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9.1電荷電荷電荷亦稱電,是實物的一種性質(zhì)。人們對電的認識最初來自摩擦起電現(xiàn)象和自然界的雷電現(xiàn)象。例如,在公元3世紀,我國晉朝張華的《博物志》中就有記載:“今人梳頭,解著衣,有隨梳解結,有光者,亦有咤聲?!边@是世界上關于摩擦起電引起閃光和噼啪之聲的較早記載電荷16世紀,英國御醫(yī)吉爾伯特提出了電荷的概念。美國科學家富蘭克林提出了正負電荷的概念。電荷1、摩擦起電:物體由于(摩擦)而帶電。2、自然界中只存在兩種電荷:正電荷和負電荷。(1)正電荷:用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷。則絲綢所帶的電荷為(負電荷)。(2)負電荷:用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷。則毛皮所帶的電荷為(正電荷)。(3)電荷間的相互作用:同種電荷互相(排斥),異種電荷互相(吸引)。電荷3、電荷量:電荷的多少符號:Q或者q單位:庫侖,簡稱庫,符號C。4、摩擦起電的原因:原來電中性的物體由于得到電子而帶負電,失去電子的物體則帶正電。

5、自由電子:金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中(自由運動)摩擦可使物體帶電,那么還有其他方法嗎?靜電感應當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間相互吸引或排斥,導體中的自由電荷便會趨向或院里帶點體,使導體靠近帶電體的一端帶異種電荷,遠離帶電體的一端帶同種電荷,這種現(xiàn)象叫做靜電感應。觀察靜電感應1、兩部分導體對地絕緣性良好,彼此接觸。起初兩部分導體不帶電,貼在下部的兩片金屬箔是閉合的。2、帶正電的帶電體接觸接近導體,金屬箔張開,兩導體帶電;分開兩部分導體,移開帶電體,金屬箔依舊張開,角度減小,導體兩端電荷分散一部分。3、兩導體相互接觸時,金屬箔閉合,導體恢復電中性。從中你得出了什么結論?檢驗物體是否帶電的兩種方法(1)帶電體直接接觸導體棒時,導體棒和兩片金屬箔帶了與帶電體同種的電荷,金屬箔張開;(2)當帶電體靠近導體棒上端并不與其接觸時,因靜電感應,導體棒上端帶了與帶電體不同種的電荷,兩片金屬箔帶了與帶電體同種的電荷,金屬箔張開。檢驗電荷的種類???檢驗物體是否帶電的兩種方法(1)帶電體直接接觸導體棒時,導體棒和兩片金屬箔帶了與帶電體同種的電荷,金屬箔張開;(2)當帶電體靠近導體棒上端并不與其接觸時,因靜電感應,導體棒上端帶了與帶電體不同種的電荷,兩片金屬箔帶了與帶電體同種的電荷,金屬箔張開。先使金屬箔帶上某種已知電荷,再將待測電體靠近驗電器的導體棒上端,根據(jù)金屬箔張角的增減判斷帶電體電荷的種類。對三種起電方式的理解摩擦起電感應起電接觸起電產(chǎn)生條件兩個不同材料制成的物體摩擦帶電體靠近導體帶電體與導體接觸現(xiàn)象兩個物體帶上等量異種電荷導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷,且電性與帶電體“近異遠同”導體帶上與帶電體相同電性的電荷原因不同物體的原子核對核外電子的束縛能力不同而發(fā)生電子得失導體中的自由電子受帶正(負)電物體吸引(排斥)而靠近(遠離)同種電荷之間相互排斥實質(zhì)電荷的轉(zhuǎn)移規(guī)律及注意事項原子核不能自由移動,相互摩擦的兩個物體間轉(zhuǎn)移的不可能是正電荷,只能是電子,即帶正電的物體一定失去了電子,帶負電的物體一定得到了電子導體靠近帶電體的一端帶異種電荷,遠離帶電體的一端帶同種電荷無論是帶電體與電中性物體接觸還是兩個帶電體接觸,轉(zhuǎn)移的一定是電子練習1、春節(jié)假期,某同學用易得的材料制作了一個簡易的驗電器,如圖所示。簡易的驗電器帶有正電,它的金屬箔片張開某一角度,用另一個有絕緣手柄的導體靠近驗電器的金屬絲,發(fā)現(xiàn)驗電器的金屬箔片的張角減小,關于導體的帶電金屬箔片情況,下列說法正確的是( )A.只可能帶負電B.只可能帶正電C.可能帶負電或不帶電D.以上說法都不正確C練習2、關于摩擦起電、接觸起電、感應起電,下列說法錯誤的是(

)A.這三種方式都產(chǎn)生了電荷B.這是起電的三種不同方式C.這三種起電方式的實質(zhì)是一樣的,都是電子的轉(zhuǎn)移D.這三種方式都符合電荷守恒定律A電荷守恒定律1、內(nèi)容:電荷既不會創(chuàng)生,也不會消滅,它只是從一個物體(轉(zhuǎn)移)到另一物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量(保持不變)。2、普遍表述:一個與外界沒有電和交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持不變。電荷守恒定律的理解與應用1、物體帶電的實質(zhì):使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷,使物體不帶電也不是消滅了電荷。物體帶電的實質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移,也就是物體間電荷的重新分配。摩擦起電、感應起電和接觸起電,均遵守電荷守恒定律。2、電荷守恒定律是由實驗總結出來的,是自然界重要的基本規(guī)律之一,既適用于靜止電荷也適用于運動電荷,在宏觀領域和微觀領域中均成立。電子轉(zhuǎn)移規(guī)律(1)帶正電荷的導體與帶負電荷的導體接觸,電子由帶負電荷的導體轉(zhuǎn)移到帶正電荷的導體上。(2)帶正電荷的導體與不帶電的中性導體接觸,電子由中性導體轉(zhuǎn)移到帶正電荷的導體上。(3)帶負電荷的導體與不帶電的中性導體接觸,電子由帶負電荷的導體轉(zhuǎn)移到中性導體上。應用電荷守恒定律分析接觸起電現(xiàn)象中電荷量的分配3、半徑相同的兩個金屬小球A、B帶有相等的電荷量,相隔一定的距離,今讓第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后移開.這時,A、B兩球的電荷量之比為()A.2:3

B.3:2

C.2:1

D.1:2AC接觸起電現(xiàn)象中電荷量的分配結論1、導體接觸起電時電荷量的分配與導體的形狀、大小有關。完全相同的金屬球接觸時,電荷量平均分配;形狀、大小不同的導體接觸時電荷量一般不能平均分配。無論哪種情況,接觸前后電荷總量不變。2、導體接觸起電時電荷量的分配與電荷的正負有關。同種電荷相加,異種電荷相減,然后再重新進行分配。元電荷

元電荷

A課堂小結1、電荷2、靜電感應3、電荷守恒定律4、元電荷第1節(jié)電荷

核心素養(yǎng)物理觀念科學思維科學探究知道元電荷、比荷、電荷量、靜電感應的概念。能用原子結構模型和電荷守恒的知識分析帶電現(xiàn)象。1.通過實驗,知道自然界中的兩種電荷及其相互作用。2.通過多種方式知道使物體帶電的三種方法。知識點一電荷及起電方式以上四個圖,均發(fā)生了帶電現(xiàn)象,物體帶電是怎么回事?電荷有哪些特性?怎樣使物體帶上電呢?正比[觀圖助學]1.兩種電荷(1)電荷的分類①正電荷:和用絲綢摩擦過的________所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷。②負電荷:和用毛皮摩擦過的________所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷。(2)電荷的性質(zhì):同號電荷相互________,異號電荷相互________;且?guī)щ婓w有________________的性質(zhì)。玻璃棒橡膠棒排斥吸引吸引輕小物體2.物質(zhì)的微觀結構正電負電一樣多正電負電3.摩擦起電

兩個物體相互摩擦時,________從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,原來呈電中性的物體由于________電子而帶負電,________電子的物體則帶正電。4.感應起電 (1)自由電子:金屬中離原子核________的能脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動的電子。 (2)靜電感應:當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間相互_______________,導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶_______電荷,遠離帶電體的一端帶________電荷的現(xiàn)象。 (3)感應起電:利用____________使金屬導體帶電的過程。電子得到丟失較遠吸引或排斥異種同種靜電感應[思考判斷](1)兩個正電荷之間的作用力為斥力,兩個負電荷之間的作用力為引力。(

)(2)摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程。(

)(3)玻璃棒和其他物體摩擦后不一定帶正電。(

)××√[觀圖助學]如上圖,甲、乙兩同學各拿一帶電小球做實驗時不小心兩小球接觸了一下,結果兩小球都沒電了。電荷到哪里去了呢?是否違背了電荷守恒定律?知識點二電荷守恒定律及元電荷1.電荷守恒定律(1)內(nèi)容:電荷既不會________,也不會________,它只能從一個物體________到另一個物體,或者從物體的一部分________到另一部分;在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持________,這個結論叫作電荷守恒定律。(2)另一種表述:一個與外界沒有電荷________的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和保持________。點撥(1)電荷守恒定律同能量守恒定律一樣,是自然界中最基本的規(guī)律,任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律。(2)三種起電過程都沒有創(chuàng)造電荷,其本質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移,即起電過程是物體所帶電荷的重新分配。創(chuàng)生消滅轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移不變交換不變2.元電荷(1)電荷量:用來表示________的多少。其單位是“________”,簡稱“庫”,用C表示。(2)元電荷①最小的________叫作“元電荷”,用e表示,則e=1.60×10-19C。②對元電荷的三點理解:a.元電荷沒有正、負之分,也不是實物粒子;b.質(zhì)子及電子所帶電荷量的絕對值與元電荷________,但不能說它們是元電荷;c.電荷量不能________變化,自然界中帶電體的電荷量都是元電荷e的________倍。電荷庫侖電荷量相等連續(xù)整數(shù)3.比荷電荷量[思考判斷](1)摩擦起電就是通過摩擦創(chuàng)造了電荷。(

)(2)元電荷是最小的帶電體。(

)(3)所有帶電體的電荷量或者等于元電荷,或者是元電荷的整數(shù)倍。(

)(4)元電荷也有正負之分,電子帶電就是負的元電荷。(

)××√×[觀察探究] (1)如圖所示,取一對用絕緣柱支撐的導體A和B,使它們彼此接觸。起初它們不帶電,貼在下部的金屬箔片是閉合的。核心要點對三種起電方式的理解①把帶正電荷的物體C移近導體A,金屬箔片有什么變化?②這時把A和B分開,然后移去C,金屬箔片又有什么變化?③再讓A和B接觸,又會看到什么現(xiàn)象?(2)帶正電的物體A與不帶電的物體B接觸,使物體B帶上了什么電荷?在這個過程中電荷是如何轉(zhuǎn)移的?答案(1)①C移近導體A,兩側(cè)金屬箔片都張開;②金屬箔片仍張開,但張角變??;③A、B接觸,金屬箔片都閉合。(2)正電荷,在這個過程中,有電子從物體B轉(zhuǎn)移到物體A,物體B中電子數(shù)量減少,因此帶正電。[探究歸納]三種起電方式的比較

摩擦起電感應起電接觸起電現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷導體帶上與帶電體同性的電荷原因不同物質(zhì)原子核對電子的束縛能力不同。束縛能力強的得電子,帶負電;束縛能力弱的失電子,帶正電電子在電荷間相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移,近端帶異種電荷,遠端帶同種電荷在電荷間相互作用下,電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上實質(zhì)電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移說明無論哪種起電方式,發(fā)生轉(zhuǎn)移的都是電子,正電荷不會發(fā)生轉(zhuǎn)移[試題案例][例1](多選)如圖所示,A、B為相互接觸并用絕緣支柱支持的金屬導體,起初都不帶電,在它們的下部貼有金屬箔片,C是帶正電的小球,下列說法正確的是(

) A.把C移近導體A時,A、B上的金屬箔片都張開 B.把C移近導體A,先把A、B分開,然后移去C,A、B上的金屬箔片仍張開 C.把C移近導體A,先把C移走,再把A、B分開,A、B上的金屬箔片仍張開 D.把C移近導體A,先把A、B分開,再把C移走,最后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片閉合解析A、B開始都不帶電,把C移近導體A時,由于靜電感應,A、B中的自由電子向左移動,使得A端積累負電荷,B端積累正電荷,所以兩邊的金屬箔片都張開,A正確;若此時先把A、B分開再移走C,因A、B已經(jīng)絕緣,所帶電荷量不會變,金屬箔片仍張開,B正確;但如果先移走C,A、B上的感應電荷會馬上中和,不再帶電,所以金屬箔片都不會張開,C錯誤;先把A、B分開,再移走C,A、B仍然帶電,但重新讓A、B接觸后,A、B上的感應電荷完全中和,金屬箔片都不會張開,D錯誤。答案AB方法凝煉(1)只有導體中的電子才能自由移動,絕緣體中的電子不能自由移動,所以導體能夠發(fā)生感應起電,而絕緣體不能。(2)凡是遇到接地問題時,該導體與地球可視為一個導體,而且該導體可視為近端,帶異種電荷,地球就成為遠端,帶同種電荷。[針對訓練1](多選)如圖所示,將帶電棒移近甲、乙兩個不帶電的導體球,兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣。下述幾種方法中能使兩球都帶電的是(

) A.先把兩球分開,再移走棒 B.先移走棒,再把兩球分開 C.先將棒接觸一下其中的一球,再把兩球分開 D.移走棒,兩導體球不分開解析感應起電應遵從以下幾個步驟:(1)兩導體彼此接觸;(2)帶電體移近兩導體;(3)先分開兩導體,再移走帶電體。由此可知,A項可以使兩球都帶電;帶電體與非帶電體接觸,電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移,使物體帶電,C項可以使兩球都帶電,故選項A、C正確。答案AC[觀察探究]

如圖所示的現(xiàn)象為感應起電,為什么發(fā)生感應起電的是導體而不是絕緣體?答案感應起電的實質(zhì)是在帶電體電荷的作用下,物體上的自由電荷的轉(zhuǎn)移,只有導體上的電子(或正、負離子)才能自由移動,而絕緣體上的電子不能自由地移動。所以,導體能發(fā)生感應起電,而絕緣體不能。核心要點電荷守恒定律元電荷[探究歸納]1.物體帶電的實質(zhì)

使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷,使物體不帶電也不是消滅了電荷。物體帶電的實質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移,也就是物體間電荷的重新分配。摩擦起電、感應起電和接觸起電,均符合電荷守恒定律。2.“中性”與“中和”的理解 (1)中性:物體內(nèi)有電荷存在,但正、負電荷的絕對值相等,對外不顯電性。 (2)中和:兩個帶有等量異種電荷的帶電體相遇達到電中性的過程。3.兩金屬導體接觸后電荷量的分配規(guī)律(1)當兩個導體材料、形狀不同時,接觸后再分開,只能使兩者均帶電,但無法確定電荷量的多少。(2)若使兩個完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2,則有溫馨提示導體接觸帶電時電荷量的分配與導體的材料、形狀、大小有關,當兩個完全相同的金屬球接觸后,電荷量將平均分配,即最后兩個球帶等量的同種電荷或均不帶電。4.元電荷(1)元電荷是最小的電荷量,而不是實物粒子,元電荷無正、負之分。(2)雖然質(zhì)子、電子的電荷量等于元電荷,但不能說質(zhì)子、電子是元電荷。(3)電子的比荷:電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比,叫作電子的比荷。謹防易錯幾組易混概念的比較概念辨別元電荷是最小的電荷量,大小e=1.60×10-19C,不是帶電體,沒有電性的正負之分,所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍電子是帶電體,帶的電荷量是一個元電荷,電性是負電質(zhì)子是帶電體,帶的電荷量是一個元電荷,電性是正電比荷帶電粒子的電荷量q與其質(zhì)量m之比,也叫荷質(zhì)比[試題案例][例2]有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶有電荷量為QA=+6.4×10-9C、QB=+3.2×10-9C,讓兩個絕緣金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉(zhuǎn)移?轉(zhuǎn)移了多少個電子?答案電子由球B轉(zhuǎn)移到球A

1.0×1010個[針對訓練2]如圖所示,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導體,起初它們不帶電,C是帶正電的小球,當其移近導體A后,分開A和B,之后移去C,最終A帶上了-1×10-8C的電荷,下列關于電荷轉(zhuǎn)移情況正確的是(

)A.從A到B轉(zhuǎn)移了6.25×1010個正電荷B.從A

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