第八章电场教案.docx

PAGE13/NUMPAGES13

PAGE13/NUMPAGES13

第八章电场

本章学习要求

自然界存在正、种电荷。物体带电的多少叫做电荷量，电荷量的单位是库仑。物体带电的最小电荷量叫做元电荷。

电荷间有相互作用，决定电荷间相互作用的因素是电荷量和电荷间的距离。点电荷是理想模型。电场是一种物质，电荷间的相互作用是通过电场发生的。

电场强度、电场线是用来描述电场的强弱和方向的。电场线只是形象、粗略地描述电场，电场强度则可以精确地描述。电场强度的大小和方向就是单位正电荷在电场中某点所受的电场力的大小和方向。

静电可以利用，也需要防范。静电的利用有静电除尘、静电喷涂、静电复印等，防范的方法有保持空气潮湿、装避雷针、良好接地等。

本章将探讨静电学的基本概念，这实际上是电学乃至整个电磁学的基础。我们将深入研究另一种物质形态——场，并学习如何通过分析带电体之间的相互作用来理解这种现象。此外，本章还将通过回顾电子发现的历史，来感受科学家的敬业精神。

A静电现象电荷

一、学习要求

了解摩擦起电现象及其成因，掌握产生静电的常用设备，理解电荷量与元电荷的概念，认识获取和测量静电的方法。通过生活中的静电现象体验静电学与生活的密切联系，通过对静电现象的观察与分析，激发对科学的兴趣。

二、要点辨析

1．电荷和电荷量

自然界中只有两种电荷，分别叫做正电荷和负电荷。电荷之间有相互作用，同种电荷相斥，异种电荷相吸。由于历史的原因，我们规定擦橡胶棒，橡胶棒带负电；丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电。

物体所带电荷的多少叫做电荷量，实际上这里所指的带电体的带电量是物体所带的净电荷的量，就是说一个物体里的正电荷和负电荷中和以后的多余的电荷量。电荷量的单位是C，读作库仑，简称库。

2．摩擦起电

摩擦起电的过程实际上是电荷转移的过程，而非产生电荷。在某些情况下，一个物体相对于另一个物体更容易失去电子。因此，当这两种物体相互摩擦时，失去电子的物体会将电子传递给另一个物体，导致一个物体出现多余的电荷。这种现象使得物体表现出带正电或负电的特征。

当两个物体相互摩擦时，哪个物体带正电，哪个物体带负电，主要取决于哪个物体更容易失去电子。如果一个物体容易失去电子，那么它就带正电；而另一个物体则带负电。例如，当玻璃和丝绸摩擦时，由于玻璃相对来说更容易失去电子，所以玻璃带正电，丝绸带负电。但是，如果用丝绸和硬橡胶棒摩擦，由于丝绸仍然相对来说更容易失去电子，所以丝绸仍然带正电。

我们发现在摩擦起电的物质中没有列出金属，因为金属是非常容易失去电子的。假如用丝绸去摩擦金属棒，金属棒失去电子应该是带正电的，但拿在手里的金属棒也会很快把其他地方的电子补充进来，因此我们一般不用摩擦金属棒的方法获取静电。

除了摩擦起电之外，还有其他方法可使物体带电。

3．元电荷

元电荷是指在自然界中最小的电荷量，也是电荷的基本单位。符号为e,其数值约为1.602×10^-19库仑。也就是说，任何物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍

一般带电体的电荷量都等于元电荷电荷量e的整数倍，而不会小于元电荷的电荷量值，这个有趣的事实是通过实验发现的

从最小电荷量e的发现，到电荷量的提出，都表明物理学还在不断发展。我们学习的物理是活的物理，因此学习物理不只是接受，还要思考。很多物理问题还没有答案，有待我们去探索。

三、例题分析

【例1】能不能用普通验电器来直接检测物体带的是何种电荷？

【分析】虽然电荷是看不见的，但我们可以通过验电器来检测它是否存在。普通验电器的顶部装有一个金属球，金属球与金属杆相连。在金属杆的底部，有两片非常薄的金属片。当验电器不带电荷时，金属片会自然下垂。当一个带电体接触到金属球时，电荷会沿着金属棒传递，使金属片带上电荷。由于两个金属片都带有同一种电荷，它们会相互排斥而张开。无论被检验的物体带负电还是正电，验电器的金属片都会张开。如图所示，因此，这种验电器不能直接用来判断电荷的正负。

【解答】不能用验电器直接测定物体带电的电性。

【例2】用干燥手指摩擦塑料薄膜包扎带，包扎带会向四周张开，如图所示。你用什么方法可以让包扎带合拢呢？

【分析】用干燥手指摩擦塑料薄膜包扎带后，由于包扎带上带有同种电荷，它们相互排斥，从而张开，要使它们重新合拢，就是要使包扎带上的电荷失去。

【解答】方法一：可以用手掌慢慢捋过包扎带，由于人体是导体，反复接触包扎带，可以使上面的电荷转移到人体，包扎带就可以合拢了。

方法二：用火焰靠近包扎带，由于火焰周围存在大量带电的离子，和包扎带上的电性相反的电荷互相吸引，从而使包扎带上的电荷中和，包扎带也会合拢。要使包扎带合拢的方法还有很多，想想看，并动手试一试。

【例3】已知在环境的温度、湿度、气压相同的情况下，可得出以下序列：玻璃、尼龙、羊毛、丝绸、棉