第9章 第1节 电荷（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

第九章　静电场及其应用 必修第三册 电荷 (强基课——逐点理清物理观念) 第 1 节 课标要求 层级达标 1.通过实验了解静电现象。 2.能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。 学考 层级 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。 选考 层级 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。 逐点清(一)　电荷 静电感应 逐点清(二)　电荷守恒定律 元电荷 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 03 逐点清(一)　电荷 静电感应 1.自然界中有两种电荷：____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，用Q(或q)表示。在国际单位制中，它的单位是_____，简称库，符号是____。正电荷的电荷量为____值，负电荷的电荷量为____值。 多维度理解 正 负 排斥 吸引 库仑 C 正 负 4.摩擦起电及其原因 (1)摩擦起电：由于_____而使物体带电的方式。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。 (2)起电原因：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上。于是，原来电中性的物体由于得到电子而带____电，失去电子的物体则带____电。 摩擦 正 负 5.金属导电实质 (1)自由电子：金属中原子的_____电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作自由电子。 (2)正离子：失去自由电子的原子便成为带____电的离子。 (3)实质：每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有自由电子穿梭其中，使金属成为导体。 外层 正 6.静电感应 (1)静电感应现象：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。这种现象叫作静电感应。 (2)感应起电：利用__________使金属导体带电的过程。 远离 异种 同种 静电感应 [微点拨] 1.三种起电方式的比较 项目 摩擦起电 感应起电 接触起电 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 导体带上与带电体同种的电荷 原因 不同物质的原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电 电子在电荷间相互作用下发生转移，近端带异种电荷，远端带同种电荷 在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上 项目 摩擦起电 感应起电 接触起电 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 说明 无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移 续表 2.感应起电的分析 (1)当带电体靠近导体时，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)导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球就成为远端，带同种电荷，如图乙、丙所示。 (3)用手摸一下导体，再移开手指，相当于先把导体接地，然后再与大地断开。 [典例]　(2025·湖南长沙高二上检测)如图所示，取一对用绝缘柱支撑的不带电的导体A和B，使它们彼此接触。现在把带正电荷的物体C移近导体A，发现贴在A、B下部的金属箔都张开。下列说法正确的是 (　　) A.先移去C，再把A和B分开，A、B上的 金属箔仍保持张开 B.此时A和B都带负电荷 C.先把A和B分开，再移去C，A、B上的金属箔不能保持张开 D.此时A带负电荷，B带正电荷 [解析]　由于C带正电荷，则当物体C移近导体A时会在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，若先移去C，则A、B上的感应电荷中和，再把A和B分开，由于A、B均不再带电，则A、B上的金属箔将闭合，A、B错误，D正确；先把A和B分开，再移去C，A、B上的感应电荷不会消失，则金属箔仍能保持张开，C错误。 [答案]　D 全方位练明 1.关于起电，下列说法正确的是 (　　) A.接触起电是电荷的转移 B.摩擦起电可能是产生电荷的过程 C.摩擦起电和感应起电都可能是创造了电荷 D.感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触，所以一定是产生了电荷 √ 解析：接触起电是电荷从一个物体转移到另一物体，故A正确；摩擦起电和感应起电的过程都是电荷的转移，都没有创造电荷，故B、C、D错误。 2.(2025·云南红河期中检测)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，原因是 (　　) A.丝绸上有些电子转移到玻璃棒上 B.玻璃棒上有些电子转移到丝绸上 C.玻璃棒创造了正电荷 D.丝绸创造了负电荷 √ 解析：摩擦带电的实质为电子的转移，玻璃棒带正电，丝绸带负电，原因是玻璃棒失去电子带上正电，丝绸得到电子带上负电，B正确。 3.(2025·昆明高二上检测)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一定不带电 D.金属球A一定带大量负电荷 √ 解析：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所带电荷量的多少。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球的一侧出现负的感应电荷，而背向B球的一侧出现正的感应电荷，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，从而使金属箔张角减小。故选A。 逐点清(二)　 电荷守恒定律 元电荷 多维度理解 1.电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会______，也不会_____，它只能从一个物体转移到____________，或者从物体的一部分转移到_________；在转移过程中，电荷的______保持不变。 (2)电荷守恒定律更普遍的表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和_________。 创生 消灭 另一个物体 另一部分 总量 保持不变 [微点拨] 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。 2.元电荷 (1)元电荷：_____________叫作元电荷，用e表示。所有带电体的电荷量都是____________。元电荷e的数值最早是由美国物理学家_________测得的，在计算中，可取e=__________C。 (2)比荷：带电粒子的_______与其______之比。 最小的电荷量 e的整数倍 密立根 1.60×10-19 电荷量 质量 [典例]　有两个完全相同的带电金属球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C、QB=-3.2×10-9 C，让两带电金属球接触。在接触后A、B球所带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移，转移了多少? [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 [解析]　当两带电金属球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。 由于两金属球相同，则剩余正电荷均分，即接触后两金属球带电荷量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。 共转移的电荷量为：ΔQ=QB-QB'=(-3.2×10-9-1.6×10-9)C=-4.8×10-9 C。 全方位练明 1.(2025·浙江宁波检测)已知一个电子所带电荷量e=1.6×10-19 C，现有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊，根据你所学知识，推断该数值不可能是下列哪一个? (　　) A.3.2×10-19 C B.4.0×10-19 C C.1.6×10-18 C D.4.8×10-17 C 解析：元电荷为e=1.6×10-19 C，所有带电体的电荷量为元电荷的整数倍，故B的数值不可能。故选B。 √ √ 2.(2025·江苏扬州月考检测)如图所示，真空中有两个完全相同的金属球A和B，A球的电荷量为+Q，B球不带电，电子的电荷量为e，将B球向左移动与A球接触后再分开。下列说法正确的是 (　　) A.接触前B球左侧感应出正电荷 B.分开后两球带等量异种电荷 C.接触过程中A球失去电子 D.接触过程中有个电子发生转移 解析：由于静电感应，接触前B球左侧感应出负电荷，故A错误；完全相同的带电小球与不带小球接触时，电荷量平分，所以分开后两球带等量同种电荷，故B错误；两球接触后再分开，B球上的电子转移到A球上，最终两球电荷量都为+Q，则转移电子数为n=，故C错误，D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.(2025·河北邯郸期中)关于电荷，下列说法正确的是 (　　) A.质子或电子就是元电荷 B.物体所带的电荷量可以是任意的 C.摩擦起电创造了电荷 D.感应起电是导体中的自由电荷发生了转移 √ 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：质子和电子是微观粒子，元电荷是最小的电荷量，质子或电子所带电荷量大小等于元电荷，可知质子或电子不能够认为是元电荷，故A错误；物体所带的电荷量是元电荷的整数倍，并不是任意的，故B错误；摩擦起电只是电荷发生了转移，并没有创造电荷，故C错误；感应起电是导体在外界电场作用下，导体中的自由电荷发生转移的现象，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2.如图所示，兴趣小组在参观科技馆中的“静电碰碰球”，他们转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电，周围不带电的小金属球碰上大金属球后会被弹开。下列说法正确的是 (　　) A.人在转动手柄的过程中创造了电荷 B.大金属球带正电是因为它有多余的电子 C.小金属球不带电是因为它内部没有电子 D.小金属球被弹开是因为同种电荷相互排斥 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：人在转动手柄的过程中并没有创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，故A错误；大金属球带正电是因为大金属球的原子核的核外电子转移到了其他物体上，故B错误；小金属球不带电不是因为内部没有电子，而是因为小金属球的原子核所带的正电荷与原子核外电子所带的负电荷相互抵消，故C错误；小金属球碰上大金属球后会带上正电荷，由于同种电荷相互排斥，所以小金属球会被弹开，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 3.(2025·浙江衢州期末)将塑料带一端打结，另一端撕开多条，用毛巾反复摩擦塑料带；用毛巾多次摩擦PVC管，将塑料带往上抛，PVC管放在塑料带下方，可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中飘浮。则 (　　) A.毛巾与塑料带带同种电荷 B.PVC管与塑料带带同种电荷 C.毛巾与塑料带摩擦时产生了电荷 D.塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：毛巾与塑料带摩擦时并没有产生电荷，而是电子从一个物体转移到另一个物体上，毛巾与塑料带带异种电荷，故A、C错误；用毛巾摩擦后，PVC管与塑料带带同种电荷，两者间相互排斥，从而使塑料带化身为“章鱼”在空中飘浮，故B正确；塑料带会张开是因为带同种电荷相互排斥，向四周散开，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 4.(2025·江西南昌期中)如图，充气后的气球在头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐，在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐会朝气球方向滚动，关于这一现象，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球相同 B.易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同 C.气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为吸引力 D.气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据静电感应可知，靠近气球一侧与气球带异种电荷，远离气球一侧与气球带同种电荷，故B正确，A错误；气球对易拉罐远侧为斥力，对近侧为吸引力，并且对近侧的力大于对远侧的力，故C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 5.(2025·陕西西安月考)甲、乙、丙三个相同的带电导体球，电荷量分别为+1 C、-3 C和-5 C，先使甲与乙接触，然后使乙与丙接触，最终乙的电荷量为 (　　) A.-4 C B.-3 C C.-2 C D.-1 C 解析：先使甲与乙接触，则甲、乙的电荷量各为 C=-1 C，然后使乙与丙接触，最终乙的电荷量为 C=-3 C，故选B。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6.(多选)关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是 (　　) A.这三种方式都产生了电荷 B.这三种起电方式的实质是一样的，都是电子在转移 C.一个带电导体与不带电导体接触后，所带电荷量平分 D.三种起电方式都符合电荷守恒定律 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：三种起电方式的实质都是电子发生转移，摩擦起电和接触起电是电子从一个物体转移到另一个物体，而感应起电是电子从物体的一部分转移到另一部分，并不是产生了电荷，电子在转移的过程中，电荷的总量保持不变，遵循电荷守恒定律，故A错误，B、D正确；当两个完全相同的导体接触时，若一个带电，一个不带电，接触后两导体所带电荷量才能平分，故C错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 7.(2025·江苏南京期中)如图所示，将均匀带正电的棒移近两个不带电的相同导体球，两导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种操作方法中关于两球带电情况叙述正确的是 (　　) A.先把两球分开，再移走棒，则甲带负电、乙带正电 B.先移走棒，再把两球分开，则甲、乙均带负电 C.先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开，则两球均带正电，但甲带电量更多 D.手摸一下甲球，然后移走棒，再把两球分开，则甲、乙带等量正电荷 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据静电感应可知，开始时甲球带负电，乙球带正电。先把两球分开，两球中的电荷无法中和，再移走棒，甲球带负电，乙球带正电，A正确；先移走棒，此时两球中的电荷发生中和，不再带电，再把球分开，同样甲、乙不再带电，B错误；先将棒接触一下其中的一个球，是接触带电，甲、乙均带正电荷，甲、乙两球电量平分，再把两球分开，两球带等量正电荷，C错误；手摸一下甲球，将大地中的负电荷传到甲球，此时甲带负电荷，乙不带电，然后移走棒，再把两球分开，甲、乙带等量负电荷，D错误。 8.关于元电荷、电荷与电荷守恒定律，下列说法正确的是 (　　) A.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的 B.元电荷是指电子，电荷量等于电子的电荷量 C.单个物体所带的电荷量总是守恒的，电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换 D.质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，A正确；元电荷是最小的电荷量，并不是电子，B错误；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，电荷守恒并不意味着带电体一定和外界没有电荷交换，C错误；电子和质子所带电荷量相等，但它们的质量不相等，故比荷不相等，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9.塑料板甲和有机玻璃板乙都有绝缘手柄，相互摩擦之后能够带上等量的异种电荷。验电器最上边是空心金属球，甲和乙能够被放进空心金属球内。某同学把互相摩擦过的甲和乙伸入球内，甲、乙不接触且都不与金属球接触，若该同学希望验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象，以下哪种操作能够帮他把希望变成现实 (　　) A.仅甲或者乙伸入球内 B.甲、乙先后伸入球内 C.甲、乙同时伸入球内，然后甲或乙撤出 D.甲、乙先后伸入球内，然后甲或乙撤出 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：仅甲或者乙伸入球内，由于静电感应，验电器箔片一直张开，故A错误；甲、乙先后伸入球内，验电器箔片先张开、后闭合，故B错误；甲、乙同时伸入球内，感应电荷为零，验电器箔片不动，甲或乙撤出后箔片张开，故C错误；甲、乙先后伸入球内，验电器箔片先张开再闭合，甲或乙撤出后箔片又张开，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(2025·广州期中检测)绝缘泡沫板上安装一绝缘支架，支架一端通过丝线悬吊着一个金属球。现通过接触使金属球带上一定量的负电，然后在小球下方(带上绝缘手套)不断叠放原本不带电的金属硬币，硬币始终未和小球接触。则下列说法正确的是 (　　) A.丝线上的拉力保持不变 B.丝线上的拉力会不断减小 C.最上方的硬币会带正电 D.用不带绝缘手套的手触摸硬币，最上方硬币所带电荷会消失 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据感应起电可知，最上方的硬币会带正电，硬币与小球相互吸引，丝线拉力变大，故A、B错误，C正确；用不带绝缘手套的手触摸硬币，最上方硬币始终带正电，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11.(12分)如图所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有-8×10-12 C的电荷量，求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)金属瓶上收集到多少个电子?(5分) 答案：(1)5×107个 解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为 N===5×107个。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)实验的时间为多长?(7分) 解析：(2)实验的时间为t= s=5 000 s。 答案： (2)5 000 s 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(14分)完全相同的两个金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，现让第三个完全相同的不带电的金属小球C，先后与A、B接触后移开。 (1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多少?(6分) 答案：(1)2∶3 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：(1)设A、B带同种电荷量为q，则A与C接触后，A、C所带电荷量为qA'=qC'=q，C与B接触后，B、C所带电荷量为qB'=qC″==q，故A、B两球的电荷量大小之比为==。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多少?(8分) 答案：(2)2∶1 解析：(2)设qA=+q，qB=-q，则 C与A接触后，A、C所带电荷量为qA'=qC'=+q C与B接触后，B、C所带电荷量为qB'=qC″==- 故A、B两球的电荷量大小之比为==。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $