1-1电荷及电荷守恒定律
1.1 电荷及其守恒定律 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-2新课
1.1电荷及其守恒定律一、课标解读在普通高中物理课程标准中，本节内容《电荷及其守恒定律》属于选修3-1，第一章第一节，课标要求学生能通过实验，了解静电现象。
能用原子结构模型和电荷守恒的观念分析静电现象。
观察静电现象，理解使物体带电的多种方式，并能分析静电感应现象。
课标中主要提及两点：一是以实验为基础，二是以观察和理解为重点，这对教师的教学提出了明确的要求。
二、教材分析电荷及其守恒定律是学生高中学习电磁学的第一个基础内容。
学习电磁学，需要学生很强的想象能力。
本节主要介绍电荷的基本概念、物体带电的原因、起电方式、电荷守恒定律、电荷量、元电荷及等基础内容，是学习《静电场》这一章的前提，对后面学习把握静电场的概念具有重要的作用。
教材从物质微观结构的角度认识物体带电的本质，使物体带电的方法。
向学生渗透对待问题要透过现象看本质的思想。
摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触，电荷守恒定律对学生而言不难接受，在此从原子结构的基础上做本质上分析，使学生体会对物理螺旋式学习的过程。
本节的关键是从实验演示和从物质微观角度分析各种起电方式的成因，有了对物体带电本质的理解，电荷守恒定律学生就比较容易理解，进同时还进一步加强了学生对守恒思想的理解。
三、学情分析1.学生的物理观念素养本课时安排在高一下学期的后半阶段，学生已经学习完毕高中物理力学部分，初步具备了高中生应具有的成熟的理性思考能力，对物理的认识也能从具象化的表面上升到对本质的探索。
本节内容则是物理电学部分的起点，部分课堂演示实验会联系生活和一些学生的亲身体验，如摩擦起电，起电后吸引轻小物体等现象，但静电现象更多时候展示的是只有在实验室内才能展示的东西，尤其是起电本质和电荷守恒定律，这就需要通过实验结合理论、加强对学生思维的引导，加深理解抽象化的电荷概念、守恒概念、物质微观本质等。
这些涉及物理核心素养中的“物理观念”，让学生逐步建立起物理科学观念，如：物质观念、运动观念、相互作用观念、守恒思想等。
山东省乐陵市第一中学高二物理上学期学案 1.1电荷及电荷守恒定律合作探究案
主备人：唐静 审核人： 高二物理组 时间 2022-08-27【探究目标】1、了解使物体带电的三种方法，能从物质微观结构的角度生疏物体带电的本质。
2、把握电荷守恒定律，会运用该定律解决实际问题。
3、知道电荷量和元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。
重点：电荷守恒定律 难点：感应起电 【合作探究】1、试验：如图所示，两个相互接触的导体A 和B 不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。
现将带正电的导体C 靠近A 端放置，三者均有绝缘支架。
请推断A 、B 带电状况如何？ 若先将A 、B 分开再移走C ，则A ，B ； 若先将C 移走再把A 、B 分开，则A ，B 。
2、争辩：把C 移近A ，金属箔有什么变化？这时把A 和B 分开，然后移去C 。
金属箔又有什么变化？ 再让A 和B 接触，又会看到什么现象？争辩沟通：接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么？ 总的电荷量满足什么样的规律？3、结论：电荷既不会 ，也不会 ，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 。
【收获总结】【达标检测】1、用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发觉它的金属箔片的张角减小，由此可推断（ ）A ．验电器所带电荷量部分被中和B ．验电器所带电荷量部分跑掉了C ．验电器肯定带正电D ．验电器肯定带负电2、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和 。
在这三种方式中，电荷既没有被制造，也没有被毁灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另一部分，而电荷的总量不变，这个结论也被称之为 定律。
3、以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（ ） A.摩擦起电是由于电荷的转移，感应起电是由于产生电荷 B.摩擦起电是由于产生电荷，感应起电是由于电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 4、带电微粒所带的电荷量不行能是下列值中的（ ）A. 2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C 5、有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最终让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？图1.1-2C A B+。
高中教科版物理选修3-1素养课件：第一章-1-电荷-电荷守恒定律-
2.如图所示,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,贴在下部的金属箔片是闭合的。现在把带正电荷的物体C移近导体A,下列说 法正确的是 ( ) A.A的左端感应出正电荷,B的右端感应出负电荷 B.A上的金属箔张开,B上的金属箔保持闭合 C.把A和B分开,然后移去C,A、B上的金属箔仍保持张开 D.先移去C,再把A和B分开,A、B上的金属箔仍保持张开
【解析】选A。摩擦起电过程是得到和失去电子的过程,因此其实质是电子的转 移,静电感应不是创造了电荷,而是电子从物体的一部分转移到另一部分引起的, 满足电荷守恒定律,故A正确;一个带电物体接触另一个不带电物体,两个物体带 上同种电荷,故B错误;摩擦起电,是因为摩擦而使电荷转移,并不是物体产生电荷, 故C错误;由上分析可知,故D错误。
【典例示范】 【典例1】下列有关起电的说法正确的是 ( ) A.摩擦起电说明电荷是可以创造的 B.感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分时,失去了部分电子 C.摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到了电子 D.等量的正、负电荷可以中和,说明电荷可以被消灭
【解析】选C。摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有产 生电荷,物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到了电子,A错误、C正确;感 应起电过程中,电荷从物体的一部分转移到另一个部分,总的电荷量不变,B错误; 等量的正、负电荷可以中和,但电荷并没有被消灭,只是整体不显示电性而已,D 错误;故选C。
4.两个完全相同的导体的电荷分配:
(1)两个完全相同的导体,一个带电,另一个不带电。当两个导体接触后再分开
时,两导体所带的电荷量相等,都等于原来电荷量的一半。
(2)两个完全相同的导体,都带有一定量的电荷,若两带电体的电量分别为Q1、Q2, 则它们接触后再分开都带有 Q1 Q2 的电量,式中电量Q1、Q2均包含它们的正负
1.1电荷及其守恒定律 (1)
物理学的基本定律之一 。它指出，对于一个 孤立系统，不论发生什么变化 ，其中所有电荷 的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明， 如果某一区域中的电荷增加或减少了，那么必 定有等量的电荷进入或离开该区域；如果在一 个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷， 那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
因此，电荷守恒定律又可表示为：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。
（3）元电荷的数值是多少？它的数 值最早是由哪位物理学家测定的？
元电荷的值
e 1.60 10 C
19
美国科学家密立根
（4）什么是比荷？电子的比荷是 多少？
带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷
e 1.60 1019 C 11 电子的比荷为： 1.76 10 C / kg 31 me 9.110 kg
由此得到库仑 定律表达式：
q1q2 F k 2 r
例 3: 在真空中有两个相距 0.3m 的点电 荷 ， 所 带 的 电 荷 量 分 别 是 2×10-8C 和 -4×10-8C 。求每个电荷受到的静电力 有多大，是引力还是斥力？ 分析：如图所示，用“ +” “–” 号表 示电荷的正负。根据牛顿第三定律，电 荷q1、q2 之间的作用力F1 和 F2 是大小 相等，方向相反。
A.导体B带负电; B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电 荷,并且电荷量大小相等; C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边 的电荷量小于右边的电荷量; D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总 电荷量保持不变.
8、图7中A、B是两个不带电的相同的金属球， 它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况中， 判断A、B两球的带电情况： （1）A、B接触后分开，再移去C， 正电，B______ 负电 则A________ ； （2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开， 不带电 不带电 则A_______ ，B_______ ． （3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C， 负电 ，B_______ 负电 ； 则A________–Fra bibliotek+
1.1电荷及守恒定律
即墨一中高二物理导学案（编号：1）课型：新授编写人：吕荣荣审核人：周秀峰编写时间：2011．8 使用时间：编写人：侯炜成审核人：韩丰超编写时间：2011-8-29§1-1 描述运动的基本概念§1、1电荷及其守恒定律学习目标（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念。
2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。
知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开3．知道电荷守恒定律。
4．知道什么是元电荷。
．（二）过程与方法1．通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2．通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点：电荷守恒定律难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
课前预习案预习问题1：初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？自然界只存在种电荷，同种电荷互相，异种电荷相互。
.电荷的多少是用来表示。
预习问题2：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？不带电的物体内存在电荷，且存在正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。
用的方法可以使物体带电，（1）正电荷：丝绸摩擦过的所带的电荷，本质：（2）负电荷：摩擦过的所带的电荷，本质：预习问题3：使物体带电的方式(1)摩擦起电：在一定的条件下，任何两个物体相互摩擦均可带电。
① 相互摩擦的物体带等量异种电荷。
② 摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程。
(2) 接触起电：带电体与不带电的物体直接接触而使物体带电的方式。
电荷从一个物体转移到另一个物体（3）预习问题4：接触带电电荷分配原则（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 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 ，然后剩下的电荷量再进行电荷的 分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配2B A 'B 'A Q Q Q Q +==注意：此式是代数式，A Q 、B Q 可正可负，取决于物体的电性。
高中物理人教版选修1-1课件：第一章+第一节+电荷+库仑定律
2．对电荷守恒定律的理解 (1)电荷守恒定律的另一种表达：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。 如接触带电时不带电物体与带电物体接触后，电荷在 两物体上重新分配，但总电荷量不变。 摩擦起电实质上是电子在不同物体间的转移。
(2)接触带电时，两个完全相同的导体球相互接触，则电 荷量平分。若两导体球带同种电荷，会把总电荷量平分；若 带异种电荷，则先中和然后再把剩余电荷量平分。
[重点诠释] 1．对点电荷的理解 (1)点电荷是一种理想化的模型。如果带电体之间的距 离比它们自身线度的大小大得多，以致带电体的形状和大 小对它们间相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体就 可以看成点电荷。
(2)两个带电的导体球，当忽略导体上的电荷由于相互 作用而重新分布的影响时(即将球看成均匀的带电体)，也可 看成点电荷，电荷之间的距离等于两球心之间的距离。
2．关于元电荷的理解，下列说法正确的是
()
A．元电荷就是电子
B．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷
C．元电荷就是原子
D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
解析：元电荷是物体带电的基本单位、任何物体的电量都 是元电荷的整数倍，元电荷的电荷量指的是电子、质子所 带的电荷量，而不是电子、质子本身，所以A、C错误。 答案：BD
(3)点电荷与我们在必修一中所学的质点相似，都是理 想化模型，带电体能否看成点电荷是相对于具体研究的问 题而言的，与带电体的实际大小没有直接关系。
2．电荷量 电荷的 多少 叫做电荷量，用 Q(或q) 表示。在国 际单位制中，电荷量的单位是 库仑 ，简称 库 ，用符号 C 表示。 3．感应起电 把电荷 移近 不带电的导体，可以使导体带电的现 象，叫做感应起电。
[重点诠释] 1．摩擦起电的实质 正常情况下，构成物质的原子的原子核所带正电荷数 量与周围电子的负电荷数量一样多，原子对外表现为电中 性，在摩擦起电过程中，一些被原子核束缚得不紧的电子 转移到另一个物体上，于是失去电子的物体带正电，得到 电子的物体带负电。
高中物理选择性必修一：1-1电荷及其守恒定律
A．甲图中两球一定带异种电荷 B．乙图中两球一定带同种电荷 C．甲图中两球至少有一个带电 D．乙图中两球只有一个带电
甲
乙
图1－1－7
12.图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近 带正电荷的金属球C．在下列情况中，判断A、B两球的带 电情况：
（1）A、B接触后分开，再移去C， 则A_带__正__电___，B_带__负__电 _；
4、注意： 带电体与金属球不直接接触时。由于静电感应， 箔片也可以张开
1、自然界存在两种电荷
（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、使物体带电的方法
作用 规律：
(1)摩擦起电：电子从一个物体转移到另一个物体
(2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体
电荷量 不能连续变化。
新课探究：
一、电荷
1、自然界中只有两种电荷（由富兰克林命名） （1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷： 用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
2、电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥；
异种电荷相互吸引。
3、电荷量：电荷的多少叫做电荷量，用Q或q表 示，国际单位为：库仑，简称：库，符号：C
叫做感应起电．
（3）感应起电的实质：电子的转移
思考：如果带负电物体靠近A， 则AB上的电子将如何转移？
二、使物体带电的方法：
（三）接触带电
通过与带电体直接接触，电子从一个物 体转移到另一个物体上，从而使不带电的物 体带上与带电体同种的电荷。
接触带电的实质：电子从一个物体转移到 另一个物体
举例：完全相同的金属球接触后，电荷的分配：
13.如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放 在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接
高中物理复习提升-第一章静电场知识点总结
第一章 静电场知识点总结 第一讲 电场力的性质一、 电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷，一种是正电，即用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；另一种带负电，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电，毛皮带正电。
电荷间存在着相互作用的引力或斥力。
电荷在它的周围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电荷量，简称电量。
元电荷ｅ＝1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量都等于ｅ的整数倍。
２、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种：（１）摩擦起电；（２）接触带电；（３）感应起电。
３、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，电荷的总量不变。
这叫做电荷守恒定律。
二、点电荷如果带电体间的距离比它们的大小大得多，带电体便可看作点电荷。
三、库仑定律１、内容：在真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
２、公式：221r Q Q kF =，Ｆ叫库仑力或静电力，也叫电场力，Ｆ可以是引力，也可以是斥力，Ｋ叫静电力常量，公式中各量均取国际单位制单位时，Ｋ＝9.0×109N ·m 2/C 2３、适用条件：（１）真空中；（２）点电荷。
四、电场强度１、电场：带电体周围存在的一种物质，由电荷激发产生，是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在，在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
２、电场强度：（１）定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。
它描述电场的力的性质。
（２）q F E =，取决于电场本身，与ｑ、Ｆ无关，适用于一切电场；2rQK E =，仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
（３）方向：规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。
（４）多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
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第一节
静电场
电荷及其守恒定律
2014年4月3日星期四9时29分39秒
电荷名字的由来：
公元前600年左右，希腊人发现了摩 擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
16世纪，英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念
美国科学家富 兰克林提出了正负 电荷的概念。
一、电荷
3-1 验电器.swf
• 1.两种电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电; 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电. • 2 .两种电荷间的相互作用 同种电荷相互排斥， 异种电荷相互吸引
电荷量：电荷的多少。单位:库仑 C
最小电荷量：电子所带的电荷量 元电荷： 最小电荷量，用e表示
e=1.60x10-19C
所有带电体的电荷量或者等于 e，或者是e的整数倍。故电 荷量不能连续变化 比荷：带电体的电荷量与质量 的比
美国物理学家 密立根(likan)从 1909到1917年所做的测量 微小油滴上所带电 荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负 盛名，堪称实验物理的典范。他精确地测定 了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续 性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展 史上具有重要的意义。由于这个实验的原理 清晰易懂，设备和方法 简单、直观而有效， 所得结果富有说服力，因此它又是一个富有 启发性的实验，其设计思想是值得学习的。 密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应 测量出普朗克常数等数项成就，荣获1923年 诺贝尔物理学奖。 常此以往，油滴实验中，用眼睛在显微镜中观测油滴，时间一 长，眼睛感到疲劳、酸痛。我们采用ＣＣＤ摄象机和监视器， 对实验加以改进，制成电视显微 密立根油滴仪，从监视器上观 察油滴，视野宽广，图象鲜明， 观测省力，克服了上述缺点。
• 2.电荷守恒定律 • 表述一： • 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,或从物体的一部分转移到另一部 分,在转移的过程中，系统的电荷总 数保持不变. • 表述二： • 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。
电荷的分配原则 接触后
1 Q 2
+Q
Ⅱ、静电感应
一个带电体靠近导体时，导体近端带 上异性电，远端带上（等量）同性电。
A A
B B
先分开AB再拿走带电体，AB分别 带上等量异性电荷。
Ⅲ、接触带电
接触后
+Q 再分开
1 Q 2
1 Q 2
3.三种带电方式 (1)摩擦起电： 正负电荷的分开和转移 (2)接触起电： 电荷从一个物体转移到另一个 物体 (3)感应起电： 电荷从物体的一部分转移到另一 部分
再 见
2014年4月3日星期四9时29分40秒
a
A
B
a`
• 分析:本题以静电感应为背景,主要考查电荷守恒 定律的应用. • 导体B虽然不带电,但存在大量自由电子,在带正 电的A作用下,部分自由电子被吸引运动到左端, 右端由于缺少电子而出现正电荷,但电荷总量仍 为零.所以A错B对; • 根据电荷守恒定律,只要B与其它物体没有电荷交 换,电量总保持零不变,所以无论在何处将B分开, 左右两部分的电荷量总是相等的.因此C错; • 当A向B靠近时,B左右两部分的异种电荷总是同 步增加,但变化还是连续的,只能是基本电荷的整 a 数倍.所以D错; B A 当A与B接触时,A上部分电荷 a` 转移到B上,但A、B系统电荷 总量保持不变,所以E正确.
• 例题:如图所示,A、B是被绝缘支架分别架 起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正 电,B不带电,则以下说法中正确的是:( BE )
A.导体B带负电; B.导体B左端出现负电荷,右端出现 正电荷,并且电荷量大小相等; C.若A不动,将B沿图中aa`分开,则两 边的电荷量大小可能不等,与如何分 有关; D.若A向B逐渐靠近,在B左端和右端 的电荷量大小始终相等并且连续变 化; E.若A、B接触一下,A、B金属体所 带总电荷量保持不变.
再分开
接触后
Q
3Q
再分开
Q
Q
• 3.电荷的分配原则
• 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；两个带有 异种电荷的导体接触，电荷也会重新分 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.
注意：处理感应问题时，利用电中性 物体中正负电荷代数和为零。
3-1 摩擦生电.swf
问题：
1、电荷的相互增强、减弱和中和 现象，是否是电荷消失? 2、物体显中性，是否是物体中没 有电荷?
3、各种起电过程是否是创造了电荷?
二、电荷守恒定律：
1、起电的本质 无论是哪种起电方式,其本质都是 将正、负电荷分开,使电荷发生转移， 实质是电子的转移，并不是创造电荷.
◆原子的构成： 质子 （正电）
原子核
中子 （不带电） 核外电子
原子
◆原子核为什么稳定？
质子和中子之间有强相互作用
核力
◆核外电子呢？
离原子核较远的电子容易受到外界的 作用而脱离原子
Ⅰ、摩擦起电(原因)
电子的转移。原来电中性的物体 得到电子则带上负电，失去电子的带 上正电。
金属导电机理？
金属导电机理： 金属内有自由 移动的电子 自由电子 每个正离子 都在自己的平 衡位置附近振 动而不移动。