1.1电荷及其守恒定律
1.1电荷及其守恒定律
回顾：
1.三种起电方法
摩擦起电、感应起电、接触起电
２.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，并不是创造电荷.
二、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.
规律：近端感应异种电荷，
远端感应等量同种电荷
验电器感应起电的解释
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 。
闪电是如何形成的？
富兰克 林统一 天电、 地电
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。
8、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠 近不带电验电器的金属小球a，然后用 手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶 棒，这时验电器小球A和金箔b的带电 情况是 （ C ） A．a带正电，b带负电 a B．a带负电，b带正电 c C．a、b均带正电 D．a、b均带负电 b E．a、b均不带电
验电器检验物体带电的原理
被检验物体接触验电器金 属球时，将电荷传到箔片上， 使两个箔片带上同种电荷。同 种电荷会相互排斥，使两个箔 片张开一定角度，从而判断被 检验物体带#43; + +
+ +
+ +
思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接 触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象.
电荷及其守恒定律
三、电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消灭，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。
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
（2）什么是元止,科学实验发现的最小电荷量就是电子所 带的电量.质子.正电子所带的电量与它相同,但符号 相反.人们把这个最小的电荷量叫做元电荷.
一个电子所带电量为元电荷
.
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元电荷
元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验
测得到的．尽管质子、电子的电荷量的数值皆
得到电子：带负电 失去电子：带正电
(2)特点：两物体带等量异种电荷
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起电的原因
原子的核式结构 原子是电中性的
摩擦起电的原因： 束缚电子本领弱的物体带失去电 子带正电， 束缚电子本领强的物体得到电子 带等量的负电
丝绸 - 玻璃 + 毛皮 + 橡胶 -
思考：玻璃无论与什么 物质摩擦都带正电吗? 玻璃棒与毛皮摩擦后带负电
电荷、电量、带电体三个词往往不加区分地使 用，其中电荷一词用得最广． 在某些情况下，电荷实际指带电体本身．
（2）.电荷量的国际单位是：库仑，符号：C
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探究思考：
（1）电荷量有正负吗？如何比较两个 电荷量？
电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质 比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值
②用手指摸甲球。
③手指移开。
④移开乙球。
⑤⑥甲甲球球带不正带B电 电C。 。
下列操作过程和所得结论正确的有（
1.1电荷及其守恒定律
知识回顾:用丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦的橡胶棒带负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，根据电荷的这种特点制成了验电器。
当有带电的导体接触验电器小球时，验电器内部的金属箔有一定的张角。
验电器为什么梳子能把小纸屑吸引起来呢？为什么她的头发会立起来呢？油罐车的尾部有一条铁链第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律1. 知识与能力√ 知道自然界存在两种电荷，正电荷和负电荷，知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，并能由此解释生活中的一些物理现象。
√ 理解元电荷的概念，并知道电荷量只能是一系列不连续的整数值。
√ 记住元电荷的值和电子质量，会计算电子的比荷。
过程与方法√ 通过实践摩擦起电的过程了解使物体带电的方法和从微观角度解释带电的本质。
√ 通过静电感应实验学会分析电荷的变化情况。
3.情感态度与价值观√ 理解并掌握电荷守恒定律，并会用电荷守恒定律解释近代微观原子领域的一些实验现象。
教学重点：教学难点：摩擦起电现象的分析感应起电现象的分析电荷守恒定律原子结构内容解析二、电荷守恒定律三、元电荷原子核核外电子（带负电）质子（带正电）中子（不带电）原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界不显电性。
1、原子结构一、电荷子和中子被核力紧密地束缚在一起。
核力来源于强相互作用，所以原子核的结构一般是很稳定的。
核外电子靠质子的吸引力维系在原子核附近。
多少和运动状况也不相同。
质子、中子数目不同电子运动轨道不同核外电子绕原子核高速运动2、摩擦起电容易受到外界的作用而脱离原子。
当两个物体摩擦时，一些束缚的不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是，原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体带正电。
这就是摩擦起电。
摩擦起电并不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，并使电子从一个物体转移到另一个物体。
用丝绸摩擦的玻璃棒带正电▲用毛皮摩擦的橡胶棒带负电常见的摩擦起电现象：3、自由电子子核的束缚在金属中自由活动，这种电子叫自由电子。
江苏省淮安市涟水中学高中物理 1.1 电荷及其守恒定律课件 新人教版选修3-1
感应起电 静电感应 异种电荷 接触起电
同种电荷
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二、电荷守恒定律 1．第一种表述 电荷既不能 ，也不能 ，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 保持不变，这个结 论叫做电荷守恒定律． 2．第二种表述 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 保持不变．
用手触摸导体时，只有 用手触摸枕形导体 A端带负电荷，将手和 后，B端不再是最 C移走后，不再有静电 远端了，人是导体， 感应现象，A端所带负 人的脚部连接的地 电荷便分布在枕形导体 球是最远端，这样 上，A、B端均带有负 B端不再有电荷， 电荷，两对金属箔均张 B端金箔闭合 开
综合以上 分析可看 出，D也 正确
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两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10 －9 C，Q ＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何 B 转移？转移了多少？
两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正 电荷再重新分配．即接触后两小球的电荷量 QA＋QB 6.4×10－9＋－3.2×10－9 QA′＝QB′＝ ＝ C 2 2 ＝1.6×10
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如右图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接 触)时，验电器的金箔张角减小，则( ) A．金属球可能不带电 B．金属球可能带负电 C．金属球可能带正电 D．金属球一定带负电 【思路点拨】 靠近和接触验电器金属球都可以判断其是否带电，前者发生的是 静电感应现象，后者是因为带电体所带的电荷可以转移到验电器上．
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从实验中我们可以发现，并非只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属箔 片才开始张开，而是当带电体靠近导体棒上端时，金属箔片就张开了．因为当带 电体靠近金属棒的上端时，由于静电感应，靠近带电体导体棒的一端就带上了与 带电体电性相反的电荷，而远离带电体的一端就带上了与带电体电性相同的电荷， 所以金属箔片就张开了.
高中物理选修3-1笔记 电场
第一章静电场1.1电荷及其守恒定律一、电荷1.物体带电：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电或有了电荷。
2.两种电荷（自然界只存在两种电荷）1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（丝玻正）2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷（毛橡负）3.自由电子和离子金属中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。
（失正得负）4.作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引二、物体带电的三种方式（本质都是自由电子的转移）1.摩擦起电当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来是电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物质则带正电。
2.静电感应当导体靠近带电体时，导体中的自由电子就会受到带电体对它的排斥或者吸引，使导体两端出现异种电荷，近端与带电体异号，远端与带电体同号，这种方式称为感应起电，这种现象称为静电感应。
验电器的原理：两片金箔带同种电荷，彼此相斥而张开3.接触起电不带电的物体与带电体接触，能使不带电的物体带上电荷，这种方式成为接触起电。
分配规律：A带-Q，B带+5Q，AB接触再分开，电荷相加在平分A=B=+2Q三、电荷守恒定律1.内容：电荷既不会创生，也不会消灭，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。
在一定情况下，带电粒子可以产生和湮灭。
一个高能光子在一定条件下可以产生一对正、负电子；一对正、负电子可以同时湮灭转化为光子。
现代表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷1.电荷量：电荷量又叫电量，它表示了电荷的多少，其单位是“库仑”，简称“库”，用符号C表示2.元电荷：最小电荷量（即科学实验发现的最小电荷量，最早由美国物理学家密里根测定），用e表示。
电荷量不能连续变化1）e=1.6×10-19C2）质子：所带电荷量与元电荷相同，符号与电子相反。
课件11：1.1 电荷及其守恒定律
没有正负。电子和质子是实实在在的粒子，不是元电荷，虽然其 电荷量为一个元电荷。
电荷量是不能连续变化的，所有带电体所带电荷量只能是元电 荷的整数倍
（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？
电荷的代数和总是保持不变。
4、元电荷：电荷量e 1.60 1019C称为元电荷.
5、电子和质子的电荷量 均为e，所有带电体的电荷量
或者等于 e，或者是 e的整数倍.
6、电子的比荷：e me
1.60 1019 C 0.911030 k g
1.76
1011
C
/
k
g
验电器的主要作用有： （1）检验导体是否带电。 （2）检验导体所带电性。 静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验 电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又 具备验电器不能替代的某些作用。 （1）定量测量两导体间的电势差。 （2）定量测量某导体的电势。
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、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电 (2)感应起电-近异远同 (3)接触起电 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，
元电荷的值 e 1.601019 C 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
电子的比荷为：e me
1.601019 C 0.911030 kg
1.761011C / kg
4、验电器和静电计
静电计(指针式验电器)
验电器
验电器与静电计在作用上的不同
高中物理必修二第九章—1.1电荷、电荷守恒定律
③所有带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍
3、比荷：微观粒子所带的电量值与其质量的比值叫 做微观粒子的荷质比，简称比荷。
比荷的特点：比荷是描述微观粒子的基本物理量，相 当于宏观物体的密度。同种粒子，比荷相同且不变； 不同种类的粒子，比荷一般不同。
电子的比荷：e/m=1.76×1011C/kg。 质子的比荷：e/m=9.59×107C/kg。 科学家是通过测量微观粒子的比荷来识别粒子的。
⑶A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，
则A_带___负__电__， B_带__负__电__；
例题6、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 __负__电__荷____ ．若手的接触点改在A端，情况 又如何___负__电__荷____ 。
Q
粒子 π＋ π－
u
d
u/
d/
电荷量 ＋e －e ＋2e/3 －e/3 －2e/3 ＋e/3
A、π+由u和d/组成， B、π+由d和u/组成， C、π－由u和d/组成， D、π－由d和u/组成
例题9. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验 电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电荷
的分布情况，正确的是：( B )
特点：⑴摩擦起电的实质是电子的转移。
⑵相互摩擦的两个物体一定会带上等量的异种电荷。
2、感应起电：
视频：感应起电 ⑴静电感应：把一个带电的物体靠近一个不带电的绝
缘导体时，导体两端将带上等量异种电荷的现象， 叫做静电感应．
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1_1电荷及其守恒定律
1.1电荷及其守恒定律【学习目标】1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道静电感应现象，物体带电现象的本质．3．知道什么是元电荷．4．掌握库仑定律并会用库仑定律的公式实行相关的计算．【课前预习】1．自然界中只存有两种电荷：______电荷和________电荷．电荷间的作用规律是：同种电荷相互______，异种电荷相互________．2．用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带____________电荷，毛皮带__________电荷．用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带______电荷，丝绸带______电荷．3．原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为________．金属中距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________________．失去这种电子的原子便成为带____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．所以金属导电时只有________在移动．4．把带电体移近不带电的导体，能够使导体靠近带电体的一端带________，远离的一端带________这种现象叫静电感应．利用静电感应使物体带电叫________起电．常见的起电方式还有________和________等．5．电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体______到另一物体，或者从物体的一局部____________到另一局部．6．物体所带电荷的多少叫________________．在国际单位制中，它的单位是________，用________表示．7．最小的电荷量叫________，用e表示，e＝________.所有带电体的电荷量都等于e 的____________．电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的________．【学习过程】一、电荷1．摩擦起电的原因：2．静电感应的原因：3．起电原因二、电荷守恒定律．1．“电荷的中和”的理解2．电荷的分配例题：两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球相互接触后再分开，则两个小球的带电量分别为____________和_______________三、电荷量1．电荷量的正负号含义2．元电荷的理解3．比荷【课堂检测】1．关于元电荷的理解，以下说法准确的是： （ ）A ．元电荷就是电子B ．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C ．元电荷就是质子D ．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍2．元电荷的电量是________， 16 C 电量等于________元电荷．3．如下图，原来不带电的绝缘金属导体MN ，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端，可能看到的现象是 （ ）A.只有M 端验电箔张开,且M 端带正电B.只有N 端验电箔张开,且N 端带负电C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电D.两端的验电箔都不张开,且左端带正电,右端带负电4．有三个完全一样的球A 、B 、C ，A 球带电荷量为7Q ，B 球带电荷量为－Q ，C 球不带电，将A 、B 两球固定，然后让C 球先跟A 球接触，再跟B 球接触，则三个小球的带电量分别为____________和_______________和_____________【回顾小结】1．电荷起电方式 感应起电 带电本质2．电荷守恒定律内容 电荷的分配3．电荷量电荷量 元电荷 比荷【课后练习】 M N A。
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摩擦时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
2.使物体带电的方法：
②感应起电
静电感应
金属导电机理： 金属内有自由移动的电子 自由电子（实现导电） 正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。
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小 结
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、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电 (2)感应起电-近异远同 (3)接触起电 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 1.601019 C称为元电荷 .
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感应 起电
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近异
远同
2.使物体带电的方法：
②感应起电
使物体带电的方法：
3、感应起电
使物体带电的方法：
3、感应起电
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使物体带电的方法：
3、感应起电
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使物体带电的方法：
3、感应起电
使物体带电的方法：
3、感应起电 （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 远端
感应异种电荷， 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．
（3）静电感应解释：
1、自由电子受力向一端移动，另一端带等量 的正电荷．
2、感应起电没有创造电荷，只是使物体中的 正负电荷分开，将电荷从物体的一部分转移到另 一部分．
4、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 列论述正确的是： A、把质子或电子叫元电荷． B、1.60×10-19C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．
√ √ √
新课标选修3－1
第一章 静电场
1.1 电荷及其守恒定律
一、电荷
1、自然界中有两种电荷(富兰克林命名)
（1）正电荷：+Q +q
+ _
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
（2）负电荷：
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电荷量：电荷的多少（看绝对值）。单位:库仑 C
2.使物体带电的方法：
一个电子所带电量为元电荷（数量单位） 所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍 元电荷的值
e 1.6010 C
19
美国科学家密立根
带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷
e 1.601019 C 11 电子的比荷为： 1 . 76 10 C / kg 30 me 0.9110 kg
5、电子和质子的电荷量 均为e，所有带电体的电荷量 或者等于e，或者是e的整数倍 .
6、 电 子 的 比 荷 ： e 1.60 1019 C 11 1 . 76 10 C / kg 30 me 0.91 10 kg
1、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造， 也没有被消灭，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，而且电 荷的总量不变，这个结论也被称之为 定律。 2、将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后， 在导体A中的质子数 （ ） A．增加 B．减少 C．不变 D．先增加后减少
是否只有当带电体与导体棒的 上端直接接触时，金属箔片才 开始张开？解释下面将要看到 的现象。
（4）验电器和静电计
验电器与静电计在作用上的不同
验电器的主要作用有： （1）检验导体是否带电。 （2）检验导体所带电性。
静电计也称作指针式验电器，这说明它完全 具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构， 使得它又具备验电器不能替代的某些作用。 （1）定量测量两导体间的电势差。 （2）定量测量某导体的电势。
①摩擦起电
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
实质： 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。
物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因 是什么？ （正电） 原子的构成 质子 （正电） 原子核 原子 中子 （不带电） （中性） 核外电子 （负电） 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 ＋ ＋ ＋ ＋
二、电荷守恒定律：
大量事实表明： 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.（电荷守恒定律）
现在的表述： 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。 科学实验发现，只能转移整数个电子，或者 至少转移一个电子。
3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷 的电量为______ ；一个电子的电量为_____ ，一个质 子的电量为______ ；任何带电粒子，所带电量或者等 于电子或质子的电量，或者是它们电量的______．最早 测出元电荷的数值的是美国物理学家 ，这位科学 家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的 。
3、接触带电 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 Ｑ 2 1 Ｑ 2
接触后
+Q -3Q -Q -Q
再分开
完全相同的带电导体，平分 净电荷
二、电荷守恒定律：
1.三种起电方法 摩擦起电、感应起电、接触起电
２.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，并不是创造电荷.
5、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
√ √ √
6、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