1.电荷 电荷守恒定律（导学案）物理教科版2019必修第三册

该高中物理导学案围绕电荷性质、元电荷、三种起电方式及电荷守恒定律展开，课堂导入通过知识回顾（填空、选择）衔接旧知，以自主学习问题（如摩擦起电电荷关系分析）和合作学习实验（感应起电探究）搭建学习支架，引导学生从基础记忆逐步深化理解。 特色在于融合科学探究与科学思维，通过小组协作实验（分工操作、观察记录感应起电过程）培养探究能力，对比分析三种起电异同、推导电荷转移问题提升科学推理，习题分层设计（基础选择到综合计算）巩固应用，助力学生物理观念建构与科学态度养成。

1. 电荷 电荷守恒定律 导学案 1.能准确说出自然界中存在的两种电荷，明确电荷的基本性质，知道元电荷的概念及数值； 2.熟练掌握摩擦起电、感应起电、接触起电三种起电方式的原理和特点； 3.深刻理解电荷守恒定律的内容，能运用该定律解释常见的静电现象，解决简单的电荷守恒问题。 1. 三种起电方式的原理及区别。（重点） 2. 电荷守恒定律的内容及应用。（重点） 3. 对感应起电中电荷重新分布过程的理解。(难点) 4. 运用电荷守恒定律解决涉及多个物体间电荷转移的问题。(难点) 一、电荷守恒定律 元电荷 【知识回顾】 1.自然界中存在两种电荷，分别是__正____电荷（用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷）和_负_____电荷（用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷），它们的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。​ 元电荷是最小的电荷量，用符号e表示，其数值为e=1.6×10-19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。​ 2.常见的起电方式有摩擦起电、感应起电、接触起电三种，本质都是电子的转移或重新分布。​ 电荷守恒定律的内容：电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分；转移过程中，电荷的总量保持不变。 3.下列关于电荷的说法，正确的是（ ）​ A. 摩擦起电创造了电荷​ B. 带负电的物体一定缺少电子​ C. 元电荷是电子所带的电荷量​ D. 同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥​ 答案：C​ 解析：A 选项错误，摩擦起电本质是电子转移，并非创造电荷，遵循电荷守恒定律；B 选项错误，带负电的物体是得到电子（而非缺少电子），带正电的物体才是缺少电子；C 选项正确，元电荷的定义就是电子（或质子）所带的电荷量；D 选项错误，电荷相互作用规律为 “同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，该选项表述颠倒。 4.用带电体接触不带电的验电器，金属箔片张开，说明（ ）​ A. 带电体一定带正电​ B. 验电器发生了电荷转移​ C. 验电器一定带负电​ D. 验电器产生了新电荷 答案：B​ 解析：A、C 选项错误，验电器金属箔片张开仅能说明验电器带上电荷，无法判断带电体或验电器带正电还是负电；B 选项正确，接触起电的本质是电荷转移，验电器带电必然是发生了电荷转移（从带电体转移到验电器）；D 选项错误，电荷不能被创造，验电器带电是电荷转移的结果，并非产生新电荷。 二、三种起电方式 【自主学习】 独立分析下列问题，深化对知识点的理解：​ 1.思考：“摩擦起电时，被摩擦的两个物体一定带等量异种电荷”，这种说法是否正确？为什么？ 答案：这种说法正确。​ 理由：摩擦起电的本质是电子从束缚电子能力弱的物体转移到束缚电子能力强的物体。束缚电子能力弱的物体失去多少电子，束缚电子能力强的物体就得到多少电子，根据电荷守恒定律，两个物体所带电荷量必然大小相等、电性相反，即带等量异种电荷（前提是两物体均为绝缘体，且摩擦前不带电）。 2. 对比：摩擦起电、感应起电、接触起电的异同点（从 “是否接触”“电荷转移方向”“本质” 三个角度分析）。 答案：​ 起电方式 是否接触 电荷转移方向 本质 ​ 摩擦起电 是（两物体相互摩擦） 从束缚电子能力弱的物体转移到束缚电子能力强的物体 电子的转移 感应起电 否（带电体与导体不接触） 导体内部自由电子从一端转移到另一端 电子的重新分布 ​ 接触起电 是（带电体与导体接触） 从带电量多的物体转移到带电量少的物体（或从带电体转移到不带电体） 电子的转移 3.独立完成下列题目，初步运用知识点：​ 一个带电荷量为+5Q的金属球，与一个带电荷量为−3Q的相同金属球接触后分开，求每个金属球所带的电荷量。​ 答案：每个金属球带电荷量为+Q​ 解析：根据电荷守恒定律，两金属球接触前总电荷量为+5Q+(−3Q)=+2Q；由于两金属球完全相同，接触后电荷会平均分配，因此每个金属球所带电荷量为= Q 【合作学习】 1. 实验探究：感应起电的过程（小组协作完成）​ （1）实验器材​ 带绝缘支架的导体球 2 个（A、B，A 不带电，B 带正电）、验电器、手（作为 “大地” 的导体）。​ （2）实验步骤（小组分工：1 人操作，1 人记录，2 人观察）​ ① 将不带电的导体球 A 放在绝缘支架上，用带正电的导体球 B 靠近 A（不接触），用验电器分别检验 A 的两端（靠近 B 端、远离 B 端），记录验电器现象。​ ② 保持 B 与 A 靠近，用手接触 A 的远离 B 端，停留 2 秒后移开手，再移开 B，用验电器检验 A 的带电情况，记录现象。​ 小组讨论并回答以下问题​ 1 步骤①中，A 的两端分别带什么电荷？为什么会出现这种现象？​ 实验现象记录​ 步骤①：用验电器检验 A 的靠近 B 端时，验电器金属箔片张开，说明该端带电（带负电）；检验远离 B 端时，验电器金属箔片也张开，说明该端也带电（带正电）。​ 2 步骤②中，移开手和 B 后，A 带什么电荷？“用手接触” 这一步的作用是什么？​ 步骤②：移开手和 B 后，用验电器检验 A，验电器金属箔片张开，说明 A 带负电。 3 结合实验，总结感应起电的关键条件和本质。 感应起电的关键条件：一是存在带电体（产生电场），二是导体与带电体不接触但处于带电体的电场中；本质是导体内部自由电子在电场力作用下发生定向移动，导致电荷重新分布，整个过程电荷总量守恒。​ 2. 难点突破：多物体电荷转移问题（小组协作分析）​ 小组共同讨论下列问题，运用电荷守恒定律解决复杂问题：​ 有三个相同的金属小球甲、乙、丙，甲带+4q，乙带−2q，丙不带电。请按下列步骤分析最终三球的电荷量： 第一步：将甲、乙接触后分开；​ 第二步：将甲与丙接触后分开；​ 第三步：将乙与丙接触后分开。​ （1）甲乙丙三个小球最终带电量分别是多少？ 甲：q 乙：1.5q 丙：1.5q （2） 解决多物体电荷转移问题的核心思路是什么？需要注意哪些关键点？ 多物体电荷转移问题答案​ 三球电荷量分析：第一步：甲（+4q）与乙（−2q）接触后分开。​总电荷量为+4q+(−2q)=+2q，两球相同，平均分配后，甲带+q，乙带+q。​ 第二步：甲（+q）与丙（不带电）接触后分开。​ 总电荷量为+q+0=+q，两球相同，平均分配后，甲带+0.5q，丙带+0.5q。​ 第三步：乙（+q）与丙（+0.5q）接触后分开。​ 总电荷量为+q+0.5q=+1.5q，两球相同，平均分配后，乙带+0.75q，丙带+0.75q。​ 最终：甲带+0.5q，乙带+0.75q，丙带+0.75q。 1. ​关于起电方式的本质，下列说法正确的是（ ）​ A. 感应起电说明电荷可以被创造​ B. 摩擦起电的本质是电子的转移​ C. 接触起电时，电荷只能从带电体转移到不带电体​ D. 三种起电方式都改变了电荷的总量​ 答案：B​ 解析：A 选项错误，感应起电是电荷重新分布，不能创造电荷；B 选项正确，摩擦起电的本质是电子在不同物体间转移；C 选项错误，接触起电时，电荷也能从带电量少的物体转移到带电量多的物体（如带+Q 的物体与带 +3Q的物体接触，电荷从 +3Q物体转移到+Q 物体）；D 选项错误，三种起电方式均遵循电荷守恒定律，电荷总量不变。​​ 2.两个完全相同的金属球 M 和 N，M 带+10Q，N 带​−4Q，接触后分开，下列说法正确的是（ ） A. M 带+10Q，N 带−4Q ​ B. M 带+3Q，N 带+3Q ​ C. M 带+6Q，N 带+6QB​ D. M 带−4Q，N 带+10Q 答案：B 解析：两球接触前总电荷量为+10Q + (-4Q) = +6Q；两球完全相同，接触后电荷平均分配，每球电荷量为=+3Q，故选 B。 ​ 3.不带电的金属球在靠近带负电的金属球时（不接触），下列说法正确的是（ ）​ A. 金属球内电场强度为零​ B. 金属球两端感应电荷等量异种​ C. 金属球的总电荷量变为负电​ D. 金属球的电势逐渐升高​ 答案：B​ 解析：A 选项错误，金属球未达到静电平衡时（靠近过程中），内部电场强度不为零，只有达到静电平衡后内部电场强度才为零；B 选项正确，感应起电中，导体两端的感应电荷始终是等量异种的（遵循电荷守恒）；C 选项错误，金属球未与带负电金属球接触，无电荷转移，总电荷量始终为零；D 选项错误，靠近带负电物体，金属球的电势逐渐降低。 4.下列现象中，能用 “摩擦起电” 解释的是（ ）​ A. 用带电体吸引碎纸屑​ B. 静电复印打印文件​ C. 冬天脱毛衣时产生电火花​ D. 静电除尘净化废气​ 答案：C 解析：A 选项，用带电体吸引碎纸屑，是带电体的基本性质（吸引轻小物体），与摩擦起电无直接关联；B 选项，静电复印利用的是感应起电和异种电荷相互吸引，并非摩擦起电；C 选项，冬天脱毛衣产生电火花，是毛衣与衣物摩擦起电后放电导致，能用摩擦起电解释；D 选项，静电除尘利用的是带电粒子在电场中受力运动，与摩擦起电无关。 5.有两个相同的金属球 A 和 B，A 带+8q，B 带−6q。先将 A、B 接触后分开，再将 A 与不带电的金属球 C 接触后分开，求最终 A、B、C 三球的电荷量。 答案：C 解析：A 选项，用带电体吸引碎纸屑，是带电体的基本性质（吸引轻小物体），与摩擦起电无直接关联；B 选项，静电复印利用的是感应起电和异种电荷相互吸引，并非摩擦起电；C 选项，冬天脱毛衣产生电火花，是毛衣与衣物摩擦起电后放电导致，能用摩擦起电解释；D 选项，静电除尘利用的是带电粒子在电场中受力运动，与摩擦起电无关。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 1. 电荷 电荷守恒定律 导学案 1.能准确说出自然界中存在的两种电荷，明确电荷的基本性质，知道元电荷的概念及数值； 2.熟练掌握摩擦起电、感应起电、接触起电三种起电方式的原理和特点； 3.深刻理解电荷守恒定律的内容，能运用该定律解释常见的静电现象，解决简单的电荷守恒问题。 1. 三种起电方式的原理及区别。（重点） 2. 电荷守恒定律的内容及应用。（重点） 3. 对感应起电中电荷重新分布过程的理解。(难点) 4. 运用电荷守恒定律解决涉及多个物体间电荷转移的问题。(难点) 一、电荷守恒定律 元电荷 【知识回顾】 1.自然界中存在______种电荷，分别是______电荷（用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷）和______电荷（用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷），它们的相互作用规律是：同种电荷相互______，异种电荷相互______。​ 元电荷是最小的电荷量，用符号e表示，其数值为e=______C，所有带电体的电荷量都是元电荷的______倍。​ 2.常见的起电方式有______、______、______三种，本质都是______的转移或重新分布。​ 电荷守恒定律的内容：电荷既不能______，也不能______，只能从一个物体______到另一个物体，或从物体的一部分______到另一部分；转移过程中，电荷的总量______。 3.下列关于电荷的说法，正确的是（ ）​ A. 摩擦起电创造了电荷​ B. 带负电的物体一定缺少电子​ C. 元电荷是电子所带的电荷量​ D. 同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥​ 4.用带电体接触不带电的验电器，金属箔片张开，说明（ ）​ A. 带电体一定带正电​ B. 验电器发生了电荷转移​ C. 验电器一定带负电​ D. 验电器产生了新电荷 二、三种起电方式 【自主学习】 独立分析下列问题，深化对知识点的理解：​ 1.思考：“摩擦起电时，被摩擦的两个物体一定带等量异种电荷”，这种说法是否正确？为什么？ 2.对比：摩擦起电、感应起电、接触起电的异同点（从 “是否接触”“电荷转移方向”“本质” 三个角度分析）。 3.独立完成下列题目，初步运用知识点：​ 一个带电荷量为+5Q的金属球，与一个带电荷量为−3Q的相同金属球接触后分开，求每个金属球所带的电荷量。​ 【合作学习】 1. 实验探究：感应起电的过程（小组协作完成）​ （1）实验器材​ 带绝缘支架的导体球 2 个（A、B，A 不带电，B 带正电）、验电器、手（作为 “大地” 的导体）。​ （2）实验步骤（小组分工：1 人操作，1 人记录，2 人观察）​ ① 将不带电的导体球 A 放在绝缘支架上，用带正电的导体球 B 靠近 A（不接触），用验电器分别检验 A 的两端（靠近 B 端、远离 B 端），记录验电器现象。​ ② 保持 B 与 A 靠近，用手接触 A 的远离 B 端，停留 2 秒后移开手，再移开 B，用验电器检验 A 的带电情况，记录现象。​ 小组讨论并回答以下问题​ ① 步骤①中，A 的两端分别带什么电荷？为什么会出现这种现象？​ ② 步骤②中，移开手和 B 后，A 带什么电荷？“用手接触” 这一步的作用是什么？​ ③ 结合实验，总结感应起电的关键条件和本质。​ 2. 难点突破：多物体电荷转移问题（小组协作分析）​ 小组共同讨论下列问题，运用电荷守恒定律解决复杂问题：​ 有三个相同的金属小球甲、乙、丙，甲带+4q，乙带−2q，丙不带电。请按下列步骤分析最终三球的电荷量： 第一步：将甲、乙接触后分开；​ 第二步：将甲与丙接触后分开；​ 第三步：将乙与丙接触后分开。​ （1）甲乙丙三个小球最终带电量分别是多少？ （2） 解决多物体电荷转移问题的核心思路是什么？需要注意哪些关键点？ 1. ​关于起电方式的本质，下列说法正确的是（ ）​ A. 感应起电说明电荷可以被创造​ B. 摩擦起电的本质是电子的转移​ C. 接触起电时，电荷只能从带电体转移到不带电体​ D. 三种起电方式都改变了电荷的总量​ ​ 2.两个完全相同的金属球 M 和 N，M 带+10Q，N 带​−4Q，接触后分开，下列说法正确的是（ ） A. M 带+10Q，N 带−4Q ​ B. M 带+3Q，N 带+3Q ​ C. M 带+6Q，N 带+6Q ​ D. M 带−4Q，N 带+10Q ​ 3.不带电的金属球在靠近带负电的金属球时（不接触），下列说法正确的是（ ）​ A. 金属球内电场强度为零​ B. 金属球两端感应电荷等量异种​ C. 金属球的总电荷量变为负电​ D. 金属球的电势逐渐升高​ 4.下列现象中，能用 “摩擦起电” 解释的是（ ）​ A. 用带电体吸引碎纸屑​ B. 静电复印打印文件​ C. 冬天脱毛衣时产生电火花​ D. 静电除尘净化废气​ 5. 有两个相同的金属球 A 和 B，A 带+8q，B 带−6q。先将 A、B 接触后分开，再将 A 与不带电的金属球 C 接触后分开，求最终 A、B、C 三球的电荷量。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $