是用電荷量來表示。
用摩擦的方法可以使物體帶電：
用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，
用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電。
回顧：
原子的構成
原子
原子核
核外電子
質子
中子
（正電）
（不帶電）
核外電子
離原子核較遠的電子容易受到外界的作用而脫離原子
物質的微觀結構是怎樣的？
（中性）
（負電）
（正電）
⑵摩擦起電的微觀解釋：
①原因：不同物質的原子核束縛電子的能力不同。
②本質：電子從一個物體轉移到另一個物體上，得到電子帶負電，失去電子帶正電。
③結果：兩個相互摩擦的物體帶上等量的異種電荷。
1、摩擦起電
一、使物體帶電的方法
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摩擦起電
（1）金屬導體內部特征
自由電子
金屬內有自由移動的電子
每個正離子都在自己的平衡位置附近振動而不移動。
2、感應起電
一、使物體帶電的方法
使物體帶電的方法：
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感應起電
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金屬導體
金屬導電機理：
金屬內有自由移動的電子
自由電子
正離子在自己的平衡位置附近振動而不移動。
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認識靜電感應
近異
遠同
演示實驗
2、感應起電
一、使物體帶電的方法
小結：
靜電感應：把帶電體靠近導體時，可以使導體帶電的現象，叫做靜電感應。
原因：帶電體對導體內部自由電子的吸引或排斥。
規律：近端帶異種電荷，遠端帶同種電荷。（近異、遠同）
感應起電：利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫做感應起電。
本質：電荷從物體的一部分轉移到另一部分，電荷的總量不變。
2、感應起電
一、使物體帶電的方法
（1）演示實驗
（2）本質：電荷從一個物體轉移到另一個物體，電荷的總量不變
3、接觸帶電
一、使物體帶電的方法
（接觸帶電時）兩完全相同導體平分電荷原理：
接觸后
再分開
+Q
接觸后
再分開
Q
3Q
Q
Q
無論是哪種起電方法，
其本質都是電荷發
生轉移，而電荷的總量保持不變，起電并不是創造了電荷,也沒有電荷消失。
4、三種使物體帶電方法的比較
使物體帶電的方法 本質 電荷的
總量 起電的共性本質
1 摩擦起電
電荷從一個物體轉移到另一個物體 不變
2 感應起電
電荷從物體的一部分轉移到另一部分 不變
3 接觸帶電
電荷從一個物體轉移到另一個物體 不變
一、使物體帶電的方法
電荷既不會創生，也不會消失，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移過程中，電荷的總量保持不變。
就電荷守恒定律思考下面三個問題：
1、電中性物體中有無電荷存在？
2、所謂“電荷的中和”是不是正、負電荷一起消失了？
3、對于“電荷的總量保持不變”中“電荷的總量”你是怎么理解的？
二、電荷守恒定律
回答：
1、電中性物體中是有電荷存有的，只是電荷的代數和為0；
2、“電荷的中和”是指電荷的種類和數量達到等量，異號，這時正、負電荷的代數和為零。
3、“電荷的總量”是指電荷的代數和。
問題：
近代物理實驗發現了這樣的一個事實：一個高能光子可以產生一個正電子（+e）和一個（-e）電子；一對正、負電子可同時湮沒，轉化為光子，這個實驗事實是不是說電荷可以創生或消滅？
二、電荷守恒定律
電荷守恒定律現在的表述是：
一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和保持不變。它是自然界重要的基本規律之一。
二、電荷守恒定律
問題：
1、什么是電荷量？它的單位是什么？
2、什么是元電荷？最早是由哪位物理學家測定的？
3、所有帶電體帶的電量與元電荷的關系？
4、什么是比荷？
三、元電荷
小結：
三、元電荷
1、元電荷：最小的電荷量（電子所帶的電荷量）。
2、元電荷是電荷量的單位，不是指某個電荷。
3、元電荷的值：e＝1.60217733×10-19C，計算中取e＝1.60×10-19C
4、電子和質子的電荷量均為e，所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數倍，是不連續的。
5、比荷：帶電體的電荷量與其質量的比值（q/m）叫做比荷。
電子的比荷是：（ ）
1、自然界存在兩種電荷：
⑴正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷
⑵負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷
2、使物體帶電的方式：
⑴摩擦起電 ⑵感應起電——近異遠同 ⑶接觸帶電
3、電荷守恒
表述一：電荷既不會創生，也不會消失，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，在轉移過程中，電荷的總量保持不變。
四、當堂小結
表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和保持不變。它是自然界重要的基本規律之一。
4、元電荷：最小的電荷量，它不是指某個電荷。
5、電子和質子的電荷量均為e，但符號相反。所有帶電體的電荷量或者等于e，或者是e的整數倍。
6、比荷：帶電體的電荷量與其質量的比值（q/m）叫做比荷。
四、當堂小結
五、當堂練習
1、在我國北方天氣干燥的季節，脫掉外衣后再去摸金屬門把手時，常常會被電擊，這是為什么？
2、關于元電荷，下列說法中正確的是（ ）
A．元電荷就是電荷量最小的電荷 B．元電荷就是電子
C．元電荷是最小的電荷量 D．元電荷就是質子
3、某輕小物體能夠被用絲綢摩擦過的的玻璃棒吸引，也能被用毛皮摩擦過的橡膠棒吸引。那么該輕小物體的帶電情況是： （ 　　）
A．帶正電　　 B．不帶電 C．帶負電 D．都有可能
C
B
C
4、摩擦起電和感應起電都能使物體帶電，關于這兩種帶電過程，下列說法正確的（ ）
A．摩擦起電和感應起電都是電荷從一個物體轉移到另一個物體的過程
B．摩擦起電和感應起電都是電荷從物體的一部分轉移到物體的另一部分的過程
C．摩擦起電是電荷從相互摩擦的一個物體轉移到另一個物體的過程
D．感應起電是電荷在兩個不接觸的物體間的轉移過程
五、當堂練習
A
5、帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的（ ）
A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 C
C．－1.6×10－18C D．4.0×10－17C
6、如圖1-1-1所示，當將帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導體時，枕形導體上電荷的移動情況是（ ）
A.枕形金屬導體上的正電荷向B端移動，負電荷不移動
B.枕形金屬導體中的負電荷向A端移動，正電荷不移動
C.枕形金屬導體中的正、負電荷同時分別向B端和A端移動
D.枕形金屬導體中的正、負電荷同時分別向A端和B端移動
圖1-1-1
B
五、當堂練習
六、課外作業
請大家回去后自制一個驗電器，并探究驗電器的功能有哪些？
是否只有當帶電體與導體棒的上端直接接觸時，金屬箔片才開始張開？解釋下面將要看到的現象。
靜電計(指針式驗電器)
驗電器
驗電器的主要作用有：
（1）檢驗導體是否帶電。
（2）檢驗導體所帶電性。
驗電器與靜電計在作用上的不同
靜電計也稱作指針式驗電器，這說明它完全具備驗電器的各種作用。由于靜電計的特殊結構，使得它又具備驗電器不能替代的某些作用。
（1）定量測量兩導體間的電勢差。
（2）定量測量某導體的電勢。

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