第9章 第1节 电荷（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高中物理必修第三册同步学案（人教版）

本高中物理讲义聚焦“电荷”核心知识点，系统梳理两种电荷及相互作用、摩擦起电等三种起电方式的原理与比较，深入阐释电荷守恒定律及电荷量（元电荷、分配规律），构建从电荷概念到守恒规律的完整知识支架。 资料以科学思维为导向，通过感应起电实验过程分析及微观本质解读，培养学生模型建构与科学推理能力。结合典型例题（如感应起电电荷分配问题）和分层训练题，课中辅助教师引导探究，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，体现物理观念与科学探究的融合。

第九章　静电场及其应用 第1节　电　荷 课标要求 科学思维 1．知道两种电荷及其相互作用。知道电量的概念。知道什么是元电荷。 2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。 3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。 4．知道电荷守恒定律。 经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。 一、电荷 两种电荷：自然界中存在着两种电荷，它们分别为正电荷和负电荷。 负电荷是用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷； 正电荷是用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷。 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 二、使物体带电的方式和电荷守恒定律 1．使物体带电方法有三种 (1)摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子带负电，失去电子的物体则带正电。这就是摩擦起电。 (2)感应起电：指利用静电感应使物体带电的过程。 (3)接触带电：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方式 三种起电方式的比较 方式 内容 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生 及条件 两种不同绝缘体摩擦时 不带电导体靠近带电体时 导体与带电体接触时 现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体上带上与带电体相同电性的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 自由电荷在带电体与导体之间发生转移 实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移 2．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消失，只能从一个物体转移到另一物体，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。另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的总量总是保持不变的。 三、电荷量 1．元电荷 元电荷是指单位电荷所带的电荷量。用e表示，e＝1.60×10－19 C 单位电荷：单位电荷是指一个质子或一个电子的电荷量。 电荷量是不能连续变化(选填：连续变化、不能连续变化)的物理量。 2．电荷的分配规律 接触起电时，两个一般物体最终的电荷量的分配很复杂，大多靠实验才能确定，但有一种情况能确定电荷量的分配，即两个完全相同的导体球相互接触后的情况： (1)若带电导体球和不带电导体球接触，则电荷量平分； (2)若两个带电导体球带同种电荷，则总电荷量平分； (3)若两个带电导体球带异种电荷，则电荷量先中和再平分。 注意：两个完全相同的带电金属球，接触后再分开时各自的带电荷量可用公式QA′＝QB′＝计算，QA、QB含有表示电性的正负号。 　对感应起电的理解 1．过程及现象 (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。 (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。 感应起电 2．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。 　如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电的金属球。若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的有(　　) A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QA B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QB＝QA　 C．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QB>QA D．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而QA、QB的值与所切的位置有关 【解析】　D　静电感应使得A部分带正电，B部分带负电。导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分有了多余的电子而带负电，A部分缺少了电子而带正电。A部分失去的电子数目和B部分多余电子的数目是相等的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的。但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀。越靠近右端，负电荷密度越大；越靠近左端，正电荷密度越大。所以从不同位置切开时，导体的带电荷量的值是不同的。故D正确。 【技巧与方法】　分析感应起电问题时的三点提醒 (1)明确带电体与感应起电的导体。 (2)弄清楚导体靠近带电体的一端和远离带电体的另一端，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷。 (3)注意拿走物体的顺序，若保持带电体不动，先分开导体的靠近端和远离端，再移走带电体，则靠近端带异种电荷，远离端带同种电荷。若先移走带电体，则导体上的电荷会立即中和，不再带电。 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 【解析】　AB　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。 　元电荷与电荷守恒定律 1．对元电荷的理解 (1)元电荷e又称“基本电荷量”，是自然界存在的最小电荷量，最早是由美国科学家密立根用实验测得的。元电荷作为电荷量的单位，是物理学的基本常量之一，e＝1.60×10－19 C。 (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)。 2．对电荷守恒定律的理解 (1)电荷守恒定律不仅适用于宏观过程(电子的转移)，也适用于微观过程(核反应和粒子的转化过程)。 (2)起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移。摩擦起电和接触起电是电荷“从一个物体转移到另一个物体”，感应起电是电荷“从物体的一部分转移到另一部分”。 (3)电荷的总量是指电荷的代数和。 (4)电荷的中和是指正、负电荷的代数和为0。 　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 【解析】　B　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。 训练角度1　对元电荷的认识 2．(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 【解析】　CD　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。 训练角度2　对电荷守恒定律的理解 3．关于电荷守恒定律，下列叙述不正确的是(　　) A．一个物体所带的电荷量总是守恒的 B．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的 C．在一定的条件下，一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消失，也并不违背电荷守恒定律 D．电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换 【解析】　A　根据电荷守恒定律，单个物体所带电荷量是可以改变的，在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的，若一个系统内的等量的正、负电荷同时消失，并不违背电荷守恒定律，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故A错误，BCD正确。A符合题意。 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 【解析】　D　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。 2．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(　　) 【解析】　B　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。 3．(多选)关于电荷量，以下说法正确的是(　　) A．物体所带的电荷量可以为任意实数 B．物体所带的电荷量只能是某些值 C．物体带正电荷1.6×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子 D．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19 C 【解析】　BCD　元电荷为1.6×10－19 C，任何带电体电荷量均是元电荷的整数倍，故A错，BCD对。 4．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 【解析】　C　根据已知条件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正确。 5．(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 【解析】　BD　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。 6．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 【解析】　B　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。 学科网（北京）股份有限公司 $