第一章--静电场1.1电荷及其守恒定律

第一章静电场3-11、1电荷及其守恒定律静电现象一、静电的发现1、公元600年左右，希腊人泰勒斯：摩擦过的琥珀吸引轻小物体2、公元一世纪，汉王充《论衡》：“顿牟掇芥”3、公元十六世纪，英国吉尔伯特创造单词“electricity”—电；“electriccharag”—电荷4、美国科学家富兰克林：正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带有的电荷负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒带有的电荷回顾•一、电荷•1、种类•2、电量•3、相互作用规律正电荷负电荷+5C－5C同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引二、静电起电的方式1、原子构成及物体“带电”的含义物质由原子构成，原子由质子和电子构成；整个原子对外界较远的位置表现为“电中性”；物体带负电：物体的电子数多，负电荷多于正电荷物体带正电：物体的电子数少，正电荷多于负电荷传导起电：用带电体接触物体，可以使物体带电检验是否带电的仪器验电器和静电计2、摩擦起电物体带电种类起电微观机制玻璃棒丝绸橡胶棒毛皮正电荷负电荷负电荷正电荷物质对电子的束缚能力不同；电子在不同物体间转移。常用于绝缘介质相互摩擦时，左侧物质带正电，右侧带负电玻璃、云母、毛皮、丝绸、纸、棉布、硫磺、橡胶、硬橡胶3、感应起电物体带电种类起电微观机制带电体发生感应的导体近端与带电体电荷种类相反；远端与带电体电荷种类相同。导体由自由电子和离子构成自由电子在导体内可以移动利用吸引、排斥判定电子定向运动AB一对枕形金属导体AB若两端有金属箔片，在带电球靠近枕形导体时，金属箔片会怎样动？思考•摩擦起电是否产生了电荷？两个相互摩擦的物体上带有的电荷有什么数量关系？•感应起电是否产生了电荷？发生静电感应的导体两端带有的电荷有什么数量关系？三．电荷守恒定律—自然界重要基本规律内容一：电荷既不会创生，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，在转移的过程中，电荷的总量不变．内容二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变原因：两个电子湮灭-----变成不带电的光子不带电的中子衰变成一个质子和一个电子四、元电荷１．元电荷：电荷量称为元电荷．191.6010eC-=?２．元电荷是电荷量的单位，不是指某个电荷．３．电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．４．电荷量e的数值最早由美国科学家密立根用实验测得．微观粒子一般都用碳原子单位u，1u=1.6605837×10-27Kg。自由质子质量Mp=1.007825u≈1.6735777674525×10-27Kg，自由中子质量Mn=1.008665u≈1.6749726577605×10-27Kg；电子质量Me=Mp/1836=Mn/1840≈9.1031122704375×10-31Kg。微观粒子的质量及表示——质量数微观粒子的电荷量及表示——电荷数思考：下面的离子是带多少元电荷的电量？带电量多少C？Na+1SO4-2OH-15、所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍．通常用倍数表示电荷量——电荷数可能遇到的粒子---氦的原子核11H21H31H42He氕氚氘α粒子质子思考：粒子的电荷数及质量数是多少？带电量及质量是多少？01eβ粒子-----电子γ粒子-----光子，不带电6．比荷：带电体的电荷量和质量的比值，叫做比荷（Q/m）电子的比荷为1911301.6010C1.7610C/kg0.9110kgeem--´==?´电子的比荷也是一个常用的物理量.不同的微观粒子的比荷不同，可以用来区分粒子质子的比荷为198271.6010C0.95810C/kg1.6710kgpem--´==?´思考：氕、氘、氚的比荷之比是多大？第二节电荷守恒定律练习知识回顾•电荷种类•“带电”的微观机制•起电方式适用材料带正电（负电）原因摩擦起电传导起电感应起电正电荷负电荷用正负号表示电荷的转移绝缘材料导体材料原子核束缚电子能力弱（强）熟悉电学名词电荷电荷量静电静电感应验电器静电计电荷守恒定律元电荷比荷绝缘体导体半导体光滑绝缘面1、带正电球C靠近靠在一起的枕形导体AB，导体的A端带何种电荷，B端带何种电荷？C球不动，将A、B导体分开时，它们各带何种电荷？导体不分开，将C移走后，导体A、B端又带何种电荷？＋CAB感应起电现象的训练方法：利用电荷间的吸引和排斥判断方法：静电的吸引和排斥2、带电球C靠近导体AB，用手摸着导体的B端，导体是否带电？用手摸一下导体的B端，导体是否带电？C球不动，摸一下导体的A端，导体A、B端是否带电？此时分开AB情况如何？＋CAB摸：等同于“接地”即“接地球”摸一下：接通后断开•3、带负电球C靠近导体，用手摸着导体的B端先移走C，再松开手，导体是否带电？C球不动，先松开手，再移走C，再移开A、B，A、B带什么电荷？C球不动，用手摸一下A端，再移开A、B，A、B带什么电荷？－CAB当带正电的金属棒靠近如下装置，会发生什么现象？金属板接地线验电器验电器验电器当带正电的金属棒靠近如下装置，会发生什么现象？BAC拓展题1：如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电。试问:（1）如何使A、B都带等量正电？（2）如何使A、B都带等量负电？（3）如何使A带负电B带等量的正电？［多角度训练］拓展题2:绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球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1-1-2所示，现使b带正电，则()ab图1-1-2A）b将吸引a，吸住后不放开B）先吸引a，接触后又把a排斥开C）a、b之间不发生相互作用D）b立即把a排斥开基础知识1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相，异种电荷互相。2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝C。实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的。所以，电荷量e称为。电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫。常见的起电方式有、和等。例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现电荷。［能力训练］1.关于元电荷的理解，下列说法正确的是()A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C．元电荷就是质子D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍2.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个部分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图1-1-33.如图1-1-3所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（）A．只有M端验电箔张开，且M端带正电B．只有N端验电箔张开，且N端带负电C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D．两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电４．M和N是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10C，下列判断中正确的是（）A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子５．如图1-1-4，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则（）A．金属球A可能不带电B．金属球A可能带负电C．金属球A可能带正电D．金属球A一定带正电图1-1-4A7.如图1-1-6所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是()A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动图1-1-69．多少个电子的电荷量等于-32.0μC?2.0×1014个