电荷及其守恒定律ppt课件
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第一章 静电场,1.1电荷及其守恒定律,1,富兰克林统一天电、地电,富兰克林曾经与雷电有亲密接触。据说他将一把铜钥匙,系在风筝线的末端。风筝升入雷雨云层,闪电在风筝附近闪烁,雷声隆隆。一道闪电掠过,风筝线上有一小段直立起来,像被一种看不见的力移动着。富兰克林突然觉得他的手有麻木的感觉,就把手指靠近铜钥匙,顷刻之间,铜钥匙上射出一串火花。富兰克林大叫一声,赶紧把手远离了钥匙。他喊到:“威廉!我受到电击了!现在可以证明,闪电就是电”。,富兰克林与雷电的故事:,2,一、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,3,(1)摩擦起电,2、使物体带电的方法:,1. 为什么玻璃棒在摩擦之前不带电,是不是因为玻璃棒里没有电荷? 2. 为什么玻璃棒在摩擦之后带电,是不是摩擦创造了电荷?,4,原子,原子结构,5,电荷起电方式摩擦起电,原因,实质,6,(2)接触带电,7,电荷起电方式接触起电,概念,实质,8,接触时电荷分配原则,1. 两个带有同种电荷的导体接触,电荷会重新分配。 若不受外界影响,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 。,2. 两个带有异种电荷的导体,接触后先发生正负电荷的中和,然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配。 如果两带电体完全相同,则剩下的电荷平均分配。,9,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,选用验电器或静电计检验物体是否带电,10,实验室里是用一种叫验电器的仪器来检验物体是否带电的。它的构造如图所示。当带电体接触不带电的验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上,这两片金属箔由于带同种电荷互相推斥而张开。带电体所带的电越多,验电器金属张开的角度越大。,你怎样知道物体带了电?,11,摩擦起电,接触起电,思考:除了摩擦起电,接触起电还有没有其他的起电方式呢?,12,起电原因:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷。,(3)感应起电:,13,金属原子,金属模型,14,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号电荷,远离带电体的一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。,静电感应,15,电荷起电方式感应起电,概念,实质,16,1. 把带正电荷的球 C 移近导体 A,导体下面的金属箔有什么变化? 2. 先把 A 和 B 分开,然后移去 C ,金属箔又有什么变化? 3. 再让 A 和 B 接触,又会看到什么现象?,思考?,17,三种起电方式:,1.摩擦起电 2.接触起电 3.感应起电,18,思考?如果带电金属棒不接触验电器能否使箔片分开,19,例1. 如图所示,一个带正电的验电器,当一个金属球 A接触验电器上的金属球 B 时,验电器中金属箔片的张角减小,则( ) A. 金属球 A 可能不带电 B. 金属球 A 一定带正电 C. 金属球 A 可能带负电 D. 金属球 A 一定带负电,AC,20,结论:总电荷量没有发生改变。,21,二、电荷守恒定律,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。,大量事实表明:,22,三、元电荷,1.电荷量,概念:电荷的多少叫电荷量,符号:,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,23,2.元电荷,概念:电子所带的电荷量,符号:e,数值:,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。,24,3.比荷(荷质比),概念:带电体的电荷量q与质量m之比,公式:,单位:,电子比荷:,25,例 2. 科学家在研究原子、原子核及基本粒子时 ,为了方便,常常用元电荷作为电量的单位。关于元电荷,下列说法正确的是 ( ) A. 把质子或电子叫元电荷 B. 1.601019 C 的电量叫元电荷 C. 电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷 D. 质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷,BCD,26,例3.不带电的梳子与羊毛衣袖摩擦后带有10-7C负电荷。这些电荷的电子数目跟地球人口(66亿)相比,哪个大?相差多少倍?,解:元电荷为1.6010-19C,梳子带10-7C 电荷量,则电子数目,地球人口66亿=6.6109,远小于梳子上电子数目,梳子上电子数目大约是地球人口的95倍。,27,1. 自然界存在两者电荷 (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。 2. 使物体带电的三种方式 (1) 摩擦起电 (2) 接触起电 (3) 感应起电近异远同 3. 电荷守恒定律: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。 4. 元电荷:电荷量 e = 1.61019 C 称为元电荷。 5. 电子和质子的电荷量均为 e = 1.61019 C。 所有带电体的电荷量或者等于 e,或者等于 e 的整数倍。,28,1对物体带电现象的叙述,正确的是( ) A物体带电一定具有多余的电子 B摩擦起电实质上是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程 C物体所带电荷量可能很小,甚至小于e D电中和是等量异种电荷完全相互抵消的现象,BD,29,2、把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是( ) A带有等量异种电荷 B带有等量同种电荷 C带有不等量异种电荷 D一个带电,另一个不带电,BCD,30,3. 有A、B、C 三个塑料小球,A 和 B,B 和 C,C 和 A 间都是相互吸引的,如果 A 带正电,则 ( ) A. B、C 球均带负电 B. B 球带负电,C 球带正电 C. B、C 球中必有一个带负电,而另一个不带电 D. B、C 球都不带电,C,31,4、如图所示,导体棒AB靠近带正电的导体Q放置用手接触B端,移去手指再移去Q,AB带何种电荷 _ 若手的接触点改在A端,情况又如何_ .,负电荷,负电荷,32,闪电现象解释,剧烈的气流运动使云层相互摩擦,摩擦导致云层间异种电荷大量积聚(摩擦起电)。靠近地面云层中电荷的大量积聚,会使地面因静电感应而产生电荷积聚(感应起电)。云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏的电压。这个高压足以击穿空气,瞬时产生几十万安培的电流。电流生热使空气发光,叫闪电。,33,- 配套讲稿:
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