电荷及其守恒定律

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制 作 人 刘 大 明 制作时间 2012年3月23日

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一、电荷 正电荷 + - 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷 。 异种电荷相互吸引 负电荷 同种电荷相互排斥

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二、导体和绝缘体的微观模型 说明: 1、在金属或液体内,能够自由移动的电荷称为自由电荷。金属的最外层电子在原子核间能够自由移动。 2、绝缘体的最外层电子一般也被束缚;不同材料,对电子的束缚能力有强弱之别;不管什么材料的绝缘体,最外层电子总有一定的微小概率逃离原子核的束缚或环境电子被原子核捕获。

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三、三种起电方式 说明: 1、在没有外电场存在的情况下,材料、形状和大小相同的导体相互接触后,自由电子即刻平均分布。 2、一般地,带电体的电荷分布于表面;采用特别技术,电荷可以灌入绝缘体内部而不自由移动。

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三种起电方式的比较 绝缘体 绝缘体或导体 导体 绝缘体 导体 导体 (可)不带电 带电(正或负) 带电(正、负) 不带电 不带电 不带电 带电(正、负) 保持 带电(电荷量减少) 带电(负、正) 两端带电(负正,正负) 带电(正、负) 失、得电子 保持 得、失自由电子 得、失电子 自由电子重新分布 失、得自由电子 摩擦 电荷间相互作用 扩散 电子的转移,电荷的代数和保持不变

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四、电荷守恒定律 电荷既不能产生,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一物体上,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。 另一种表述: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。

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四、电荷量 元电荷 电荷量 (q):物体所带电荷的多少, 单位:库仑 (C) 库仑:(Charlse-Augustin de Coulomb 1736 --1806),汉语译为:查利·奥古斯丁·库仑。法国工程师、物理学家 . 在材料学、力学(特别是对摩擦力研究成果颇为丰富,提出摩擦定律、滚动定律和滑动定律),电学方面都作出巨大的贡献。1777年开始研究静电和磁力问题,完成了当时法国科学院悬赏性课题:改良航海指南针。1785~1789年,用扭秤测量静电力和磁力,导出著名的库仑定律。库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段,是电磁学史上一块重要的里程碑 元电荷:质子或电子所带的电荷量(最小电荷量) 元电荷量:e=1.6×10-19 C

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思考题一:在好的教材和辅导资料上,我们经常看到:说某一绝缘体小球带电,将可能特别强调它的带电特征,是均匀带电还是非均匀带电;而说某一导体小球带电,则不强调这一点。试着思考:为什么绝缘体带电,有必要强调它的带电特征;而导体带电,则无需强调它的带电特征呢? 验电器与静电器 思考题二:如有下图所示验电器与静电器,可用来验证物体是否带电,并初步判断带电量情况。分析它们的工作原理。

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