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* 第一章 静电场 第一节 电荷及其守恒定律 湖南省临澧县第一中学 胡志刚 一、电荷 1、自然界中有两种电荷(富兰克林命名) 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 + _ (1)正电荷: 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 (2)负电荷: 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 思考:你有哪些方法使物体显电性呢? 想一想:凭什么说自然界中只有两种电荷? 原子的构成 原子 原子核 核外电子 质子 中子 (正电) (不带电) 核外电子 离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子 物质的微观结构是怎样的?摩擦起电的原因是什么? 摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体上。 得到电子:带负电 失去电子:带正电 (中性) (负电) (正电) 二、使物体带电的方法: (1)摩擦起电 微观解释: 电子从一个物体转移到另一个物体上。 1.为什么橡胶棒在摩擦之前不带电,是不是因为橡胶棒里没有电荷? 2.为什么橡胶棒在摩擦之后带电,是不是摩擦创造了电荷? 电荷从一个物体转移到另一个物体 当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。 摩擦起电 原因 实质 – – – – – – – – – – – – + – – – – – – – – – + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + – – – – – – – – – – – + – – – – – – – – – 摩擦起电 金属导电机理: 金属内有自由移动的电子 自由电子 正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。 + + + + - - - - + + + + - - - - + + + + + + - - - - + + + + - - - - + + + + + + - - - - + + + + - - - - + + 静电感应 近异 远同 2、感应起电 (2)感应起电:利用静电感应使物体带电,叫做感应起电. 规律:近端感应异种电荷, 远端感应同种电荷 (1)静电感应: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. 接触后 再分开 +Q +Q 3、接触带电 接触后 再分开 +Q -3Q -Q -Q 电荷从一个物体转移到另一个物体 两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配 Q Q 例:绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a, a的表面镀有铝膜,在a的附近,有一个绝缘金属球b, 开始a、b都不带电,如图所示,现在使b带电,则: A、a、b之间不发生相互作用 B、b将吸引a,吸住后不放 C、b立即把a排斥开 D、b先吸引a,接触后又把a排斥开 D 三、电荷守恒定律 感应起电中枕形导体带电前后总电荷量是否发生变化? 结论:总电荷量没有发生改变。 大量事实表明,总电荷是守恒的。 摩擦起电中,这两个相互摩擦的物体带电前后总电荷量是否变化? 电荷既不会创生,也不会消灭,它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;在转移过程中,电荷的总量保持不变。 一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。 电荷守恒定律 表述一 表述二 电荷守恒定律是物理学的基本定律之一??。它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化?,其中所有电荷的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。 概念:电荷的多少叫电荷量 符号:Q(q) 单位:库仑(C) 正电荷的电荷量为正值, 负电荷的电荷量为负值。 四、几个基本概念电荷量 电荷量 概念:最小的电荷量(电子的带电量) 符号:e 数值:e = 1.6×10-19C 注意:所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。电荷量是不能连续变化的物理量。最早由美国物理学家密立根测得。 四、几个基本概念元电荷 元电荷 概念:带电体的电荷量q与质量m之比 公式:q/m 单位:C/kg 电子比荷:e/me=1.76 ×1011C/kg 四、几个基本概念比荷 比荷 验电器 静电计 如何判断物体是否带电呢? 金属箔片 金属球 金属杆 金属指针 选用验电器检验物体是否带电 + + + + + + + - - - - + + 验电器 思考: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? 验电器感应起电的
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