高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电荷一等奖课件ppt

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牛顿曾经说：“我认为自己不过像在海滩上玩耍的男孩，不时地寻找比较光滑的卵石或比较漂亮的贝壳，以此为乐，而我面前，则是一片尚待发现的真理的大海。”真理的大海中包括电现象、磁现象……其实，人类研究电现象和磁现象的历史与力学研究同样丰富多彩，但电和磁的世界比机械运动的世界更加错综复杂。从这章开始，我们将进入更有趣的电和磁的世界。
分析摩擦起电和带电体间的相互作用实验现象，知道自然界存在两种电荷。知道电荷量的概念及其国际单位。会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察并分析静电感应现象，进一步提高应用物理模型解释现象的能力。通过观察摩擦起电、静电感应等现象，激发对自然界的好奇心。通过不同起电方式的分析得出电荷守恒定律，理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。知道元电荷概念，体会电荷量是不连续的。
摩擦可以使物体带电。摩擦过的琥珀能够吸引羽毛。为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电呢？
公元前600年左右，古希腊学者泰勒斯就发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下“顿牟掇芥”一语。此语意为摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体。16世纪，英国科学家吉尔伯特在研究这类现象时首先根据希腊文的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）。
电荷种类及其相互作用规律
演示实验：分别用丝绸摩擦过的两个玻璃棒互相靠近，观察发生的现象；再用毛皮摩擦过的硬橡胶棒靠近玻璃棒，观察发生的现象；这能说明什么问题？
这说明摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒都带了电荷，并且玻璃棒和硬橡胶棒带异种电荷。
实验现象:用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引。
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通过实验发现，雷电（图9.1-1）的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷（psitive charge）和负电荷（negative charge）。迄今为止，人们没有发现对这两种电荷都排斥或都吸引的电荷。自然界的电荷只有两种。
正电荷和负电荷①被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为正电荷，用” +“表示。②被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷命名为负电荷，用” - “表示。
两种电荷间的相互作用规律
同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引
(1)单位：电荷的多少叫电荷量，常用符号Q或q表示，其国际单位是库仑，符号为C(2)标矢性：标量，正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值，这里的” ＋“－”号代表电荷的种类
1.摩擦起电（1）定义：人们发现，很多物体都会由于摩擦而带电，并称这种方式为摩擦起电。
（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同。电子从一个物体上转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，这样两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷。
例如：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电。
（3）实质：电子的转移
实质：电荷从一个物体转移到另一个物体
对摩擦起电的理解(1)两个相互摩擦的物体一定是同时带上种类不同的电荷,且电荷量相等。(2)同一物体分别与不同种类的物体摩擦，该物体所带电荷的种类可能不同。(3)影响物体带电的因素有很多。两种物质摩擦时,哪个带正电,哪个带负电，首先取决于物质的性质。没有一定带正电或一定带负电的物体。当物体相互摩擦时，其中哪种原子容易失去电子,哪种原子容易得到电子，取决于原子之间的相对性质。(4)相互摩擦的两个物体中转移的是电子。
例如：金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子（free electrn）。失去自由电子的原子便成为带正电的离子（in），它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有自由电子穿梭其中（图9.1-2），这就使金属成为导体。
不同物质的微观结构不同，由于原子或分子间的相互作用，原子中电子的多少和运动状况也不相同。
摩擦可以使物体带电，那么，还有其他方法可以使物体带电吗？
本质：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,二者所带电量是如何的 ?
取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的（图9.1-3）
手握绝缘棒，把带正电荷的带电体C移近导体A，金属箔有什么变化？
这时手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？
再让导体A和B接触，又会看到什么现象？利用金属的微观结构模型，解释看到的现象。
取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。
把带负电荷的物体C移近导体A
这时把A和B分开，然后移去C
这时让B端接地后、断开，移去C，再分开A、B
静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
三种起电方式有没有什么共同规律？
实质：靠近导体一端因为带电子过少而带正电，另一个端因电子过多而带负电
验电器从18世纪起，人们开始经常使用一种叫作验电器的简单装置来检测物体是否带电。玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端穿过绝缘的瓶塞从瓶口伸出（图9.1-4甲）。如果把金属箔换成指针，并用金属制作外壳，这样的验电器又叫作静电计（图9.1-4乙）。制作一个验电器，并用验电器检测不同带电体所带电荷的种类和相对数量。观察：当带电体靠近导体棒的上端时，金属箔片是否张开？
表述一：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。这个结论叫作电荷守恒定律（law f cnservatin f charge）。
表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
最早由美国物理学家密立根测定
迄今为止，科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量
1. 在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时常常会被电一下。这是为什么？
2. 在图9.1-3所示的实验中，导体分开后，A 带上了－1.0×10-8 C 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？
3. 如图9.1-5，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB ；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。（1）请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。（2）请列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。