第一章 第1节 电荷 电荷守恒定律（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

　第一章　静电场 第1节　电荷　电荷守恒定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道自然界中存在两种电荷，知道电荷量的概念及其国际单位，知道元电荷的概念。 (2)知道三种起电方式及电荷守恒定律。 科学思维 会用原子结构模型解释摩擦起电的原因，观察静电感应现象并分析规律，分析得出电荷守恒定律。 科学探究 通过观察静电感应现象，理解带电体靠近导体时感应起电的过程。 科学态度与责任 (1)理解电荷守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。 (2)体会电荷量的不连续性。 一、摩擦起电　两种电荷 1.自然界中只有两种电荷：　　电荷和　　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：电荷的多少叫作电荷量，简称电荷。在国际单位制中，电荷量的单位是　　　，用字母C表示，常用的电荷量单位还有微库(μC)和纳库(nC)。1 μC=　　　　　 C，1 nC=　　　　　 C。  4.元电荷：电荷的最小单元，记作e=　　　　　 C，任何带电体所带电荷量都是元电荷的　　　　。  5.摩擦起电的解释：两个不同种类且不带电的物体相互摩擦时，一个物体的原子中有一些外层电子挣脱原子核的束缚并转移到另一个物体上去，失去电子的物体带　　　电，得到电子的物体带　　　电，且两物体带的电荷　　　异号。  二、电荷守恒定律 1.内容：电荷既不能被　　　，也不能被　　　，它们只能从一个物体转移到　　　　　　，或者从物体的一部分转移到　　　　　。  2.另一种表述：在任何自然过程中，　　　　　　是守恒的。  三、静电感应 1.静电感应：当一个带电体靠近不带电的导体时，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　　　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。  2.验电器 (1)结构(如图所示)： (2)原理：当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时，会发生静电感应，金属球带　　　，下端的金属箔片带　　　，且箔片因相互作用而张开。  (3)应用：将带正电的玻璃棒接触验电器的金属球，验电器带上正电，将待检验的带电体靠近验电器的金属球，如果金属箔片张角变大，则它带　　电，反之则带　　电。  　　[微点拨]　摩擦起电和感应起电不是创造电荷，只是电荷的转移。 1.用摩擦过丝绸的玻璃棒和摩擦过的琥珀分别去接触碎纸屑和羽毛。 结果发现摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑，摩擦过的琥珀能够吸引羽毛。请对以下相关结论作出判断： (1)摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑，说明玻璃棒带电。 (　 ) (2)丝绸摩擦琥珀后琥珀带负电。 (　 ) (3)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。 (　 ) (4)摩擦起电的过程就是电荷转移的过程。 (　 ) 2.如图所示，带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后不带电了，是电荷不守恒吗? 3.如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的。 (1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化? (2)这时把导体A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化? (3)再让导体A和B接触，又会看到什么现象? 　　　　　　　　　　　　　 新知学习(一)|三种起电方式的对比 [任务驱动] 　　某电视台科普节目中介绍说，蜜蜂除了用脚采集花粉之外，在飞行过程中蜜蜂与空气摩擦产生静电，因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉。 (1)蜜蜂本身带什么电? (2)蜜蜂在飞行过程中与空气摩擦产生静电，电荷如何实现转移? [重点释解] 1.静电感应与感应起电 (1)静电感应：把带电体移近不带电的导体，导体上的电荷分布会发生变化的现象。 (2)产生：如图所示，把带正电的球C移近金属导体AB时，由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体的A、B两端带上了等量的异种电荷。 (3)感应起电：利用静电感应使金属导体带电的方式。 (4)规律：近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷。 2.三种起电方式的对比 方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生 条件 两种不同物体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触时 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” 导体带上与带电导体电性相同的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能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) 电荷之间的相互作用 实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移 [针对训练] 1.不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后都带上了电，如图所示。其原因是 (　 ) A.丝绸创造了负电荷 B.玻璃棒创造了正电荷 C.玻璃棒上有些电子转移到丝绸上 D.丝绸上有些电子转移到玻璃棒上 2.关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法中不正确的是 (　 ) A.三种方式的实质是一样的，都是电子的转移 B.三种方式都产生了新电荷 C.三种方式都符合电荷守恒定律 D.摩擦起电、接触起电要求都要接触，而感应起电不要求接触 3.在感应起电中，带负电的物体靠近带绝缘底座的导体时，如图所示，M处将 (　 ) A.带正电　　　　　　　 B.带负电 C.不带电 D.以上均有可能 新知学习(二)|电荷守恒定律的理解和应用 [重点释解] 1.起电过程的实质 不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷。本质都是电荷发生了转移，也就是物体所带电荷的重新分布。 2.守恒的广泛性 电荷守恒定律与能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵循的规律。 3.相同的导体球接触时电荷量分配 完全相同的导体球接触时会将电荷量平分。 (1)用带电荷量为Q的金属球与不带电的金属球接触，每个小球带电荷量均为，且所带电荷的性质相同。 (2)用带电荷量为Q1的金属球与带电荷量为Q2的金属球接触，若两球带同种电荷，则每个小球所带电荷量为总电荷量的一半。若两球带异种电荷，则先中和相同量的异种电荷，然后平分剩余电荷。 [典例体验] 　　[典例]　有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C，QB=-3.2×10-9 C，让两绝缘金属球接触。在接触后，A、B球带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移，转移了多少? 尝试解答： /方法技巧/ 　　完全相同的导体接触时电荷量的分配情况： (1)若为带电导体和不带电导体接触，则电荷量平分。 (2)若两个带电导体带同种电荷，则总电荷量平分。 (3)若两个带电导体带异种电荷，则先中和，剩下的电荷量再平分。 [针对训练] 1.如图所示，左边是一个原来不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，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，则下列结论正确的是 (　 ) A.沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QA>QB B.只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QA=QB C.沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QA<QB 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 2.摩擦可以产生静电，原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后知甲物体带正电2.8×10-15 C，丙物体带电6×10-16 C。则关于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法正确的是 (　 ) A.乙物体一定带负电3.4×10-15 C B.乙物体可能带负电2.4×10-15 C C.丙物体一定带正电6×10-16 C D.丙物体一定带负电6×10-16 C 新知学习(三)|感应起电与验电器 [典例体验] 　　[典例]　(多选)某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后，先后进行了如下操作：①将橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图1)；②保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球(如图2)；③接着先把手移开，再把橡胶棒移开(如图3)。关于验电器的金属箔片张开的情况及分析，以下说法正确的是 (　 ) A.操作①中，验电器金属箔片不张开，因为棒与金属球没有接触 B.操作①中，随着棒逐渐靠近验电器金属球的过程，金属箔片张开的角度越来越大，因为感应电荷越来越多，金属箔片上聚集的负电荷也越来越多 C.操作②中，手接触验电器金属球，金属箔片闭合，金属球上的电荷通过手导入到大地中 D.操作③中，金属箔片从闭合到又张开一定的角度，因为金属球上的电荷重新分布 听课记录： [系统归纳] 　验电器的两种应用方式及原理 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，如图甲所示。 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，如图乙所示。 [针对训练] 1.用带正电的小球靠近不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔片张开，如图甲所示；用带正电的小球接触不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔片张开，如图乙所示。关于甲、乙两验电器金属箔片带电情况，下列说法正确的是 (　 ) A.都带负电　　　 B.甲带负电、乙带正电 C.都带正电 D.甲带正电、乙带负电 2.(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 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 ◉科学态度与责任——生活中的静电现象 1.(选自粤教版教材课后练习) 打开水龙头，慢慢调节使水流变得很细，再用摩擦过的气球靠近细水流，如图所示，仔细观察，会发现什么现象?这是静电现象吗? ◉科学探究——小纸人翩翩起舞的原因 2.(选自鲁科版教材课后练习)如图所示，在桌上间隔一定距离放两本书，将一块洁净的玻璃板放置于两书之上，使玻璃板离开桌面2~3 cm。用宽0.5 cm的纸条剪出各种姿态的人形小纸片，放在玻璃板下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦，可见小纸人翩翩起舞。 (1)小纸人为什么会翩翩起舞? (2)如果实验前把“舞区”烤一烤，实验效果会更好。这是为什么? 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 1.古代琥珀价格昂贵，常有人鱼目混珠。南朝陶弘景写道“惟以手心摩热拾芥为真”，南北朝时的雷敩(音xiào)在《炮炙论》中也有“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”的说法，以此作为识别真假琥珀的标准。这些识别方法主要是利用了 (　 ) A.摩擦生热使琥珀温度升高 B.尖端放电现象 C.手心和琥珀之间的热传递 D.摩擦起电使琥珀带电从而能够吸引轻小物体 2.(2025·海南高考)带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a，则关于验电器金属小球a和金属箔b，下列说法正确的是 (　 ) A.a、b都带正电　　　 B.a、b都带负电 C.a带负电、b带正电 D.a带正电、b带负电 3.如图的装置叫作“雅各布天梯”，两个用金属丝弯成的电极A、B分别与高压电源的正、负两极相连，金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷，正、负电荷通过电极间的空气放电，产生明亮的电弧，电弧随着热空气上升。在电极放电过程中，下列说法正确的是 (　 ) A.电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数 B.电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数 C.电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数 D.条件不足，不能判定电极A、B得失电荷的数量关系 课下请完成课时跟踪检测(一) 10 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学习讲义答案 第一章　静电场 第1节　电荷　电荷守恒定律 落实必备知识 [预读教材] 一、 　 1.正　负　2.排斥　吸引　3.库仑　10-6　10-9 4.1.6×10-19　整数倍　5.正　负　等量 二、 　 1.创造　消灭　另一个物体　另一部分　2.电荷的代数和 三、 　 1.远离　异种　同种　2.(2)负电　正电　(3)正　负 [情境创设] 1.(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 2.提示:金属小球上的电荷量减少,是由于电子通过空气导电转移到外界。虽然小球电荷量减少,但是这些电子并没有消失,对于小球和整个外界组成的系统而言,电荷的总量仍保持不变,遵循电荷守恒定律。 3.提示:(1)C移近导体A,两侧金属箔片都张开; (2)两侧金属箔片仍张开,但张角变小; (3)导体A、B接触,两侧金属箔片都闭合。 强化关键能力 新知学习(一) 　 [任务驱动] (1)提示:蜜蜂在飞行过程中可以吸引带正电的花粉,故蜜蜂本身带负电。 (2)提示:蜜蜂在飞行过程中与空气摩擦产生静电,蜜蜂带负电,说明摩擦过程中,空气中的电子转移到蜜蜂身上。 [针对训练] 1.选C　不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后玻璃棒带正电,丝绸带负电,是因为玻璃棒上有些电子转移到丝绸上,玻璃棒由于失去电子带正电,丝绸由于得到电子带负电,故选C。 2.选B　摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式,实质是一样的,都是电子的转移,都符合电荷守恒定律,摩擦起电、接触起电是两个物体之间的电荷转移,两物体需要接触,感应起电时两物体不需要接触,故A、C、D正确;这三种方式都没有产生新电荷,故B错误。 3.选B　感应起电过程是由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使近端感应出异种电荷,远端感应出同种电荷,由图知M为远端,则M处带负电。故选B。 新知学习(二) 　 [典例]　解析:当两绝缘金属球接触时,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配。 由于两绝缘金属球相同,剩余正电荷均分,即接触后两绝缘金属球带电荷量QA'=QB'= = C=1.6×10-9 C。 在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B球带QB'的正电荷。 共转移的电子电荷量为:ΔQ=QB-QB'=(-3.2×10-9-1.6×10-9)C=-4.8×10-9 C。 答案:1.6×10-9 C　1.6×10-9 C　电子由B球转移到了A球,转移的电荷量为-4.8×10-9 C [针对训练] 1.选D　导体原来不带电,只是在C所带正电荷的作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分电子增多而带负电,A部分电子减少而带正电。根据电荷守恒定律可知,A部分减少的电子数目和B部分增多的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,不过从不同位置切开时,QA、QB的值是变化的,故只有D正确。 2.选D　甲、乙两物体相互摩擦后,甲物体带正电2.8×10-15 C,根据电荷守恒定律可知,乙物体一定带负电2.8×10-15 C,乙与不带电的丙接触后丙物体一定带负电6×10-16 C,此时乙物体一定带负电2.2×10-15 C,故D正确。 新知学习(三) 　 [典例]　选BD　操作①中,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近验电器的金属球时,由于静电感应,验电器的金属小球带正电,则金属箔片带负电,从而张开;随着棒逐渐靠近验电器金属球的过程,金属箔片张开的角度越来越大,因为感应电荷越来越多,金属箔片上聚集的负电荷也越来越多,A错误,B正确;操作②中,手接触验电器金属球,验电器金属球成为近端,带正电荷,大地成为远端,带负电荷,验电器金属箔片上负电荷流入大地,使得金属箔片闭合,C错误;操作③中,若先把手移开,再把橡胶棒移开,金属球上的电荷因没有橡胶棒的约束重新分布,导致金属箔片又张开,D正确。 [针对训练] 1.选C　甲图中,验电器本来不带电,由于异种电荷相互吸引,带正电的小球靠近验电器的金属球时,使得金属球带负电荷,从而导致金属箔片带上正电荷;乙图中,用带正电的小球接触不带电验电器的金属球,这时验电器无论是金属球还是金属箔片都带上了正电荷,因此C正确,A、B、D错误。 2.选AC　验电器的金属箔片之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相互排斥,张开角度的大小取决于两金属箔片带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金属箔片张角减小,C正确,B错误。如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应使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球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,由于A球上的负电荷离验电器较近而表现为吸引作用,从而使金属箔片张角减小,A正确,D错误。 浸润学科素养和核心价值 一、 　 1.提示:水流被吸引,是静电现象。 2.提示:(1)玻璃板与硬泡沫塑料摩擦后,分别带上等量异种电荷,带电玻璃板能够吸引小纸人,小纸人接触玻璃板,带上与玻璃板相同性质的电荷而相互排斥,小纸人落下,如此反复,小纸人就翩翩起舞了。 (2)说明在干燥环境中容易摩擦起电,其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上所带的电荷导走。 二、 　 1.选D　“惟以手心摩热拾芥为真”,“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”,这些识别方法主要是通过摩擦起电方式使琥珀带电,利用带电体能够吸引轻小物体的特性,故D正确,A、B、C错误。 2.选C　由“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”可知,带正电的金属球靠近不带电验电器金属小球a,使得金属小球a带负电荷,从而导致金属箔b带正电荷,故选C。 3.选B　根据电荷守恒定律可知,电荷既不会创生,也不会消灭,在转移过程中,电荷的总量保持不变,所以在电极放电过程中,电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数,B正确,A、C、D错误。 $