高中物理 第一章 静电场 第1讲 电荷及其守恒定律学案 -1

1、学必求其心得，业必贵于专精电荷及其守恒定律目标定位1。知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念一、电荷及其三种起电方式1两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引2摩擦起电:两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电3接触起电：带电体接触导体时，电荷转移到导体上，使导体带上与带电体相同（填“相同”或“相反”)性质的电荷4感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体

2、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异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电深度思考(1)带正电的物体a与不带电的物体b接触，使物体b带上了什么电荷?在这个过程中电荷是如何转移的?(2)如图1所示，当将带正电荷的球c移近不带电的枕形金属导体时，由于电荷间的吸引，枕形金属导体中的自由电子向a端移动,而正电荷不移动，所以a端(近端)带电，b端带电（填“正”或“负”）图1答案(1)正电荷在这个过程中，有电子从物体b转移到物体a，物体b的电子减少，使物体b带正电（2)负正例1如图2所示，a、b为相互接触的用绝缘支柱支撑

3、的金属导体，起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片，c是带正电的小球,下列说法正确的是（）图2a把c移近导体a时，a、b上的金属箔片都张开b把c移近导体a，先把a、b分开，然后移去c，a、b上的金属箔片仍张开c先把c移走，再把a、b分开，a、b上的金属箔片仍张开d先把a、b分开，再把c移走，然后重新让a、b接触，a上的金属箔片张开,而b上的金属箔片闭合解析虽然a、b起初都不带电，但带正电的导体c对a、b内的电荷有力的作用，使a、b中的自由电子向左移动，使得a端积累了负电荷，b端带正电荷，其下部贴有的金属箔片分别带上了与a、b同种的电荷,所以金属箔片都张开,a正确c只要一直在a、b附近，先把a

4、、b分开，a、b上的电荷因受c的作用力不可能中和，因而a、b仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走c,a、b所带电荷量也不变，金属箔片仍张开，b正确但如果先移走c，a、b上的感应电荷会马上中和，不再带电,所以箔片都不会张开，c错先把a、b分开，再移走c，a、b仍然带电，但重新让a、b接触后,a、b上的感应电荷会完全中和，金属箔片都不会张开，d错故选a、b.答案ab(1）静电感应中,电中性导体在两侧同时感应等量异种电荷，感应的过程，就是导体内电荷重新分布的过程（2）接触起电是由于电荷间作用使导体间的电荷发生转移二、电荷守恒定律1内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，

5、或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变2三种起电方式的本质都是电子的转移，在转移的过程中电荷的总量不变注意（1)电中性的物体内部也有电荷的存在，只是正、负电荷量的代数和为零,对外不显电性；(2)电荷的中和是指带等量异种电荷的两物体接触时,经过电子的转移，最终达到电中性的过程深度思考带等量异种电荷的两小球接触后都不带电了，是电荷消失了吗？此过程中电荷还守恒吗?答案没有消失，这是电荷的中和，是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时，由于正、负电荷间的相互吸引作用，电荷发生转移,最后都达到电中性状态的一个过程。电荷仍然守恒例2完全相同的两金属小球a、b带有相同的电荷量，相隔

6、一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小球c，先后与a、b接触后移开（1）若a、b两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？（2）若a、b两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？解析（1）设a、b带同种电荷，且带电荷量均为q，则a、c接触后,a、c带电荷量为qaqcq.c与b球接触后,b、c所带电荷量为qbqcq.故a、b带电荷量大小之比为.（2)设qaq,qbq.则c与a接触后，a、c带电荷量为qaqcq.c与b接触后，b、c带电荷量为qbqcq，故a、b带电荷量大小之比为.答案（1）23(2）21(1)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关，当两个完全相同的

7、金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷。(2)若两个相同的金属球带同种电荷,接触后电荷量相加后均分；若带异种电荷，接触后电荷先中和再均分。三、元电荷1电荷量：电荷的多少叫做电荷量,在国际单位制中它的单位是库仑,简称库用符号c表示2元电荷：电子所带的电荷量是科学实验发现的最小电荷量，质子、正电子所带的电荷量与它相同,但符号相反这个最小的电荷量叫做元电荷3元电荷的值：e1.601019c。4比荷：电子的电荷量e与其质量me之比，叫做电子的比荷深度思考（1）有人说：一个带电体所带的电荷量为41019c，你认为他这种说法正确吗？为什么？(2）质子和电子就是元电荷吗？它们的比荷相

8、同吗？答案（1）不正确任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，而41019c不是元电荷的整数倍，所以这种说法不正确（2)不是元电荷是最小的带电单位，不是带电粒子，没有电性之说质子、电子的电荷量相同，但质子质量远大于电子，所以电子的比荷大于质子的比荷例3关于元电荷，下列说法中正确的是（)a元电荷实质上是指电子和质子本身b所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍c元电荷的值通常取e1。601019cd电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的解析所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷是不能连续变化的物理量，电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的由以上

9、分析可知选项b、c、d正确答案bcd元电荷是自然界最小的电荷量,是跟电子或质子所带电荷量数值相等的电荷量,不是带电粒子.四、验电器的使用1验电器(或静电计）(如图3)的金属球、金属杆和下面的两个金属箔片连成同一导体图32当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，物体所带电荷量越多，电荷转移的越多，斥力越大,张开的角度也越大3当带电体靠近验电器的金属球时，金属箔片也会张开因为带电体会使验电器的上端感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电),两箔片在斥力作用下张开例4使带电的金属球靠近不带电的验电器,

10、验电器的箔片张开下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是(）解析把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电荷,则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷,则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷选项b正确答案b1(对三种起电方式的理解）（多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是（)a摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功创造出电荷b摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体c感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分d感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电

11、的物体答案bc解析摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移,失电子的显示正电，得电子的显示负电，此过程并非创造了电荷，而是总电荷量守恒，a错,b对;感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分，是电荷在同一导体内部发生了转移，c对，d错2(对元电荷的理解）保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务盗版书籍影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患小华同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个带电质点的电荷量数字看不清,他只能看清是6。1018c，拿去问老师，如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列哪一个（)a6.21018cb6。41018cc6

12、。61018cd6.81018c答案b解析任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍，即是1。61019c的整数倍,由计算可知，只有b选项是1。61019c的整数倍,故b正确3（电荷守恒定律的理解和应用）有两个完全相同的带电绝缘金属小球a、b，分别带有电荷量qa6.4109c,qb3.2109c，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中,电子如何转移并转移了多少？答案电子由b球转移到了a球,转移了3.01010个电子解析当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配由于两小球完全相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量qaqbc1.6109c。在接触过程中,电子由b球转移到a球，不

13、仅将自身电荷中和，且继续转移，使b球带qb的正电，这样,共转移的电子电荷量为qbqbqb1。6109（3.2109)c4.8109c。转移的电子数n3.01010(个）4。（验电器及其原理)如图4所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是(）图4a两片金属箔片上带异种电荷b两片金属箔片上均带负电荷c箔片上有电子转移到玻璃棒上d将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起答案c解析自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，即缺少电子，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片带同种电荷，正电；在此过程中，一部分电子会从验电器转移到

14、玻璃棒;移走玻璃棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起选项c正确。题组一对元电荷的理解1关于对元电荷的理解，下列说法正确的是（）a元电荷就是电子b元电荷就是质子c元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量d元电荷是带电荷量最小的带电粒子答案c解析元电荷是自然界最小的电荷量，是与跟电子所带电荷量数值相等的电荷量,不是电子，不是质子,也不是带电荷量最小的带电粒子，选项c正确2(多选)下列说法正确的是（）a物体所带的电荷量可以为任意实数b电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷c物体所带的电荷量只能是一些不连续的特定值d物体带电荷量的最小值为1.61019c答案bcd解析元电荷是自然界最小的电荷

15、量,其数值e1。61019c，所有带电体的电荷量均为e的整数倍，只能是一些特定值，选项a错误，b、c、d正确题组二对三种起电方式的理解及应用3关于摩擦起电和感应起电，下列说法正确的是（)a摩擦起电是电荷的转移，感应起电是创造了电荷b摩擦起电是创造了电荷,感应起电是电荷的转移c不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移d以上说法均不正确答案c解析无论哪种方式起电，都不是创造了电荷，而是电荷的转移,所以选项a、b、d错误，选项c正确4（多选)如图1用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是()图1a两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子b两个物体摩擦起电时，一

16、定同时带上种类及数量不同的电荷c两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等d同一物体与不同种类的物体摩擦，该物体所带电荷种类可能不同答案cd解析两物体摩擦时是否得失电子取决于原子核对电子的束缚力大小，a错由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，数量相等，b错,c对由题中例子不难看出,同一物体与不同种类的物体摩擦，带电种类可能不同，d对5把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来的带电情况不可能是（）a一个小球原来带电，另一个小球原来不带电b两个小球原来分别带等量异种电荷c两个小球原来分别带同种电荷d两个小球原来分别带不等量异种电荷答案b解析两个完全相同的

17、小球接触后分开，两球互相排斥,说明原来两球所带电荷量的代数和不等于零若原来两小球分别带有等量的异种电荷，则接触后将发生中和，两球均不带电，不会发生排斥现象，故选项b正确6（多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0。5cm时圆环被吸引到笔套上,如图2所示对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是（)图2a摩擦使笔套带电b笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷c圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力d笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和答案abc解析笔套与头发摩擦后,能够

18、吸引圆环，说明笔套上带了电荷,即摩擦使笔套带电，选项a正确；笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环上、下部感应出异号电荷，选项b正确；圆环被吸引到笔套的过程中，有向上的加速度，故圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力,故选项c正确；笔套碰到圆环后，笔套上的部分电荷转移到圆环上，使圆环带上性质相同的电荷，选项d错误7(多选）如图3所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，甲、乙两个导体球开始时互相接触且对地绝缘下述几种方法中能使两球都带电的是（）图3a先把两球分开，再移走棒b先移走棒，再把两球分开c先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开d移走棒，两导体球不分开答案ac解析感应起电应遵从以下几个步骤：

19、（1）两导体彼此接触;(2)带电体移近两导体；(3)先分开两导体,再移走带电体由此可知，a项可以使两球都带电；带电体与非带电体接触,电荷发生转移,使物体带电,c项可以使两球都带电故正确选项为a、c.题组三验电器及其原理8（多选）如图4所示，是一个带正电的验电器，当一个金属球a靠近验电器上的金属小球b时,验电器中金属箔片的张角减小，则（)图4a金属球a可能不带电b金属球a一定带正电c金属球a可能带负电d金属球a一定带负电答案ac解析验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷，金属箔片之所以张开，是由于箔片上的正电荷互相排斥造成的当验电器金属箔片的张角减小时，说明箔片上的正电荷一定比原来减少了，由于金

20、属球a只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球b发生接触,要考虑感应起电的影响当金属球a靠近时,验电器的金属球b、金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体，金属球a离金属球b较近,而离金属箔片较远如果金属球a带正电，验电器上的正电荷一定向远处移动,则金属箔片上的电荷量不会减少，所以选项b是错误的如果金属球a带负电，验电器上的正电荷会由于引力作用向近端移动,造成金属箔片上的电荷量减少，所以选项c是正确的如果金属球a不带电，由于受到金属球b上正电荷的影响，金属球a上靠近b的部分也会由于静电力的作用出现负电荷，而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球b移动，效果与金属球a带负电荷一样所以选项a也是

21、正确的，选项d是错误的9如图5所示，用带正电的绝缘棒a去靠近原来不带电的验电器b，b的金属箔张开，这时金属箔带电；若在带电棒a移开前，用手摸一下验电器的小球后离开,然后移开a,这时b的金属箔也能张开，它带电下列选项中正确的是(）图5a正负b负负c负正d正正答案a解析(1）用带正电的绝缘棒a靠近原来不带电的验电器b，由于静电感应验电器(导体）两端出现等量正、负感应电荷，近端的金属球的电荷的电性与a的电性相反，带负电；远端的金属箔片电荷与a的电性相同，带正电荷；(2）由于人和地球都是导体，用手瞬间接触金属球b时，人、地球和验电器构成一个整体，在带正电荷的棒a的影响下发生静电感应，近端带负电，金属箔片不带电；移开手后，验电器