9.1电荷-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019必修第三册）

第九章 静电场及其应用 第一节 电 荷 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 1.知道自然界只存在正、负两种电荷；知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；知道电荷量的概念及其国际单位。 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。 科学思维 运用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象，并通过元电荷的学习开解电荷的不连续性。 科学探究 通过观察和动手实验感受起电现象，理解电荷守恒定律。 科学态度与责任 通过学习电荷守恒定律，体会自然界中无处不在的守恒，感悟科学的美，体验学习的乐趣。 知识点一　　电荷 1．物体带电 物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷。 2．两种电荷 (1)自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。 (2)电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。 注意：两个物体带异种电荷相互吸引，但相互吸引的物体不一定是带异种电荷，因为带电体还具有吸引轻小物体的特性。 3．电荷量及其单位 (1)定义：电荷的多少叫作电荷量，常用符号Q或 q表示。 (2)单位：在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，简称库，用C表示。 (3)正负：电荷有正负之分，正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。 4．物质的微观结构 (1)原子结构：原子 (2)原子电性：原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，整个原子对外界较远位置表现为电中性。 (3)自由电子：金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子。 注意：同一物体分别与不同种类的物体摩擦，该物体所带电荷的种类取决于两种物质的原子核束缚电子的能力的大小，故同一物体与不同种类的物体摩擦时，可能带上不同种类的电荷。 5．三种起电方式 (1)摩擦起电：由于摩擦而使物体带电的方式。原因：当两种物质组成的物体相互摩擦时，一些受原子核束缚较弱的电子会转移到另一个物体上。于是，原来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。 摩擦起电的实质：两个不同物质组成的物体相互摩擦，由于摩擦力做功，一个物体中的电子获得能量，挣脱原子核的束缚转移到另一个物体上。 (2)感应起电 ①静电感应：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种电荷，远离带电体的一端带同种电荷的现象。 ②感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。 感应起电的实质：在附近带电体所带电荷的作用下，导体中的自由电子从导体的一部分转移到了另一部分。 (3)接触起电：带电体与导体接触时，会使这个导体带电的现象。 知识点二 电荷守恒定律 1.电荷守恒定律的两种表述 表述1.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。 表述2.一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 2.对电荷守恒定律的理解 (1)电荷守恒定律不仅适用于宏观过程(电子的转移)，也适用于微观过程(核反应和粒子的转化过程)。 (2)起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移。摩擦起电和接触起电是电荷“从一个物体转移到另一个物体”，感应起电是电荷“从物体的一部分转移到另一部分”。 (3)电荷的总量是指电荷的代数和。 (4)电荷的中和是指正、负电荷的代数和为0。 知识点三　元电荷 1.定义：实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，这个最小的电荷量叫作元电荷，用符号e表示。 2.所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。 3.元电荷的大小：e＝1.602 176 634×10－19 C在计算中通常取e＝1.60×10－19 C。 4.电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比。其值＝1.76×1011 C/kg。 注意：元电荷不是实际的粒子，它表示最小的电荷量，没有正负。 5．对元电荷的理解 (1)元电荷e又称“基本电荷量”，是自然界存在的最小电荷量，最早是由美国科学家密立根用实验测得的。元电荷作为电荷量的单位，是物理学的基本常量之一，e＝1.60×10－19 C。 (2)元电荷只是一个电荷量的单位，不是某种电荷，也没有正负，更不是物质。不能说电子或质子是元电荷，因为电子和质子是实实在在的粒子(虽然其所带电荷量为一个元电荷)。 易错易混点1.三种起电方式 易错易混点辨析：(1)两个不同物体摩擦，分别带等量异种电荷，是摩擦起电。(2)导体与带电导体接触，带同种电荷，是接触起电。(3)导体靠近带电体，导体两端带异种电荷，是感应起电。 三种起电方式的比较 方式 内容　　 摩擦起电 感应起