静电现象与电荷守恒 【学习目标】 1．知道自然界中的两种电荷及其相互作用。 2．知道使物体带电的三种方式。 3．掌握电荷守恒定律及元电荷的概念。 【学习重难点】 掌握电荷守恒定律及元电荷的概念。 【学习过程】 一、知识储备 （一）物体起电的原因 1．摩擦起电：原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成的。在两个不同物体相互摩擦的过程中，两个物体中都有一些电子脱离原子核的束缚而转移到对方，在通常情况下，两个不同材料的物体彼此向对方转移的电子数 。失去电子的物体就显示出带 电，得到电子的物体就显示出带 电。 2．物体所带电荷的多少叫做 ，简称电荷或 。在国际单位制中，它的单位是 ，简称库，用C表示。正电荷的电荷量用 表示，负电荷的电荷量用 表示。 3．感应起电：一个带电的物体靠近一个导体时，导体的电荷分布会发生变化，显示出带电现象，物理学中把这种现象叫做 。利用静电感应使物体带电叫做 起电。 （二）电荷守恒 1．电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体 到另一个物体，或者从物体的一个部分 到另一个部分，在转移过程中，电荷的总量 。这个结论叫做 。 2．元电荷：“元电荷”就是电子所带的电荷，一般用e表示，元电荷值通常取e＝ 二、合作探究 （一）物体起电的原因 [问题设计] 1．在干燥的实验室里，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。玻璃棒和橡胶棒带电原因是什么呢？是否产生了电荷呢？ 答案 原因是玻璃棒上的负电荷向丝绸上转移，橡胶棒上的正电荷向毛皮上转移。不是。 2．取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触，如图1所示。起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。 图1 （1）把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔有什么变化？ （2）这时把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？ （4）再把带正电物体C和A接触，金属箔又有什么变化？ 答案 （1）C移近导体A，两侧金属箔片都张开； （2）箔片仍张开，但张角变小； （3）再让A、B接触，箔片都闭合。 （4）两侧金属箔片都张开。 [要点提炼] 1．摩擦起电的原因：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。 2．感应起电的原因：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，导体中的自由电子便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。 3．三种起电方式的实质都是电子的转移。 （二）电荷守恒定律 [问题设计] 1．电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？ 答案 不会。 2．前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子的得失。那么，在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗？ 答案 在一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变。 [要点提炼] 1．电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量不变”。 2．导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关。若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q1和Q2，两小球接触后再分开，将平分电荷，两小球带电量都为Q＝(式中电量Q1和Q2均包含它们的正、负号)。 [延伸思考] 1．怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”？ 答案 “电荷的总量”可理解为正、负电荷的代数和。 2．“电荷的中和”，是电荷消失了吗？“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗？ 答案 不是。“电荷的中和”是指两个带等量异种电荷的物体，其带电数量达到等量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体相互接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程，在此过程中电荷仍然守恒。 （三）元电荷 [问题设计] 1．物体 ... ...
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