17-18版：1.1 电荷 电荷守恒定律

知识回顾:用丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦的橡胶棒带负电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，根据电荷的这种特点制成了验电器。

当有带电的导体接触验电器小球时，验电器内部的金属箔有一定的张角。

验电器为什么梳子能把小纸屑吸引起来呢？为什么她的头发会立起来呢？油罐车的尾部有一条铁链第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律1. 知识与能力√ 知道自然界存在两种电荷，正电荷和负电荷，知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，并能由此解释生活中的一些物理现象。

√ 理解元电荷的概念，并知道电荷量只能是一系列不连续的整数值。

√ 记住元电荷的值和电子质量，会计算电子的比荷。

过程与方法√ 通过实践摩擦起电的过程了解使物体带电的方法和从微观角度解释带电的本质。

√ 通过静电感应实验学会分析电荷的变化情况。

3.情感态度与价值观√ 理解并掌握电荷守恒定律，并会用电荷守恒定律解释近代微观原子领域的一些实验现象。

教学重点：教学难点：摩擦起电现象的分析感应起电现象的分析电荷守恒定律原子结构内容解析二、电荷守恒定律三、元电荷原子核核外电子（带负电）质子（带正电）中子（不带电）原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界不显电性。

1、原子结构一、电荷子和中子被核力紧密地束缚在一起。

核力来源于强相互作用，所以原子核的结构一般是很稳定的。

核外电子靠质子的吸引力维系在原子核附近。

多少和运动状况也不相同。

质子、中子数目不同电子运动轨道不同核外电子绕原子核高速运动2、摩擦起电容易受到外界的作用而脱离原子。

当两个物体摩擦时，一些束缚的不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是，原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体带正电。

这就是摩擦起电。

摩擦起电并不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，并使电子从一个物体转移到另一个物体。

用丝绸摩擦的玻璃棒带正电▲用毛皮摩擦的橡胶棒带负电常见的摩擦起电现象：3、自由电子子核的束缚在金属中自由活动，这种电子叫自由电子。

电荷守恒电荷守恒定律是电力学中最基本和最重要的定律之一。

它指出，在一个封闭系统中，电荷的总量保持不变。

这意味着电荷既不能被创建也不能被销毁，只能通过电荷的转移来改变。

最早提出电荷守恒定律的是物理学家卡尔·弗里德里希·高斯。

他在19世纪初首次提出了这个定律，并发现它适用于所有已知的电力学实验和现象。

从那时起，电荷守恒定律一直被广泛接受，并成为电力学理论的基石。

电荷是一种基本粒子，它带有正或负的电荷量。

正电荷表示为+e，负电荷表示为-e，其中e是一个基本单位电荷，约等于1.602×10^-19库仑。

根据电荷守恒定律，一个系统的总电荷量必须始终为常数。

这意味着如果一个物体失去了电荷，必然有另一个物体获得了相应数量的电荷。

电荷的守恒可以通过许多实验来验证。

例如，考虑一个封闭系统，其中包含一个带正电荷的物体和一个带负电荷的物体。

如果这两个物体发生接触，电荷会从正电荷转移到负电荷，直到两个物体的电荷相等。

这个过程被称为电荷的平衡转移，它遵守电荷守恒定律。

在一些特殊的情况下，电荷可以通过其他形式进行转移。

例如，在电池中，化学能转化为电能，使得正极和负极之间形成电荷差，从而产生电流。

然而，无论是哪种情况，总电荷量都保持不变。

电荷守恒定律不仅仅适用于宏观尺度的物体，也适用于微观尺度的粒子。

在粒子物理学中，粒子之间的电荷转移是通过交换电子进行的。

例如，正电子是带正电荷的粒子，而电子是带负电荷的粒子。

当一个正电子与一个电子发生碰撞时，它们可以交换电子，从而改变它们的电荷状态。

但是，所有粒子的电荷总和必须保持不变。

电荷守恒定律的重要性不仅仅体现在电力学中，它也对其他学科有着重要的影响。

例如，在化学反应中，电荷守恒定律是质子转移的基础，决定了反应的进行和氧化还原的过程。

在核物理学中，电荷守恒定律是核反应和放射性衰变的基础。

总之，电荷守恒定律是电力学中最基本的定律之一。

它指出，在一个封闭系统中，电荷的总量保持不变。

电荷守恒定律的数学表达式1. 电荷守恒定律：- 电荷守恒定律是电磁学中最基本的定律之一，它表明在任意一个闭合系统内，电荷的总量始终保持不变。

- 这个定律所描述的是一个系统电荷总量的守恒，即系统内的所有电荷质量之和等于一个定值，这个值在时间内不变。

- 电荷守恒定律简单地说就是电荷不能被创建或摧毁，只能在各个物体之间转移。

2. 数学表达式：- 电荷守恒定律可以用数学公式来表示，表达式如下：∂ρ/∂t + ∇・J = 0其中，ρ是电荷密度，J是电流密度，∂/∂t代表时间导数，∇ .代表散度运算符。

- 这个公式表明电荷守恒定律的数学本质，即电荷密度的变化率和电流密度的散度（发散度）之和等于零。

- 通过分析这个公式，我们可以得出一些结论：如果电荷密度变化率为正，那么电流密度的发散度必须为负，反之亦然；如果电荷密度和电流密度同时保持不变，那么这个闭合系统就是一个稳定的电磁系统。

3. 应用：- 电荷守恒定律是电磁学中最重要的基础定律之一，具有广泛的应用价值。

以下是一些例子：根据电荷守恒定律，我们可以通过掌握电荷密度和电流密度之间的关系来研究电场和磁场的变化。

比如，通过观察一个导体中的电荷分布和电流分布情况，可以计算出导体周围的电场和磁场。

电荷守恒定律还可以用来研究电荷鼓起力的作用和电子输运。

例如，当我们将一些电子注入到一个导体中时，这些电子会受到电荷漂移力的作用，从而形成电流。

这个过程可以通过电荷守恒定律来计算。

电荷守恒定律在静电学和电磁学中也有广泛的应用。

比如，在一个静电场中，电荷守恒定律可以用来计算出电荷分布的变化和电场的形成。

在电磁波中，电荷守恒定律也能够测量光速和光束的波长。

电荷守恒定律不仅在物理学和电磁学中有应用，而且在生物学和光学中也有广泛的应用。

比如，在神经元中，电荷守恒定律可以用来描述神经元的脉冲传递。

在光学中，电荷守恒定律可以用来研究光波的传播和干涉现象。

综上所述，电荷守恒定律是电磁学中最基本的定律之一，它表明在任何一个闭合系统中，电荷的总量始终不变。

电荷守恒定律电荷守恒定律是描述电荷数量守恒的物理定律之一。

它表明，在任何一个闭合的系统中，电荷的总量不会发生变化。

这个定律揭示了电荷的特殊性质，对电磁学和电路理论的理解起到了至关重要的作用。

电荷是一种基本粒子，它带有正电、负电或者零电荷。

带正电的粒子被称为正电荷，带负电的粒子被称为负电荷，而零电荷的粒子则是中性的。

根据电荷守恒定律，正电荷和负电荷之间的总量必须保持平衡。

换句话说，在任何一个过程中，正电荷的总量必须等于负电荷的总量。

电荷守恒定律是在许多实验观察中得出的。

一个简单的实验是通过摩擦两种材料来观察电荷转移。

摩擦时，负电荷会从一个物体转移到另一个物体上，这是因为在物体接触的表面上，电子会从一个物体跳到另一个物体上。

根据电荷守恒定律，转移的电荷是平衡的，因此物体上的总电荷不会发生改变。

电荷守恒定律的一个重要应用是在电路理论中。

在一个电路中，电荷可以通过导线和电子器件进行流动。

根据电荷守恒定律，电流进入一个区域的总电荷必须等于离开该区域的总电荷。

这是由于电荷的不可创建和不可销毁性。

通过电荷守恒定律，我们可以推导出基本的电路方程，并解决各种电路问题。

电荷守恒定律在粒子物理学中也起着重要的作用。

在粒子碰撞实验中，高能粒子会发生相互转换和交互作用，但总电荷始终保持不变。

通过观察电荷转移和产生的方式，我们可以了解粒子的特性和相互作用机制。

所以电荷守恒定律在粒子物理学研究中有广泛的应用。

尽管电荷守恒定律是一个基本的物理定律，但也有一些特殊情况，其中电荷可以被创造或销毁。

这一现象发生在粒子物理学研究中，当高能粒子与反粒子相撞时，它们可以互相湮灭并产生其他粒子。

这种过程称为电荷破坏。

然而，总电荷仍然保持不变，因为湮灭和产生的粒子总电荷平衡。

总之，电荷守恒定律是一个重要的物理定律，描述了电荷的守恒性质。

它在电磁学、电路理论和粒子物理学中都有广泛的应用。

通过遵循电荷守恒定律，我们可以解决不同领域的问题，并深入理解电荷的特性和性质。

电荷守恒定律
1、经典表述：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
2、近代表述：近代物理实验发现，带电粒子可以产生和湮没。

但带电粒子总是成对产生或湮没，两个粒子所带电荷量相同但正、负相反，所以电荷的代数和仍然不变。

因此，电荷守恒定律现在的表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变
3、意义：电荷守恒定律是自然界的普遍规律，既适用于宏观系统，也适用于微观系统
化学电荷守恒定律：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。

电荷守恒定律概念
电荷守恒定律是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电荷，那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。

电荷的多少称为电荷量，常简称为电量，故电荷守恒定律又称电量守恒定律。

在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，用字母Q表示，单位为C。

通常正电荷的电荷量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示。

电荷守恒介绍
电荷守恒和物料守恒，质子守恒一样同为溶液中的三大守恒关系。

1.化合物中元素正负化合价代数和为零
2.溶液呈电中性：所有阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数
3.除六大强酸，四大强碱外都水解，多元弱酸部分水解。

产物中有部分水解时产物
4.这个离子所带的电荷数是多少，离子前写几。

1 电荷及其守恒定律一、电荷1.两种电荷。

(1)电荷的分类：①正电荷：和用丝绸摩擦过的_________所带的电荷性质一样的电荷。

②负电荷：和用毛皮摩擦过的_________所带的电荷性质一样的电荷。

(2)电荷的性质：同号电荷相互________,异号电荷相互________;且带电体有_________________的性质。

2.摩擦起电：两个物体相互摩擦时,______从一个物体转移到另一个物体,原来呈电中性的物体由于_______电子而带负电,_______电子的物体则带正电。

3.感应起电：(1)自由电子：金属中离原子核________的能脱离原子核的束缚而在金属中___________的电子。

(2)静电感应：当一个带电体靠近导体时,由于______________________,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带________电荷,远离带电体的一端带________电荷的现象。

(3)感应起电：利用___________使金属导体带电的过程。

【自我思悟】1.用丝绸摩擦玻璃棒,是不是只有玻璃棒上带电?2.发生感应起电现象的条件是什么?二、电荷守恒定律和元电荷1.电荷守恒定律：(1)内容：电荷既不会_________,也不会_________,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_____________。

(2)电荷守恒定律现在的表述：一个与外界没有_____________的系统,电荷的代数和_____________。

2.元电荷：(1)电荷量：电荷的_________。

在国际单位制中,它的单位是_________,符号_______。

(2)元电荷：最小的电荷量,即_________或_________所带的电荷量,用e表示,e=_________________。

最早由美国物理学家__________测得。

1.1 电荷及其守恒定律教学三维目标（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。

（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点：电荷守恒定律难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

教学过程：（一）引入新课：在初中我们学过一些电的知识，我们先来回顾一下初中学习的内容：1、一般情况下物体不带电，如何使物体带电？——摩擦可以使物体带电，很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带有电荷2、自然界中有几种电荷？它们是谁命名的？——自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷，美国物理学家富兰克林命名的，他把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷。

3、它们间的相互作用又是怎样的呢？——同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。

一、电荷1、物体带电很多物体经过摩擦以后具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带有电荷2、两种电荷（富兰克林命名）（1）、正电荷：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．（2）、负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．3、电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。

（二）进行新课：二、起电方式1、摩擦起电摩擦起电的微观解释：构成物质的原子由带正电的原子核和绕核运动的带负电的电子组成.原子核所带正电量的总数与核外所有电子的负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中心（常称电荷中心）重合.因而，在通常情况下，整个原子呈电中性（所谓不带电）.通常离原子核较远的电子受到的束缚较弱，当原子因某种原因（如摩擦、受热、化学变化等），失去电子时，原子就显为带正电”获得电子时，就显为带负电”所以，实质上物体的带电过程就是电子的得失过程.比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电.（1）本质：不同物质的原子核束缚电子的能力不同.电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电.（2）规律：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.介绍金属导体模型，金属导体模型也是一个物理模型如下图：在金属内，排列着的正离子只能在自己的平衡位置附近振动而不移动，而带负电的电子可以在金属内部自由移动——我们把它们称为自由电子，正是因为有可以自由移动的电子，所以金属可以导电。