9.1电荷 讲义-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

电荷讲义练习解析 1、 一三种起电方式 1、 基础练习 (1) (多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是(　　) A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子 B.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷 C.摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体 D.丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电 答案：BD 解析　摩擦起电的实质是两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同，因而电子可以在物体间转移。若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电；若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电。摩擦起电既不是质子从一个物体转移到另一个物体，也不是使物体中产生电子和质子。故B、D正确。 (2) 如图所示，将因摩擦而带电的塑料丝靠近带电的PVC管，塑料丝“躲开”状似章鱼，这种现象称为“静电章鱼”。由此现象可以判断(　　) A.塑料丝和PVC管都带正电 B.塑料丝和PVC管都带负电 C.塑料丝和PVC管带同种电荷 D.塑料丝和PVC管带异种电荷 答案：C 解析　塑料丝“躲开”PVC管，根据同种电荷相互排斥可知，塑料丝和PVC管带同种电荷；由于不知道塑料丝与哪一种物体摩擦而带电，所以不能判断塑料丝是带正电还是带负电，故C正确，A、B、D错误。 (3) (多选)如图所示，把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷。关于使导体带电的以下说法中正确的是(　　) A.如果用手摸一下导体的B端，B端自由电子将经人体流入大地，将手指移开，移去带电体C，导体带正电 B.如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，将手指移开，移去带电体C，导体带负电 C.如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，将手指移开，移去带电体C，导体不带电 D.无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，将手指移开，移去带电体C，导体带正电 答案：AD 解析　无论用手摸一下导体的什么位置，都会使枕形导体通过人体与大地相连，由于静电感应，导体上的自由电子将经人体流入大地，使得导体带正电，将手指移开，移去带电体C，导体带正电，故选项A、D正确。 (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两球都带负电 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 答案：C 解析　根据题意知A带正电，A与B，A与C都是相互吸引的，则B、C都不可能带正电；若均带负电，则B、C相互排斥，与已知条件B和C相互吸引不符，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。 2、 电荷守恒定律、元电荷和验电器 1. 基础练习 (1) 关于元电荷的理解，下列表述正确的是(　　) A.元电荷就是电子或者质子 B.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 C.元电荷的大小是1库仑 D.只有电子和质子的带电荷量等于元电荷 答案：B 解析　最小电荷量叫作元电荷，常用符号e表示，任何带电体所带电荷量都是e的整数倍。我们在计算中常取元电荷的值为e＝1.60×10－19 C，元电荷是基本电荷量，而不是电子或者质子，也不是只有电子和质子的带电荷量等于元电荷，故A、C、D错误，B正确。 (2) 如图所示，用带正电的带电体A靠近(不接触)不带电的验电器的金属球，则(　　) A.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电荷 B.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电荷 C.验电器的金属箔片张开，因为验电器的两金属箔片都带上了正电荷 D.验电器的金属箔片不张开，因为带电体A没有和验电器的金属球接触 答案：C 解析　带正电的带电体A靠近不带电的验电器的金属球，因为异种电荷相互吸引，电子受到吸引移动到金属球上，所以金属球带负电荷，金属箔片失去电子带正电荷，由于同种电荷相互排斥，金属箔片张开，故C正确，A、B、D错误。 (3) (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，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一定带正电 C.金属球A可能带负电 D.金属球A一定带负电 答案：AC 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，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小取决于两金属箔带电荷量的多少。如果金属球A带负电，靠近验电器的金属球B时，异种电荷相互吸引，使金属箔上的正电荷“上移”，从而使两金属箔张角减小；如果金属球A不带电，在靠近金属球B时，发生静电感应现象，使金属球A靠近金属球B的一面出现负的感应电荷，由于吸引作用，使金属箔上的正电荷“上移”，从而使金属箔张角减小，选项A、C正确，B、D错误。 (4) (多选)M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷2.72×10－9 C，下列判断正确的有(　　 ) A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B.N在摩擦后一定带负电荷2.72×10－9 C C.摩擦过程中电子从M转移到N D.M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子 答案：BCD 解析　原来不带电的物体处于电中性，不是不带电荷，而是物体中正负电荷总量相等，故A错误；根据电荷守恒定律可知，N在摩擦后一定带负电荷2.72×10－9 C，故B正确；根据摩擦起电可知，M带正电荷，失去电子，摩擦过程中电子从M转移到N，故C正确；M在摩擦过程中失去的电子个数n＝＝＝1.7×1010(个)，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 电荷讲义 1、 电荷 1、 自然界中的电荷及性质 经过科学家们的实验和研究证明，摩擦过的很多物体带有电荷，能够吸引小纸屑或羽毛，而自然界中只有正电荷和负电荷两种电荷。 · 电荷性质：而实验证明，同种电荷之间相互排斥、异种电荷之间相互吸引。 · 电荷量：而电荷的多少叫电荷量，用Q或q表示，单位是库仑，简称库，符号是C。 2、 金属导体 自然界中的物质是由原子构成的，而原子是由带正电的质子、不带电的中子组成的原子核以及原子核外带负电的电子组成的。 · 导体：不同物体中原子核对核外电子的束缚能力不一样，而有些物体中原子核对核外电子的束缚能力较弱，那电子会脱离原子核的束缚而在里面自由移动，自由移动的电子叫自由电子，自由电子容易受到外界的作用而脱离原子，这就使物体显示出导电性，失去电子的原子带正电，而原子内有自由电子的物体为导体，金属是比较常见的导体。 3、 摩擦起电 通过摩擦而使物体带电的方式叫摩擦起电。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。 摩擦起电原因：两种物体相互摩擦时，原来受束缚力较弱的自由电子会转移到另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。所以可知，橡胶棒因为得到毛皮的电子而带负电；玻璃棒因为失去电子而带正电。 所以摩擦起电本质是电子从一个物体转移到了另一个物体上，即电子发生了转移。 2、 三种起电方式 除了摩擦可以让物体带电外，用带电物体靠近或接触不带电的导体也可以是原本不带电的导体带电，这两种方式分别称为感应起电和接触起电。加上摩擦起电，一共有三种起电方式。 1、 摩擦起电 摩擦起电前面讲过，实质上是电子从一个物体转移到了另一个物体。 2、 静电感应现象 感应起电 静电感应：把带电体靠近导体，由于同种电荷相斥、异种电荷吸引的现象，靠近带电体一端的导体感应出异种电荷，远离带电体的一端感应出同种电荷，这种现象叫静电感应。 感应起电：利用静电感应现象使金属导体带电的过程。 感应起电的本质是电子在导体内部进行了分配，如下图所示。 注：当导体接地时，导体与地球可视为一个导体，导体视为近端导体，地球为远端导体，即导体感应出异种电荷，同种电荷直接流向大地，如下图所示。 3、 接触起电 当一个带电体与另外一个导体或者带电体（两个物体材料和大小一致）直接接触，两个物体分开后电荷重新分配后的起电方式。 具体为： (1) 若是电荷量为Q的带电体接触另一个材料和大小完全相同的不带电的导体，则分开后两个物体的电荷量均为Q/2； (2) 若是两个都带电的大小和材料相同的物体带电量分别为Q1和Q2，则根据带同种还是异种分别说明： · 带同种电荷，则分开后两个物体的电荷量均为（Q1+Q2）/2； · 带异种电荷，则接触后，电荷先中和后均分，分开后两个物体的电荷量均为|Q1—Q2|/2。 接触起电是电荷在两个物体之间进行重新分配的方式，本质是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程。 4、 三种起电方式对比 定义 本质 说明 摩擦起电 两种不同的物体相互摩擦发生而使物体带电的现象 电子从一个物体转移到了另一个物体 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 感应起电 一个带电体靠近一个不带电导体时，导体靠近带电体端带异种电荷、另一端带同种电荷的现象 电子在导体内部进行了重新分配 接触起电 一个带电体与另一个导体接触时，电荷会在两个物体之间重新分配的现象 电子在两个物体之间进行转移 5、 基础练习 (1) (多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是(　　) A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子 B.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷 C.摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体 D.丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电 (2) 如图所示，将因摩擦而带电的塑料丝靠近带电的PVC管，塑料丝“躲开”状似章鱼，这种现象称为“静电章鱼”。由此现象可以判断(　　) A.塑料丝和PVC管都带正电 B.塑料丝和PVC管都带负电 C.塑料丝和PVC管带同种电荷 D.塑料丝和PVC管带异种电荷 (3) (多选)如图所示，把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷。关于使导体带电的以下说法中正确的是(　　) A.如果用手摸一下导体的B端，B端自由电子将经人体流入大地，将手指移开，移去带电体C，导体带正电 B.如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，将手指移开，移去带电体C，导体带负电 C.如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，将手指移开，移去带电体C，导体不带电 D.无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，将手指移开，移去带电体C，导体带正电 (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两球都带负电 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 3、 电荷守恒定律、元电荷和验电器 1. 电荷守恒定律 三种起电方式都是能够使原来不带电的物体带电，那是凭空产生了电荷吗？摩擦起电来说，电荷从一个物体转移到另一个物体，两个物体带电荷量相同的异种电荷；感应起电只是电子在导体内部进行了分配，电荷总量并没有发生变化；而接触起电也是电荷从一个物体转移到另外一个物体的过程，所以电荷并没有凭空产生，只是在物体之间或者物体内部发生了转移。 既然电荷不会凭空产生，那就不会凭空消失，它只能从一个物体转移到另一个物体或者从物体的一部分转移到另一部分，整个过程电荷总量不变，这就是电荷守恒定律。 所以三种起电方式都是物体之间或内部发生了电荷的转移，都遵守电荷守恒定律。 注意：既然电荷是守恒的，那么对于与外界没有电荷交换的系统来说，电荷的代数和不发生变化。 2. 元电荷 元电荷是最小的电荷量，用e表示，大小为1.60×10－19C，由密立根测得。 所有带电体的电荷量均为元电荷的整数倍。 比荷是指电荷量与质量之比，即q/m。 3. 验电器 验电器是用来检验物体是否带电以及粗略的测量物体带电量多少的装置。 验电器的结构：导体棒、金属丝或金属球、金属箔片、玻璃瓶外壳等，如左下图所示。 使用方式： (1) 待测物体接触验电器：使待测物体接触验电器，如果验电器金属箔片张开一定角度，则表明物体带电，张开的角度越大，电荷量越多。这种方式为接触起电，验电器本身不带电，因为接触带电体后，整个验电器作为一个整体带上同种电荷，两片金属箔片在同种电荷的斥力作用下张开；如下图甲所示。 （2） 待测物体靠近验电器：使待测靠近验电器，如果验电器金属箔片张开，则表明物体带电。这种方式为感应起电，验电器本身不带电，带电体靠近验电器时，靠近带电体的金属球端带异种电荷，两片金属箔片作为远端导体带与带电体相同种类电荷，金属箔片在斥力下张开，如下图乙所示。 注：因为感应起电是验电器内部电荷的重新分配，所以无法检验出待测带电体电荷量的多少。 4. 基础练习 (1) 关于元电荷的理解，下列表述正确的是(　　) A.元电荷就是电子或者质子 B.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 C.元电荷的大小是1库仑 D.只有电子和质子的带电荷量等于元电荷 (2) 如图所示，用带正电的带电体A靠近(不接触)不带电的验电器的金属球，则(　　) A.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电荷 B.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电荷 C.验电器的金属箔片张开，因为验电器的两金属箔片都带上了正电荷 D.验电器的金属箔片不张开，因为带电体A没有和验电器的金属球接触 (3) (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，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一定带正电 C.金属球A可能带负电 D.金属球A一定带负电 (4) (多选)M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷2.72×10－9 C，下列判断正确的有(　　 ) A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B.N在摩擦后一定带负电荷2.72×10－9 C C.摩擦过程中电子从M转移到N D.M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子 学科网（北京）股份有限公司 $