1 1 1 1电荷及其守恒定律一、电荷一、电荷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。+_物质的微观结构是怎样的？物质的微观结构是怎样的？原子的构成原子的构成 原子原子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）核外电子核外电子 离原子核较远的电子容易受到离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子外界的作用而脱离原子（中性）（中性）（负电负电）（正电正电）摩擦起电的原因是什么？摩擦起电的原因是什么？例如：丝绸与玻璃棒摩擦例如：丝绸与玻璃棒摩擦 玻璃棒玻璃棒 失去电子失去电子 带正电带正电丝绸丝绸 得到电子得到电子 带负电带负电摩擦起电的原因：摩擦起电的原因： 摩擦时一些束缚不紧的电子从一个物体摩擦时一些束缚不紧的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；失去电子：带正电得到电子：带负电；失去电子：带正电注意：注意：两个互相摩擦的物体一定同时带上两个互相摩擦的物体一定同时带上异异种种电荷，且电荷，且电荷量相等电荷量相等金属导电的原因金属导电的原因简化的物理简化的物理模型模型绝缘体不存在这种自由电子绝缘体不存在这种自由电子在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由自由电子子。失。失去这种电子的原子便成为带正电的去这种电子的原子便成为带正电的离子离子，离子都在自，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。中。这就使金属成为导体这就使金属成为导体. C C带正电，移近导体带正电，移近导体A A，金属箔有什么变化？，金属箔有什么变化？ 把把A A、B B分开，然后移去分开，然后移去C,C,金属箔又有何变化？金属箔又有何变化？ 再让再让A A和和B B接触，又会看到什么现象？接触，又会看到什么现象？+感应起电感应起电+AB如先移开带电球，再分开如先移开带电球，再分开AB，A、B还能带电吗？还能带电吗？AB重新接触后，导体不带重新接触后，导体不带电了，说明电了，说明A、B分开后带分开后带等量异种等量异种电荷电荷. 重新接触后重新接触后等量异种电荷发生等量异种电荷发生中和中和.+（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（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，叫做静电感应验电器验电器 静电计静电计导体棒导体棒金属箔金属箔金属外壳金属外壳指针指针刻度刻度验电器和静电计验电器和静电计 是否只有当带电体与导体棒的上端直接触时是否只有当带电体与导体棒的上端直接触时金属箔片才开始张开？金属箔片才开始张开？验电器的感应起电验电器的感应起电电荷在验电器的不电荷在验电器的不同部分间转移，使同部分间转移，使金属小球和箔片都金属小球和箔片都带上了带上了等量异号等量异号电电荷，使箔片张开荷，使箔片张开 。使物体带电的方法除使物体带电的方法除摩擦起电摩擦起电、感应起感应起电电外，还有外，还有接触带电接触带电通过与带电体直接接触，电荷从一个物体通过与带电体直接接触，电荷从一个物体转移到另一个物体上，从而使不带电的物转移到另一个物体上，从而使不带电的物体带上同种电荷的过程体带上同种电荷的过程。 接触带电及本质接触带电及本质接触后接触后再分开再分开+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接触后接触后再分开再分开+Q+Q- 3Q- 3Q-Q-Q-Q-Q 二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律 摩摩擦擦起起电电和和感感应应起起电电的的本本质质都都都都是是电电荷荷在在物物体体之之间间或或物物体体内内部部的的转转移移，而而不不是是创创造造出了电荷。出了电荷。 电电荷荷既既不不能能创创造造，也也不不能能消消灭灭，它它只只能能从从一一个个物物体体转转移移到到另另一一个个物物体体，或或者者从从物物体体的的一一部部分分转转移移到到另另一一部部分分，在在转转移移的的过过程程中中，电电荷荷的的总总量量保保持持不不变变这这个结论叫做电荷守恒定律个结论叫做电荷守恒定律 近代物理实验发现：在一定条件下，带电粒子近代物理实验发现：在一定条件下，带电粒子是可以产生和湮没的是可以产生和湮没的. 一个高能光子可以产生一个高能光子可以产生一个一个正电子正电子和一个和一个负电子负电子； 一对正、负电子可以同一对正、负电子可以同时湮没，转化为光子时湮没，转化为光子.这一发现是否否定了电荷守恒定律？这一发现是否否定了电荷守恒定律？l电中性的物体中有无电荷存在？电中性的物体中有无电荷存在？l所谓所谓“电荷的中和电荷的中和”是不是正负电荷消失了？是不是正负电荷消失了？l对于对于“电荷的总量保持不变电荷的总量保持不变”中的中的“电荷的总量电荷的总量”你是怎么理你是怎么理解？解？ 在这些情况下，带电粒子总是成对产生或湮在这些情况下，带电粒子总是成对产生或湮没没. 两个粒子带电数量相等但正负相反，而光子又两个粒子带电数量相等但正负相反，而光子又不带电，所以电荷的代数和仍然不变不带电，所以电荷的代数和仍然不变. 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷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的的代数和总是保持不变的.电荷守恒定律现在的表述是：电荷守恒定律现在的表述是：它是自然界重要的基本规律之一它是自然界重要的基本规律之一三、元电荷1. 电荷量电荷量:电荷的多少电荷的多少 单位：单位： 库仑库仑（SI制），简称制），简称库，库，符号符号C2. 科学实验发现的科学实验发现的最小电荷量最小电荷量就是电子所带的电就是电子所带的电荷量（质子、正电子所带电荷量与它相同，但符荷量（质子、正电子所带电荷量与它相同，但符号相反）号相反）. 最小的电荷量最小的电荷量叫元电荷叫元电荷.3. 元电荷元电荷 e = 1.6010 -19C4. 电子的比荷电子的比荷 所有带电体的电荷量是所有带电体的电荷量是e的整数倍，的整数倍，电荷量是不能连续变化的电荷量是不能连续变化的.元电荷元电荷e的数值最早由密立根测得的数值最早由密立根测得C/kg 1.在我国北方天气干燥的季节，脱掉外衣后再在我国北方天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电击一下去摸金属门把手时，常常会被电击一下. 这是为什这是为什么？么？ 在天气干燥季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外在天气干燥季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体都带了等量、异号的电荷，接着用手去摸衣和身体都带了等量、异号的电荷，接着用手去摸金属门把手，身体放电，于是产生电击的感觉金属门把手，身体放电，于是产生电击的感觉. . 2. 在书本图在书本图1.1-1所示的实验中，最终使所示的实验中，最终使 A 带上带上了了 -10-8C 的电荷的电荷. 实验过程中，是电子由实验过程中，是电子由 A 转移到转移到B，还是由，还是由 B 转移到转移到 A？A、B 得到或失去的电子数得到或失去的电子数各是多少？各是多少？+AB电子由电子由 B 转移到转移到 A A得到得到10-8C的电子、电子数为的电子、电子数为B 失去的电子数与失去的电子数与 A 得到的电子数相等得到的电子数相等