1-1电荷及电荷守恒定律
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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。
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+。
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。
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。
高中物理选修1-1 知识点梳理和总结一、电场汪村中心小学 钱少华 (一)电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为1.6×10-19C ,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种①摩擦起电,②接触起电,③感应起电。
4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们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,系统的电荷总数是不变的.注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
(二)库仑定律 1.内容: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,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.公式:221rq q kF k =9.0×109N ·m2/C23.适用条件:(1)真空中; (2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.(这一点与万有引力很相似,但又有不同:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r )。
点电荷很相似于我们力学中的质点.(三)电场1.存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3.电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
(四)电场强度匀强电场- - -点电荷与带电+等量异种点电荷的等量同种点电荷的孤立点电荷周围的1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电量q 的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱2.表达式:E =F /q (定义式) 单位是:N/C 或V/m ;E =kQ/r 2(导出式,真空中的点电荷,其中Q 是产生该电场的电荷) E =U /d (导出式,仅适用于匀强电场,其中d 是沿电场线方向上的距离)3.方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直.4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变,这一点很相似于重力场中的重力加速度,点定则重力加速度定,与放入该处物体的质量无关,即使不放入物体,该处的重力加速度仍为一个定值.5.电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)6.电场强度和电场力是两个概念,电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关,而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关,(五)电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在. 1.切线方向表示该点强的方向,也是正电荷的受力方向.2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止. 3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小. 4.匀强电场的电场线平行且距离相等. 5.没有画出电场线的地方不一定没有电场. 6.顺着电场线方向,电势越来越低.7.电场线的方向是电势降落陡度最大的方向,电场线跟等势面垂直. 8.电场线永不相交也不闭合, .电场线不是电荷运动的轨迹.二、磁场(一)磁场 磁感线 1.磁场的产生(1)磁极周围有磁场.(2)电流围有磁场(奥斯特发现电流的磁效应).2.磁场的基本性质对处于磁场中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用,有强弱和方向.(对磁体一定有力的作用;对电流、运动电荷可能有力的作用).3.磁感线(1)用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线.(2)磁感线每一点的切线方向就是点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N极的指向.(3)磁感线的疏密表示磁场的强弱.(4)磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同).(5)要熟记常见的几种磁场的磁感线.(二)电流的磁场、安培定则(右手螺旋定则)1. 电流的磁效应:不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称之为电流的磁效应.1820年,丹麦物理学家奥斯特用实验展示了电磁的联系,说明了电与磁之间存在着相互作用,揭示了电流的磁效应,这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义,也预示了电力应用的可能性.2.安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指向磁感线方向;对环行电流,大拇指指向中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指向螺线管内部的磁感线方向.(1)判断直线电流的磁场具体做法是右手握住_______,让伸直的拇指的方向与_______一致,那么,弯曲的四指所指的方向就是_______的环绕方向.(2)判断通电螺线管的磁场具体做法是右手握住_______,让弯曲的四指所指的方向跟_______一致,拇指所指的方向就是螺线管______________的方向.3.安培分子电流假说(又叫磁性起源假说):认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的.安培认为在原子,分子等物质微粒内部存在着一种环形电流--分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为一个微小磁体,它的两侧相当于两个小磁极,并且这两个磁极跟分子电流不可分割地联系在一起.三、地磁场地磁场:地球本身就是一个大磁体,地磁场的N极在地理的南极,S极在地理的北极.地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,其间有一个交角,叫做磁偏角.四、磁感应强度、安培力、左手定则1.磁感应强度(1)磁感应强度是反映磁场_______的物理量.(2)公式:B=__________单位:__________;磁感应强度是矢量.2.安培力(1)在磁场中,通电导线要受到_____力的作用,我们使用的电动机就是利用这个原理来工作的.(2)通电导体放在磁场里,当导线方向与磁场垂直时,所受的安培力_____;当导线方向与磁场一致时,所受的安培力_____;当导线方向与磁场斜交时,所受的安培力_______________.(3)导线方向与磁场垂直时,导线受到的安培力大小F=______________.3.安培力的方向——左手定则伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平面内,让_______穿入手心,并使四指指向_______的方向,则拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.4.磁场力的本质磁极和电流之间的相互作用力(包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流),都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用.因此在分析磁极和电流间的各种相互作用时,除要记住“同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引”的结论,还应该记住更加普遍适用的:“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”.五、洛仑兹力洛仑兹力的方向1.磁场对___________有力的作用,这种力叫做洛伦兹力.2.左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平面内,让_______穿入手心,并使四指指向____________的方向,则拇指所指的方向就是运动正电荷所受安培力的方向.3.洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向,又垂直于磁感应强度方向三、电磁感应、电磁技术与社会发展(一)电磁感应现象及其应用、电磁感应定律1.英国物理学家___________经过10年的艰苦探索,终于在1831年发现了___________现象,进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系,奏响了电气化时代的序曲.2.闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时,__________中就产生电流,这类现象就叫做___________.由电磁感应产生的电流叫做___________.3.电磁感应的产生条件(1)磁通量:穿过一个___________的磁感线的多少.(2)条件:只要穿过_____________的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生. 4.感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势.5.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的_________成正比. (1)表达式:_____________ ,多匝线圈的电动势:______________________. (2)磁通量的变化率描述_________________________.(3)导体垂直切割磁感线产生的感应电动势的表达式: . 二、交变电流 变压器 高压输电1.交变电流(简称交流(AC ),俗称交流电):大小和方向都随时间做周期变化的电流.2.交流发电机:由定子和转子组成,转子的转动使穿过线圈的磁通量发生变化,在线圈中激发出感应电动势.3.交流的变化规律:日常使用的电是由电网送来的,电网中的交变电流,它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化,叫做正弦式电流.(1)表达式:t E e m ωsin = t I i m ωsin = (2)图象:(3)描述物理量:周期(T )、频率(f )、有效值(E 、U 、I )、峰值(E m 、U m 、I m )其中,2/,2/,/1m m I I U U f T ===.另外,家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值. 4. 变压器(1)构造:变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成. (2)工作原理:变压器利用的是电磁感应现象的互感现象. 5.减小输电线路上电能损失的方法:(1)减小输电线电阻R (从ρ、L 、S 三个角度考虑,但效果不佳). (2)减小输电电流I (因为UPI ,所以采用高压输电既有效又经济). 三、自感现象 涡流 电感器1.导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象.自感现象中产生的电动势叫自感电动势.2.通电自感和断电自感(1)A 1、A 2是规格完全一样的灯泡.闭合电键S ,调节变阻器R ,使A 1、A 2亮度相同,再调节R 1,使两灯正常发光,然后断开开关S.重新闭合S ,观察到灯泡A 2立刻正常发光,跟线圈L 串联的灯泡A 1逐渐亮起来.原因:电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L 的磁通量逐渐增加,L 中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L 中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间.(2)接通电路,待灯泡A 正常发光.然后断开电路,观察到S 断开时,A 灯突然闪亮一下才熄灭.原因:当S 断开时,L 中的电流突然减弱,穿过L 的磁通量逐渐减少,L 中产生感应电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小.L 相当于一个电源,此时L 与A 构成闭合回路,故A 中还有一段持续电流.灯A 闪亮一下,说明流过A 的电流比原电流大.3.自感的应用——电感器:特点:通直流、阻交流.日光灯镇流器.4.涡流现象:把块状金属放在变化的磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内将产生感应电流,这种电流在金属块内自成闭合回路,很像水的旋涡,因此叫涡流,简称涡流.由于整块金属的电阻(率)很小,涡流通常很强,发热消耗大量电能.(1)涡流的减少:电机和变压器通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片(电阻率大)叠压制成的铁芯. (2)涡流的应用:①真空冶炼炉(高频感应炉)(冶炼特种合金和特种钢) ②金属探测器(用于安检、探雷、探矿等). ③电磁炉四、电磁波及信息处理 1.麦克斯韦电磁场理论基本内容:(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场.(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场,均匀变化的电场产生稳定的磁场.(3)振荡的(周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场.2.频率、波速、波长f T 1=,cT =λ,或fc =λ. 3. 电磁波谱(1)定义:按波长或频率大小的顺序排列成谱.(2)按波长从大到小的顺序:无线电波、光波(红外线、可见光、紫外线)、X 射线、γ射线.(3)主要作用红外线主要作用是热作用,可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感; 紫外线主要作用是化学作用,可用来杀菌和消毒;伦琴射线有较强的穿透本领,利用其穿透本领与物质的密度有关,进行对人体的透视和检查部件的缺陷;γ射线的穿透本领更大,在工业和医学等领域有广泛的应用,如探伤,测厚或用γ刀进行手术. 4.电磁波的发射和接收(1)载波:携带声音、图象等信息的电磁波.(2)调制:把信息加到载波上,使载波随信号而变叫调制. (3)调幅(频)波:使振幅(频率)随信号而变叫调幅(频)波. (4)调谐:从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐. (5)解调:从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解调. 【素材积累】1、走近一看,我立刻被这美丽的荷花吸引住了,一片片绿油油的荷叶层层叠叠地挤摘水面上,是我不由得想起杨万里接天莲叶无穷碧这一句诗。
电荷守恒定律电荷守恒定律是描述电荷数量守恒的物理定律之一。
它表明,在任何一个闭合的系统中,电荷的总量不会发生变化。
这个定律揭示了电荷的特殊性质,对电磁学和电路理论的理解起到了至关重要的作用。
电荷是一种基本粒子,它带有正电、负电或者零电荷。
带正电的粒子被称为正电荷,带负电的粒子被称为负电荷,而零电荷的粒子则是中性的。
根据电荷守恒定律,正电荷和负电荷之间的总量必须保持平衡。
换句话说,在任何一个过程中,正电荷的总量必须等于负电荷的总量。
电荷守恒定律是在许多实验观察中得出的。
一个简单的实验是通过摩擦两种材料来观察电荷转移。
摩擦时,负电荷会从一个物体转移到另一个物体上,这是因为在物体接触的表面上,电子会从一个物体跳到另一个物体上。
根据电荷守恒定律,转移的电荷是平衡的,因此物体上的总电荷不会发生改变。
电荷守恒定律的一个重要应用是在电路理论中。
在一个电路中,电荷可以通过导线和电子器件进行流动。
根据电荷守恒定律,电流进入一个区域的总电荷必须等于离开该区域的总电荷。
这是由于电荷的不可创建和不可销毁性。
通过电荷守恒定律,我们可以推导出基本的电路方程,并解决各种电路问题。
电荷守恒定律在粒子物理学中也起着重要的作用。
在粒子碰撞实验中,高能粒子会发生相互转换和交互作用,但总电荷始终保持不变。
通过观察电荷转移和产生的方式,我们可以了解粒子的特性和相互作用机制。
所以电荷守恒定律在粒子物理学研究中有广泛的应用。
尽管电荷守恒定律是一个基本的物理定律,但也有一些特殊情况,其中电荷可以被创造或销毁。
这一现象发生在粒子物理学研究中,当高能粒子与反粒子相撞时,它们可以互相湮灭并产生其他粒子。
这种过程称为电荷破坏。
然而,总电荷仍然保持不变,因为湮灭和产生的粒子总电荷平衡。
总之,电荷守恒定律是一个重要的物理定律,描述了电荷的守恒性质。
它在电磁学、电路理论和粒子物理学中都有广泛的应用。
通过遵循电荷守恒定律,我们可以解决不同领域的问题,并深入理解电荷的特性和性质。
第1节 电荷及其守恒定律[知能准备]◆ 1.自然界中存在两种电荷,即 电荷和 电荷.◆ 2.物体的带电方式有三种:(1)摩擦起电:两个不同的物体相互摩擦,失去电子的带 电,获得电子的带 电.(2)感应起电:导体接近(不接触)带电体,使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷,而另一端带上与带电体相 的电荷.(3)接触起电:不带电物体接触另一个带电物体,使带电体上的 转移到不带电的物体上.完全相同的两只带电金属小球接触时,电荷量分配规律:两球带异种电荷的先中和后平均分配;原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上.◆ 3.电荷守恒定律:电荷既不能 ,也不能 ,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 .◆ 4.元电荷(基本电荷):电子和质子所带等量的异种电荷,电荷量e =1.60×10-19C.实验指出,所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ,或者是电荷量e 的整数倍.因此,电荷量e 称为元电荷.电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的.◆ 5.比荷:带电粒子的电荷量和质量的比值m q .电子的比荷为kg C m e e /1076.111⨯=. 【同步导学】● 1.物体带电的过程叫做起电,任何起电方式都是电荷的转移,而不是创造电荷.● 2.在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变.【例1】 关于物体的带电荷量,以下说法中正确的是( )A .物体所带的电荷量可以为任意实数B .物体所带的电荷量只能是某些特定值C .物体带电+1.60×10-9C ,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D .物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C【例2】 如图1—1—1所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是 ( )A .先把两球分开,再移走棒B .先移走棒,再把两球分开C .先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开D .棒的带电荷量不变,两导体球不能带电 ● 3.“中性”和“中和”的区别“中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等,对外不显示电性,表现不带电的状态.可见,任何不带电的物体,实际图1—1—上其中都有等量的异种电荷.“中和”是两个带等量(或不等量)的异种电荷的带电体相接触时,由于正、负电荷间的吸引作用,电荷发生转移、抵消(或部分抵消),最后都达到中性(或单一的正、负电性)状态的一个过程.【同步检测】❖1.一个带正电的验电器如图1—1—3所示,当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则()A.金属球A可能不带电B.金属球A一定带正电C.金属球A可能带负电D.金属球A一定带负电❖2.以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移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❖3.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C❖4.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,最后让小球B与小球C接触后分开,最终三球的带电荷量分别为q A= ,q B= ,q C= .第2节库仑定律[知能准备]◆1.点电荷:无大小、无形状、只有电荷量的一个点叫.它是一个理想化的模型.◆2.库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的成正比,跟它们的距离的成反比,作用力的方向在它们的.◆3.库仑定律的表达式:F =221 r qqk;【同步导学】●1.点电荷是一个理想化的模型.实际问题中,只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,带电体方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷,取决于自身的几何形状与带电体之间的距离图1—1—3的比较,与带电体的大小无关.● 2.库仑定律的适用范围:真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用,也可适用于两个均匀带电的介质球,不能用于不能视为点电荷的两个导体球.【例1】 半径为r 的两个相同金属球,两球心相距为L (L =3r),它们所带电荷量的绝对值均为q ,则它们之间相互作用的静电力FA .带同种电荷时,F <22L q kB .带异种电荷时,F >22Lq k C .不论带何种电荷,F =22Lq k D .以上各项均不正确 ● 3.库仑力是矢量.在利用库仑定律进行计算时,常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算,求得库仑力的大小;然后根据同种电荷相斥,异种电荷相吸来确定库仑力的方向. ● 4.系统中有多个点电荷时,任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律,计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力,然后再用力的平行四边形定则求其矢量和.【例2】 如图1—2—2所示,三个完全相同的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上.a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量的大小比b 的小.已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示,它应是 ( )A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4 【例3】 两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m 1和m 2,带电荷量分别是q 1和q 2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上,如图1—2—3所示,若θ1=θ2,则下述结论正确的是1一定等于q 2 1/ m 1=q 2/ m 2 1一定等于m 2 1=q 2, m 1= m 2【拓展】:如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样?如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样?(两球仍处同一水平线上)● 5.库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向,库仑力毕竟也是一种力,同样遵从力的合成和分解法则,遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理,动量守恒定律,共点力的平衡等力学知识和方法,在本章中一样使用.这就是:电学问题,力学方法.【例4 】a 、b 两个点电荷,相距40cm ,电荷量分别为q 1和q 2,且q 1=9 q 2,都是图1-2-3 图1-2-2正电荷。
初三物理知识点:电荷1500字初三物理知识点:电荷电荷是物质携带的一种基本属性,它与物质的构成和性质有关。
电荷分为正电荷和负电荷,它们相互吸引,同种电荷相互排斥。
电荷可以通过摩擦、接触和感应三种方式转移。
1. 电荷的特性1.1 电荷的定性:电荷分为正电荷和负电荷,正电荷由失去了电子的原子或物体携带,负电荷由多了电子的原子或物体携带。
1.2 电荷的守恒定律:闭合系统中,电荷的总量保持不变,即电荷守恒定律成立。
2. 静电现象2.1 静电产生的原因:物体之间的摩擦、接触和感应可以使电荷转移,形成静电。
2.2 摩擦带电:摩擦两物体时,由于摩擦力的作用,电子从物质A转移到物质B,使A带正电荷,B 带负电荷。
2.3 接触带电:两个物体接触时,电子从带负电荷的物体转移到带正电荷的物体上,使得两物体带电。
2.4 感应带电:当一个带电物体靠近一个中性物体时,带电物体的电场作用使中性物体分离,原子内的电子被吸引或排斥,使中性物体带上相应的电荷。
3. 静电力3.1 电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.2 静电力的计算:静电力的大小与电荷的大小和距离的平方成反比,与介质的性质有关。
4. 静电场4.1 静电场的概念:在空间中存在电荷时,它产生的作用力能够传递到周围的空间,形成静电场。
4.2 电场强度:电场强度表示单位正电荷在电场中受到的力的大小,计算公式为F = kq/r^2,其中F为电场力,k为电场强度,q为电荷量,r为距离。
4.3 电场线:电场线是一根表示电场强度和方向的曲线,其切线方向表示该点电场的方向。
5. 静电能5.1 静电能的概念:带电物体相互作用产生的能量称为静电能。
5.2 静电能的计算:静电能的计算公式为W = 1/2 kq1q2/r,其中W为静电能,k为电场强度,q1和q2为电荷量,r为距离。
以上就是初三物理关于电荷的知识点的内容,希望能对你有帮助。
需要更详细的知识点,请提问。
九大守恒定律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述守恒定律是物理学中非常重要的基本原理之一,它们描述了在物理系统中某些物理量的守恒情况。
这些守恒定律揭示了自然界中的基本规律和对称性,对于理解和研究各种物理现象具有重要意义。
本文将介绍九大守恒定律,分别是能量守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等等。
通过深入探讨这些守恒定律,我们可以更好地理解物理世界中各种现象的原理和规律,进一步推动科学的发展和应用。
在本文的后续部分,我们将逐一介绍这九大守恒定律的具体内容,探讨它们在不同物理系统中的应用和意义,以及对未来科学研究的启示。
通过对这些守恒定律的深入理解,我们可以更好地认识自然界,并在理论和实践中不断探索和发现新的可能性。
1.2 文章结构文章结构部分将主要包括九大守恒定律的介绍和探讨,每一条守恒定律将会逐一详细解释其含义和应用。
同时,我们也将从整体的角度总结九大守恒定律的关联和作用,探讨其在现实生活和科学研究中的应用与意义。
最后,我们还将展望未来,探讨九大守恒定律在未来研究中的发展和潜在的应用领域。
通过这样的结构,我们希望为读者呈现一个全面而深入的了解九大守恒定律的内容,并启发对于守恒定律的更深层次思考和探讨。
1.3 目的本文的目的在于介绍和解释九大守恒定律,并探讨这些定律在自然界和科学领域中的重要性和应用。
通过详细阐述每一条守恒定律的原理和意义,读者将更加深入地理解自然规律的运行机制。
同时,我们也希望通过这篇文章,让读者对于守恒定律的重要性有更深入的认识,以及了解这些定律对于科学研究和技术发展的巨大影响。
通过整理和总结九大守恒定律,本文旨在帮助读者建立起一个系统完整的知识体系,为进一步探索自然界的奥秘打下基础。
同时,我们也希望通过这篇文章激发读者的兴趣,引导他们深入学习守恒定律的相关知识,进一步拓展自己的科学视野,从而促进科学研究和技术创新的发展。
2.正文2.1 第一守恒定律第一守恒定律,又称为能量守恒定律,是自然界中最基本的守恒定律之一。