1.1
1.1 电荷及其守恒定律 电荷及其守恒定律
普通高中课程标准实验教科书物理选修 3-1
目录
电荷、电荷间的相互作用 起电方式
原子结构、电荷守恒定律 电荷量、元电荷、比荷
• 自然界中有几种电荷？都是什么？
• 电荷间的相互作用是怎样的？
• 如何使物体带电？
• 物体显电性是创造了电荷吗？
• 物体带电的本质是什么？
• 1. 电荷
• 物理学上规定，用 ________ 摩擦过的 _______ 带 负电；用 ________ 摩擦过的 _______ 带正电。
正电荷
负电荷
毛皮 橡胶棒
丝绸 玻璃棒
2. 电荷间的相互作用
1 ）同种电荷 _________
2 ）异种电荷 _________
相互排斥 相互吸引
思考：如上图所示，甲图中相互吸引 的两个小球一定带异种电荷吗？乙图 中相互排斥的两个小球一定带同种电 荷吗？
二、起电方式
起 电 方 式
摩擦起电
接触起电
感应起电
摩擦起电
不同物体间摩擦时，由于 摩擦做功使电子获得能量发 生 _________ ，结果使物体 分别带上等量异种电荷。一 个物体与其他不同物体摩擦 起电时，该物体可能带正电
，也可能带负电，这取决于 另一物体中原子核对电子束 缚能力的大小。
转移
实质：用摩擦的方法使电荷发生了转移。
• 静电感应：将电荷移近不带电的导体，可以使导 体带电，这种现象叫做静电感应。
• 感应起电：利用静电感应使物体带电的过程，叫 感应起电。
感应起电
• 必须将导体（而非绝缘体）靠近带电体，导体内 的自由电子受到带电体的作用力而定向移动，使 导体中的正负电荷 _________ ，然后将导体 ____
_____ ，再移走带电体，则两部分分别带上异种 电荷。
感应起电的方法
分开 分离
本质：正负电荷的分离。
有关“枕形导体”的一些结论
1. 若一个带电体靠近枕形导体，
则枕形导体上靠近带电体的一端 带与带电体上电性相反的电荷；
若移走带电体，则正负电荷以光 速中和；
2. 不拿走带电体，无论触摸枕形 导体上任何位置，导走的电荷均 为与带电体上电性相同的电荷；
此时移走带电体，枕形导体上均 匀分布着与带电体上电性相反的 电荷。
－ ＋
＋ － －
• 例题：取有绝缘支柱的两个不带电 枕形导体 A 、 B ，使它们彼此接触
。用丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复 多次接触球形导体 C ，使之带正电
。将 C 移近 A ，用与有机玻璃棒摩 擦过的丝绸分别靠近 A 、 B 。（如 图所示）
• 【现象】线绸靠近 B，而远离 A.
［问题 1 ］为什么会出现这样的现象
［问题 2 ］如将 A 、 B 分开，再移走？ C ， A 、 B 带电情况如何？
［问题 3 ］将 A 、 B 接触，它们是否 带电？这说明什么？
• 1. 用带电导体与不带电导体接触；
• 2. 两个带相反电荷但所带电荷量不同的导体相接 触，都可以使导体带电。
• 前一种情况是两导体带同种性质的电荷，如果两 个导体完全相同则 _________ 电荷量；后一种情 况是两个导体先 _________ 相同量的异种电荷，
然后 _________ 剩余电荷。
接触带电
中和平分 平分
三、验电器的工作原理
1. 验电器是检验物体是否 带电荷和估测物体带电多 少的仪器；
2. 工作原理：
① 同种电荷相互排斥
② 异种电荷相互吸引
如图所示，当带电的橡胶棒与验 电器的金属球接触时，有一部分电 荷转移到验电器上，与金属球相连 的两个指针带上同种电荷，因相互 排斥而张开。
－
－ ＋
• 1 ）原子结构：原子由 ___________ 和 _______
____ 组成，而原子核又由质子和种子组成。其中 中子呈电中性，质子带 _________ （填“正电”或“
负电”），电子带 ___________ （填“正电”或“负 电”）。原子所含的电子数和质子数相等，所以不 显电性。
四、原子结构与电荷守恒定律
中子 质子
负电 正电
• 当物体受外界影响时，电子发生转移，原子内电 子数与质子数不再相等，这时物体就带电了。物 体失去电子带 _________ ，得到电子带 _______
__ 。由此可见，使物体带电的过程只不过是电子 发生转移的过程，电荷并没有产生和消失。
起电本质
负电 正电
• 电荷既不能 ___________ ，也不能 _____
______ ，只能从一个物体 ________ 到另 一个物体，或者从物体的一部分 ________
到另一部分，在转移的过程中，电荷的总 量 ___________ 。
2. 电荷守恒定律
创造
消灭 转移
转移
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 和总是保持不变的。
• 1) 电荷量
定义：物体带电的多少。
国际单位：库仑 符号： C
五、电荷量 元电荷 比荷
• ① 科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电 荷量。质子、正电子带的电荷量与它相同，但符 号相反。人们把这个最小的电荷量叫元电荷，用 e 表示。计算中，我们取 e=1.60×10-19 C.
△ 注意：元电荷是电荷量，不是电荷！所有带电 体的电荷量都必须是 e 的整数倍！
• ② 最早测定 e 值的人是美国的物理学家 _______
____ ，通过 _________ 实验测得的。
元电荷
密立根 油滴
• 定义：电子的电荷量 e 与电子的质量 me之比。
比荷
• 1 、如图所示，不带电的枕形 导体的 A 、 B 两端各贴有一对 金箔。当枕形导体的 A 端靠近 一带电导体 C 时（ ）
A ． A 端金箔张开， B 端金箔 闭合
B ．用手触摸枕形导体后， A 端金箔仍张开， B 端金箔闭合 C ．用手触摸枕形导体后，将
手和 C 都移走，两对金箔均张 开
D ．选项 A 中两对金箔分别带 异种电荷，选项 C 中两对金箔 带同种电荷
课后练习
BCD
• 2 、如图所示，挂在绝缘细 线下的小轻质球，由于电荷 的相互作用而靠近或远离，
所以（ ）
• 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 ．甲图中至少有一个带电
• D ．乙图中两球至少有一个 带电
BC
3 、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 4 、下列叙述正确的是（ ）
A 、摩擦起电是创造电荷的过程 B 、接触起电是电荷转移的过程
C 、玻璃棒无论与什么物体摩擦都会带正电
D 、带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消 失，这种现象叫做电荷的湮没
C
B
• 5 、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
• 6. 绝缘细线上端固定，下端挂 一轻质小球 a ， a 的表面镀有 铝膜；在 a 旁有一绝缘金属球 b ，开始时， a 、 b 都不带电
，如图所示，现使 b 带电，则
（ ）
A.b 将吸引 a ，吸住后不放开 B. b 先吸引 a ，接触后又把 a
排斥开
C.a 、 b 之间不发生相互作用 D.b 立即把 a 排斥开
B
• 7. 一个带电小球所带电量为 q ，则 q 可能是（ ） A.3×1019C B.1.6×10-19C
C.0.8×10-19C D.9×10-19C
• 8. 下列说法正确的是（ ）
A. 导体内总有电荷，而绝缘体内没有电荷 B. 若物体不带电，则物体内没有任何电荷
C. 物体中总有电荷，而不带电是因为它所带的正电荷 和负电荷电量相等
D. 用丝绸摩擦玻璃棒，只产生正电荷而不产生电荷 B
C
• 9. 现用带正电的金属球 A 接触 B ， B 带正电的原 因是（ ）
A. A 球上的正电转移到了 B 球上 B. B 球上的负电荷转移到了 A 球上
C. B 球的正电荷转移到了 A 球上 D. B 球自身产生了正电荷
B
• 10. 有两个完全相同的带电绝缘金属小球 A 、 B
，分别带有电量 QA=6.4×10-9C ， QB=-3.2×10-9C
，让两金属小球接触，在接触过程中，电子如何 转移并转移了多少？
答案：转移的电子数是 3.0×1010
