第九章 1. 电荷-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第三册同步学习方案（人教版2019）

第九章 静电场及其应用 1电荷 [学业要求与核心素养] 1.知道自然界中的两种电荷及它们之间的相互作用规律，知道电荷量的概念及电荷量 的单位。 2.理解摩擦起电和感应起电。 3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念。 预习案必备知识·问题导学 /通教材·理知识·素养初减 一、电荷 (3)将用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩 阅读教材，并回答： 擦过的硬橡胶棒相互靠近，如图(c)所示， 1.实验观察 你会看到什么现象？ 如图所示，拿一把梳子在头发上来回摩擦 几下，然后将梳子移近碎纸屑堆，观察发生 败府特白 的现象？ 玻璃棒 (a) 硬穆胶样克 玻璃棒克 砂橡胶样 硬橡胶梯 (b) (4)把用丝绸摩擦过的玻璃棒及用毛皮摩 擦过的硬橡胶棒分别悬挂起来，用任意一 个带电体分别接近它们，你能看到带电体 2.观察思考 既与玻璃棒排斥又与硬橡胶棒排斥的情况 (1)将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠 吗？这说明了什么？说说你的看法。 近，如图(a)所示，你会看到什么现象？ (2)将两根用毛皮摩擦过的硬橡胶棒相互 靠近，如图(b)所示，你会看到什么现象？ 精品教辅，智慧人生1 。物理·必修 第三册（配RJ版） 【概念·规律】 一端带 电荷，远离带电体的一端带 自然界中 电荷，这种现象叫作静电感应。利 电荷和 电荷 有两种电荷 用 使金属导体带电的过程叫作感 电荷间的 同种电荷相互 ,异种电荷相 应起电。 荷 相互作用 互 三、电荷守恒定律和元电荷 1.电荷守恒定律 电荷的多少，用Q或q表示，国际单 电荷量 位制中的单位是 ,符号是 电荷既不会 ,也不会 ,它只能从 一个物体转移到 ,或者从物体的 部分转移到 :在转移过程中，电荷 二、摩擦起电和感应起电 的 保持不变。 阅读教材，并回答： 2.电荷守恒定律的另一表述 1.丝绸和玻璃棒（毛皮和硬橡胶棒）本来都不 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 带电，经过相互摩擦就带电了，这些电荷是 保持不变。 从哪里来的？ 3.元电荷 (1)电荷是创造出来的吗？如果是，那么是 叫作元电荷，用e表示，所 由谁创造的？ 有带电体的电荷量或者等于e,或者是 (2)电荷是物体自身微观结构变化引起的 ,元电荷e的数值最早是由美 吗？如果是，那么是怎样变化的？谈谈你 国物理学家 测得的，在我们的计算 的看法。 中，可取e= C。 4.比荷 带电粒子 的比值。 2.观察教材图9.1-3实验，并解释现象。 [思考判断] (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。() 【概念·规律】 (2)摩擦起电的过程就是创造电子的过程。 1.摩擦起电 () 当两个物体互相摩擦时，一些受束缚较弱 (3)电荷守恒定律是自然界中最基本的守 的电子会 到另一个物体，于是原来 恒定律之一。 ) 电中性的物体由于得到电子而带 (4)电子的电荷量e的数值最早是由库仑 电，失去电子的物体则带 电。 通过实验测出的。 () 2.感应起电 (5)元电荷的本质就是质子或电子。 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 (6)所有带电体的电荷量一定等于元电荷 向或 带电体，使导体靠近带电体的 的整数倍。 2 精品教铺，智意人生 第九章静电场及其应用● ::8:1: 探究案关键能力·互动探究 /析考点·悟规律·素养提刀 探究点一对起电方式的理解 [交流讨论] 例1（教材本节实验变式）（多选）如图所 1.在教材图9.1-3实验中： 示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的 (1)如何使A、B带异种电荷？ 金属导体，起初都不带电，在它们的下部贴 (2)如何使A、B都带正电荷？ 有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法 (3)如何使A、B都带负电荷？ 正确的是 A.把C移近导体A时，A、B上的金属箔 2.根据你对物质结构的理解，解释摩擦起电 片都张开 的原因。 B.把C移近导体A,先把A、B分开，然后 移去C,A、B上的金属箔片仍张开 C.把C移近导体A,先把C移走，再把A、 B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D.把C移近导体A,先把A、B分开，再把 [归纳总结 C移走，最后重新让A、B接触，A上的 三种起电方式的比较 金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 摩擦起电 感应起电 接触起电 总贫提团 导体带上与带 感应起电的判断方法 两物体带上等量 导体两端出现 现象 电体同性的 异种电荷 等量异种电荷 (1)当带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端 电荷 带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，如图 不同物质原子核 甲所示。 电子在电荷间在电荷间相互 对电子的束缚能 (2)导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而 相互作用下发作用下，电子 力不同。束缚能 原因 生转移，近端带 从一个物体转 且该导体可视为近端导体，带异种电荷，地球就成 力强的得电子，带 异种电荷，远端移到另一个物 为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示。 负电：束缚能力弱 带同种电荷 体上 的失电子，带正电 海平德円海开 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电 说明：用手摸一下导体，再移开手指，相当于先把导 说明 荷不会发生转移 体接地，然后再与大地断开。 特品教辅·智慧人生 ●物理·必修第三册（配RJ版） @针对训练 1.(教材本节练习与应用第3题变式)如图所 示，将带正电的导体球C靠近不带电的导 体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分， 这两部分所带电荷量分别为QA、QB;若沿 A.Q=QB,A部分带正电 虚线2将导体分成两部分，这两部分所带 B.Q,=QB,A部分带负电 电荷量分别为Q'和Q:'。下列说法正确 C.Q'<QB',A部分带正电 的是 D.Q'<Q',A部分带负电 探究点二 电荷守恒定律、元电荷 1.使物体带电的实质不是创造了电荷，而是 总细提团 物体所带的电荷发生了转移，起电的过程 1.电荷守恒定律适用于任何情况，电荷的减少或者 就是物体间或物体内部电荷的重新分布。 增加都是电荷在两个物体之何或同一物体不同 2.电荷的中和并不是电荷的消失，而是指带 等量异号电荷的两物体接触时，经过电子 部分之间的转移。 的转移，物体达到电中性的过程。 2.完全相同带电体电荷分配规律 3.导体接触带电时电荷量的分配与导体的材 (1)带同种电荷，总电荷量平分，电荷量分别为 料、形状、大小有关，当两个完全相同的金 Q和Q,接触后各自的电荷量相等。 属球接触后，电荷量将平均分配，即最后两 个球带等量的同种电荷或均不带电。 Q,'=Q,'=Q+Q 2 4.元电荷 (2)带异种电荷，先中和再平分。电荷量分别为 (1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒 Q1和一Q2,接触后各自的电荷量相等。 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， Q'=Q,'-9- 2 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 。针对训练 质量m之比，叫作电子的比荷。 2.(多选)M和N是两个都不带电的物体，它 例2放在绝缘支架上的两个完全相同的 们互相摩擦后，M带正电荷3.2×10-9C, 金属小球A、B分别带有电荷量Q=6.4× 下列判断正确的有 10-9C、Qa=-3.2×10-9C,让两个金属 小球接触，在接触过程中，电子如何转移？ A.在摩擦前M和N的内部都没有任何 转移了多少个？ 电荷 B.摩擦过程中电子从M转移到N C.V在摩擦后一定带负电荷3.2×10-9C D.M在摩擦过程中失去2×101°个电子 4 精品教辅，智意人生 第九章静电场及其应用。 探究点三 验电器的原理和使用 验电器的两种应用方式及原理 同种电荷（感应起电），两箔片在斥力作用 1.带电体接触验电器：当带电的物体与验电 下张开，如图乙。 器上面的金属球接触时，有一部分电荷转 例3(2023·上海浦东高一 移到验电器上，与金属球相连的两个金属 校考)如图所示，用丝绸摩擦 箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开。 过的玻璃棒a靠近不带电 的验电器的金属球b时，发 如图甲。 现验电器的金属箔片c张开 一定的角度，下列说法正确的是 A.金属球和两金属箔都带正电荷 77777 B.b球上的电子转移到玻璃棒上，使金属 球带正电 2.带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器 C.金属球b上的正电荷向金属箔片移动， 的金属球时，带电体会使验电器的金属球 使金属箔片带正电 感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出 D.移去玻璃棒a,金属箔片c闭合 提升案随堂演练·基础落实 /夯基础·提技能·素养达成 1.(多选)下列说法正确的是 A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气 A.静电感应不是创造电荷，只是电荷从物 球相反 体的一部分转移到另一部分 B.易拉罐远离气球一侧的带电性质和气 B.摩擦起电时，一个物体失去一些电子而 球相反 带正电，另一个物体得到这些电子而带 C.气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为 负电 吸引力 C.摩擦起电和感应起电都能使电子转移， D.气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小 只不过前者使电子从一个物体转移到 相等 另一个物体上，而后者则使电子从物体 3.(多选)如图所示，有一带 的一部分转移到另一部分 正电的验电器，当一个金 D.一个带电体接触一个不带电的物体，两 属球A靠近验电器上的 个物体可能带上异种电荷 金属小球B时，验电器中 2.(2023·福州期末)如图，充气后的气球在 金属箔片的张角减小，则 头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐， A.金属球A可能不带电 在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到 B.金属球A一定带正电 易拉罐会朝气球方向滚动，关于这一现 C.金属球A可能带负电 象，下列说法正确的是 D.金属球A一定带负电 温馨 请完成L知能达标训练」作业（一) 精品教辅，智慧人生高中同步学习方案 第九章 静电场及其应用 1电荷 全部中和后继续转移，使B球带QB的正电，这样共转 预习案必备知识·问题导学 移的电荷量为△Q=QB'-QB=1.6×109C-(-3.2X 一、1.答：纸屑被吸引到梳子上。 10-9C)=4.8×10-9C 2.答：(1)排斥(2)排斥(3)吸引(4)不会，因只有 则转移的电子数为m=△Q=4.8X109 两种电荷 e1.6X10-5(个)=3.0× [概念·规律] 1010(个). 正负排斥吸引库仑C [答案]电子由B球转移到A球3.0X1010(个) 二、1.答：(1)不是(2)是，见教材 「针对训练门 2.答：略 : 2.BCD在摩擦前，物体内部存在着等量的异种电荷，对 [概念·规律] 外不显电性，A错误：M失去电子带正电，N得到电子 1.转移负正2.远离异种同种静电感应 带负电，所以电子是从M转移到N,B正确；在摩擦起 三、1.创生消灭另一个物体另一部分总量 电过程中，得失电子数目是相等的，根据电荷守恒定律， 2.代数和3.最小的电荷量e的整数倍密立根 M带正电荷3.2X10一9C,则N一定带负电荷3.2X 1.60×10-194.电荷量质量 10-9C,C正确；M失去的电子数为n=9= [思考判断] e (1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)/ 3.2X10-9 1.6X105个=2×1010个，D正确。 探究案关键能力·互动探究 探究点三 探究点一 [例3][解析]用丝绸摩擦过的玻璃棒a带正电，靠近 [交流讨论] 不带电的验电器的金属球b时，金属球感应出负电荷， 1.答：(1)先把A、B分开，再移走C。 金属箔片c感应出正电荷，金属箔片c由于带正电而张 (2)让C与A、B接触，移走C,再把A、B分开。 开一定的角度，选项A、B错误；金属中能自由移动的是 (3)先用手摸一下A或B,移走C,再把A、B分开。 电子，是金属箔片处的电子移动到金属球b上，导致金 2.答：见教材 属箔片处块少电子而带正电，选项C错误；移去玻璃棒α， [例1][解析]A、B开始都不带电，把C移近导体A 金属球处的负电荷和金属箔片处的正电荷再次中和掉， 时，由于静电感应使A,B中的自由电子向左移动，使得 故金属箔片c闭合，选项D正确。 A端带负电荷，B端带正电荷，所以两边的金属箔片都 [答案]D 张开，A正确；先把A、B分开，再移走C,A、B仍然带 电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中 提升案随堂演练·基础落实 和，金属箔片都不会张开，B正确，D错误；但如果先移 1.ABC 走C,A、B上的感应电荷会马上中和，不再带电，所以金 :2.A根据静电感应，靠近气球一侧与气球带异种电荷， 属箔片都不会张开，C错误。 远离一侧与气球带同种电荷，A正确，B错误；气球对易 [答案]AB 拉罐远侧为斥力，近侧为吸引力，并且对近侧的力大于 [针对训练] 远侧的力，C、D错误。 1.A由于导体不带电，因此无论沿虚线1还是沿虚线23，AC验电器的金属箔片之所以张开，是因为它们都带 将导体分开，左右两部分所带电荷量总是相等的；由于 有正荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，因此A部分一 两金属箔片带电荷量的多少。如果A球带负电，靠近 定带正电，故选项A正确。 验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金属箔片上的 探究点二 正电荷逐渐“上移”，从而使两金属箔片张角减小，选项 [例][解析]两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中 C正确，B错误；如果A球不带电，在靠近B球时，发生 和，剩余的正电荷再重新分配，由于两小球完全相同，剩余 静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电 正电荷一定平分，即接触后两小球带电荷量为Q'=QB'= 荷，而背向B球的一面出现正的感应电荷，A球上的感 Q4+QB_6,4×109-32X10C=1.6×10-9C. 应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷 2 2 离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金属箔片张角 在接触过程中，电子由B球转移到A球，自身的净电荷 减小，选项A正确，D错误。 2