高中物理《电荷守恒定律、库仑定律》学案2（人教版选修3-1）.docVIP

电荷及其守恒定律、库仑定律 目标认知学习目标学习重点和难点知识要点梳理知识点一——电荷及电荷守恒定律　　要点诠释：　　（1）自然界中存在两种电荷——正电荷和负电荷。　　我们把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示；把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示。　　（2）电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。2、原子的核式结构及摩擦起电的微观解释　　要点诠释：　　（1）构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。原子包括原子核（带正电的质子和不带电的中子）和带负电的核外电子。通常情况下原子所带正负电荷都能精确平衡，所以整个原子对外表现为电中性。　　（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．　　由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它就容易失去电子而带上正电荷，使跟它相摩擦的物体得到电子而带上等量的负电荷。所以摩擦起电的本质是得失电子。因此：　　摩擦起电的实质：电子在物体间的转移；　　摩擦起电的结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷。3、感应起电　　要点诠释：　　（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电。　　例如把带正电荷的球C移近彼此接触的导体A、B，可以看到A、B上的金属箔都张开了，表示A、B都带上了电荷。　　如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合；　　如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电。　　这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和。　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2）感应起电的原因　　分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷。可见感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。即：　　感应起电的本质是电荷在物体中的重新分布。　　（3）接触起电　　还有一种使物体带电的方式是接触起电：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方式。　　其实质是电荷在物体间的转移。　　完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电量平均分配，异种电荷先中和后平均分配。4、电荷守恒定律　　要点诠释：　　（1）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．　　（2）另一种表述： 　　电荷守恒定律也常表述为：在与外界没有电荷交换的一个系统内，总电荷量不变(电荷的代数和不变)。　　近代物理实验证明，一切微观过程，如原子核反应和基本粒子转化等，也遵守电荷守恒定律。特别是在电子对湮没为光子对e++e－→γ+γ和K0介子衰变为π介子对K0→π++π－，在这类反应中，尽管粒子产生或消失了，但反应前后的总电荷仍保持不变。　　电荷守恒定律是物理学的基本定律之一，这个定律是从大量实验概括得出的自然界的基本规律，对宏观现象、微观现象都适用，对所有惯性参考系都成立。5、元电荷　　要点诠释：　　（1）电荷量：电荷的多少叫做电荷量，符号：q。单位：库仑，符号：C。　　（2）元电荷: 电子所带电荷量是带电体的所带电荷量的最小单元，叫做元电荷，用e表示。　　　　 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。　　　　　　　 也就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。　　　　　　　 元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的。通常情况元电荷e的值可取作： 　　　　　　　　　　说明：电荷的量子化是自然界中的一个普遍公认的事实，但至今还不能从理论上加以解释。虽然在1964年盖尔曼提出，强子是由电荷为±e和±e的粒子构成。这些“分数电荷”的粒子称为夸克。这个理论引起科学界的极大兴趣，现代的粒子物理取得的巨大成就似乎都支持夸克模型，但至今在实验上并未发现这种带有分数电荷的自由夸克，所以目前仍以电子电荷量e作为基本电荷。　　（3）比荷：带电粒子的电荷量与质量之比称为比荷。　　　　　　　 如电子的电荷量e和电子的质量me (me=0.91×10－30 kg)之比，叫电子的比荷。　　　　　　　 =1.76×1011 C/kg，可作为物理常量使用。知识点二——库仑定律　　要点诠释：　　当带电体的线度远远小于带电体之间的距离，以致带电体的形状和大小对其相互作用力的影响可以忽略不计，这样的电荷叫点电荷。　　说明：　　①同质点一样，点电荷也是一个理想化的模型，是一种科学的抽象