高中物理 第1章 靜電場 第1節(jié) 靜電現(xiàn)象及其微觀解釋 電荷及其守恒定律素材 魯科版選修3-1（通用）

電荷及其守恒定律 本節(jié)由電荷、電荷守恒定律、元電荷三部分內(nèi)容組成，它們是本章的預(yù)備性知識，關(guān)于靜電現(xiàn)象方面的知識，初中已有介紹，而高中更側(cè)重從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)。對于靜電感應(yīng)現(xiàn)象要做好演示實驗，使學(xué)生清楚地知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上，知道感應(yīng)起電與摩擦起電和接觸起電一樣，不是創(chuàng)造電荷，而是使電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或者從物體的這一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，從而對電荷守恒定律有進(jìn)一步的認(rèn)識。我們知道各種守恒定律都是物理學(xué)的基本定律，它們不是科學(xué)家盲目摸索中得來的，守恒始終是物理學(xué)家追求的目標(biāo)，本節(jié)要進(jìn)一步突出守恒的思想。另外教材中還安排了元電荷與比荷這兩個概念的介紹，這是基于今后的學(xué)習(xí)需要。一、電荷自然界存在兩種電荷，并且只存在兩種電荷。絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷；毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。使物體帶電的方法有三種：1、摩擦起電：由于相互摩擦的物體間的電子的得失使物體分別帶上等量異種電荷。摩擦起電的原因：構(gòu)成物質(zhì)的原子本身就包括了帶電粒子：帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成原子核，核外有帶負(fù)電的原子，所以，原子對外表現(xiàn)為電中性。當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體帶正電。2、感應(yīng)帶電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電的方式。靜電感應(yīng)：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同號電荷。3、接觸帶電：一個不帶電的導(dǎo)體跟另一個帶電的導(dǎo)體接觸后分開，使不帶電的導(dǎo)體也帶上電荷的方法。二、電荷守恒定律（物理學(xué)的基本定律之一）表述一：電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變.表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。三、元電荷物體所帶電荷的多少叫做電荷量。電荷量用Q或q來表示。電荷量的國際單位是C，讀作庫侖，簡稱庫。元電荷是最小的電荷量e，帶電體的電荷量都等于最小電荷量e的整倍數(shù)。元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根測得的。元電荷的數(shù)值為e=1.60217733×C。電子電量e和電子靜質(zhì)量m的比值（e/m）是電子的基本常數(shù)之一，又稱電子比荷。1897年J.J.湯姆孫通過電磁偏轉(zhuǎn)的方法測量了陰極射線粒子的荷質(zhì)比，電子的比荷為e/m=1.76×C/kg。