9.1 电荷及其守恒定律-【无畏物理】2024-2025学年高二物理同步学案（人教版2019必修三）

高中物理 必修三 第九章 静电场及其应用 9.1 电荷及其守恒定律 电荷 知识点一 1．自然界中有两种电荷：正电荷和负电荷． 2．电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 3．电荷量：电荷的多少，用Q或q表示，国际单位制中的单位是库仑，符号是C. 4．原子的组成： 原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外界表现为电中性。 5．自由电子和离子 金属中原子的最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，失去自由电子的原子便成为带正电的离子。 摩擦起电和感应起电 知识点二 1．摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受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． 2．静电感应： (1)过程：①取一对用绝缘支柱支持的导体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。 图甲 图乙 图丙 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。 (2)定义：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，这种现象叫作静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电． (3)感应起电的本质 在导体C上的电荷作用下，导体A、B上的自由电子发生定向移动，由B端移至A端，从而引起A端带负电，B端带正电，此时若将A、B分离，导体A、B则成为带等量异种电荷的带电体。 注：电荷的中和是指正、负电荷的代数和为0。 电荷守恒定律和元电荷 知识点三 1．电荷守恒定律：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．电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变． 3．元电荷：最小的电荷量叫作元电荷，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. 4．比荷：带电粒子的电荷量与质量的比值，也叫作荷质比，用表示．电子的比荷＝1.76×1011 C/kg。 注：①电荷的总量是指电荷的代数和。 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)。 电荷间相互作用 考点一 【例1.1】关于点电荷下边说法正确的是 (     ) A. 当带电体间的间距离远大于带电体尺寸时可以看成点电荷 B. 一切带电体都可以看成点电荷 C. 只有带电体的体积很小时才能看成点电荷 D. 只有放入真空中的带电体才能看成点电荷 【例1.2】(多选)如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则(　 　) A．仅有两个小球带同种电荷 B．仅有三个小球带同种电荷 C．c、d小球带同种电荷 D．c、d小球带异种电荷 【练习1.1】古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为 (　 　) A．琥珀是一种树脂化石，树脂具有粘性，容易吸附灰尘 B．室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快 C．经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘 D．琥珀本身带电，能吸引灰尘 【练习1.2】A、B、C为三个塑料小球，A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的，如果A带正电，则(　 　) A．B、C都带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C两球中必有一个带负电，另一个不带电 D．B、C两球均不带电 【练习1.3】（多选）如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以( ) A．甲图中两球一定带异种电荷 B．乙图中两球一定带同种电荷 C．甲图中两球至少有一个带电 D．乙图中两球只有一个带电 对感应起电的理解 考点二 【例2.1】关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是(　 　) A．摩擦起电说明通过做功可以创造电荷 B．摩擦起电说明电荷可以创造 C．感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到物体的另一部分 D．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了 【例2.2】如图所示，将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A和B 接触，再将带负电的导体C移近导体A，然后把导体A、B分开，再移去C，则 ( ) A．导体A带负电，B带正电 B．导体A带正电，B带负电 C．导体A失去部分负电荷，导体C得到负电荷 D．导体A带正电是由于导体B的部分正电荷转移到A上，故A、B带等量异种电荷 【练习2.1】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 【练习2.2】如图是伏打起电盘示意图，其起电原理是(　 　) A．摩擦起电　　　 B．感应起电 C．接触起电 D．以上三种方式都不是 元电荷与电荷守恒定律 考点三 【例3.1】(多选)关于元电荷，下列说法正确的是(　 　) A．元电荷实质上是指电子或质子本身 B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 C D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 【例3.2】甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了1.6×10－15 C的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是(　 　) A．乙物体也带了1.6×10－15 C的正电荷 B．甲物体失去了104个电子 C．乙物体失去了104个电子 D．甲、乙两物体共失去了2×104个电子 【练习3.1】(多选)科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是 (　 　) A．电子和质子都是元电荷 B．一个带电体的电荷量为元电荷的205.5倍 C．元电荷是最小的电荷量单位 D．元电荷没有正负之分 【练习3.2】（多选）关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） A．物体所带的电荷量可以为任意实数 B．物体所带的电荷量应该是某些特定值 C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 接触起电时电荷量的分配规律 考点四 1.两个带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。 2.两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新 平均 分配，这种现象叫做电荷均分原理。 【例4.1】（多选）把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一小段距离，发现两球间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是(　 　) A．A和B原来带有等量异种电荷 B．A和B原来带有同种电荷 C．A和B原来带有不等量异种电荷 D．A和B原来只有一个带电 【例4.2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？ 【练习4.1】两个完全相同的金属球，一个带+6×10-8C的电量，另一个带－2×10- 8C的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？ 【练习4.2】半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开．①若A、B两球带同种电荷，接触后的电荷量之比为__ _．②若A、B两球带异种电荷，接触后两球的带电荷量之比为：____________. 考点五 验电器的原理和使用 1.验电器：主要有金属球、金属杆、金属箔、绝缘外壳等构成； 2.原理：同种电荷相互排斥，两片金属箔在排斥力下张开； 3.常见用途：①检验物体是否带电；②粗略检验带电荷量的多少；③检验电荷电性（需借助于其他手段） 4.常用使用方法： (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．如图甲． (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，如图乙． 【例5.1】(多选)如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的箔片张角减小，则 (　 　) A．金属球可能不带电 B．金属球可能带负电 C．金属球可能带正电 D．金属球一定带负电 【例5.2】(多选)如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B。下列实验方法中能使验电器箔片张开的是(　 　) A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触 C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触 D．使验电器A靠近B 【练习5.1】使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是(　 　) A　　　 　B　　　　C　　　　D 【练习5.2】如图所示，用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B，B的金属箔张开，这时金属箔带___________电；若在带电棒A移开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A，这时B的金属箔也能张开，它带___________电． 课后巩固 1．【难度2】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．【难度2】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 3.【难度2.5】(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是(　 　) A．摩擦使笔套带电 B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异号电荷 C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 4.【难度3】用中性的丝绸摩擦中性的玻璃棒，结果玻璃棒带上1.6×10－12C的正电荷，元电荷e＝1.6×10-19C，由此可知（   ） A.丝绸的原子核束缚电子的能力比玻璃的强 B. 玻璃棒中有107个质子 C. 有电子从丝绸转移给了玻璃棒 D. 用一个不带电的金属球与玻璃棒接触，金属球必定带上8.0×10－13C的正电荷 5.【难度3】（多选）如图所示的是一个带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器上的金属小球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则( 　) A．金属球A可能不带电 B．金属球A一定带正电 C．金属球A可能带负电 D．金属球A一定带负电 6.【难度3】(多选)M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷2.72×10－9 C，下列判断正确的有(　 　) A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B．摩擦过程中电子从M转移到N C．N在摩擦后一定带负电荷2.72×10－9 C D．M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子 7.【难度3】如图所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12 C的电荷量，求： (1)金属瓶上收集到多少个电子？ (2)实验的时间为多长？ 1.【难度2.5】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 2.【难度3】A和B是两个都不带电的物体，它们互相摩擦后，A带正电荷4.8×10－9 C，下列判断正确的是(   ) A. 在摩擦前A和B的内部没有任何电荷                      B. 摩擦过程中电子从B转移到A C. B在摩擦后一定带负电荷4.8×10－8 C            D. A在摩擦过程中失去3×1010个电子 1.【难度3】(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验的结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是 (　 　) A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子 B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量都不同的电荷 C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等 D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电种类可能不同 2.【难度3】目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成．u夸克带电量为e，d夸克带电量为－e，e为基元电荷．下列论断可能正确的是(　 　) A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成 D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成 3.【难度3】如图所示，绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，现使a、b分别带正、负电，则(　 　) A．b将吸引a，吸引后不放开 B．b先吸引a，接触后又与a分开 C．a、b之间不发生相互作用 D．b立即把a排斥开 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高中物理 必修三 第九章 静电场及其应用 9.1 电荷及其守恒定律 电荷 知识点一 1．自然界中有两种电荷：正电荷和负电荷． 2．电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 3．电荷量：电荷的多少，用Q或q表示，国际单位制中的单位是库仑，符号是C. 4．原子的组成： 原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外界表现为电中性。 5．自由电子和离子 金属中原子的最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，失去自由电子的原子便成为带正电的离子。 摩擦起电和感应起电 知识点二 1．摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受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． 2．静电感应： (1)过程：①取一对用绝缘支柱支持的导体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。 图甲 图乙 图丙 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。 (2)定义：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，这种现象叫作静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电． (3)感应起电的本质 在导体C上的电荷作用下，导体A、B上的自由电子发生定向移动，由B端移至A端，从而引起A端带负电，B端带正电，此时若将A、B分离，导体A、B则成为带等量异种电荷的带电体。 注：电荷的中和是指正、负电荷的代数和为0。 电荷守恒定律和元电荷 知识点三 1．电荷守恒定律：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．电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变． 3．元电荷：最小的电荷量叫作元电荷，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. 4．比荷：带电粒子的电荷量与质量的比值，也叫作荷质比，用表示．电子的比荷＝1.76×1011 C/kg。 注：①电荷的总量是指电荷的代数和。 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)。 电荷间相互作用 考点一 【例1.1】关于点电荷下边说法正确的是 (  A  ) A. 当带电体间的间距离远大于带电体尺寸时可以看成点电荷 B. 一切带电体都可以看成点电荷 C. 只有带电体的体积很小时才能看成点电荷 D. 只有放入真空中的带电体才能看成点电荷 [解析：当带电体间的距离远大于带电体尺寸时，即它们间相互作用力的影响可以忽略时，可以看成点电荷；当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可以忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，A对]、 【例1.2】(多选)如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则(　BD　) A．仅有两个小球带同种电荷 B．仅有三个小球带同种电荷 C．c、d小球带同种电荷 D．c、d小球带异种电荷 [解析：由d吸a，d吸b可知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c斥a，c斥b可知c、a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，所以A、C错，B、D对。] 【练习1.1】古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为 (　C　) A．琥珀是一种树脂化石，树脂具有粘性，容易吸附灰尘 B．室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快 C．经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘 D．琥珀本身带电，能吸引灰尘 [解析：琥珀本身不带电，琥珀首饰经丝绸摩擦后，便带有了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体，所以带电的琥珀会将轻小的灰尘吸附在它上面，导致琥珀比较容易脏，故C正确，A、B、D错误。] 【练习1.2】A、B、C为三个塑料小球，A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的，如果A带正电，则(　C　) A．B、C都带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C两球中必有一个带负电，另一个不带电 D．B、C两球均不带电 [解析：已知A带正电，A与B、A与C都是相互吸引，则B、C都不可能带正电；若均带负电，则B、C排斥，与已知条件B和C吸引不符，若均不带电，B、C之间无相互作用，所以只能一个带负电，一个不带电，C对] 【练习1.3】（多选）如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以( BC ) A．甲图中两球一定带异种电荷 B．乙图中两球一定带同种电荷 C．甲图中两球至少有一个带电 D．乙图中两球只有一个带电 [解析：相互排斥，则两球一定带同种电荷，可能是正电，也可能是负电。相互吸引，两球可能带异种电荷，也可能一个带电，一个不带电，带电物体由于静电感应可以吸引轻小物体，B、C对] 对感应起电的理解 考点二 【例2.1】关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是(　C　) A．摩擦起电说明通过做功可以创造电荷 B．摩擦起电说明电荷可以创造 C．感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到物体的另一部分 D．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了 [解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，而电荷的总量是不变的，故A、B错误；感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一部分，故C正确，D错误。] 【例2.2】如图所示，将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A和B 接触，再将带负电的导体C移近导体A，然后把导体A、B分开，再移去C，则 ( B ) A．导体A带负电，B带正电 B．导体A带正电，B带负电 C．导体A失去部分负电荷，导体C得到负电荷 D．导体A带正电是由于导体B的部分正电荷转移到A上，故A、B带等量异种电荷 [解析：根据静电感应知识，把A、B接触后将带负电的导体C靠近A后，A的左端会感应出正电荷，B的右端感应出负电荷，A、B分开以后再移去C，A带正电B带负电，A错B对；导体A带正电是由于导体A的电子部分转移到了B上，导体C没有得到电子，C、D错；] 【练习2.1】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(　D　) 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 [解析：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)，D正确。] 【练习2.2】如图是伏打起电盘示意图，其起电原理是(　B　) A．摩擦起电　　　 B．感应起电 C．接触起电 D．以上三种方式都不是 [解析：导电平板靠近带电的绝缘板并接地时，导电平板由于静电感应，使导电平板带上负电荷，故选项B正确。] 元电荷与电荷守恒定律 考点三 【例3.1】(多选)关于元电荷，下列说法正确的是(　BCD　) A．元电荷实质上是指电子或质子本身 B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 C D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 [解析：元电荷实际上是指电荷量，数值为1.6×10－19 C，不是指某个具体的带电粒子，如电子、质子，故A错误，C正确；元电荷是电荷量的数值，没有正、负电性的区别，宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍，故B正确；元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高，故D正确。] 【例3.2】甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了1.6×10－15 C的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是(　B　) A．乙物体也带了1.6×10－15 C的正电荷 B．甲物体失去了104个电子 C．乙物体失去了104个电子 D．甲、乙两物体共失去了2×104个电子 [解析:甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1.6×10－15 C的正电荷，那么由电荷守恒定律可知，乙应带1.6×10－15 C的负电荷，即甲失去了104个电子，乙得到了104个电子，所以选项B正确。] 【练习3.1】(多选)科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是 (　CD　) A．电子和质子都是元电荷 B．一个带电体的电荷量为元电荷的205.5倍 C．元电荷是最小的电荷量单位 D．元电荷没有正负之分 [解析：元电荷是最小的电荷量单位，而不是带电粒子，带电体的电荷量均为元电荷的整数倍，元电荷没有正负之分，故C、D正确。] 【练习3.2】（多选）关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ BCD ） A．物体所带的电荷量可以为任意实数 B．物体所带的电荷量应该是某些特定值 C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C [解析：所有带电电荷量均是元电荷的整数倍，不是任意的，A错B对；物体带正电是因为物体失去相等电荷量的负电荷从而带正电，C对；物体带电荷量最小单位为元电荷，其值为1.6×10-19C] 接触起电时电荷量的分配规律 考点四 1.两个带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。 2.两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新 平均 分配，这种现象叫做电荷均分原理。 【例4.1】（多选）把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一小段距离，发现两球间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是(　BCD　) A．A和B原来带有等量异种电荷 B．A和B原来带有同种电荷 C．A和B原来带有不等量异种电荷 D．A和B原来只有一个带电 [解析：两个小球原来分别带等量异种电荷，接触后电荷完全中和，两球不存在排斥力，A不可能；两个小球原来分别带不等量异种电荷，小球接触后电荷先中和再平分，最后带上等量同种电荷，存在排斥力，B可能；两个小球原来分别带同种电荷，把两个完全相同的小球接触后电荷重新平分，带上等量同种电荷，存在排斥力，C可能；原来的其中一个带电，把两个完全相同的小球接触后电荷平分，带上等量同种电荷，存在排斥力，D可能] 【例4.2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？ [解析：接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身负电荷全部中和且电子继续转移，使B球带正电。 ’因此共转移电子量为转移电子数为个] 【练习4.1】两个完全相同的金属球，一个带+6×10-8C的电量，另一个带－2×10- 8C的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？ [解析：两个完全相同的金属球完全接触后再分开，要先中和，后平均分配电量，故接触后分开两球均带，且为正电] 【练习4.2】半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后移开．①若A、B两球带同种电荷，接触后的电荷量之比为__2:3__．②若A、B两球带异种电荷，接触后两球的带电荷量之比为：__2:1__. [解析：根据电荷均分原理，两个半径相同的金属球完全接触后再分开，要先中和，后平均分配电量。设A、B小球带有电荷量为Q，当A、B带同种电荷时，第三个小球与A接触后，两球均带电荷，再与B接触后，第三个小球和B均带，所以A、B电荷量之比为2:3；若A、B带异种电荷时，第三个小球与A接触后两球均带电荷，再与B接触后，第三个小球和B均带，所以A、B电荷量之比为2:1] 考点五 验电器的原理和使用 1.验电器：主要有金属球、金属杆、金属箔、绝缘外壳等构成； 2.原理：同种电荷相互排斥，两片金属箔在排斥力下张开； 3.常见用途：①检验物体是否带电；②粗略检验带电荷量的多少；③检验电荷电性（需借助于其他手段） 4.常用使用方法： (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．如图甲． (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，如图乙． 【例5.1】(多选)如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的箔片张角减小，则 (　AB　) A．金属球可能不带电 B．金属球可能带负电 C．金属球可能带正电 D．金属球一定带负电 [解析：验电器的箔片之所以张开，是因为它们都带了正电荷。张开的角度取决于带电荷量的多少。张角减小，说明箔片上的正电荷减少，A球与B球无接触，肯定发生的是静电感应。A球不带电时，由于静电感应A球靠近B球的一端带负电荷，同理，A球反过来感应B球，使B球上的正电荷增多，箔片上的正电荷减少，从而张角减小；若A球带负电，可达到同样的效果；若A球带正电，则正好相反，使张角增大，故A、B正确。] 【例5.2】(多选)如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B。下列实验方法中能使验电器箔片张开的是(　BCD　) A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触 C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触 D．使验电器A靠近B [解析：A项中取电棒先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开；B项中可以使C球带电，从而使A带电；C项中用绝缘导线实际上是将验电器A和B连成了一个导体，A在外面故带电；D项中是感应起电；B、C、D正确。] 【练习5.1】使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是(　B　) A　　　 　B　　　　C　　　　D [解析：使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器发生静电感应，若金属球带正电，验电器上的小球带负电，下端金属箔带等量的正电，金属箔张开，A、C错误；若金属球带负电，验电器上的小球带正电，下端金属箔带等量的负电，金属箔张开，B正确，D错误。] 【练习5.2】如图所示，用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B，B的金属箔张开，这时金属箔带___正__电；若在带电棒A移开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A，这时B的金属箔也能张开，它带__负___电． [解析：用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B，由于静电感应，验电器两端出现等量异种感应电荷，近端电荷的电性与A相反，带负电；远端的金属箔片与A的电性相同，带正电；由于人和地球都是导体，用手指瞬间接触金属球B时，人、地球和验电器构成一个整体、在带正电荷的棒A的影响下发生静电感应，近端带负电，金属箔不带电；移开手指后，验电器上的负电荷不会再改变，故验电器带负电；再移开棒A后，验电器上的负电荷不会再改变，金属箔片上此时也带负电] 课后巩固 1．【难度2】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．【难度2】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(　B　) 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 [解析：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，B符合题意。] 3.【难度2.5】(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是(　ABC　) A．摩擦使笔套带电 B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异号电荷 C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 [解析：笔套与头发摩擦后，能够吸引圆环，说明笔套上带了电荷，即摩擦使笔套带电，A正确；笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环上、下部分感应出异号电荷，B正确；圆环被吸引到笔套的过程中，是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力，C正确；笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷没有被中和，还带电，D错误。] 4.【难度3】用中性的丝绸摩擦中性的玻璃棒，结果玻璃棒带上1.6×10－12C的正电荷，元电荷e＝1.6×10-19C，由此可知（ A  ） A.丝绸的原子核束缚电子的能力比玻璃的强 B. 玻璃棒中有107个质子 C. 有电子从丝绸转移给了玻璃棒 D. 用一个不带电的金属球与玻璃棒接触，金属球必定带上8.0×10－13C的正电荷 [解析：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带正电，A对C错；玻璃棒转移电子数为 个，但不能确定玻璃棒中质子的个数，B错；当电荷量平均分配时金属球带上8.0×10－13C的正电荷，两个完全相同的小球接触时电荷量才平均分配，所以金属球所带电荷量不一定为8.0×10－13C，D错。] 5.【难度3】（多选）如图所示的是一个带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器上的金属小球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则(　AC　) A．金属球A可能不带电 B．金属球A一定带正电 C．金属球A可能带负电 D．金属球A一定带负电 [解析：如果球A带负电，验电器上的正电荷会由于引力作用向球B移动，造成金属箔片上的电荷量减少，验电器中金属箔片的张角减小，如果球A不带电，由于受到球B上的正电荷的影响，球A上靠近B的部分也会由于静电力的作用出现负电荷，而这些负电荷会使得验电器上的正电荷向球B移动，效果与球A带负电荷一样，A、C对D错；若球A带正电，验电器上的正电荷一定向远处移动，则金属箔片上的电荷量不会减少，B错] 6.【难度3】(多选)M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷2.72×10－9 C，下列判断正确的有(　BCD　) A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B．摩擦过程中电子从M转移到N C．N在摩擦后一定带负电荷2.72×10－9 C D．M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子 [解析：在摩擦前，物体内部存在着等量的异种电荷，对外不显电性，A错；M失去电子带正电，N得到电子带负电，所以电子是从M转移到N，B对；在摩擦起电过程中，得失电子数目是相等的，根据电荷守恒定律，M带正电荷2.72×10－9 C，则N一定带负电荷2.72×10－9 C，C对；M失去的电子数为n＝＝个＝1.7×1010个，D对。] 7.【难度3】如图所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12 C的电荷量，求： (1)金属瓶上收集到多少个电子？ (2)实验的时间为多长？ [解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为N＝＝＝5×107(个)。 (2)实验的时间：t＝＝5 000 s。] 1.【难度2.5】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(　B　) A．6.2×10－19 C　　 B．6.4×10－19 C C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C [解析：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。] 2.【难度3】A和B是两个都不带电的物体，它们互相摩擦后，A带正电荷4.8×10－9 C，下列判断正确的是(   D ) A. 在摩擦前A和B的内部没有任何电荷                      B. 摩擦过程中电子从B转移到A C. B在摩擦后一定带负电荷4.8×10－8 C            D. A在摩擦过程中失去3×1010个电子 [解析：A.原来不带电的物体处于电中性，不是不带电，而是正负电荷的个数相等，相互抵消；A不符合题意； B.摩擦起电中移动的是自由电子，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故摩擦起电中A失去电子，转移到了B物体上，B不符合题意；C.由电荷守恒定律可知，在电子的转移中电荷的总量保持不变，A带正电4.8×10-9C，B一定带电荷量-4.8×10-9C．C不符合题意；D.A在摩擦过程中失去 个电子，D符合题意．] 1.【难度3】(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验的结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是 (　CD　) A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子 B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量都不同的电荷 C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等 D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电种类可能不同 [解析：两物体摩擦时，得失电子取决于原子核对电子的束缚能力的大小，选项A错误；摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电的种类一定不同，数量相等，选项B错误，C正确；由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，选项D正确。] 2.【难度3】目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成．u夸克带电量为e，d夸克带电量为－e，e为基元电荷．下列论断可能正确的是(　B　) A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成 D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成 [解析：一个u夸克和1个d夸克组成时带电，2个u夸克和1个d夸克组成时带正电e，1个u夸克和2个d夸克组成不带电，质子带正电e，中子不带电，所以B对] 3.【难度3】如图所示，绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，现使a、b分别带正、负电，则(　B　) A．b将吸引a，吸引后不放开 B．b先吸引a，接触后又与a分开 C．a、b之间不发生相互作用 D．b立即把a排斥开 [解析：因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触。若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来的电荷，然后将剩余的电荷重新分配，这样两球就会带上同种电荷(正电或负电)，由于同种电荷相互排斥，a球将会被排斥开。若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开。故B正确。] 1 学科网（北京）股份有限公司 $$