高中物理

1. 6-1 電荷與電量
Electric charge
1
天空中的閃電是如何形成呢？

2. 重點
Outline
電荷Electric Charge
絕緣體與導體Insulators and Conductors
庫侖定律Coulomb’s Law
電場The Electric Field
電場線Electric Field Lines
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3. 電的認知
電(electricity)的字義為
希臘文琥珀(electron)，
因為用毛皮摩擦過的琥
珀可以吸引很輕的小物
體。
琥珀是松柏科植物的樹
脂所形成的化石，最少
有五千萬年的歷史。
3

4. 電的認知
電荷的命名(富蘭克林)
玻璃棒與絲絹摩擦，玻
璃棒所帶的電稱為 正
電
(Positively Charged)
塑膠棒與毛皮摩擦後，
塑膠棒所帶的電稱為
負電
(Nagatively Charged)
4
From:Core Concepts in Physics

5. 電荷守恆定律經驗定律
任何一個孤立的系統中，電荷的 總和 是不
變的
不論是 物理變化 、 化學變化 或是 核反應 均
成立
當產生一個正電荷，必然產生一個負電荷，
任何一個孤立系統的總電荷量維持不變
5

6. 守恆定律 (複習)
自然界最重要也是最基本的定律。
它是自然界普遍遵守的一系列定律。
即某一種物理量，它既不會自己產生，也不
會消失，其總量守恆。包括：
質量守恆定律
能量守恆定律
動量守恆定律
角動量守恆定律
電荷守恆定律
6

7. 電荷量子化(電荷的不連續性)
電荷的不連續性：
意旨在電的傳遞過程中有一個最小單位，它是不
可被分割的，這個觀念在電的部分還好接受。
量子化的概念卻引起了後來的量子力學發展，
卻是近代物理中最大的貢獻。
7

8. 電荷量子化(電荷的不連續性)
1909年在Millikan的油滴實驗，
發現每個油滴所帶的電荷都有一個「最大公約
數」，
此最大公約數就是電荷的基本單位，
自然界中電荷的基本單位為
8
-19
1e.c 1.60 10  (C)(庫侖)
18
1( ) 6.25 10 ( . )C e c 

9. 電荷量子化(電荷的不連續性)
電量的SI單位稱為 庫侖 ，記為 C 。
從實驗測量中我們得知一個質子與一個電子所帶的
電量均為 庫侖，質子帶正電，電子帶負電。
-19
1e.c 1.60 10  (C)(庫侖)
9

10. 電荷量子化(電荷的不連續性)
電荷觀念的演進
10
電流體
的觀念
法 拉 第
電 解 定 律
J.J.Thomson的實驗
H.A.Lorentz的理論
Millikan
油滴實驗
電荷的不連續性
電荷的量子性
證實

11. 導體、半導體、絕緣體（複習）
絕緣體：物質中的帶
電質點無法自由移動
稱為絕緣體
如：玻璃、橡膠、乾
燥的木材
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12. 導體、半導體、絕緣體（複習）
半導體：導電性在導
體與絕緣體中間的物
體，導電性可由外界
因素而改變。
如：矽、鍺等
12
國立東華大學

13. 導體、半導體、絕緣體（複習）
導體：物體中具有可
自由移動的帶電質點
稱為導體
金屬：擁有自由電子-
>電荷可以在物質內自
由移動
電解質水溶液：具有
正、負離子而導電
游離的氣體：具有正、
負離子而導電
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14. 特殊性質靜電感應的現象
帶電體接近導體時，
導體上靠近帶電體的
一端會產生異性電，
相距較遠的一會端會
產生同性電，這種正、
負電荷分離 的現象稱
為靜電感應。
14

15. 特殊性質靜電感應的現象
帶電體接近絕緣體時，絕緣
體上電子雖然無法自由移動，
離開原子的束縛，但仍會稍
稍調整位置，使物體呈現
極化 的現象
15

16. 帶電體的電性
基本概念
當物體內質子與電子
的數目相等時，則成
電中性 。
若物體內質子與電子
數目不相等時，則稱
物體為 帶電體
16

17. 帶電體的電性
電性的判斷：N+：總正電荷數、N-：總負電
荷數
17
:
:
:
N N
N N
N N
 
 
 



 
物體帶正電
物體電中性
物體帶負電

18. 帶電體的電性
摩擦起電： 電荷的轉移
電中性的兩物體互相摩擦時，原子獲得能量，使 自
由電子 從一物體轉移到另一物體(游離能的差異)
其中獲得電子者帶 負電 ，失去電子者帶 正電
兩者所帶的電量 相等 ，但電性 相反 。
18

19. 帶電體的電性
範例：
玻璃棒與絲絹：電子
從玻璃棒移到絲捐
塑膠棒與毛皮：電子
從毛皮移動到塑膠棒
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20. 帶電體的電性
感應起電：利用 靜電
感應 可使中性導體帶
電，稱為感應起電
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21. 金箔驗電器
Gold-Leaf Electroscope
原理：
靜電感應原理
作用：
檢驗物體是否帶電及所
帶的電性
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22. 金箔驗電器
Gold-Leaf Electroscope
檢驗待測物是否帶電。
帶電物體靠近，但不接觸
金箔張開
22
金箔因「負電荷」而分開
因靜電感應，金屬球產生
正電荷

23. 金箔驗電器
Gold-Leaf Electroscope
判別待測物所帶的電性。
先讓金箔驗電器帶電金箔先張開
23

24. 金箔驗電器
Gold-Leaf Electroscope
若物體與金箔帶同性電。
當靠近驗電器，金箔張開角度會再加大
原因：同性電互相排斥
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25. 金箔驗電器
Gold-Leaf Electroscope
若物體與金箔帶異性電
當靠近驗電器，金箔張開角度會先變小，再變大
原因：
25

26. 例1
靜電感應（75年日大
如右圖所示，一接地
之金屬球殼，殼內以
絕緣線繫一正電荷+Q
於球心。另將一電荷
+q置於球殼外附近，
則球殼上的電荷如何
分佈?
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27. 解：
金屬球殼將+Q包圍
內表面感應電荷為-Q，外表面感應電
荷+Q
金屬球殼接地：＋Q傳到地上
球殼外+q靠近
靠近+q一端產生感應電荷-q，另一端
產生+q
球殼接地：+q（傳到地上)
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28. 範例1
如右圖所示，一接地之金屬球殼，殼內以絕
緣線繫一正電荷+𝑄於球心。另將一電荷+𝑞置
於球殼外附近，則球殼上的電荷如何分佈?
+𝑞+𝑄
−
−
−
−
−
−
−
−
−

29. 解：重要
屏蔽作用 ：
被金屬導體包圍的帶電體 ，
可不受外界電荷的影響。
其原因是金屬導體的感應電
荷對帶電體的作用力 ，和外
界電荷對帶電體的作用力互
相抵消所致。
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30. 又學完一章了
離畢業又更近摟！
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