内容正文:
第1节 电荷
[核心素养]
[学习目标]
1.物理观念:认识电荷、摩擦起电、静电感应、元电荷、电荷量.
2.科学思维:物体带电的本质、电荷守恒定律.
3.科学探究:观察感应起电现象、用验电器检验物理带电.
1.知道自然界存在两种电荷,并且只存在两种电荷.知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
2.经历摩擦起电和感应起电的实验过程,了解使物体带电的方法,能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质.
3.理解电荷守恒定律.
4.知道电荷量的概念及其国际单位.
5.关注存在元电荷的事实,知道元电荷的概念,知道电荷量不能连续变化.
一、电荷
1.摩擦起电:物体由于摩擦而带电的方式为摩擦起电.
2.电荷的种类
(1)自然界中只有正负两种电荷.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.
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
3.电荷量:(1)电荷的多少叫作电荷量,用Q或q表示.单位是库仑.符号是C.
(2)正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值.
4.物体带电实质
(1)中性物体失去电子带正电,得到电子带负电.
(2)金属中存在自由电子.
二、静电感应
1.静电感应:当一个带电体靠近导体时,导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷.
2.感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程.
三、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,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.更普遍的表述:一个与外界没有电荷变换的系统,电荷的代数和保持不变.
四、元电荷
1.元电荷:实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量,称为元电荷.
2.元电荷的值:现在公认的元电荷e的值为e=1.602 176 634×10-19 C,在计算中可取e=1.60×10-19_C.
3.比荷:电子的电荷量e与电子质量me之比,叫做电子的比荷.=1.76×1011 C/kg.
1.判断正误.
(1)自然界中只有正、负两种电荷.(√)
(2)带电体靠近任何物体都会发生静电感应.(×)
(3)感应起电产生了电荷,不符合电荷守恒定律.(×)
(4)摩擦起电、感应起电、电的中和等都遵守电荷守恒定律.(√)
(5)元电荷就是电子.(×)
2.下列关于电荷、起电的说法正确的是( )
A.自然界存在三种电荷:正电荷、负电荷和中性电荷
B.静电感应不是创造了电荷,只是电荷从物体的一个部分转移到另外一个部分
C.摩擦起电是创造了电荷,从而使物体带电
D.一个带电体接触另外一个不带电的物体,两个物体会带上异种电荷
B [自然界存在两种电荷:正电荷、负电荷,选项A错误;根据电荷守恒定律可知,静电感应不是创造了电荷,只是电荷从物体的一个部分转移到另外一个部分,选项B正确;摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷的转移,选项C错误;一个带电体接触另外一个不带电的物体,由于电荷的转移两个物体会带上同种电荷,选项D错误.]
3.如图所示,导体A带正电,当带负电的导体B靠近A时,A带的( )
A.正电荷增加 B.负电荷增加
C.正、负电荷均增加 D.电荷量不变
D [当带负电的导体B靠近导体A时,两导体之间无接触,由电荷守恒定律,可知A带的电荷量不变,只是电荷重新在导体表面上发生了分布(电荷重新分布是由电荷之间相互作用力产生的).]
探究点一 感应起电和三种起电方式
给你一对能分离的枕形导体A、B和一带正电的带电体C.怎样采用正确的步骤使A、B都带上电荷?
提示 (1)两导体A、B相互接触;(2)将带电体C靠近A、B;(3)保持C不动,用绝缘棒将A、B分开,然后移走C,则A、B分别带异种电荷.
注意 第(3)步中若先移走C,再将A、B分开,A、B不带电,因为移走C后感应电荷会立即中和.
三种起电方式的对比
摩擦起电
接触起电
感应起电
产生
条件
两个不同物体摩擦
导体与带电导体接触
导体靠近带电体
现象和
结果
两物体带上等量异种电荷
导体带上与带电体相同电性的电荷[来源:Z_xx_k.Com]
导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同”
原因
不同物质的原子核对核外电子束缚能力不同而发生电子得失
自由电荷在带电体与导体之间发生转移
导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)
实质
电荷在物体之间或物体内部发生转移
[特别提醒] (1)起电的本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移.(2)所有带电方式都是电子的转移,并不是创造电荷.(3)感应起电的对象一定是导体.
(多选)如图所示,取一对用绝缘柱支持的不带电的导体A和B,使它们彼此接触,现在把带正电荷的物体C移近导体A,发现贴在A、B下部的金属箔都张开,下列说