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第一章 靜電場
1.1電荷 電荷守恒定律
教科版（2019）高中物理必修第三冊
目 錄
1
2
3
4
新課導入
學習目標
新課講解
經典例題
5
課堂練習
6
課堂小結
摩擦可以使物體帶電。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呢？
情境導入
學習目標
1.知道自然界存在兩種電荷，知道電荷量的概念及其國際單位。
2.會用原子結構模型解釋摩擦起電的原因，觀察并分析靜電感應現象，進一步提高應用物理模型解釋現象的能力。
3.理解電荷守恒定律。
公元前600年左右，古希臘學者泰勒斯就發現摩擦過的琥珀吸引輕小物體。
公元1世紀，我國學者王充在《論衡》一書中也寫下“頓牟掇芥”一詞。
一、電荷
16世紀英國科學家吉爾伯特創造了英語中的“electricity”（電）這個詞。
美國科學家富蘭克林發現雷電的性質與摩擦產生的電的性質完全相同，并命名了正電荷和負電荷。
正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷。
負電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。
自然界中只存在正、負兩種電荷
同種電荷相互排斥
異種電荷相互吸引
思考：你有辦法得到正電荷和負電荷嗎？
一、電荷
電荷有大小多少之分嗎？
如何表示電荷的大小呢？
一、電荷
（1）定義：電荷的多少叫做電荷量
（2）符號：Q
（3）單位：庫侖，簡稱庫，符號C
（4）正負：正電荷的電荷量為正值，負電荷的電荷量為負值。
（5）比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多。盡管電荷量有正負值（正號一般省略），要知道這里的” ＋“－”號代表電荷的種類，與數學中的正負號的含義不同。
電荷量
一、電荷
二、物質的微觀結構
原子
原子核
核外電子
質子
中子
（正電）
（不帶電）
（中性）
（負電）
（正電）
原子的組成
物體帶電原因
原子核一般是很穩定的。離原子核較遠的電子容易受外界的作用而脫離原子
實質：電子的得與失
1.金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運動，這種電子叫作自由電子（free electron）;
2.失去自由電子的原子便成為帶正電的離子（ion），它們在金屬內部排列起來，每個正離子都在自己的平衡位置附近振動而不移動。
3.金屬導電原因
金屬中有自由電子，自由電子可自由穿梭。
金屬的微觀結構
不同物體對電子的束縛能力不同。摩擦過程中，（對電子的束縛能力強的）物體得到電子帶負電，（對電子的束縛能力弱的）物體失去電子帶正電。
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1、摩擦起電：
當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷。這種現象叫做靜電感應。
利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫做感應起電。
感應起電并沒有產生新的電荷，而是在帶電體的作用下，導體上的電荷從導體的一部分轉移到了另一部分。
2、感應起電：
3、接觸起電：
接觸后
再分開
接觸后
再分開
把帶電體與中性導體接觸，使中性導體帶電的過程，叫做接觸起電。
結論：兩個完全相同的導體,接觸后再分開, 二者將原來所帶電量的總和平均分配。
從 18 世紀起，人們開始經常使用一種叫作驗電器的簡單裝置來檢測物體是否帶電。
做一做：
1.制作驗電器材料：導體棒、玻璃瓶、兩片金屬箔、金屬絲和絕緣塞。
2.制作兩個關鍵點：一是絕緣塞的絕緣性能要好；二是兩片金屬箔要既輕又硬，張開合攏靈活。
制作過程：如圖玻璃瓶內有兩片金屬箔，用金屬絲掛在一根導體棒的下端，棒的上端穿過絕緣的瓶塞從瓶口伸出就制成了驗電器。
思考討論1：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。
思考討論2：驗電器能檢驗電荷的種類嗎？怎樣檢驗？
把金屬箔換成指針，并用金屬制作外殼，這樣的驗電器又叫作靜電計。
靜電計是通過靜電感應檢測帶電體帶電的相對數量的靜電儀器。
驗電器
靜電計
起電方式 摩擦起電 感應起電 接觸起電
產生 條件 一般是兩不同 絕緣體摩擦時 導體靠近帶電體時 導體與帶電導體接觸
現象 兩物體帶上 等量異種電荷 導體兩端出現等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠同” 導體上帶上與帶電體相同電性的電荷
原因 原子核對電子束縛力弱的物體失去電子，強的得到電子 導體中的自由電子在電荷間力的作用下，從物體的一端轉移到另一端 在電荷間力的作用下，自由電子從一個物體轉移到另一個物體
實質 均為電子在物體之間或物體內部的轉移
對比以上三種起電方式我們發現，無論是摩擦起電還是感應起電都沒有創造電荷，只是電荷的分布發生了變化。
追尋守恒量是物理學研究物質世界的重要方法之一，它常使人們揭示出隱藏在物理現象背后的客觀規律。那么，電荷是否也滿足某種守恒的規律呢？
四、電荷守恒定律
表述一：電荷既不能創生,也不能消滅,它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。
表述二： 一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和總是保持不變。
+
+
+
+
它是自然界重要的基本規律之一。
典例分析
【例1】摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛，下列說法中正確的是（　　）
A．說明羽毛帶有與琥珀所帶電性不同的電荷
B．說明帶電體能吸引輕小物體
C．當羽毛與琥珀接觸時，琥珀所帶的電荷會運動到羽毛中去
D．琥珀與琥珀摩擦也能帶電
【正確答案】B
典例分析
【例2】如圖所示，小劉同學利用驗電器做靜電感應實驗。她先用包裝用的氣泡膜和PVC管摩擦，使PVC管因為失去電子而帶電。左手拿帶電的管靠近（但不接觸）驗電器，發現驗電器的金屬箔片張開，然后用右指接觸驗電器上端的金屬圓球，發現箔片閉合。以下對此實驗的說法中正確的是
A．發現驗電器箔片張開，是因為此時箔片帶負電，
但驗電器整體仍是電中性的
B．右指接觸驗電器時電子從驗電器流向手指
C．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片又會張開，驗電器整體帶負電
D．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片依然閉合
【正確答案】C
典例分析
【練習3】（2021·廣西·靈山縣天山中學高二期中）(多選)關于物體的帶電荷量，以下說法中正確的是（　　）
A．物體所帶的電荷量應該是某些特定值
B．物體帶電 ，這是因為該物體失去了 個電子
C．物體帶電荷量的最小值為
D．物體所帶的電荷量可以為任意實數
【正確答案】ABC
典例分析
【練習4】（2022·浙江紹興·二模）富蘭克林為研究雷電現象，設計了如圖所示的裝置，避雷針線路與接地線分開，并在分開處裝上帽形的金屬鐘A與B，兩鐘之間以絲線懸掛一個金屬小球C，A鐘下方用導線連接兩個很輕的金屬小球形成驗電器D，避雷針上空附近的云不帶電時，三個金屬小球均靜止下垂。若帶負電的云接近避雷針頂端時，則（　　）
A．避雷針頂端帶負電
B．接地線上有正電荷流入大地
C．驗電器D上的兩個金屬小球最后會下垂并相互接觸
D．金屬小球C會在A與B之間擺動，不斷來回撞擊A與B
【正確答案】D
典例分析
【練習5】(多選)如圖所示，a、b、c、d為四個帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，則(　　)
A．僅有兩個小球帶同種電荷
B．僅有三個小球帶同種電荷
C．c、d小球帶同種電荷
D．c、d小球帶異種電荷
【正確答案】BD
課堂練習
B
課堂練習
【答案】B
詳解)由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，
故驗電器的上端應帶上與小球異號
的電荷，而驗電器的箔片上將帶上與小球同號的電荷，
A.金屬球帶正電，驗電器上端的小球帶負電，金屬片帶正電，A錯誤;
BCD.金屬球帶負電，驗電器上端的小球帶正電，金屬箔片帶負電，B正確，CD錯誤。
故選:B。
課堂練習
C
課堂練習
課堂練習
B
感謝觀看
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