1.1 电荷 库仑定律
第一章 电场 电流
一、接引雷电下九天
电闪雷鸣是常见的自然现象，有时甚至表现得神秘恐怖。蒙昧时期的人们认为雷电是“天神之火”, 在很长的历史时期内对雷电充满畏惧。在这惊心动魄的自然现象背后，蕴藏着许多物理原理。
雷电是怎样形成的？
大气中冷暖气流上下急剧翻滚，相互摩擦，云层就会积聚电荷，当电荷积累到一定程度，瞬间发生大规模的放电，就产生了雷电
1. 是谁冒着生命危险去捕捉闪电
2. 他是如何做这个实验的呢？
3. 该实验有什么意义吗？
证明了闪电是一种放电现象，天电与摩擦产生的电没有区别。该实验统一了天电和地电，使人类摆脱了对雷电现象的迷信
天上的雷电和我们平时接触到的静电有没有联系呢？ 阅读2页
富兰克林为我们揭示了天电的奥秘——它和地上的电是一样的，那地上的电有什么性质？物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从何规律？人类应该怎样利用这些规律？
二、电荷
有什么办法使物体带电？请举例。
————摩擦起电
自然界有几种电荷？
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；
用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷。
它们间的相互作用如何？
同种电荷相互排斥．异种电荷相互吸引
电荷的多少是用什么来表示？其单位是什么？
电荷量，用Q或q表示 ，
在国际单位制中：库仑，简称库，符号C
1、摩擦起电
经过摩擦的物体，如塑料笔杆、玻璃棒能够吸引轻小物体，我们说这些摩擦过的物体带了电荷。
这些电荷静止在物体上，这类现象叫做静电现象。
问：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
（中性）
（负电）
（正电）
原子的构成
1、摩擦起电
当两个物体相互摩擦时，一些被原子核束缚得不紧的电子从一个物体转移到另一个物体上，于是原来电中性的物体由于
得到电子：带负电
失去电子：带正电
毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
问：由原子的结构出发思考为什么摩擦能够起电呢？
问：如何知道物体是否带电了呢？
2、接触带电
实质：电荷从一个物体转移到另一个物体
两个带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配
用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，帖在下部的金属箔是闭合的。。
1.使带电体C靠近相互接触的两导体A、B；
2.保持C不动，用绝缘工具分开A、B；(如果先把C移走，金属箔又有什么变化 )
3.移走C，再让A和B接触，金属箔又有什么变化？ 。
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3、感应起电
把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象
感应起电实质是什么？有何规律？
规律：近端感应异种电荷，
远端感应同种电荷
感应起电是使导体中的正负电荷分开，使电荷从导体的一部分转移到另一部分。
由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，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
1.三种起电方法
２.起电的实质
摩擦起电、感应起电、接触起电
无论是哪种起电方式,其本质都是使微观带电粒子（如电子）在物体之间或物体内部转移，而不是创造电荷.
有无创造电荷？
电荷既不能创生．也不能消灭．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，电荷的总量不变。
三、电荷守恒定律：
元电荷
一个电子所带电荷量（最小的电荷量）为元电荷
所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍
3.一个电子就是一个元电荷吗？
2. 物体所带电荷量所遵循的规律？
1. 概念：
元电荷反映的是一个量的概念，电子和质子的电荷量是相同的，但不能说质子或电子叫做元电荷。它们电荷量的绝对值才叫元电荷．
[例1] 带电微粒所带的电量不可能是下列值中的 （ ）
A、2.4×10−19 C B、­ 6.4×10−19C
C、−1.6×10−18 C D、4.0×10−17C
[例2]关于元电荷的理解，下列说法正确的事（ ）
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.物体所带电量只能是元电荷的整数倍
D.元电荷就是原子
BC
A
静电计(指针式验电器)
验电器
+
+
-
-
-
-
+
+
验电器
思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象.
小 结
1、自然界存在两者电荷
（1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
2、使物体带电的方式带电方式
(1)摩擦起电 (2)感应起电-近异远同 (3)接触起电
3、电荷守恒定律：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。
静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金箔。
静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，它一般是用玻璃制作的。
验电器与静电计在结构上的不同
验电器的主要作用有：
（1）检验导体是否带电。
（2）检验导体所带电性。
验电器与静电计在作用上的不同
静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。
（1）定量测量两导体间的电势差。
（2）定量测量某导体的电势。
1、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，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，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为 定律。
2、将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数 （ ）
　　A．增加 B．减少
C．不变 D．先增加后减少
3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量为______ ；一个电子的电量为_____ ，一个质子的电量为______ ；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的______．最早测出元电荷的数值的是美国物理学家 ，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的 。
4、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：
　A、把质子或电子叫元电荷．
　B、1.60×10-19C的电量叫元电荷．
　C、电子带有最小的负电荷，其电量
的绝对值叫元电荷．
　D、质子带有最小的正电荷，其电量
的绝对值叫元电荷．
√
√
√
5、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是 （ ）
　A．带有等量异种电荷
B．带有等量同种电荷
C．带有不等量异种电荷
D．一个带电，另一个不带电
√
√
√
6、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 ：
　A．B、C球均带负电
　B．B球带负电，C球带正电
　C．B、C球中必有一个带负电，而另
一个不带电
　D．B、C球都不带电
√
A.导体B带负电;
B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等;
C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量;
D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变.
√
√
A
B
7、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架
起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是:
8、图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：
（1）A、B接触后分开，再移去C，
则A________，B______；
（2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开，
则A_______，B_______．
（3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，
则A________， B_______；
正电
负电
不带电
不带电
负电
负电
9、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放置．用手接触B端，移去手指再移去Q，AB带何种电荷 __________ ．若手的接触点改在A端，情况又如何___________ 。
负电荷
负电荷
A
B
+
Q
10、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 （ ）
　　A．a带正电，b带负电
　　B．a带负电，b带正电
　　C．a、b均带正电
　　D．a、b均带负电
　　E．a、b均不带电
√
11、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触。②用手指摸甲球。③手指移开。④移开乙球。⑤甲球带正电。⑥甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有（ ）
A.①→②→③→④→⑥
B.①→②→④→③→⑥
C.①→②→③→④→⑤
D.①→②→④→③→⑤
√
√
课堂训练
4、绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球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，如图所示．现使b带电，则（ ）
   A、a、b之间不发生相互作用
    B、b将吸引a，吸住后不放开
    C、b立即把a排斥开
    D、b先吸引a，接触后又把a排斥开
金属导电机理：
金属内有自由移动的电子
自由电子
正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。
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近异
远同
OVER
电荷守恒定律是大量实验事实的总结，适用于迄今所知的一切宏观过程和微观过程。质子和电子是正负电荷的基本单元。在各种物理过程中，电子和质子总数不变，只是组合方式或所在位置有所改变，因而电荷守恒是十分自然的。   值得指出的，近代物理学发现了大量有关基本粒子互相转化的事实。例如正、负电子e+、e-对撞湮没 ，产生两个γ光子；在这些过程中，出现了电荷的消失或产生，但反应物的总电荷等于生成物的总电荷，电荷仍守恒。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。
二、电荷守恒定律
电荷既不能创造，也不能消灭，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，在转移过程中，电荷的总量保
持不变。
物理学的基本定律之一  。它指出，对于一个孤立系统，不论发生什么变化 ，其中所有电荷的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明，如果某一区域中的电荷增加或减少了，那么必定有等量的电荷进入或离开该区域；如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷，那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
三、元电荷
电荷是实物的一种属性． 电荷的多少叫电荷量．电荷量是指物体带电的多少，常常简称电量．电量是电荷的定量基度．带电体是指处于带电状态的物体．
　　电荷、电量、带电体三个词往往不加区分地使用，其中电荷一词用得最广．在某些情况下，电荷实际指带电体本身．
电荷量的国际单位是：C
三、元电荷
三、元电荷