第九章 1 电荷(课件PPT)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（人教版）

该高中物理课件围绕电荷主题，系统讲解自然界两种电荷及相互作用、三种起电方式、电荷守恒定律和元电荷等核心知识。通过“静电章鱼”等生活实验导入，衔接基础电学内容，为后续电场学习搭建从现象到规律的递进式学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过感应起电分步设问、验电器原理分析等实验活动培养探究能力，借助三种起电方式对比表格建构模型。结合易错辨析和例题解析深化物理观念，助力学生理解电荷守恒本质，也为教师提供重难点突出、结构清晰的教学资源。

DIJIUZHANG 第九章 1　电荷 1 1.知道自然界中的两种电荷及它们之间相互作用的规律，知道电荷量的概念及单位。 2.理解摩擦起电、感应起电和接触起电(重难点)。 3.理解电荷守恒定律的内容(重点)。 4.知道元电荷的概念，体会电荷量是不连续的。 学习目标 2 一、电荷 二、物体的三种起电方式　验电器 课时对点练 三、电荷守恒定律　元电荷 内容索引 3 电荷 一 4 1.自然界中有两种电荷： 电荷和 电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 2.电荷间的相互作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互 。 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 ，符号是C。正电荷的电荷量为 值，负电荷的电荷量为 值。 4.每个原子中 的正电荷数量与 的负电荷数量 ，所以原子对外界表现为 。 正 负 排斥 吸引 库仑 正 负 质子 电子 一样多 电中性 (1)电荷的正负是人为规定的。(　　) (2)摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，说明羽毛带了电。(　　) × √ 返回 易错辨析 物体的三种起电方式　验电器 二 7 1.摩擦起电 (1)由于 而使物体带电的方式叫作摩擦起电。 (2)原因：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的 会 到另一个物体上，于是原来电 的物体由于 而带负电， 的物体则带正电。 2.接触起电 将一个带电体与另一个不带电的导体接触，就可以使不带电的物体带上与带电体电性 的电荷，叫作接触起电。 摩擦 电子 转移 中性 得到电子 失去电子 相同 3.感应起电 (1)如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的。 ①手握绝缘棒把带正电荷的带电体C移近导体A，金属箔有什么变化？ 答案　两侧金属箔都张开。 ②这时手持绝缘棒把导体A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？ 答案　金属箔仍张开，但张角变小。 ③再让导体A和B接触，又会看到什么现象？ 答案　金属箔都闭合。 (2)静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互 或 ，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 电荷，远离带电体的一端带 电荷。这种现象叫作静电感应。(如图) 感应起电：利用 使金属导体带电的过程，叫作感应起电。 吸引 排斥 异种 同种 静电感应 4.验电器 (1)作用：检验物体 。 (2)原理：同种电荷相互 。 (3)静电计：把金属箔片换成 ，并用 制作外壳的验电器，如图所示。 是否带电 排斥 指针 金属 (1)原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。 (　　) (2)只有导体才会带电，绝缘体是不会带电的。(　　) (3)导体和绝缘体都可以感应带电。(　　) √ × × 易错辨析 如图所示，是某物理老师做的“静电章鱼”实验。已知毛皮比塑料更容易失去电子，用两张相同的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出，将塑料管放在下面，此时塑料丝散开静止在空中，形状像章鱼。下列分析正确的是 A.塑料管经毛皮摩擦后得到电子带负电 B.毛皮经塑料丝摩擦后得到质子带正电 C.塑料丝与塑料管带异种电荷 D.塑料管和塑料丝所带的电荷量一定相等 例1 √ 因为毛皮比塑料更容易失去电子，所以用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管后，毛皮失去电子带正电，塑料丝和塑料管得到电子带负电，即塑料丝与塑料管带同种电荷，而原子中的质子不能自由移动，选项A正确，B、C错误； 摩擦起电时，相互摩擦的两个物体所带的电荷量相等，由于塑料丝和塑料管是分别与两张相同的毛皮摩擦的，因此塑料丝和塑料管所带的电荷量不一定相等，选项D错误。 (多选)如图所示，有一带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时(未接触)，验电器中金属箔的张角减小，则 A.金属球A可能不带电 B.金属球A一定带大量正电荷 C.金属球A可能带大量负电荷 D.金属球A一定带大量负电荷 例2 √ √ 验电器的金属箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，张开角度的大小取决于两金属箔带电荷量的多少。如果A球带大量负电荷，靠近验电器的B球时，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知，B 球上的自由电子将向金属箔移动，使得金属箔上所带正电荷减少，从而使两金属箔张角减小； 如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象，使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷，而背向B球的一面出现正的感应电荷，A球上的负的感应电荷反过来使验电器上的负电荷向金属箔移动，效果与A球带负电相同，从而使金属箔张角减小，选项A、C正确，B、D错误。 (2023·福建省福州第二十五中学高二月考)如图所示，在绝缘支架上的金属导体A和金属导体B按图中方式接触放置，原先A、B都不带电，且开关K1、K2均断开，现在将一个带正电的小球C放置在A左侧，以下判断正确的是 A.只闭合K1，则A左端不带电，B右端带负电 B.只闭合K2，接着移走带电小球C，最后将A、 B分开，A带负电 C.K1、K2均闭合时，A、B两端均不带电 D.K1、K2均闭合时，A左端带负电，B右端不带电 例3 √ 只闭合开关K1时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，由于静电感应作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地来的负电荷中和，所以金属导体B右端不再带有电荷，A左端带负电，A错误； 当只闭合开关K2时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，由于静电感应作用，金属导体B的右端带的正电荷会被 从大地来的负电荷中和，所以金属导体B的右端不再带有电荷，A左端带负电，接着移走带电小球C，A左端的负电荷会被中和，最终A、B两端都不带电，最后将A、B分开，则A和B均不带电，B错误； K1、K2均闭合时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，导体A左端会感应出异种电荷带负电，B右端的电荷通过接地线被大地来的负电荷中和，即B右端不带电，C错误，D正确。 总结提升 1.当带电体靠近金属导体时，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，如图甲所示。 2.凡是遇到接地问题时，该金属导体与地球可视为一个更大导体，而且该导体可视为近端，与C带异种电荷，地球可视为远端，与C带同种电荷，如图乙、丙所示。 3.如果用手触摸导体，再移开手指，相当于先将导体接地，后与大地断开。 返回 电荷守恒定律　元电荷 三 22 三种起电方式的比较 使物体带电的方法 本质 电荷的 总量 起电的共性本质 摩擦起电 电子从一个物体转移到另一个物体 不变 本质都是_________ ，起电并不是创造了电荷，也没有电荷消失 接触起电 电子从一个物体___________ _______ _____ 感应起电 电子从物体的一部分_______ _________ _____ 转移到另一 不变 转移到 另一部分 不变 自由电荷 发生转移 个物体 1.电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会 ，也不会 ，它只能从一个物体 到另一个物体，或者从物体的一部分 到另一部分；在转移过程中，电荷的 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 保持不变。 梳理与总结 创生 消灭 转移 转移 总量 代数和 2.元电荷 (1)元电荷：最小的 ，即 所带电荷量的大小。所有带电体所带电荷量只能是元电荷的 。 (2)元电荷的值e＝ ，由物理学家 测定。 (3)比荷：带电粒子的 与其 之比叫作比荷。 电子的比荷为： ＝1.76×1011 C/kg。 电荷量 电子 整数倍 1.60×10－19 C 密立根 电荷量 质量 (1)所谓“电荷的中和”是正、负电荷一起消失了。(　　) (2)电荷有正负之分，元电荷也有正负之分。(　　) (3)物体所带的电荷量可能为6.0×10－18 C。(　　) (4)物体带电荷量为＋1.60×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子。 (　　) × × × √ 易错辨析 两个相同的金属小球A、B，带电荷量分别为－8×10－7 C和1.6×10－7 C，两球接触后分开，A、B的带电荷量分别为多少？电子从A转移到B还是从B转移到A？转移的电子数目为多少？(e＝1.6×10－19 C) 例4 答案　见解析 A、B带异种电荷，接触后电荷先中和再均分，故A、B的带电荷量相同，均为 电子从A转移到B，转移的数量为 完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开。 (1)若A、B两球带同种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比； 例5 答案　2∶3 C与B接触后，B、C带电荷量为 (2)若A、B两球带异种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比。 答案　2∶1 设A带正电荷，B带负电荷，且所带电荷量大小均为Q则C与A接触后，A、C带电荷量为 C与B接触后，B、C带电荷量为 总结提升 接触起电时电荷量的分配规律 当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配。 (1)若两个完全相同的金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分； (2)若两个完全相同的金属球最初带异种电荷，则接触后电荷先中和再均分。 返回 课时对点练 四 34 考点一　电荷量与元电荷 1.(多选)下列说法正确的是 A.电子和质子都是元电荷 B.元电荷是一种特殊的电荷 C.元电荷是最小的带电单位 D.元电荷没有正、负之分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 基础对点练 √ √ 元电荷是最小的带电单位，带电体的带电荷量均为元电荷的整数倍；元电荷不是带电粒子，没有正、负之分，故C、D正确。 2.(2023·云南玉溪师范附属中学高二月考)带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的 A.2.4×10－19 C B.－6.4×10－19 C C.－1.6×10－18 C D.4.0×10－17 C √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 任何带电微粒所带的电荷量都是元电荷1.6×10－19 C的整数倍，则不可能是2.4×10－19 C，故选A。 考点二　三种起电方式　验电器 3.下列关于电现象的叙述正确的是 A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带 负电 B.摩擦可以起电，是普遍存在的现象，两个电中性物体相互摩擦后可以同 时带等量同种电荷 C.带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到多余电子就一定显 负电性，失去电子就一定显正电性 D.电荷是可以被创生的，当一种电荷出现时，必然有等量异种的电荷出现 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4.(2024·青海省海湖中学高二月考)如图所示，某次实验老师用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)去吸引细碎的锡箔屑(不带电)，发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速向空中散开，下列说法正确的是 A.锡箔屑被吸引是因为获得电子而带负电 B.散开的锡箔屑带负电 C.锡箔屑散开主要是因为碰撞 D.散开的锡箔屑带正电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根据带电物体能够吸引轻小物体的性质可知，A错误； 锡箔屑与玻璃棒接触后带与玻璃棒相同的正电荷，同种电荷相互排斥，B、C错误，D正确。 5.(多选)(2023·四川省芦山中学高二期中)如图，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是 A.把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 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C移走，然后重新让A、B接触， A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6.(2023·北京市顺义区高二月考)使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 当金属球带正电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷(负电荷)，而验电器的金属箔片带同种电荷(正电荷)，故A、C错误； 当金属球带负电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷(正电荷)，而验电器的金属箔片带同种电荷(负电荷)，故B正确，D错误。 考点三　电荷守恒定律 7.(2023·宁波市高二期中)一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了，这说明 A.小球上原有的负电荷逐渐消失了 B.在此现象中，电荷不守恒 C.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 D.该现象不遵循电荷守恒定律 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根据电荷守恒定律知，电荷既不会消灭，也不会创生，只会发生转移，故A错误； 金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了，是电子的转移，仍然遵循电荷守恒定律，故B、D错误，C正确。 8.导体A带6q的正电荷，另一完全相同的导体B带－4q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则导体B的带电荷量为 A.－q　　　B.q　　　C.2q　　　D.4q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 两个导体接触后先进行电荷中和，然后再重新分配电荷量，又因为两个导体完全一样，所以遵循平均分配原则， 9.如图所示，A、B为相互接触且用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，C是带正电小球，当其移近导体A后，分开A和B，之后移去C，最终A带上了－1×10－8C的电荷，e＝1.6×10－19 C，下列关于电荷转移情况的说法正确的是 A.从A到B转移了6.25×1010个正电荷 B.从A到B转移了1.25×1011个正电荷 C.从B到A转移了6.25×1010个电子 D.从B到A转移了1.25×1011个电子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10.(2023·杭州市高二期中)如图所示，小明同学在某次静电实验中，先让静电计带上正电，此时，静电计的指针张开一定的角度。然后，他让一个带负电的小球去靠近静电计。下列说法正确的是 A.静电计所带的正电荷减少，指针张角变小 B.静电计所带的正电荷增加，指针张角变大 C.静电计所带的正电荷不变，指针张角不变 D.静电计所带的正电荷不变，指针张角变小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 根据静电感应原理可知，带负电的小球去靠近静电计，由于电荷间的相互作用，电子将被排斥到静电计指针的位置，中和一部分原有的正电荷，指针张角变小。根据电荷守恒可知，静电计所带的正电荷不变。故选D。 11.(多选)有A、B、C三个完全相同的金属球且三个球均对地绝缘，A带8.0×10－5 C的正电荷，B、C不带电。现每次将两个球相互接触后分开，使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据 A.5.0×10－5 C，2.0×10－5 C，1.0×10－5 C B.4.0×10－5 C，2.0×10－5 C，2.0×10－5 C C.3.0×10－5 C，2.5×10－5 C，2.5×10－5 C D.6.0×10－5 C，1.0×10－5 C，1.0×10－5 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12.(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，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，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、下部分感应出异种电荷 C.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受吸引力大于圆环的重力 D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和 √ 尖子生选练 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 摩擦使笔套带电，带电的笔套靠近圆环的时候，圆环发生静电感应，上、下部分感应出等量的 异种电荷，吸引过程中，圆环加速向上，吸引力大于圆环重力；绝缘材料做成的笔套，自由电子无法移动，电荷无法立刻被中和，故A、B、C正确，D错误。 返回 BENKEJIESHU 本课结束  q＝＝－3.2×10－7 C n＝＝3×1012(个)。 设A、B带电荷量均为q，则A、C接触后，A、C带电荷量为qA1＝qC1＝q qB1＝qC2＝＝q 故A、B带电荷量大小之比为＝＝  QA′＝QC′＝＋Q  QB′＝QC″＝＝－Q 故A、B带电荷量大小之比为||＝＝。 故最后两导体带上了相等的电荷量，Q＝＝q，故选B。 由于A、B都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，A带上负电荷是电子由B移动到A，其中转移的电子数为n＝＝6.25×1010个，故选项C正确。 由于两个完全相同的金属球接触后两个小球上的总电荷量均分，假设A与B先接触，接触后电荷量都是 C＝4.0×10－5 C，然后B与C接触，接触后的电荷量为 C＝2.0×10－5 C，不可能比2.0×10－5 C小，C再与A接触后分开的电荷量为 C ＝3.0×10－5 C，C与B再次接触，接触后的电荷量为 C＝2.5×10－5 C，故A、D错误，B、C正确。 $