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电磁学第二课堂系列1电荷静电与电流 [复制链接]

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初中物理微课

老师上课省事儿,学生学习省劲儿!

我们一直在努力打造一个课内外“轻松物理”的学习平台。

课本中有些概念是很抽象的,象分子、原子、原子结构、电荷、摩擦起电的原理等,如果仅依靠课本是很难解决这些问题的,给初学电学的小白们当头一棒,让我们对电学产生心理阴影,所以本节的目的就是想办法把抽象的概念形象化,希望对您有帮助!

什么是电荷

物质由分子构成:水是由大量水分子构成的。

分子是由原子构成的:这是由两个氢原子和一个氧原子构成的一个水分子。

原子由一个居于原子中心的原子核和若干个围绕原子核高速运转的带负电的电子构成、原子核由若干个带正电荷的质子和若干个不带电荷的中子构成。正常的原子中正负电荷数是相等的,整个原子不会显示带电的性质!

其它物体的结构也大致如上图所示。

分子不叫电荷、原子不叫电荷、质子不叫电荷、电子也不叫电荷。那么电荷是什么?电荷是一种性质,我可以形象地称它为粒子的“灵魂”。具有这种灵魂的粒子是电子和质子(原子核带的电荷其实就是其中质子所带的),质子带正电荷、电子带负电荷。同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。电荷依附于粒子而存在,它会产生电场、能与磁场相互作用。

电荷的最小单元是元电荷e,每个电子带一个-e、一个质子带一个+e。一个原子里有多少个+e就会有多少个-e,正负的作用抵消,所以整个原子正常情况下是显出不带电性质的。

物体带电是怎么回事?

请注意观察左边原子的一个电子转移到了右边的原子上!

一、摩擦起电。就是由于两种不同的物质摩擦时,大量带负电的电子从一个物体转移到了另一个物体,那么其中失去电子的物体就多余了正电而显出正电的性质,得到电子的就显出带负电的性质,从而使两物体分别带上了等量异种电荷。

二,感应带电。带负电的物体靠近金属球,使金属球的自由电子被排斥到另一侧,这样金属坏就一侧带正电另一侧带负电。

三、接触带电。带电体与金属球接触后电荷由带电体传给了金属球。

电子的转移使物体正负电荷数不再相等,所以有的物体也就因为多了电子而带了负电,另一个物体就会因为缺少电子而带上了正电!

电流是怎么回事?

大量自由电荷定向移动时才能形成电流!

我们先来看看什么是自由电荷:一般的原子,质子都处在一个非常稳定的原子核内,原子核又都会对它周围的电子有很强的束缚作用,所有带电粒子都会被限制在原子中,不能自由跑出去。但有些物质的原子(比如金属)却对电子的管束不太严格,个别能量较大的电子会随时溜出去,形成到处流浪的自由电子,它所带的电荷就成了自由电荷。大量的自由电子正常情况下会做一些杂乱无章的运动,一旦有很强的电场(电场对电荷的作用就象强磁周围对小磁针的作用一样)存在,大家都会在电场的作用下朝一个方向运动从而形成电流。电流携带着电场的能量,流过用电器就可以发挥它们的威力了。

大量自由电荷流过灯丝!

电荷在通过用电器时就会遇到阻碍,此时使电荷奋力拼杀、克服困难、英勇通过,并释放能量,用电器才会工作,同时电荷的能量被消耗,但电荷本身既不会减少也不会增加。我们后面学习的各种电路都是为了通过不同的方式让电流流过用电器而设计的!

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