专题07：电荷及电荷守恒定律-2023-2024学年九年级（全一册）物理同步培优方法题型讲义（人教版）

专题07 电荷及电荷守恒定律 一、电荷 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．电荷量：电荷的多少叫电荷量，在国际单位制中，它的单位是库仑，简称库。用C表示。 3．元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用e表示。所有带电体的电荷量或者等于e ，或者是e的整数倍.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，在我们的计算中，可取e＝1.60×10－19 C。 注意： ①元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分。 ②虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。 ③电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷。 感应起电的判断方法 1．当带电体靠近导体时，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，如图甲所示。 2．导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端导体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示。 两金属导体接触后电荷量的分配规律 1.当两个导体材料、形状不同时，接触后再分开，只能使两者均带电，但无法确定电荷量的多少. 2.若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2，则有 （1）⇒⇒⇒ （2）⇒⇒⇒ 二、三种起电方式的比较 摩擦起电 感应起电 接触起电 现象 两绝缘体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷 导体带上与带电体相同的电荷 原因 不同物质对电子的束缚能力不同.束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电 导体中的电子在电荷间相互作用下发生转移，使靠近带电体一端所带的电荷电性与带电体相反；远离带电体一端与带电体所带电荷电性相同 在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 三、对电荷守恒定律的理解 1．使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，也就是物体间或物体内部电荷的重新分布。 2．电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到电中性的过程。 3．导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关，当两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷。 四、验电器的原理和使用 验电器的两种应用方式及原理： 1．带电体接触验电器：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。 2．带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，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。 典例·解读 例1．带电体之间的静电力是通过电场产生的，如图所示，水平地面上两个相距一定距离的带同种电荷的物体A和B，可以这样分析A带电体所受的静电力：A处于B激发的电场中，就受到了由B指向A的作用力。下列分析正确的是（　　） A．A所受的静电力与B所受的静电力方向相反 B．B处于自身激发的电场中，就受到了由A指向B的作用力 C．A在水平地面上向左运动过程中，电场力没有对A带电体做功 D．当带电粒子定向移动的过程中，其他形式的能量转化为电能 【答案】A 【解析】AB．B处于A激发的电场中，B受到了由A指向B的作用力，物体间力的作用是相互的，A受到了由B指向A的作用力，所以A所受的静电力与B所受的静电力方向相反，故A正确，B错误； C．A在水平地面上向左运动过程中，有电场力，且A在电场力的方向上通过了距离，所以对A带电体做功，故C错误； D．当带电粒子定向移动的过程中，是电能转化为机械能，故D错误。 故选A。 例2．（多选题）假如自然界存在第三种电荷，且遵循已有的电荷间的作用规律。a、b、c三个轻质小球分别带正电荷、负电荷和第三种电荷，均用绝缘细线竖直悬挂，相互靠近但始终不接触，三个小球的最终状态不可能为（　　） A．B．C．D． 【答案】BCD 【解析】A．a、b、c三个轻质小球分别带正电荷、负电荷和第三种电荷，则三个小球之间均为异种电荷，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，三个轻质相互靠近时相互吸引，故A不符合题意； BCD．a、c相吸，b、c相吸，不可能出现BCD中的最终状态，故BCD符合题意。 故选BCD。 例3．演绎式探究——探究点电荷的电场强度： 如果带电体间的距离比它们的大小大得多，这样的带电体可以看成是点电荷． (1)实验发现，带电量分别为、的两个点电荷距离为时，它们之间的作用力与、的乘积成正比，与两个点电荷的距离的关系图像如图所示，下列关于与、和的表达式正确的是 （其中为常量）