新课标高中物理选修31第一章静电场静电场1.1 1.1 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律一、电荷一、电荷电荷是一种物质属性电荷是一种物质属性1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）富兰克林命名）（1）正电荷：）正电荷： 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：）负电荷： 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。+_原子的构成原子的构成 原子原子（中性）（中性）原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电正电）（不带电（不带电）原子核为什么稳定？原子核为什么稳定？质子和中子之间有强相互作用质子和中子之间有强相互作用核力核力核外电子核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子作用而脱离原子使物体带电的方法：1 1、摩擦起电、摩擦起电演示 微观解释：微观解释：电子从一个物体电子从一个物体转移转移到另一个物体上。到另一个物体上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电金属导电机理：金属导电机理：金属内有自由金属内有自由移动的电子移动的电子自由电子自由电子 每个正离子每个正离子都在自己的平都在自己的平衡位置附近振衡位置附近振动而不移动。动而不移动。2 2、感应起电、感应起电使物体带电的方法：演示演示（1 1）静电感应静电感应：把电荷移近不带电的导：把电荷移近不带电的导 体，可以使导体带电的现象，叫做静电体，可以使导体带电的现象，叫做静电 感应感应（2 2）感应起电感应起电：利用静电感应使物体：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电带电，叫做感应起电 规律：规律：近端感应异种电荷，近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷远端感应同种电荷（3 3）静电感应微观解释：把带正电的球移近金）静电感应微观解释：把带正电的球移近金属导体属导体A A和和B B时，导体上的自由电子被吸引过来，时，导体上的自由电子被吸引过来，因此导体因此导体A A和和B B带上了等量的异种电荷感应起电带上了等量的异种电荷感应起电没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，将电荷从物体的一部分转移到另一部分将电荷从物体的一部分转移到另一部分使物体带电的方法：3 3、接触带电、接触带电接触后接触后再分开再分开+Q+Q接触后接触后再分开再分开Q3QQQ微观解释：微观解释：电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体接触带电电荷分配原则接触带电电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体相同的带电导体, ,接触后再分开接触后再分开, ,二者将原二者将原来所带电量的总和平均分配来所带电量的总和平均分配 两个带有异种电荷的导体，接触后先两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配全相同，则剩下的电荷平均分配验电器1.swf是否只有当带电体与导体棒的上端直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？解释下接接触时，金属箔片才开始张开？解释下面将要看到的现象面将要看到的现象。验电器2.swf 当带电导体棒靠近验电器上端的金当带电导体棒靠近验电器上端的金属球时，由于静电感应，金属球带与导属球时，由于静电感应，金属球带与导体棒相反的电荷，金属箔带与导体棒相体棒相反的电荷，金属箔带与导体棒相同的电荷同的电荷 1 1、起电的本质、起电的本质 无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本其本质都是将正、负电荷分开质都是将正、负电荷分开, ,使电荷使电荷发生转移，并不是创造电荷发生转移，并不是创造电荷. .二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：2 2、电荷守恒定律、电荷守恒定律 （物理学的基本定律之一） 表述一：表述一： 电荷既不能创造电荷既不能创造, ,也不能消灭也不能消灭, ,它只它只能从一个物体转移到另一个物体能从一个物体转移到另一个物体, ,或从物或从物体的一部分转移到另一部分体的一部分转移到另一部分, ,在转移的过在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变程中，系统的电荷总数保持不变. . 表述二：表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，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。电荷的代数和总是保持不变。三、元电荷1 1 1 1、电荷量：、电荷量：、电荷量：、电荷量：电荷的多少，简称电量。单位电荷的多少，简称电量。单位: :库仑库仑 C C 元电荷的数值最早是由美国科学家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密立根用实验测得到的 比较电荷带电的多少，要比较的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），尽管电荷量有正负值（正号一般省略），要知道这里的要知道这里的“”、“”号不表示电号不表示电荷量的大小，只代表电荷的性质（种类）荷量的大小，只代表电荷的性质（种类）一般，正电荷的电量用正值表示，负电一般，正电荷的电量用正值表示，负电荷的电量用负值表示荷的电量用负值表示 1 1、科学家在研究原子、原子核及基本粒子、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：单位，关于元电荷，下列论述正确的是：A A、把质子或电子叫元电荷、把质子或电子叫元电荷B B、1.601.601010-19-19C C的电量叫元电荷的电量叫元电荷C C、电子带有最小的负电荷，其电量、电子带有最小的负电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的绝对值叫元电荷D D、质子带有最小的正电荷，其电量、质子带有最小的正电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的绝对值叫元电荷B、C、D课堂训练课堂训练2 2、有、有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互吸引的，如果间都是相互吸引的，如果A A带正电，带正电，则则 ：A AB B、C C球均带负电球均带负电B BB B球带负电，球带负电，C C球带正电球带正电C CB B、C C球中必有一个带负电，而另球中必有一个带负电，而另 一个不带电一个不带电D DB B、C C球都不带电球都不带电C课堂训练课堂训练3 3、如图所示、如图所示,A,A、B B是被绝缘支架分别架起的是被绝缘支架分别架起的金属球金属球, ,并相隔一定距离并相隔一定距离, ,其中其中A A带正电带正电,B,B不不带电带电, ,则以下说法中正确的是则以下说法中正确的是: :A.A.导体导体B B带负电带负电; ;B.B.导体导体B B左端出现负电荷左端出现负电荷, ,右端出现正电荷右端出现正电荷, ,并并且且 电荷量大小相等电荷量大小相等; ;C.C.若若A A不动不动, ,将将B B沿图中沿图中aaaa分开分开, ,则两边的电荷则两边的电荷量量 大小可能不等大小可能不等, ,与如何分有关与如何分有关; ;D.D.若若A A向向B B逐渐靠近逐渐靠近, ,在在B B左端和右端的电荷量大左端和右端的电荷量大 小始终相等并且连续变化小始终相等并且连续变化; ;E.E.若若A A、B B接触一下接触一下,A,A、B B金属体所带总电荷量金属体所带总电荷量 保持不变保持不变. .BAaaBE课堂训练4 4、如图所示，导体棒、如图所示，导体棒ABAB靠近带正电的导体靠近带正电的导体Q Q放置用手接触放置用手接触B B端，移去手指再移去端，移去手指再移去Q Q，ABAB带何种电荷带何种电荷 _ _ 若手的接触若手的接触点改在点改在A A端，情况又如何端，情况又如何_ _ 。负电荷负电荷负电荷负电荷小小 结结1 1、自然界存在两者电荷、自然界存在两者电荷（1 1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2 2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2 2、使物体带电的方式带电方式、使物体带电的方式带电方式(1)(1)摩擦起电：摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体电子从一个物体转移到另一个物体(2)(2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体(3)(3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分 规律：规律：近异远同近异远同 3 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，、电荷守恒定律：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。电荷的代数和总是保持不变。1 1、使一个物体带电的方式有三种，它们是、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为称之为 定律。定律。2 2、将不带电的导体、将不带电的导体A A和带有负电荷的导体和带有负电荷的导体B B接触后，在导体接触后，在导体A A中的中的质子数质子数 （ ）A A增加增加 B B减少减少 C C不变不变 D D先增加后减少先增加后减少3 3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量为为_ _ ；一个电子的电量为；一个电子的电量为_ _ _ _ ，一个，一个质子的电量为质子的电量为_ _ ；任何带电粒子，所带电量或者；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的等于电子或质子的电量，或者是它们电量的_最早测最早测出元电荷的数值的是美国物理学家出元电荷的数值的是美国物理学家 ，这位科，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的 。4 4、把两个完全相同的金属球、把两个完全相同的金属球A A和和B B接触一下，再分开一段距离，接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则发现两球之间相互排斥，则A A、B B两球原来的带电情况可能是两球原来的带电情况可能是 （ ） A A带有等量异种电荷带有等量异种电荷 B B带有等量同种电荷带有等量同种电荷 C C带有不等量异种电荷带有不等量异种电荷 D D一个带电，另一个不带电一个带电，另一个不带电课堂练习课堂练习CBCD摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触带电接触带电电荷守恒定律电荷守恒定律1.61019 C1.61019 C1.61019 C整数倍整数倍 密立根密立根比荷比荷5 5、有、有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互吸引间都是相互吸引的，如果的，如果A A带正电，则带正电，则 （ ）A A B B、C C球均带负电球均带负电 B B B B球带负电，球带负电，C C球带正电球带正电C C B B、C C球中必有一个带负电，而另一个不带电球中必有一个带负电，而另一个不带电 D D B B、C C球都不带电球都不带电6 6、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球小球a a（图（图1 1），然后用手指瞬间接触一下金属杆），然后用手指瞬间接触一下金属杆c c后拿开橡胶后拿开橡胶棒，这时验电器小球棒，这时验电器小球A A和金箔和金箔b b的带电情况是的带电情况是 （ ）A Aa a带正电，带正电，b b带负电带负电B Ba a带负电，带负电，b b带正电带正电C Ca a、b b均带正电均带正电D Da a、b b均带负电均带负电E Ea a、b b均不带电均不带电课堂练习课堂练习C CC C7 7、图、图7 7中中A A、B B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球正电荷的金球C C在下列情况中，判断在下列情况中，判断A A、B B两球的带电情况：两球的带电情况：（1 1）A A、B B接触后分开，再移去接触后分开，再移去C C， 则则A_A_，B_B_；（2 2）A A、B B接触，先移去接触，先移去C C后，再把后，再把ABAB分开，分开， 则则A_A_，B_B_（3 3）A A、B B接触，用手指瞬间接触接触，用手指瞬间接触B B后再移去后再移去C C， 则则A_A_， B_B_；8 8、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：把不带电的绝把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触。触。用手指摸甲球。用手指摸甲球。手指移开。手指移开。移开乙球。移开乙球。甲球带甲球带正电。正电。甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有（甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有（ ） A. A. B. B. C. C. D. D.课堂练习课堂练习正电正电负电负电不带电不带电不带电不带电负电负电负电负电BCBC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