人教版选修【3-1】1.1-电荷及其守恒定律.ppt
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1、,情景切入自古以来,人们就对自然充满敬畏与好奇电闪雷鸣,是一种常出现在暴风雨中的自然现象,它是那样的神秘,来去匆匆,稍纵即逝(如图1)它给人们带来甘霖,同时也给人们带来恐惧几千年以来人们一直想探究其中的奥秘,更想将它驾驭于手中美国科学家富兰克林就曾冒着生命危险,尝试用风筝去捕捉雷电(如图2),图1电闪雷鸣与静电有关,图2富兰克林做风筝实验 电是那样的实在,给我们的生活带来极大的方便电又是那样的神奇,让人看不见,摸不着电是什么?我们又该如何认识它呢?,知识导航本章从电荷在电场中受力和电场力做功两个角度研究电场的基本性质在学习过程中要掌握七个概念、二个定律、一个规律、两种关系、一种研究方法七个概念
2、:电场强度、电场线、电势、电势能、电势差、电容、电容器二个定律:电荷及其守恒定律、库仑定律一个规律:带电粒子在电场中运动的规律两种关系:电场力做功与电势能的变化关系、匀强电场中电场强度与电势差的关系一种研究方法:比值定义法,其中,库仑定律的应用、电场力做功、电荷电势能的变化规律(即能的转化与守恒定律)、电容器构成的电路动态分析,带电粒子(微粒)在复合场中的运动是本章的难点本章的内容是电学的基础知识,也是学习以后各章的准备知识,学法指导1本章的特点是:基本概念多且抽象,许多知识要在力学知识基础上学习和运用因此学习中应注意复习必要的力学知识,以便能够自然地把力学和电学知识密切联系起来2电场强度的定
3、义是一种新型的定义方法比值定义法,也是物理学中的一个常用方法要能正确理解电场强度和试探电荷所受的电场力无关、和试探电荷q无关的结论,3电势的概念也是电场的一个非常重要的概念能理解它的具体含义,知道它是反应电场中能的性质的物理量它和电场强度一样也是用比值定义法来定义的,要进一步理解比值定义法的实用价值4电场线和等势面是为了形象化理解电场而引入的假想的线,实际不存在,但在解决电场中电场强度大小的比较、电势的高低、电荷电势能高低的比较、电场力对电荷做功正负等方面有非常重要的实用价值,要切实掌握,5本章知识在实际中有广泛的应用现行教材中特别注意理论与实际的结合,从内容到习题和阅读材料,有许多现代化设备
4、的介绍,如静电复印、范德格拉夫静电加速器的利用等通过这些介绍,可以使理论更好地与生活实际相联系,对学好这些物理知识有很大的帮助作用,而且也可以拓展思路,学会用理论知识去分析和解决实际问题,在干燥的冬天,你也许有过这样的经历:当你经过铺有地毯的走道来到房间门口,在伸手接触金属门把的一刹那,突然听到“啪”的一声,手被麻了一下,弄得你虚惊一场(下图)是谁在恶作剧?,1自然界只存在两种电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是一种,用毛皮摩擦过的 所带的电荷是另一种美国科学家富兰克林(如图)把前者命名为 ,把后者命名为 2金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的 而在金属中自由活动,这种电子叫 失去电子
5、的原子便成为带 电的 ,硬橡胶棒,正电荷,负电荷,自由电子,正,离子,束,缚,3使物体带电的方法有三种(如图):它们分别是三种带电方式的实质都是一样的,都是使电荷从 转移到 ,或从物体的 转移到 ,一个物体,另一个物体,一部分,另一部分,4到目前为止,科学实验发现的最小电荷量是 所带的电荷量 、 带有跟电子等量的异种电荷这个最小的电荷用e表示e,电子,质子,正电子,1.601019C,1电荷(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒都可以吸引碎纸屑(下图)物体有了这种能吸引轻小物体的性质,就说它带了电荷,简称带了电,(2)自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷同种电荷相互排斥,异种电荷相
6、互吸引特别提醒:尽管电荷量有正负值(正号一般省略),要知道这里的“”、“”号代表电荷的性质(种类),与数学中的正负号的含义不同,不显电性的物体内有电荷吗?答案:物体由原子组成,原子由电子和原子核组成,而原子核又由中子和质子组成其中质子带正电,电子带负电,原子所含的电子数和质子数相等,因此不显电性的物体内同样存在电荷.,(1)摩擦起电:当两个物体互相摩擦时,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,这就是摩擦起电(2)感应起电: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
7、靠近带电体的一端带异号电荷,远离的一端带同号电荷这种现象叫做静电感应利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电注:感应起电有严格的操作步骤,a使带电体C(如带正电)靠近相互接触的两导体A、B(如图甲)b保持C不动,用绝缘工具分开A、B.c移走C,则A带负电,B带正电(如图乙)如果先移走C,再分开A、B,那么原来A、B上感应出的异种电荷立即中和,不会使A、B带电特别提醒:感应起电时,保持带电导体对外绝缘是成功的关键,在干燥的环境中操作是必要的条件,(3)接触起电:用带电物体与不带电物体接触或两个带相反电荷但所带电荷量不同的物体相接触,都可以使物体带电前一种情况是两物体带同种性质的电荷,如果两个
8、物体相同则平分电荷量,后一种情况是两个物体先中和相同量的异种电荷,然后分配剩余电荷特别提醒:接触起电与感应起电的异同点如下:(1)相同点:实质相同,都是电子的转移(2)不同点:前者必须接触,后者只需靠近,为什么能发生感应起电的是导体而不是绝缘体答案:感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下,导体上的正负电荷发生了分离,使电荷从导体的一部分转移到了另一部分,只有导体上的电子才能自由移动,绝缘体上的电子不能自由移动,所以导体能发生感应起电,而绝缘体不能.,电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体在任何转移的过程中,电荷的总量不变电荷守
9、恒定律也常表述为: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,特别提醒:(1)在一定条件下,电荷是可以产生和湮灭的,但电荷的代数和不变,如一对正、负电子可同时湮灭,转化为光子(2)电荷守恒是自然界重要的基本规律之一当两个带异种电荷的导体接触时,会发生电荷的中和现象,中和的电荷是不是消失了?答案:不是所谓“中和”是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时,由于正负电荷间的吸引作用,电荷发生转移,最后都达到中性状态的一个过程.,(1)通常把e1.601019C的电荷叫做元电荷所有带电体的电荷都是元电荷的整数倍元电荷并非是一种电荷,而是最小电荷量值它也是电荷量的最小单位(2)电子的电荷量和
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- 人教版 选修 1.1 电荷 及其 守恒定律
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