9.1 静电现象 电荷-2024-2025学年上海市高二物理必修三同步讲义（沪科版2020）

第九章 静电场 第一节 静电现象 电荷 课时聚焦 一、电荷 1．电荷分为两种：正电荷和负电荷。 2．电荷间存在相互作用：同种电荷间相互排斥，异种电荷间相互吸引。 二、三种静电产生的方法 方法 摩擦起电 接触起电 感应起电 条件 两种物体摩擦 带电体与不带电的物体相接触 带电体靠近导体 实验 橡胶棒和毛皮互相摩擦 用毛皮摩擦过的橡胶棒与验电器接触 带电体靠近导体 结论 毛皮上的电子_______到橡胶棒上，橡胶棒得到电子导致带_______电荷，毛皮失去电子导致带________电荷 验电器带上与橡胶棒电性相______的电荷 导体在靠近带电体的一端聚集了与带电体电性相________电荷，而远离带电体的一端与带电体电性相_________的电荷。这种现象称为__________ 原因 原子中的电子发生__________而使自身的正负电荷不平衡，从而使物体呈现带_________性 自由电荷在带电体与导体之间发生__________ 导体中的自由电子受带正（负）电物体的__________（___________）靠近（远离）带电体 本质 物质的原子中的电子在不同物体间或者同一物体的不同部分间发生了__________，它们之间电荷的__________并没有发生变化 产生静电的设备：（1）手摇起电机，（2）范德格拉夫起电机。 验电器可以检测物体___________，数字式静电计可以检测物体______________。 【例 1】 下列关于摩擦起电的原因，正确的说法是（ ） A．摩擦后产生了新的电荷 B．电子和正电荷同时按相反方向转移 C．电子从一个物体转移到另一个物体 D．正电荷从一个物体转移到另一个物体 【例 2】 （多选）如图所示，取一对用绝缘柱支撑的不带电的导体 A 和 B，使他们彼此接触，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，下列说法正确的是（ ） A．此时 A 带负电荷，B 带正电荷 B．此时 A 和 B 都带负电荷 C．A 和 B 分开后移去 C，A、B 上的金属箔仍保持张开 D．先移去 C，再把 A 和 B 分开，A、B 上的金属箔仍保持张开 三、电荷守恒定律 电荷可以从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到其他部分，但在转移过程中电荷的总量保持___________。 四、电荷量 元电荷 1．物体所带__________的多少称为电荷量，用符号 Q 或 q 表示。 （1）电荷量是_________（矢/标）量，通常取正电荷的电荷量为正值，取负电荷的电荷量是的电荷量为负值 （2）电荷量的国际单位是____________，简称库，符号为__________。通常还用_________作电荷量的单位，符号为___________，库仑与微库的换算关系：1 μC = ___________C。 2．最_______电荷量称为元电荷，用符号_________表示，通常 e 取___________C。 （1）任何带电体所带电荷都是 e 的_________倍。 （2）质子与电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，___________（能 / 不能）说它们是元电荷。单个质子携带的电荷量为________，单个电子携带的电荷量为_________。 （3）美国科学家__________利用_________实验，首次测定了元电荷的的电荷量。 【例 3】 （2023年上海高考）真空中有完全相同的导体球 X、Y、Z，其中 X 带电 + 4 μC、Y 不带电，Z 带电 − 10 μC。先将 Y 与 X 接触，分开后 Y 再与 Z 接触，最后 Y 带电（ ） A．− 4 μC B．− 3 μC C．− 2 μC D．+ 4 μC 【例 4】 有两个完全相同的带电金属小球 A、B，分别带有电荷量 QA = 6.4×10−9 C，QB = − 3.2×10−9 C，让它们接触，在接触过程中，电子由______球转移到______球，转移的电子数为__________个。 同步精练 一、选择题 1． 关于元电荷，下列说法正确的是（ ） A．元电荷是自然界中电荷的最小单元 B．元电荷就是原子核 C．元电荷就是质子 D．1 C 电量称为元电荷 2． 某带电物体，其所带电量不可能的是（ ） A．8.0×10−19 C B．6.4×10−17 C C．4.8×10−16 C D．3.2×10−20 C 3． 如图，是一幅漫画，漫画中的“（电子）不能被分成两半”，要向读者传达的主要物理知识是（ ） A．电子带负电荷 B．电子是构成原子的粒子 C．电荷既不会创生，也不会消灭 D．所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍 4． 有 A、B、C 三个塑料小球，A 和 B、B 和 C、C 和 A 都是相互吸引的，如果 A 带正电，则（ ） A．B、C 均带负电 B．B 带负电，C 不带电 C．B、C 都不带电 D．B、C 中有一个带负电，另一个不带电 5． 如图，是“静电章鱼”实验。该实验具体做法：分别使塑料丝和塑料管带电，然后将塑料丝抛向空中，塑料管放在其下方，此时塑料丝悬在空中，状似“章鱼”。由此可判断塑料丝和塑料管（ ） A．均带正电 B．带同种电荷 C．均带负电 D．带异种电荷 6． 下列有关摩擦起电的说法正确的是（ ） A．摩擦起电说明电荷是可以创造的 B．摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子 C．摩擦起电是正电荷从一个物体转移到另一物体 D．等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭 7． 关于电荷，下列说法正确的是（ ） A．摩擦起电是由于摩擦产生了电子 B．金属间的接触起电是因为自由电子发生转移 C．带正电的金属小球能够利用静电感应使得干燥的木头带电 D．干电池能够源源不断为电路提供电流，所以干电池能够产生电荷 8． a 和 b 都是不带电的小球，它们互相摩擦后，a 带 + 1.6 × 10−10 C的电荷，下列判断正确的是（ ） A．摩擦的过程中电子从 b 转移到了 a B．摩擦的过程中正电荷从 b 转移到了 a C．在摩擦前 a 的内部没有任何电荷 D．b 在摩擦后一定带 − 1.6 × 10−10 C的电荷 9． 如图，A、B 是两个完全相同的带绝缘柄的金属小球，A 球所带电荷量为 − 3.2×10−9 C，B 球不带电。现将 A、B 接触后再分开，则（ ） A．B 球将得到 1×1010 个电子 B．B 球将失去 1×1010 个电子 C．A 球将得到 1×1010 个质子 D．A 球将失去 1×1010 个质子 10． 当用与毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球时，金属箔片张开。对上述实验分析正确的是（ ） A．金属箔所带的电荷为正电荷 B．金属箔的起电方式是感应起电 C．金属箔张开的原因是同种电荷相互排斥 D．金属箔与金属球带异种电荷 11． 如图，当将带负电的绝缘金属球移近不带电的椭圆形绝缘金属导体时，椭圆形导体上的电荷移动情况是（ ） A．椭圆形金属导体上的正电荷向 M 端移动，负电荷不移动 B．椭圆形金属导体中的带负电的电子向 N 端移动，正电荷不移动 C．椭圆形金属导体中的正、负电荷同时分别向 M 端和 N 端移动 D．椭圆形金属导体中的正、负电荷同时分别向 N 端和 M 端移动 12． 如图，两个互相接触的不带电的导体 A 和 B，均放在绝缘支架上，现用带正电的玻璃棒靠近导体 A，但不接触，若先将玻璃棒移去，再将 A、B 分开，则 A、B 的带电情况是（ ） A．不带电，带正电 B．不带电，带负电 C．不带电，不带电 D．带正电，带负电 13． （多选）如图，将带电棒移近两个不带电的导体球甲、乙，甲、乙开始时互相接触且对地绝缘。下列几种方法中，能使两导体球都带电的是（ ） A．先把两球分开，再移走带电棒 B．先移走带电棒，再把两球分开 C．移走带电棒，两导体球不分开 D．先将带电棒接触一下其中的一球，再把两球分开 二、填空题 14． 把自来水调成一股细流，将与毛皮摩擦过的橡胶棒接近细流，会发现细流被橡胶棒___________（选填“不动”“吸引”或“排斥”），细流靠近橡胶棒一侧带________电。 15． 高速飞行的飞机机身会带上静电，这种情况下机身带电的主要原因是___________；当飞机靠近带电的云层时，飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷，这种情况下机身带电的主要原因是____________。 16． 将不带电的导体 A 和带有负电荷的导体 B 接触后，导体 A 中的电子数________，质子数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。 17． 某次雷雨时一次闪电从云层向地面输送了 32 C 的负电荷，在这个过程中有________个电子到达地面。 18． 一个负二价硫离子所带电荷量为________C。一个原来不带电的物体经接触后，所带的电荷量为 + 8×10−8 C，该物体__________（选填“得到”或“失去”）__________个电子。 四个完全相同、相互间隔较远的导体球，A 球所带电荷量为 +16 Q，B 球所带电荷量为 −32 Q，C 球所带电荷量为 +48 Q，D 球不带电荷。首先，将 D 球接触 A 球后分开。然后，将 D 球接触 B 球后分开。最后，将 D 球接触 C 球后分开。问：D 球上最终的电荷量是多少？答：__________。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 静电场 第一节 静电现象 电荷 课时聚焦 一、电荷 1．电荷分为两种：正电荷和负电荷。 2．电荷间存在相互作用：同种电荷间相互排斥，异种电荷间相互吸引。 二、三种静电产生的方法 方法 摩擦起电 接触起电 感应起电 条件 两种物体摩擦 带电体与不带电的物体相接触 带电体靠近导体 实验 橡胶棒和毛皮互相摩擦 用毛皮摩擦过的橡胶棒与验电器接触 带电体靠近导体 结论 毛皮上的电子_______到橡胶棒上，橡胶棒得到电子导致带_______电荷，毛皮失去电子导致带________电荷 验电器带上与橡胶棒电性相______的电荷 导体在靠近带电体的一端聚集了与带电体电性相________电荷，而远离带电体的一端与带电体电性相_________的电荷。这种现象称为__________ 原因 原子中的电子发生__________而使自身的正负电荷不平衡，从而使物体呈现带_________性 自由电荷在带电体与导体之间发生__________ 导体中的自由电子受带正（负）电物体的__________（___________）靠近（远离）带电体 本质 物质的原子中的电子在不同物体间或者同一物体的不同部分间发生了__________，它们之间电荷的__________并没有发生变化 产生静电的设备：（1）手摇起电机，（2）范德格拉夫起电机。 验电器可以检测物体___________，数字式静电计可以检测物体______________。 Comment by fj: 课堂上演示 DIS 实验 【例 1】 下列关于摩擦起电的原因，正确的说法是（ ） Comment by fj: C 2011学年金山一模7 A．摩擦后产生了新的电荷 B．电子和正电荷同时按相反方向转移 C．电子从一个物体转移到另一个物体 D．正电荷从一个物体转移到另一个物体 【例 2】 （多选）如图所示，取一对用绝缘柱支撑的不带电的导体 A 和 B，使他们彼此接触，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，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: AC 感应起电 A．此时 A 带负电荷，B 带正电荷 B．此时 A 和 B 都带负电荷 C．A 和 B 分开后移去 C，A、B 上的金属箔仍保持张开 D．先移去 C，再把 A 和 B 分开，A、B 上的金属箔仍保持张开 三、电荷守恒定律 Comment by fj: 不变 电荷可以从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到其他部分，但在转移过程中电荷的总量保持___________。 四、电荷量 元电荷 Comment by fj: 1．电荷 （1）标 （2）库仑，C，微库，μC，10−6 2．小，e，1.6 × 10−19 （1）整数 （2）不能，e，− e （3）密立根，油滴 1．物体所带__________的多少称为电荷量，用符号 Q 或 q 表示。 （1）电荷量是_________（矢/标）量，通常取正电荷的电荷量为正值，取负电荷的电荷量是的电荷量为负值 （2）电荷量的国际单位是____________，简称库，符号为__________。通常还用_________作电荷量的单位，符号为___________，库仑与微库的换算关系：1 μC = ___________C。 2．最_______电荷量称为元电荷，用符号_________表示，通常 e 取___________C。 （1）任何带电体所带电荷都是 e 的_________倍。 （2）质子与电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，___________（能 / 不能）说它们是元电荷。单个质子携带的电荷量为________，单个电子携带的电荷量为_________。 （3）美国科学家__________利用_________实验，首次测定了元电荷的的电荷量。 【例 3】 （2023年上海高考）真空中有完全相同的导体球 X、Y、Z，其中 X 带电 + 4 μC、Y 不带电，Z 带电 − 10 μC。先将 Y 与 X 接触，分开后 Y 再与 Z 接触，最后 Y 带电（ ） A．− 4 μC B．− 3 μC C．− 2 μC D．+ 4 μC 【例 4】 有两个完全相同的带电金属小球 A、B，分别带有电荷量 QA = 6.4×10−9 C，QB = − 3.2×10−9 C，让它们接触，在接触过程中，电子由______球转移到______球，转移的电子数为__________个。 Comment by fanjing: B，A，3×1010 同步精练 一、选择题 1． 关于元电荷，下列说法正确的是（ ） Comment by fanjing: A 元电荷 A．元电荷是自然界中电荷的最小单元 B．元电荷就是原子核 C．元电荷就是质子 D．1 C 电量称为元电荷 2． 某带电物体，其所带电量不可能的是（ ） Comment by fanjing: D 元电荷 A．8.0×10−19 C B．6.4×10−17 C C．4.8×10−16 C D．3.2×10−20 C 3． 如图，是一幅漫画，漫画中的“（电子）不能被分成两半”，要向读者传达的主要物理知识是（ ） Comment by fanjing: D 元电荷 A．电子带负电荷 B．电子是构成原子的粒子 C．电荷既不会创生，也不会消灭 D．所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍 4． 有 A、B、C 三个塑料小球，A 和 B、B 和 C、C 和 A 都是相互吸引的，如果 A 带正电，则（ ） Comment by fanjing: D A．B、C 均带负电 B．B 带负电，C 不带电 C．B、C 都不带电 D．B、C 中有一个带负电，另一个不带电 5． 如图，是“静电章鱼”实验。该实验具体做法：分别使塑料丝和塑料管带电，然后将塑料丝抛向空中，塑料管放在其下方，此时塑料丝悬在空中，状似“章鱼”。由此可判断塑料丝和塑料管（ ） Comment by fanjing: B A．均带正电 B．带同种电荷 C．均带负电 D．带异种电荷 6． 下列有关摩擦起电的说法正确的是（ ） Comment by fj: B 摩擦起电 A．摩擦起电说明电荷是可以创造的 B．摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子 C．摩擦起电是正电荷从一个物体转移到另一物体 D．等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭 7． 关于电荷，下列说法正确的是（ ） Comment by fanjing: B A．摩擦起电是由于摩擦产生了电子 B．金属间的接触起电是因为自由电子发生转移 C．带正电的金属小球能够利用静电感应使得干燥的木头带电 D．干电池能够源源不断为电路提供电流，所以干电池能够产生电荷 8． a 和 b 都是不带电的小球，它们互相摩擦后，a 带 + 1.6 × 10−10 C的电荷，下列判断正确的是（ ） Comment by fanjing: D 摩擦起电 A．摩擦的过程中电子从 b 转移到了 a B．摩擦的过程中正电荷从 b 转移到了 a C．在摩擦前 a 的内部没有任何电荷 D．b 在摩擦后一定带 − 1.6 × 10−10 C的电荷 9． 如图，A、B 是两个完全相同的带绝缘柄的金属小球，A 球所带电荷量为 − 3.2×10−9 C，B 球不带电。现将 A、B 接触后再分开，则（ ） Comment by fanjing: A 电荷守恒 A．B 球将得到 1×1010 个电子 B．B 球将失去 1×1010 个电子 C．A 球将得到 1×1010 个质子 D．A 球将失去 1×1010 个质子 10． 当用与毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球时，金属箔片张开。对上述实验分析正确的是（ ） Comment by fanjing: C 接触起电 A．金属箔所带的电荷为正电荷 B．金属箔的起电方式是感应起电 C．金属箔张开的原因是同种电荷相互排斥 D．金属箔与金属球带异种电荷 11． 如图，当将带负电的绝缘金属球移近不带电的椭圆形绝缘金属导体时，椭圆形导体上的电荷移动情况是（ ） Comment by fanjing: B 感应起电 A．椭圆形金属导体上的正电荷向 M 端移动，负电荷不移动 B．椭圆形金属导体中的带负电的电子向 N 端移动，正电荷不移动 C．椭圆形金属导体中的正、负电荷同时分别向 M 端和 N 端移动 D．椭圆形金属导体中的正、负电荷同时分别向 N 端和 M 端移动 12． 如图，两个互相接触的不带电的导体 A 和 B，均放在绝缘支架上，现用带正电的玻璃棒靠近导体 A，但不接触，若先将玻璃棒移去，再将 A、B 分开，则 A、B 的带电情况是（ ） Comment by fanjing: C 感应起电 A．不带电，带正电 B．不带电，带负电 C．不带电，不带电 D．带正电，带负电 13． （多选）如图，将带电棒移近两个不带电的导体球甲、乙，甲、乙开始时互相接触且对地绝缘。下列几种方法中，能使两导体球都带电的是（ ） Comment by fj: AD 感应起电 A．先把两球分开，再移走带电棒 B．先移走带电棒，再把两球分开 C．移走带电棒，两导体球不分开 D．先将带电棒接触一下其中的一球，再把两球分开 二、填空题 14． 把自来水调成一股细流，将与毛皮摩擦过的橡胶棒接近细流，会发现细流被橡胶棒___________（选填“不动”“吸引”或“排斥”），细流靠近橡胶棒一侧带________电。 Comment by fj: 吸引，正 15． 高速飞行的飞机机身会带上静电，这种情况下机身带电的主要原因是___________；当飞机靠近带电的云层时，飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷，这种情况下机身带电的主要原因是____________。 Comment by fj: 摩擦起电，感应起电 16． 将不带电的导体 A 和带有负电荷的导体 B 接触后，导体 A 中的电子数________，质子数________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。 Comment by fj: 增加，不变 2021版沪科版练习册 9.1.2 17． 某次雷雨时一次闪电从云层向地面输送了 32 C 的负电荷，在这个过程中有________个电子到达地面。 Comment by fj: 2×1020 课本节首图 18． 一个负二价硫离子所带电荷量为________C。一个原来不带电的物体经接触后，所带的电荷量为 + 8×10−8 C，该物体__________（选填“得到”或“失去”）__________个电子。 Comment by fj: − 3.2 × 10−19，失去，5×1011 2021版沪科版练习册 9.1.3 四个完全相同、相互间隔较远的导体球，A 球所带电荷量为 +16 Q，B 球所带电荷量为 −32 Q，C 球所带电荷量为 +48 Q，D 球不带电荷。首先，将 D 球接触 A 球后分开。然后，将 D 球接触 B 球后分开。最后，将 D 球接触 C 球后分开。问：D 球上最终的电荷量是多少？答：__________。 Comment by fj: +18 Q 课本习题 1 学科网（北京）股份有限公司 $$