电荷守恒定律与基元电荷

自然界中存在着两种电荷，即正电荷和负电荷。

大家都知道，物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和电子组成，原子核内有中子和质子，电子在不同的轨道上绕原子核做高速圆周运动。中子不带电，质子带正电，电子带负电。不同的物质所具有的电子、中子和质子数是不同的。如果物体所含的质子总数与电子总数相同，我们说它不带电，即呈电中性；如果物体所含的质子总数大于电子总数，我们说它带正电；否则就是带负电。

电荷在物体中能够转移或传导。对电中性的物体来说，得到电子带负电，失去电子带正电。正、负电荷是物体固有的，它既不能被创造，也不能被消灭，而只能从一个物体转移到另一个物体，或者在一个物体内部的一部分转移到另一部分，这个规律称为电荷守恒定律。例如，用丝绸摩擦玻璃棒时，两物体相互接触处原子的热运动加剧，使玻璃棒中受束缚较弱的电子从原子中挣脱出来而转移到丝绸上。结果，失去电子的玻璃棒就带正电，获得电子的丝绸就带负电。实际上这就是一种简单的起电方法。同理，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电。

当物体受到摩擦等作用时，造成物体的电子过多或不足，物体就带了电，也称为物体起电。常见的起电方法有摩擦起电、接触起电和感应起电三种，如图1-1所示。

图1-1 起电方法

a）摩擦起电 b）接触起电 c）感应起电

实训与思考1(www.xing528.com)

◆用头发摩擦过的塑料尺子或梳子去靠近碎纸屑，如图1-2a所示，观察到的现象是____；原因是____。

◆用丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒相接触，再去靠近碎纸屑，观察到的现象是；____原因是____。

◆能用可乐瓶制作一个静电吸尘器吗？如图1-2b所示。

图1-2 起电实验

电荷的多少称为电荷量，用字母Q或q表示。在国际单位制中，电荷量的单位名称是库[仑]，用字母C表示。到目前为止，在自然界所有带电体中，可以认为电子是最小的电荷。一个电子的电量e=-1·6×10^-19C，或者说1C=6·25×10¹⁸个电子所带的电量。人们把一个电子所带的电量，即1·6×10^-19C称为基元电荷，是电荷的天然单位。一个电子的电荷为-1个基元电荷，一个质子的电荷为+1个基元电荷。任何带电物体所带电量都等于基元电荷的整数倍。