第1节、静电现象及其微观解释
静电现象及其微观解释、静电力和库仑定律
一、教学目标
1．在物理知识方面的要求：
（1）掌握两种电荷；
（2）定性了解两种电荷间的作用规律；
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（3）掌握库仑定律的内容及其应用。
2．通过观察演示实验，概括出两种电荷间的作用规律。培养学生观察、概括能力。
3．渗透物理学方法的教育，运用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——点电荷，研究真空中静止点电荷间互相作用力问题——库仑定律。
二、重点、难点分析
1．重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律。
2．真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，是难点。
三、教具
1．演示两种电荷间相互作用
有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒（2支）
2．定性演示相关物理量间关系
铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。
一、电荷
1、两种电荷
自然界中存在两种电荷，叫做正电荷与负电荷。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
同用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷叫做正电荷。
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
同用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷叫做负电荷。
2、自由电子和离子：
在通常情况下，原子所含的电子数与质子数相等，因此物体不显电性。但金属原子中的最外层电子受到原子核的吸引力十分微弱，很容易脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。失去电子的原子便成为带正电的离子，称为正离子；得到电子的原子便成为带负电的离子，称为负离子。
3、物体带电的实质：
当一个物体失去电子时，物体带正电；
当一个物体得到电子时，物体带负电；
因此物体带电的实质是得失电子。
4、电荷的相互作用：
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
5、带电体的性质：能吸引轻小物体。
二、电荷量
物体带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，为了描述物体所带电荷的多少，我们引入了电荷量这个概念。
1、定义：物体所带电荷的多少叫电荷量，简称电量，用符号Q和q表示。
2、单位：在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，简称库，用符号C表示。
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3、表示方法：
正电荷的电荷量用正数表示，如+8C;负电荷的电荷量用负数表示，如-8C;
4、检验：验电器
三、物体带电的方式：
摩擦起电、接触起电、静电感应
1、摩擦起电;
南人不复反矣同学们能否讲几个摩擦起电的例子呢？
举例1：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电；用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；
这一过程中谁得电子，谁失电子，电子是如何转移的。
举例2：在空气干燥的季节里，用塑料梳子梳头，头发会随着梳子飘起来，刚梳过头发的塑料梳子可以吸引细小纸屑。
举例3：夜晚脱化纤衣服时，会听到噼噼啪啪的响声，有时还会看到闪光。
同学们知道摩擦起电的原因是什么吗？
当两个物体相互摩擦的时候，由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同，原子核束缚电子的本领较弱的物体容易失去电子，失去电子的物体因缺少电子而带正电；得到电子的物体因有了多余的电子而带负电，这就是摩擦起电的原因。例如，用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒失去了电子带正电，丝绸获得了电子带负电。
2、接触起电：
验电器是检验物体是否带电和估测物体带电多少的仪器。将一根与毛皮摩擦过的橡胶棒跟验电器的金属球接触，会发现原来闭合的验电器的指针张开了，表明验电器带上了电。这就是我们初中讲过的接触起电。同学们知道接触起电的原因是什么吗？
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，当带电的橡胶棒与验电器的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个指针带上同种电荷，因相互排斥而张开。
例题1：有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、Ｂ，分别带有电量QA＝6.4X10-9C, ＱB＝3.2X10-9C,让两绝缘金属小球接触以后再分开，问：分开以后A、关于七夕的诗B的带电量分别为多少？（QA=QB=4.2X10-9C）
例题2：有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、Ｂ，分别带有电量QA＝6.4X10-9C, ＱB＝-3.2X10-9C,让两金属小球接触以后再分开，问分开以后A、B的带电量分别为多少？在接触过程中，电子如何转移并转移了多少（QA=QB=1.6X10-9C）
当两个完全相同的带电金属小球相接处时，同种电荷电量平均分配，异种电荷先中和后均分
3、静电感应：
用一根与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属球，会观察到什么现象？这个现象说明了什么？
把一个带电的物体靠近不带电的导体时，可以使导体带电。导体由于受附近带电体的影响而出现带电的现象叫做静电感应。利用静电感应使导体带电，叫做感应起电。
同学们知道静电感应的原因是什么吗？
①金属的微观结构：
在通常情况下，原子所含的电子数与质子数相等，因此物体不显电性。但金属原子中的最外层电子受到原子核的吸引力十分微弱，很容易脱离原子核的束缚成为自由电子。原子因失去电子而带正电荷成为金属阳离子，所以在一块金属中有大量的自由电子和金属阳离子，自由电子在整块金属中作无规则的热运动，金属阳离子只能在自身平衡位置附近做无规则的振动。整块金属呈电中性。
②静电感应的产生原因
如图所示当一个带负电的橡胶棒靠近金属球时，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，导体中的自由电子在电场力的作用下向右移动，这样，金属球的右边，因得到多余的电子而带负电，金属球的左边因缺少电子而带正电。
四、电荷守恒定律：
鸡西市电荷守恒定律的两种表述：
五、元电荷：
1、元电荷：
电子和质子带有等量异种电荷，电荷量e=1.6×10－19C。实验指出，所有带电体的电荷量都是电子（或质子）所带电荷量的整数倍，因此，把1.6×10－19C称为元电荷。元电荷是自然界中最小的带电量。
思考题：能不能说元电荷就是电子，或者说元电荷就是质子。
电子：-e=-1.6×10－19C;
质子：+e=+1.6×10－19C;
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元电荷：e=1.6×10－19C;
元电荷既不是电子，也不是质子，而是电子和质子所带电荷的多少。
2、比荷：
电子的比荷：
带电体的比荷：一个带电体的电荷量与其质量的比值，称为该带电体的比荷，用q/m表示。

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