梅 1节 电荷及其守恒定律2

1.1电荷及其守恒定律新课标高中物理选修3－1第一章静电场初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？

一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？摩擦起电的实质是什么？

自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。

一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。

一、电荷1、自然界中有两种电荷（1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。+_(3)带电体的基本性质：吸引轻小物体。

1.摩擦起电：相互摩擦的物体带等量异种电荷摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．实质：相互作用的物体间电子的转移．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷二、三种起电方式金属导电机理：金属内有自由移动的电子自由电子正离子在自己的平衡位置附近振动而不移动。＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋＋＋－－－－＋＋＋＋－－－－＋＋静电感应近异远同2、感应起电（2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．

规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做静电感应．3、接触带电接触后再分开+Q+Q接触后再分开+Q-3Q-Q-Q电荷从一个物体转移到另一个物体两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者将原来所带电量的总和平均分配ＱＱ1.三种起电方法三、电荷守恒定律：２.起电的本质无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创造电荷.表述一：电荷既不能创造,也不能消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变.表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。电荷守恒定律：特别提醒：当两个带异种电荷的导体接触时，会发生电荷的中和现象，中和的电荷是不是消失了？答案：不是．所谓“中和”是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程.１、电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q单位：库仑（C）正电荷的电量为正值，负电荷的电量为负值。３、比荷：电子的电荷量e和电子的质量m的比值为４、密立根油滴实验最早测定元电荷数值２、元电荷：电子所带的电荷量，用e表示.元电荷量e的值：e=1.60×10-19C

所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。元电荷并非是一种电荷，而是最小电荷量值．它也是电荷量的最小单位．四、元电荷有人说质子或电子是元电荷，对吗？质子和电子的比荷相同吗？答案：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．误区1：相互吸引的一定是带异种电荷的物体．点拨：除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的特性，这里的“轻小物体”可能不带电．

误区2：两个带电体相互接触后电荷量平分．点拨：并不是所有情况下接触后电荷量都能够进行平分，电荷量平分只能在一种情况下满足，那就是两个相互接触的物体必须是两个完全相同的球体．【例一】挂在绝缘细线下的两轻质通草球，由于电荷的相互作用靠近或远离，如图所示，则：（）

A甲图中两球一定带异种电荷；

B

甲图中至少有一个带电；

C乙图中两球一定带同种电荷；

D乙图中两球可能只有一个带电。甲乙BC静电计(指针式验电器)验电器静电计中金属杆下部的水平轴上装有金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动，外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中金属杆的下部悬挂着两片金箔。静电计的外壳一定是金属的，金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器，它在静电计工作时起着重要的作用。而验电器外壳的主要作用是为了避免气流的影响，它一般是用玻璃制作的。验电器与静电计在结构上的不同+++++++----++验电器思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象.验电器的主要作用有：（1）检验导体是否带电。（2）检验导体所带电性。验电器与静电计在作用上的不同静电计也称作指针式验电器，这说明它完全具备验电器的各种作用。由于静电计的特殊结构，使得它又具备验电器不能替代的某些作用。（1）定量测量两导体间的电势差。（2）定量测量某导体的电势。小结1、自然界存在两者电荷（1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷

（2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2、使物体带电的方式带电方式(1)摩擦起电(2)感应起电-近异远同

(3)接触起电3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。1、使一个物体带电的方式有三种，它们是

、

和

，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为

定律。2、将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数（）

A．增加B．减少

C．不变D．先增加后减少3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量为______；一个电子的电量为_____，一个质子的电量为______；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的______．最早测出元电荷的数值的是美国物理学家

，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的

。4、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：

A、把质子或电子叫元电荷．

B、1.60×10-19C的电量叫元电荷．

C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷．

D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷．

√

√

√5、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（）

A．带有等量异种电荷

B．带有等量同种电荷

C．带有不等量异种电荷

D．一个带电，另一个不带电

√

√

√6、有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则：

A．B、C球均带负电

B．B球带负电，C球带正电

C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电

D．B、C球都不带电

√++++++A.导体B带负电;B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等;C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量;D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变.

√

√AB7、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是:8、图7中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球C．在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：（1）A、B接触后分开，再移去C，则A________，B______；（2）A、B接触，先移去C后，再把AB分开，则A_______，B_______．（3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，则A________，B_______；正电负电不带电不带电负电负电9、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放置．用手接触B端，移去手指再移去Q，AB带何种电荷

__________．若手的接触点改在A端，情况又如何___________。负电荷负电荷AB+Q10、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是（）

A．a带正电，b带负电

B．a带负电，b带正电

C．a、b均带正电

D．a、b均带负电

E．a、b均不带电

√abcA导体带负电荷，B导体带同样多的正电荷，将A，B两导体连在一起，以下说法正确的是 (

)A．两导体上的正负电荷完全消失了B．A导体上的负电荷全部跑到B导体上去了，而B导体上的正电荷全部跑到A导体上去了C．A导体上的一部分负电荷跑到B导体上，而B导体上的一部分正电荷跑到A导体上，刚好被中和D．以上说法均不正确解析：容易错选AB.错选原因为：从电荷的中和结果是彼此不带电的认识上，误认为电荷消失了，从而错选A.这其实违背了电荷守恒定律．没有考虑到只有自由电荷才可以定向移动，从而错选B.导体中只有自由电子可以自由移动．正确选项为D.A，B两个导体带有等量的异种电荷，把它们连在一起，发生了电中和现象．其实质是A导体上的多余电子(负电荷)全部跑到B导体上，与B导体上等量的正电荷中和了．答案：D点评：(1)等量异种电荷的中和是正、负电荷完全相互抵消，即净电荷为零．正、负电荷本身依然存在，并不是正、负电荷分别消失．电荷既不能创造，也不能消失．可见电荷的中和是“净电荷”的减少或消失．(2)在导体中，只有能自由移动的电荷才能发生移动．(如金属导体中能移动的是带负电的电子)自己练习1.关于电荷量的下列说法中哪些是错误的(

)A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．物体所带的电荷量只能是某些值C．物体带正电荷1.6×10－9C，这是因为失去了1.0×1010个电子D．物体带电荷量的最小值是1.6×10－19C答案：A解析：任何带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍，而不是任意值．物体带电荷量的最小值应为元电荷量的1倍，是e＝1.6×10－19C物体带正电是因为失去电子，失电子的个数为n＝Q/e故选项A符合题意.给你一个带正电荷的金属球A，和两个不带电的金属球B、C，你有哪些办法可以让B带负电，有哪些办法可以让B带正电？解析：使B球带负电的方法有：方法一：先使B与C靠在一起，让A靠近B，然后分开B、C再移走A，B就带负电．方法二：让A靠近B，用手接触一下B球，把手拿开后，B就带负电．方法三：让A靠近B，用一根导线把B与大地连接后，撤去导线，移去A，则B带负电．使B球带正电的方法有：方法一：让A与B接触后再分开，则B带正电荷．方法二：先使B与C靠在一起，让A靠近C，然后分开B、C，再移走A，则B带正电．点评：使物体带电的方式有摩擦起电、接触起电和感应起电，摩擦起电一般限于使绝缘体带电，接触起电使相互接触的两个导体只能带同种电荷，而感应起电则可根据需要使导体带各种电荷，且不改变感电荷的电荷量．(2009·惠阳高二检测)使带电的金属球靠近不带电的验电器，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(

)答案：B用绸布摩擦有机玻璃棒后，将玻璃棒靠近悬吊着的用锡纸揉成的小纸团时，原本不带电的锡纸团会被吸引，然后又被弹开，试解释这个现象．解析：绸