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普通高中教科书
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第三册
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上海科学技术出版社
定价：11.00元


普通高中教科书
物理
必修
第三册
上海科学技术出版社


主　　编：蒋最敏 高 景本册主编：严 明编写人员：（以姓氏笔画为序）　　　　　王肇铭 严 明 李沐东 陈琪琪 赖佳颖
责任编辑：施 成 张 燕 李林高美术设计：房惠平普通高中教科书 物理 必修 第三册上海市中小学（幼儿园）课程改革委员会组织编写
出      版　上海世纪出版(集团)有限公司　上海科学技术出版社
　　　　（上海市钦州南路71号　邮政编码200235）
发      行　上海新华书店
印      刷　上海中华印刷有限公司
版      次　2021年1月第1版
印      次　2021年1月第1次
开      本　890毫米×1240毫米　1/16
印      张　8.75
字      数　195千字
书      号　ISBN 978-7-5478-5220-0/G·1025
定      价　11.00元
版权所有·未经许可不得采用任何方式擅自复制或使用本产品任何部分·违者必究如发现印装质量问题或对内容有意见建议，请与本社联系。电话：021-64848025，邮箱：jc@sstp.cn
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目录1
目
录
/ 1
第九章·静电场
第一节 静电现象 电荷 / 2
第二节 电荷的相互作用 库仑定律 / 7
第三节 电场力 电场强度 / 12
第四节 电势能 电势 / 18
第五节 带电粒子在电场中的运动 / 23
第六节 电容 电容器 / 29
第七节 静电的利用与防范 / 36
/ 44
第十章
·电路及其应用
第一节 简单串联、并联组合电路 / 45
第二节 电阻定律 / 51
第三节 测量金属丝的电阻率 / 56
第四节 多用电表 / 63
第五节 闭合电路欧姆定律、电源电动势及内阻
/ 68
第六节 电源电动势和内阻的测量 / 73
第七节 电功、电功率及焦耳定律 / 77
第八节 家庭电路 / 81


2目录
/ 89
第十一章·电磁场与电磁波初步
第一节 磁现象 磁感线 / 90
第二节 电流的磁场 磁感应强度 / 93
第三节 磁通量 电磁感应现象 / 99
第四节 电磁场与电磁波 / 105
/ 114
第十二章·能源与可持续发展
第一节 能源及其应用 / 115
第二节 能量的转化 / 121
第三节 能源与环境 / 125


 1
图示为经头发反复摩擦后的塑料梳子靠近细小水流，使竖直下落的细小水流发生偏转。我国东汉王充《论衡》书中就有“顿牟掇芥”的记载，就是玳瑁摩擦后能吸引轻小物体的静电现象。摩擦后的梳子为何能使细小水流偏转？
第九章 
静电场
· 在本章中我们将：1. 了解静电现象，知道两个电荷间相互作用的规律。知道电场是一种物质。2. 体会探究库仑定律过程中的科学思想。体会运用类比、比值等方法定义物理量。3. 了解生产生活中关于静电的利用与防护，了解电容器的作用。
·
本章的学习涉及电场强度、电场力等概念，会从多视角描述电场的特性，解释相关的静电现象。
·
本章的学习有助于提升物质、相互作用和能量的观念。


2
图9-1 摩擦后的气球可使猫毛竖起
第一节
静电现象 电荷
在生活中静电现象是十分常见的。比如章导图所示的摩擦过的梳子可以吸引细小水流；摩擦后的气球可使猫毛竖起（图9
-1）；冬天脱毛衣的时候常会听到“噼噼啪啪”的声音，黑暗中还能看见毛衣“冒火星”；有时候用钥匙去开门或触摸金属门把手的时候会突然感觉被刺了一下；自然界中的闪电等都是静电现象。
大家谈
日常生活中你还经历过哪些静电现象？
我们已经知道，电荷分为两种：正电荷和负电荷。电荷间存在相互作用：同号电荷间相互排斥，异号电荷间相互吸引。
静电是如何产生的？
静电可通过物体间的摩擦、接触、感应等方法来产生。1.摩擦起电物体是由分子、原子组合而成，而原子的基本结构为原子核和核外的电子，原子核由


第一节 静电现象 电荷3
质子和中子组成。科学家们发现质子带的电荷为正电荷，中子不带电，而电子带负电荷。在正常状况下，一个原子的核内质子与核外电子正、负电荷彼此平衡，物体对外表现不出带电性。但是，如果物体受到摩擦的作用，就会使原子中的电子发生转移而使自身的正负电荷不平衡，从而使物体呈现带电性。两个物体发生摩擦时，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。在日常生活中所说的摩擦起电实质上就是两种物体间相互摩擦而使电子转移的过程。如图9
-2所示，当橡胶棒和毛皮在一起互相摩擦时，毛皮上的电子转移到橡胶棒上，橡胶棒得到电子导致带负电荷，毛皮失去电子导致带正电荷。2.接触起电接触起电是指带电体和不带电的物体相接触而使后者带电的现象。例如，用毛皮摩擦过的橡胶棒与验电器接触，使验电器带电，这就是接触起电的例子。3.感应起电如图9
橡胶棒
毛皮
（a）（b）
图9-2 摩擦起电
-3所示，一对用绝缘柱支撑的不带电的导体A和B彼此接触，A、B下方均连有两片闭合的金属箔。观察下列几种情况下金属箔的变化情况。① 把
带正电荷的物体C移近导体A；
② 把A和B分开，然后移去C；③再让A和B接触。
图9-3 静电感应现象
我们可观察到带电体C移近导体A时，A、B下方的金属箔张开；把A和B分开，然后移去C时，可观察到A、B下方的金属箔仍然继续张开；再让A和B接触时，可观察到A、B下方的金属箔立即闭合。这说明A、B两部分带上了电性相反的异号电荷。


4
大量实验发现，若将一个带电体靠近一个不带电的导体，该导体在靠近带电体的一端聚集了与带电体相反的电荷，而远离带电体的一端聚集了与带电体相同的电荷。这种现象叫作静电感应（electrostatic induction）。通过静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。摩擦起电、接触起电、感应起电从本质上都源于物质的原子中的电子在不同物体间或者同一物体的不同部分间发生了转移，它们之间电荷的总量并没有发生变化。物理学中往往把研究的物体或物体的集合作为一个系统。对于一个孤立系统，不论发生什么样的物理过程，系统内电荷总量保持不变。电荷可以从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到其他部分，但在转移过程中电荷的总量保持不变。这就是电荷守恒定律（law of conservation of charge），它是物理学的一条基本定律。现代物理研究表明，在粒子的相互作用过程中，电荷是可以产生和消失的，然而电荷守恒定律依然成立。例如，在正、负电子对的产生与湮灭过程中，正、负电荷总量始终为零。为了观察静电现象，人们设计了许多专门产生静电的设备，如图9
-4所示就是两种常用的起电机。
（b）范德格拉夫起电机（a）手摇起电机
图9-4 两种常用的起电机
如何描述物体所带电荷的多少？
不同带电体带电的多少往往是不同的。物体所带电荷的多少叫做电荷量（amount of electric charge），用符号Q或q表示。电荷量是标量，我们通常取正电荷的电荷量为正值，取负电荷的电荷量为负值。电荷量的国际单位是库仑，简称库；符号为C
。库仑是一个相当大的电荷量单位，因此通常还用微库作电荷量单位，符号为μC。库仑和微库的换算关系是1 μC = 10
-6
C物体所带电荷的电荷量不是任意的，而是某个最小电荷量的整数倍。人们把最小电荷量叫做元电荷（elem
-19
entary charge），用符号e来表示，通常e取1.6×10。任何带电体所带电荷都是e C的整数倍。实验表明，单个质子携带的电荷量为e，单个电子携带的电荷量则为-e。


第一节 静电现象 电荷5
美国科学家密立根（R. A. Millikan，1868—1953）在1907—1913年间首次测定了元电荷的
电荷量，为此获得了1923年的诺贝尔物理学奖。他设计的实验装置如图9-5所示，实验中用一个喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电油滴；容器中的A、B板分别连接电源的两极，使A板为正极板、B板为负极板；带负电的油滴在A、B之间受重力、电场力和空气阻力的作用而运动，可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动。当油滴所受的重力与极板间电场的作用力和空气阻力平衡时，油滴可静止悬浮于电场中。为测得电荷量，还需测得油滴质量。两极板间不加电压，油滴受重力作用而加速下降。由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度后，油滴所受的重力与阻力平衡，油滴将匀速下降，通过计算得到油滴的质量。经过反复实验，得出结论：油滴的电荷量是某个最小固定值的整数倍，这个最小固定值就是单个电子的电荷量的绝对值。现在得到的元电荷的精确值在2019年更正为：
-19
e = 1.602 176 634×10 C，一般情况下可取值
-19
e = 1.60×10 C。图9-5 密立根油滴实验
实验器材包括验电器（图9-6）、数字式静电计（图9-7）、玻璃棒、橡胶棒、丝绸、
毛皮。
金属球金属杆金属箔
金属球金属杆金属箔
验电器
99-6 用验电器检测物体是否带电图图-7 用数字式静电计检测物体所带的电荷量
使用验电器或数字式静电计观察、测