(讲义)第1章 1.电荷 电荷守恒定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(教科版2019)

1．电荷　电荷守恒定律 学习任务 1．知道两种电荷及电荷量，知道电荷守恒定律及三种起电方式。 2．理解三种起电方式的原理，能解决静电感应的相关问题。 3．通过摩擦起电与感应起电的实验，探究起电的实质是电子的转移。 4．体验人类探索电的过程，养成观察、比较、归纳分析的良好习惯，树立勤于实践的科学精神。 一、摩擦起电　两种电荷　摩擦起电的解释 1．两种电荷：自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷。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，常用Q或q表示，国际单位制单位是库仑，简称库，符号是C。 1 μC＝10－6 C　1 nC＝10－9 C。 3．元电荷 一个电子所带电荷量的绝对值为1.6×10－19 C，它是电荷的最小单元，称为元电荷，记作e＝1.6×10－19 C。 实验发现，任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍。 4．原子的组成 原子由带正电的原子核和带负电的电子构成。一般情况下，原子核所带电荷总量与电子所带电荷总量相等，因此物体通常对外不显电性。 5．摩擦起电：两个物体相互摩擦时，失去电子的物体内部正电荷的总量大于负电荷的总量，显示出带正电，得到电子的物体内部正电荷的总量小于负电荷的总量，显示出带负电。 说明：带电的实质是电荷的转移。 二、电荷守恒定律 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们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。也就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是守恒的。 说明：电荷守恒定律现在的表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 三、静电感应 1．静电感应：当一个带电体靠近不带电的导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会重新分布，使导体出现靠近带电体的一端带与带电体电性相反的异种电荷，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。 3．验电器 (1)构造：金属球、金属杆、金属箔。 (2)使用：当验电器带电时，金属箔片由于同种电荷的排斥作用而张开，当箔片合拢时，表示验电器不带电。 注意：三种起电方式：接触起电、摩擦起电、感应起电。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)两个正电荷之间的作用力互为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力。 (×) (2)摩擦起电的过程就是创造电荷的过程。 (×) (3)电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。 (√) (4)元电荷就是质子或电子。 (×) 2．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。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的(　　) A．6.2×10－19 C　　　　 B．6.4×10－19 C C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C B　[电荷量必须是元电荷e＝1.60×10－19 C的整数倍，6.4×10－19 C是e的4倍，故看不清的关键数字可能是B项，B正确。] 3．如图所示，在真空中，把一个中性的绝缘导体M向带负电的球P慢慢靠近，下列说法中错误的是(　　) A．M两端的感应电荷越来越多 B．M两端的感应电荷是同种电荷 C．M两端的感应电荷是异种电荷 D．M两端的感应电荷的电荷量相等 B　[M向P靠得越近，M中的自由电子受到P的排斥力越大，两端的感应电荷越多，根据电荷守恒定律，M两端将出现等量的异种电荷，B错误。] 小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。如图所示，小明使验电器带了负电荷，经过一段时间后，他发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了。关于此问题，他跟学习小组讨论后形成了下列观点，你认为哪些是正确的？ ①小球上原有的负电荷逐渐消失了。 ②在此现象中，电荷不守恒。 ③小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了。 ④该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律。 提示：正确的观点为③④，因电荷不会消失，电荷在转移过程中是守恒的。 考点1　对感应起电的理解 1．过程及现象 (1)取一对用绝缘支柱支持的金属导体A、B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在它们下面的金属箔是闭合的，如图甲所示。 (2)带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了，这表示A、B上都带了电荷，如图乙所示。 (3)如果把A、B分开，然后移去C，可以看到A和B仍带有电荷，如图丙所示。 (4)让A、B接触，金属箔就不再张开，表明它们不再带电了。这说明A、B所带的电荷是等量的，互相接触时，等量的正、负电荷发生了中和。 甲　　　　　　乙　　　　　丙 感应起电 2．感应起电的本质 在导体C上的电荷作用下，导体A、B上的自由电荷发生定向移动，由B端移至A端