内容发布更新时间 : 2024/11/16 3:46:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第一部分 电荷及其守恒定律
一、电荷的性质 1.自然界的两种电荷
正电荷:规定与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。 负电荷:规定与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 相互作用规律:同种电荷相互排斥;异种电荷相互吸引。
2.电荷量:电荷的多少叫电荷量。单位:库仑,简称:库,符号:C。
3.元电荷:电荷量的最小基元,一个元电荷的电荷量为1.60×10–19 C,是一个电子(或一个质子)所带的电荷量。这是美国物理学家密立根通过油滴实验得到的结论。任何带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
4.比荷:带电体的电荷量与质量的比值。
–19–31
电子的电荷量e=1.60×10 C,电子的质量me=9.1×10 kg,电子的闭合为
e=1.76×1011 meC/kg
二、电荷守恒定律
电荷既不会创生,也不会消灭,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,电荷的总量保持不变。
三、物体带电
1.物体带电的实质:物体得失了电子 2.相互接触的带电导体间电荷分配的原则
两个完全相同的带电导体相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后平分。3.使物体带电的方式:
(1)摩擦起电——通过摩擦,使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。
(2)接触起电——导体相互接触后净电荷先中和后平均分配。
(3)感应起电——带电体接近导体(导体在电场中)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接近带电体。靠近带正电物体(场源正电荷)的一端会感应出负电荷,靠近带负电物体(场源负电荷)的一端会感应出正电荷。
★特别提示:
1.三种起电方式的本质都是电子转移,电子转移的动力是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
2.绝缘体一般通过摩擦起电,不能通过接触或静电感应起电;导体一般通过接触或静电感应起电,导体摩擦起电的效果不明显,导体间摩擦起电后,又立刻全部中和。
3.原来不带电的导体感应起电后,导体的净电荷仍为零。 四、验电器与静电计
1.验电器:玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一根导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出。
2.静电计:把验电器的金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器就是静电计。
★特别提示:
(1)以金属箔片的张开与闭合显示电荷的有无的,即为验电器;以指针张角显示电荷的有无及电荷多少的,即为静电计。
(2)静电计的金属外壳与导体棒之间是绝缘的,但二者之间可以发生静电感应。 (3)不管是静电计的指针还是验电器的箔片,它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥。
(4)静电计实质上是用来测电势差的,其刻度的单位常为静伏(1静伏=30伏)。 【典例1】关于电荷的电荷量,下列说法正确的是
A.电子的电荷量的精确数值最早是由密立根油滴实验测得的 B.带电物体所带电荷量可以是任意值 C.带电物体所带电荷量最小值为1.6×10–19C D.带电体的比荷是质量与电荷量的比值【答案】AC
【解析】电子的电荷量是密立根通过油滴实验测得的,A正确;带电体所带电荷量的大小
–19
是元电荷的整数倍,最小电荷量为元电荷,大小为1.6×10C,B错误,C正确;带电体的比
m q荷是电荷量与质量的比值,D错误。
【考点】电荷的性质
【典例2】导体A带5Q的正电荷,另一完全相同的导体B带Q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则导体B的带电荷量为
A.–Q B.Q C.2Q D.4Q 【答案】C
【解析】导体与导体接触时会平分电荷,两导体接触后的总电荷量是5Q+(–Q)=4Q,再进行平分,则两导体均带2Q的正电荷,选C。
【考点】电荷的中和
【典例3】一个静电计放在绝缘平台上,它的金属外壳用一根金属线接地。将一根用丝绸摩擦过的玻璃棒与静电计的金属小球接触,看到它的指针张开,说明已经带上电,如图所示。现进行下面的操作:
①首先把静电计外壳的接地线撤去; ②用手指摸一下静电计的金属小球; ③把手指从金属小球上移开。