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。

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。

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。

1.1电荷及其守恒定律电荷公元前600年左右，希腊的哲学家泰勒斯记录，在用猫毛摩擦琥珀以后，琥珀会具有吸引像羽毛一类的轻小物体的性质，假若摩擦时间够久，甚至会有火花出现。

1600年，英国女王伊丽莎白一世的皇家医生威廉·吉尔伯特，以严谨的治学态度对于电磁现象做了许多细致的研究，发现琥珀不是唯一会由于摩擦而具有吸引轻小物体的物质，并首次引入了电荷的概念，认为摩擦过的琥珀带上了电荷。

由于他在电学的众多贡献，威廉·吉尔伯特被后人尊称为“电学之父”。

1729年史蒂芬·戈瑞发现了电传导，电荷可以从一个物体传导至另外一个物体。

只是不同物质的物体传导电荷的能力不同，其中，金属的能力最为优良。

从此，科学家不再认为产生电荷的物体与所产生的电荷是不可分离的，而认为电荷是一种独立存在的物质。

•电荷的分类：后来随着人们研究的深入，人们发现带上电荷的物体会存在相互排斥与相互吸引的作用。

根据这种相互作用的规律，物理学把电荷分为两种，并规定：用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷为正电荷。

用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷为负电荷。

•电荷间的相互作用关系：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

电荷量•电荷量：由于电荷可以从一个物体传导至另外一个物体，我们把物体所带电荷的多少叫做电荷量。

•单位：在国际制单位中它的单位是库仑，简称库，用C表示。

正电荷的电荷量为正，负电荷的电荷量为负。

•元电荷：20世纪初科学家发现，原子也有进一步的结构，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在核外运动。

其中电子带负电，原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。

科学实验最先发现单个电子所带电荷量的是最小的，随着近代物理学的发展，人们进一步发现单个质子，单个正电子所带的电荷量与单个电子所带电荷量相同，符号相反。

实验还指出所有带电体的电荷量都是这些最小电荷量的整数倍。

物理学中，一个质子所带的电荷，或一个电子所带的负电荷的量称为元电荷，或基本电荷。

1.1 电荷及其守恒定律[教学目标]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。

3．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。

4．知道电荷守恒定律。

5．知道什么是元电荷。

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。

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[教学重点]电荷守恒定律[教学难点]分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

[教学过程]引入：同学们之前一直学习力学，伟大的物理学家牛顿，在经典力学方面做出了突出的成就，就像牛顿曾经谦虚的说过：“我认为自己就像在海边玩耍的小男孩，偶尔捡到一些光滑的卵石或漂亮的贝壳，以此为乐，而眼前是尚未发现的真理的大海。

”的确，牛顿并没有发现自然界值得人类知道的所有东西。

除了力学，物理还包括哪些分支呢？电学、磁学、光学、热学…..牛顿以后人类对电学进行了研究，发现了更为丰富多彩的规律，本节课我们就来学习选修3-1第一章《静电场》属于电学，本节课我们就来学习第一节《电荷及其守恒定律》一、电荷1.概念：物体有吸引轻小物体的性质，就说它带了电。

带电的物体叫带电体。

2.种类：正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷3.相互作用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

二、起电方法1、摩擦起电2、接触带电3、感应起电[实验演示]1、摩擦起电提问：物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？原子的构成原子原子核核外电子质子中子（正电）（不带电）（中性）（负电）（正电）离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子，摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体上。

课题：§1.1电荷守恒学习目标：1.知道两种电荷以及它们的作用规律．2.掌握三种起电方式及其实质．3.知道电荷守恒定律及元电荷的概念.学教过程：一、电荷：1、电荷的种类：自然界只存在两种电荷，即 电荷和 电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是 电荷;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是 电荷。

2、使物体带电的几种方式 （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，带上等量导种的电荷。

摩擦起电的实质是：电荷的 （2）接触带电：不带电物体接触另一个带电物体，使电荷从带电体转移一部分到不带电的物体上。

两个完全相同的带电金属小球接触时电荷量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分，原带同种电荷的总电荷量平分。

①若初始状态两个小球中仅有一个带电（设01≠q ，02=q ），则两球接触后，电荷总量平分，电性不变，即2121q q q ='=' ②若初始状态两个小球带同种电荷（设为1q ，2q ），则两球接触后，电荷总量平分，电性不变，即22121q q q q +='=' ③若初始状态两个小球带异种电荷（设为1q ，2q -），则两球接触后，异种电荷先中和，剩余净电荷再平分，即22121q q q q -='='所谓的“净电荷”就是中和后剩余的正电荷或负电荷练习1、如图所示，半径相同的两个金属小球，A 、B 带相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F ．今让第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开．这时A 、B 、C 三球所带的电量分别是多少？（3）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异的电荷，而另一端带上与带电体电荷相同的电荷。

① 感应起电的原理：当带一个带电物体接近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。

1 电荷及其守恒定律一、电荷1.两种电荷。

(1)电荷的分类：①正电荷：和用丝绸摩擦过的_________所带的电荷性质一样的电荷。

②负电荷：和用毛皮摩擦过的_________所带的电荷性质一样的电荷。

(2)电荷的性质：同号电荷相互________,异号电荷相互________;且带电体有_________________的性质。

2.摩擦起电：两个物体相互摩擦时,______从一个物体转移到另一个物体,原来呈电中性的物体由于_______电子而带负电,_______电子的物体则带正电。

3.感应起电：(1)自由电子：金属中离原子核________的能脱离原子核的束缚而在金属中___________的电子。

(2)静电感应：当一个带电体靠近导体时,由于______________________,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带________电荷,远离带电体的一端带________电荷的现象。

(3)感应起电：利用___________使金属导体带电的过程。

【自我思悟】1.用丝绸摩擦玻璃棒,是不是只有玻璃棒上带电?2.发生感应起电现象的条件是什么?二、电荷守恒定律和元电荷1.电荷守恒定律：(1)内容：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_____________。

(2)电荷守恒定律现在的表述：一个与外界没有_____________的系统,电荷的代数和_____________。

2.元电荷：(1)电荷量：电荷的_________。

在国际单位制中,它的单位是_________,符号_______。

(2)元电荷：最小的电荷量,即_________或_________所带的电荷量,用e表示,e=_________________。

最早由美国物理学家__________测得。

1.1 电荷及其守恒定律一、自主学习1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相,异种电荷互相.2．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫.常见的起电方式有、和等.例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后,两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时,导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布,使导体的两端出现电荷.3．电荷守恒定律：电荷既不能,也不会,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,电荷量的总量保持不变.电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一.在发生正负电荷湮没的过程中,电荷的代数和仍然不变,所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变.4．元电荷：⑴电荷的叫做电荷量.电荷量在国际制单位中,它的单位是,简称,用表示,正电荷电量为值,负电荷电量为值.⑵迄今为止,科学家发现的最小电荷量就是所带的电荷量,质子、正电子所带的电荷量与它,但符号,人们把这个最小的电荷量叫做元电荷,用表示.⑶所有带电体的电荷量或者,或者是倍,也就是说,电荷量是不能的物理量.⑷电荷量的数值最早是由美国科学家测得的,其数值为.电子的与电子的之比叫做电子的比荷.二、典型例题例1 如图1-1所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C 球带正电,A、B两个完全相同的枕形导体不带电.试问：〔1〕如何使A、B都带等量正电？〔2〕如何使A、B都带等量负电？〔3〕如何使A带负电B带等量的正电？例2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的近旁有一绝缘金属球b,开始时,a、b都不带电,如图1-2所示,现使b带正电,那么< >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例3两个完全相同的金属球,一个带8106-⨯+C的电量,另一个带8102-⨯-C的电量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少？三、当堂检测及作业1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是< >A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C．元电荷就是质子D．物体所带电量只能是元电荷的整数倍2.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是< >A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷1-3所示,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．两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电４．M和N是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10C,下列判断中正确的是〔〕A ．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子５．如图1-4,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,那么〔〕A．金属球A可能不带电B．金属球A可能带负电C．金属球A可能带正电D．金属球A一定带正电6. 如图1-5,小球质量分别为m1、m2,带同种电荷,电量分别为q1、q2,将它们用等长的绝缘细线悬于同一点O,此时两细线与竖直方向的夹角相等,那么必有〔〕=m21=q21=m2 q1=q211-6所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是< >A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动8．当一个验电器带电时,为什么两片金箔会张开一个角度？为什么金箔不能张开更大的角？四、能力提高9．多少个电子的电荷量等于 -32.0 μC ？〔电子电荷量e=1.6×10-19C 〕10．干燥的天气一个人拖了鞋在地毯上走,聚集了 - 48 μC 的净电荷.此人身上有多少个净剩余电子？他的质量增加了多少？〔电子质量m=9.1×10-31kg 〕11.两个完全相同的金属球,一个带q 3+的电量,另一个带q 9-的电量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少？参考答案：一、电荷守恒例1〔1〕把AB 紧密靠拢,让C 靠近B,那么在B 端感应出负电荷,A 端感应出等量正电荷,把A 与B 分开后再用手摸一下B,那么B 所带的负电荷就被中和,再把A 与B 接触一下,A 和B 就带等量正电荷.〔2〕把AB 紧密靠拢,让C 靠近B,那么在B 端感应出负电荷,A 端感应出等量正电荷,再用手摸一下A 或B,那么A 所带的正电荷就被中和,而B 端的负电荷不变,移去C 以后再把A 与B 分开,那么A 和B 就带等量负电荷.〔3〕把AB 紧密靠拢,让C 靠近A,那么在A 端感应出负电荷,B 端感应出等量正电荷,马上把A 与B 分开后,那么A 带负电B 带等量的正电.例2、B 正确.例3、C q 8102-⨯=,带正电.1 BD2 BC3 C4 C5 AB6 A7 B 8当验电器带电时,两片金箔上带同种电荷,同种电荷相排斥,所以两金箔会张开一定的角度.金箔的张角越大,那么重力对金箔的力矩也越大,当重力的力矩与排斥力的力矩相平衡时,金箔就能够保持静止状态,其张角就不会再增大. 9 、2.0×1014个 10 、3.0×1014个；2.73×10-16kg 11、q q q 321-==。