新课标高中物理选修31第一章 静电场公元前600年左右，希腊人泰勒斯泰勒斯（Thales,前624-前546）就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。公元1世纪，我国学者王充王充在论衡一书中写下“顿牟掇芥”一语，指的是用玳瑁的壳吸引轻小的物体。在公元3世纪，我国晋朝张华张华的博物志中就有记载：“今人梳头，解着衣，有随梳解结，有光者，亦有咤声”。16世纪，英王御医吉尔伯特吉尔伯特（W.Gilbert,1544-1603)在研究这类现象时首先根据希腊文“”（琥珀）创造了英语中的“electricity”(电）这个词，用来表示琥珀经过摩擦以后具有的性质，并且认为摩擦过的琥珀带有电荷（electric charge).自然界的电荷只有两种，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。美国科学家富兰克林富兰克林（B.Franklin,1706-1790)对此进行了命名： 把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为正电荷（positive charge), 把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷命名为负电荷（negative charge).本章将从物质微观结构的角度认识物体带电的本质、电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。电荷及其守恒定律1 1一、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（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。+_2、电荷间的相互作用电荷间的相互作用？一般情况下物体不带电，不带电的一般情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？物体内部是否存在电荷？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1、摩擦起电实质：实质：摩擦时摩擦时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，得到电到另一个物体上，得到电子的物体带负电失去电子的物体带正电。子的物体带负电失去电子的物体带正电。使物体带电的方法：金属导电机理：金属导电机理：金属内有自由移动的电子金属内有自由移动的电子自由电子自由电子正离子正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。在自己的平衡位置附近振动而不移动。静电感应静电感应近异远同2 2、感应起电、感应起电（2 2）感应起电感应起电：利用静电感应使物体带电，：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电叫做感应起电 规律：规律：近近端感应端感应异异种电荷种电荷 远远端感应端感应同同种电荷种电荷（1）静电感应静电感应：把电荷移近不带电的导体，：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应可以使导体带电的现象，叫做静电感应3 3、接触带电、接触带电接触后接触后再分开再分开+Q +Q+Q接触后接触后再分开再分开+ +Q Q-3Q-3Q-Q-Q-Q-Q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两个两个完全相同完全相同的带电导体的带电导体,接触后再分开接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配二者将原来所带电量的总和平均分配1. 1.三种起电方法三种起电方法二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：. .起电的本质起电的本质摩擦起电、感应起电、接触起电摩擦起电、感应起电、接触起电无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本质都是将正、负其本质都是将正、负电荷分开电荷分开, ,使电荷发生转移，并不是创造电荷使电荷发生转移，并不是创造电荷. .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,它只能从一它只能从一个物体转移到另一个物体个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分或从物体的一部分转移到另一部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变荷总数保持不变.表述二：表述二：（现在的表述）现在的表述） 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的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。代数和总是保持不变。3.电荷守恒定律：电荷守恒定律：（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？（3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？理学家测定的？（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？（4）什么是比荷？电子的比荷是多少？）什么是比荷？电子的比荷是多少？电荷量：电荷的多少，简称电量。单位电荷量：电荷的多少，简称电量。单位:库仑库仑 C元电荷的值元电荷的值一个电子所带电量为元电荷一个电子所带电量为元电荷带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷美国科学家密立根美国科学家密立根比较电荷带电的多少比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值要比较的是其电荷量的绝对值电荷量的正负不表示电荷量的大小电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质只代表电荷的性质所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍三、元电荷三、元电荷静电计(指针式验电器)验电器把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计。+-+验电器思考思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时触时,金属箔片才开始张开金属箔片才开始张开?解释看到的现象解释看到的现象.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 (2)(2)感应起电感应起电- -近异远同近异远同 (3)(3)接触起电接触起电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，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，或者从物体的一部分移到另移到另一个物体，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，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接触接触后，在导体后，在导体A A中的质子数中的质子数 （ ）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课堂练习3 3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量为的电量为_ _ _ ；一个电子的电量为；一个电子的电量为_ _ _ ，一个质子的电量为，一个质子的电量为_ _ _ _ ；任何带电粒子，所带；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的_最早测出元电荷的数值的是美国物理学家最早测出元电荷的数值的是美国物理学家 ，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的子的 。4 4、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方、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单位，关于元电荷，下便，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：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 整数倍密立根比荷5 5、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，再分接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则开一段距离，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 6 6、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带正带正电，则电，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 7 7、图、图7 7中中A A、B B是两个不带电的相同的金属球，是两个不带电的相同的金属球，它们靠近带正电荷的金球它们靠近带正电荷的金球C C在下列情况中，在下列情况中，判断判断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_；正电负电不带电不带电负电负电8 8、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QQ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QQ，ABAB带何种电荷带何种电荷 _ _ 若手的接触点若手的接触点改在改在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AB+Q9 9、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带、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电验电器的金属小球a a，然后用手指瞬间接触，然后用手指瞬间接触一下金属杆一下金属杆c c后拿开橡胶棒，这时验电器小球后拿开橡胶棒，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 abc