电荷及其守恒定律(新课标)
自然界中有两种电荷(富兰克林命名)
(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
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?
原子的构成 原子 (中性) (正电) 原子核 核外电子 (负电) 质子 (正电) 中子 (不带电)
e me 1.76 10
11
C/kg
元电荷e的数值最早由密立根测得
1.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. 这是为什 么? 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,接着用手去摸金 属门把手,身体放电,于是产生电击的感觉.
摩擦起电和感应起电的本质都都是电荷 在物体之间或物体内部的转移,而不是创造 出了电荷。
电荷既不能创造,也不能消灭,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 转移的过程中,电荷的总量保持不变. 这个结论叫做电荷守恒定律
电中性的物体中有无电荷存在? 所谓“电荷的中和”是不是正负电荷消失了? 对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷的总量”你是怎么 理解?
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 体带上同种电荷的过程。
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 接触后 +Q +Q 再分开
1 2
Q
1
Q
2
接触后
+Q - 3Q -Q -Q
再分开 电荷从一个物体转移到另一个物体
二、电荷守恒定律
2. 在书本图1.1-1所示的实验中,最终使 A 带上 了 -10-8C 的电荷. 实验过程中,是电子由 A 转移到 B,还是由 B 转移到 A?A、B 得到或失去的电子 数各是多少? A B + 电子由 B 转移到 A A得到10-8C的电子、电子数为
n 10
8 19
1.6 10
6.25 10
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 摩擦起电的原因是什么?
摩擦起电的原因:
摩擦时一些束缚不紧的电子从一个物体 转移到另一个物体上。 得到电子:带负电;失去电子:带正电 例如:丝绸与玻璃棒摩擦
玻璃棒 丝绸
失去电子 带正电 得到电子 带负电
注意:两个互相摩擦的物体一定同时带上异 种电荷,且电荷量相等
② 把A、B分开,然后移去C,金属箔又有何变化?
③ 再让A和B接触,又会看到什么现象?
感应起电
+
– –– – –– ––
A
+ B +++
++ ++
如先移开带电球,再分开 AB,A、B还能带电吗?
AB重新接触后,导体不带 电了,说明A、B分开后带
+
–
+
等量异种电荷. 重新接触后 等量异种电荷发生中和.
验电器和静电计
金属外壳 导体棒 指针 刻度
金属箔
验电器
静电计
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?
验电器的感应起电
电荷在验电器的不 同部分间转移,使 金属小球和箔片都 带上了等量异号电 荷,使箔片张开 。
使物体带电的方法除摩擦起电、感应起 电外,还有接触带电
接触带电及本质
金属导电的原因
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,这种电子叫做自由电子。失 去这种电子的原子便成为带正电的离子,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 中。这就使金属成为导体.
绝缘体不存在这种自由电子
简化的物理 模型
+
① C带正电,移近导体A,金属箔有什么变化?
10
B 失去的电子数与 A 得到的电子数相等
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. 一个高能光子可以产生 一个正电子和一个负电子; 一对正、负电子可以同 时湮没,转化为光子. 这一发现是否否定了电荷守恒定律?
在这些情况下,带电粒子总是成对产生或湮 没. 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. 电荷守恒定律现在的表述是:
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.
它是自然界重要的基本规律之一
三、元电荷
1. 电荷量:电荷的多少 单位: 库仑(SI制),简称库,符号C 2. 科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电 荷量(质子、正电子所带电荷量与它相同,但符 号相反). 最小的电荷量叫元电荷. 3. 元电荷 e = 1.60×10 -19C 所有带电体的电荷量是e的整数倍, 电荷量是不能连续变化的. 4. 电子的比荷
+
-
+ +-
-
+
-
+
-
-
+-
+
+
-
- -
+ +
+ +
+
- -
+
- -
- -
+
+
- -
+ +
+ +
+
- - +
- - +
+-
-+ -
-
- - - -
+
- - +
- - +
(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. 规律:近端感应异种电荷,
远端感应同种电荷
(2)感应起电:利用静电感应使物体带电, 叫做感应起电.