9.1 电荷 讲义-【鼎力同步】2026-2027学年高二物理同步重难点突破分层讲练(人教版必修第三册)
2026-06-09
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 1. 电荷 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电荷和静电现象 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.17 MB |
| 发布时间 | 2026-06-09 |
| 更新时间 | 2026-06-09 |
| 作者 | 鼎力物理 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58263824.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本高中物理讲义聚焦“电荷”核心知识点,系统梳理电荷分类、性质、三种起电方式(摩擦、感应、接触)、电荷守恒定律及元电荷概念,通过知识梳理奠定基础,重点突破结合对比表格与例题深化理解,随堂练习巩固应用,构建完整学习支架。
该资料特色在于以表格对比起电方式实质助学生建立物理观念,例题设计如感应起电接地分析引导科学推理,联系静电现象、量子芯片制造等实际培养科学态度。课中辅助教师教学,课后助力学生查漏补缺。
内容正文:
9.1 电荷
目录
【知识梳理】 1
一、电荷 1
二、静电感应 1
三、电荷守恒定律 2
四、元电荷 2
【重点突破】 2
一、三种起电方式 2
二、感应起电的分析 4
三、验电器的原理和使用 5
四、电荷守恒定律和元电荷 7
【随堂练习】 9
一、电荷
1.电荷的分类:自然界中只有正电荷和负电荷两种电荷。
2.电荷量
电荷的多少叫作电荷量,用Q(或q)表示。在国际单位制中,它的单位是库仑,简称库,符号是C。正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值。
3.电荷的性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;且带电体有吸引轻小物体的性质。
4.摩擦起电及其原因
(1)摩擦起电:由于摩擦而使物体带电的方式。
(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负电,失去电子的物体则带正电。
5.金属导电及绝缘体不导电的原因
(1)金属中存在自由电子。
(2)绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。
二、静电感应
现象:
(1)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远离带电体,使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。
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
三、电荷守恒定律
1.原始表述:电荷既不会创生,也不会消灭,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;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
2.现代表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
四、元电荷
1.元电荷:电荷量是不能连续变化的物理量,最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同,电性相反。人们把这个最小的电荷量叫作元电荷,用e表示,e=1.60×10-19C,最早是由美国物理学家密立根测得的。所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
2.比荷:带电体的电荷量与质量之比。
一、三种起电方式
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性的电荷
原因
不同物质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
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
【例题1】如图所示是检验是否带电及带电性质的实验,第一小组用带正电的小球与静电计顶部金属球接触,第二小组用带正电小球靠近静电计顶部金属球,下列说法正确的是( )
A.第一小组实验时指针会张开是因为静电感应
B.第一小组实验时指针带正电
C.第二小组实验时指针不会张开
D.第二小组实验时指针带负电
【答案】B
【详解】A.第一小组用带正电的小球与静电计顶部金属球接触,这是接触起电,电荷发生了转移,而不是静电感应,故A错误;
B.第一小组实验中,带正电的小球接触金属球,使指针带正电,同种电荷相互排斥而张开,故B正确;
C.第二小组用带正电小球靠近静电计顶部金属球,发生静电感应,金属球感应出负电荷,指针和金属杆(远端)感应出正电荷,指针因带同种电荷相互排斥而张开,故C错误;
D.第二小组实验中,根据静电感应“近异远同”的规律,带正电小球靠近,远端的指针应带正电,故D错误。故选B。
【变式1】如图,把塑料匙在干燥的布上摩擦几下,然后去舀爆米花,爆米花就会到处乱蹦。发生这种情况的原因是( )
A.受到勺子的撞击而到处乱跳
B.接触后带上同种电荷相互排斥而到处乱跳
C.感应后带上同种电荷相互排斥而到处乱跳
D.与勺子摩擦后带上同种电荷相互排斥而到处乱跳
【答案】B
【详解】B.塑料匙在干燥布上摩擦后,已经通过摩擦起电带上了电荷;当带电的塑料匙接触爆米花时,电荷会转移到爆米花上,使塑料匙和爆米花带上同种电荷,根据同种电荷相互排斥,爆米花就会相互推开、到处乱蹦,故B正确;
A.不是撞击导致的爆米花乱蹦,是因为静电力的作用,故A错误;
C.爆米花与带电的勺子接触,带同种电荷,不是因为感应带电;静电感应只会让爆米花近端带异种电荷、远端带同种电荷,整体表现为被带电勺子吸引,不会出现排斥,故C错误;
D.塑料匙的电荷是和布料摩擦得到的,不是爆米花和塑料匙摩擦起电;摩擦会使爆米花和塑料匙带上异种电荷,表现为相互吸引,不会排斥,故D错误。
故选B。
二、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导体,带异号电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷,如图乙、丙所示。
说明: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。
【例题2】如图所示,用一对绝缘柱支持的不带电导体A和B,使它们彼此接触。现将一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开。下列操作可以让导体B下面的金属箔张开角度变得更大的是( )
A.将带电体C靠近A B.将导体A左端接地
C.将导体B右端接地 D.将A、B分开后移走C
【答案】A
【详解】带正电的物体C靠近导体A时,A、B整体会发生静电感应:导体A端感应出负电荷,导体B端感应出正电荷,因此B下方的金属箔因带同种正电荷相互排斥而张开。
A.当C更靠近A时,静电感应的效果会更强,A端会感应出更多的负电荷,为了保持导体整体电中性,B端会感应出更多的正电荷,B下方金属箔的带电量增加,排斥力变大,张角变大,A正确。
B.导体A左端接地后,大地的电子会流入导体,导体B端的正电荷会被大地来的电子中和,B端不再带正电,金属箔张角会变小甚至闭合,B错误。
C.将导体B右端接地后,大地的电子同样会流入导体,中和B端的正电荷,B端的正电荷被中和,金属箔张角会变小甚至闭合,C错误。
D.先分开A、B,A端保留负电荷,B端保留正电荷,移走C后,A、B各自的电荷无法中和,B端虽然仍带正电,但电荷分布会比感应平衡时更分散,且整体带电量没有增加,金属箔张角不会变大,甚至可能因电荷重新分布而减小,D错误。故选A。
【变式2】如图所示,两个相互接触且不带电的金属导体A、B均置于绝缘支架上,现将带正电的绝缘小球C放到A的左侧等高处。下列说法正确的是( )
A.此时,A带正电,B带负电
B.若先将A、B分开,再移走C,B带正电
C.若先将C移走,再把A、B分开,A带正电
D.若先将C移走,再把A、B分开,B带正电
【答案】B
【详解】AB.C靠近导体时在A端感应出负电,B端感应出正电,若先将A、B分开,再移走C,根据感应起电原理可知A带负电,B带正电,故B正确,A错误;
CD.若先将C移走,此时导体A和B的电荷又发生中和,不再带电;再把导体A和B分开,同样不再带电,所以此时A不带电,B也不带电,故CD错误。故选B。
三、验电器的原理和使用
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。
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。
【例题3】如图所示,将带正电的金属小球靠近原来不带电的验电器A端,关于验电器的带电情况正确的是( )
A.A端带正电,B端带正电
B.A端带负电,B端带负电
C.A端带负电,B端带正电
D.A端带正电,B端带负电
【答案】C
【详解】金属小球带正电,由于静电感应可知,A感应出负电,B端感应出等量的正电。故选C。
【变式3】用丝绸摩擦过的玻璃棒先靠近不带电的验电器金属球,验电器金属箔张开,如图甲;再将玻璃棒与金属球接触,验电器金属箔仍张开,如图乙。下列说法正确的是( )
A.丝绸摩擦玻璃棒的过程中产生了正电荷
B.甲、乙两图使验电器带电的方式相同
C.甲、乙两图中验电器的总带电量均为零
D.甲、乙两图中的金属箔均带正电
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,玻璃棒失去了电子带正电,丝绸得到了电子带负电,并没有产生新的电荷。故A错误;
BC.甲图中玻璃棒靠近验电器,验电器发生静电感应,属于感应起电,验电器内部电荷重新分布,但电荷仅在验电器内部转移,总电荷量为零;乙图中玻璃棒与验电器接触,电荷从玻璃棒转移到验电器,属于接触起电,验电器获得正电荷,总电荷量不为零。所以甲、乙两图使验电器带电的方式不同,甲、乙两图中验电器的总带电量不均为零,故BC错误;
D.甲图中带正电的玻璃棒靠近验电器金属球,金属球中的自由电子被吸引到球端,则金属箔失去电子带正电;乙图中玻璃棒与金属球接触,正电荷转移到验电器,所以金属箔也带正电,故D正确。故选D。
四、电荷守恒定律和元电荷
1.物体带电的实质
使物体带电不是创造了电荷,使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律。
2.“中性”与“中和”的理解
(1)中性:物体内有电荷存在,但正、负电荷的绝对值相等,对外不显电性。
(2)中和:两个带有等量异种电荷的带电体相接触后达到电中性的过程。
3.两金属导体接触后电荷量的分配规律
(1)当两个导体材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少。
(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2,则有
①⇒⇒⇒
②⇒⇒⇒
4.元电荷
概念
辨别
元电荷
是最小的电荷量,大小e=1.60×10-19 C,不是带电体,没有电性的正负之分,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
电子
是带电体,带的电荷量是一个元电荷,电性是负电
质子
是带电体,带的电荷量是一个元电荷,电性是正电
比荷
带电粒子的电荷量q与其质量m之比,也叫荷质比
【例题4】冬天脱毛衣会有“噼啪”声的现象是一种很常见的静电现象,它是由物体之间的摩擦或接触而产生的电荷所导致的。假设A和B是两个不带电物体,它们互相摩擦后A带正电荷,下列判断正确的是( )
A.摩擦起电是创造了电荷,从而使物体带电
B.摩擦的过程中电子从B转移到A
C.B在摩擦后一定带负电
D.A在摩擦过程中失去个电子
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移(电子转移),没有创造电荷,故A错误;
B.A带正电,说明A失去电子,电子从A转移到B,故B错误;
C.根据电荷守恒定律,初始总电荷为零,摩擦后A带正电,则B必带等量负电荷,即带负电,故C正确;
D.电子电荷量,A失去电荷,失去电子数个,故D错误。
故选C。
【例题5】关于元电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷是最小的电荷量,等于1 C
B.元电荷实际上是指电子和质子本身
C.元电荷e等于电子的电荷量,质子的电荷量等于
D.科学家密立根最早经实验发现,物体带的电荷量总某一数值的整数倍
【答案】D
【详解】A.元电荷是最小的电荷量,数值约为,故A错误;
B.元电荷是电荷量的基本单位,指电荷量的大小,并非电子或质子本身,故B错误;
C.元电荷e等于电子的电荷量的绝对值,质子的电荷量等于e,故C错误;
D.密立根通过油滴实验首次精确测量元电荷的值,并证实电荷量子化,即物体带的电荷量总是元电荷的整数倍,故D正确。
故选D。
1.在量子芯片的精密制造中,电荷的精准控制是决定芯片性能的核心环节之一。下列关于电荷的说法正确的是( )
A.某带电体的电荷量可能为
B.元电荷类似于质点,都是一种理想化模型
C.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷代数和保持不变
D.摩擦起电的实质是创造了电荷
【答案】C
【详解】A.元电荷是自然界最小的电荷量,大小为,所有带电体的电荷量都必须是元电荷的整数倍,是元电荷的0.1倍,不可能存在,故A错误;
B.元电荷是客观存在的最小电荷量单位,属于物理量,不是理想化模型;质点是忽略物体形状、大小的理想化模型,二者性质不同,故B错误;
C.根据电荷守恒定律,与外界没有电荷交换的孤立系统,系统内电荷的代数和始终保持不变,故C正确;
D.摩擦起电的实质是电子在不同物体间发生转移,电荷不能被创造,也不能被消灭,故D错误。
故选 C。
2.如图所示,三个完全相同的金属小球A、B、C紧贴在一起,开始时三个小球均不带电,现将一带负电的金属小球D放置在小球A的左侧(未接触),之后先将小球C移走,再移走小球D,最后将小球A、B分开。若分开后小球A的电荷量大小为,则关于A、B、C三个小球最终的带电情况,下列说法正确的是( )
A.小球B、C均带负电 B.小球B、C电荷量的代数和为
C.小球C的电荷量大小为 D.只有小球A带电,电性为正
【答案】B
【详解】AD.由题意知,小球D放置后,小球A与小球C带等量异种电荷,其中小球A带正电,小球C带负电,依次移走小球C、D后,小球B也会带上部分正电荷,故AD错误;
B.由电荷守恒定律可知,小球B、C电荷量的代数和等于,故B正确;
C.小球C的电荷量大小等于小球A、B电荷量大小之和,故C错误。
故选B。
3.如图所示,两个不带电的轻质导体、,通过绝缘支架固定且彼此接触,在、下部均贴有可自由偏转的金属箔片。现将一个带负电的绝缘物体放置在导体的左侧附近,观察到、下部的金属箔片均张开。下列说法正确的是( )
A.金属箔片张开的原因是静电感应产生了新的电荷
B.此时导体的电势低于导体的电势
C.保持的位置不变,将、分开后再移去,、下部的金属箔片均保持张开
D.若用手接触导体的上部后再移开手,导体下部的金属箔片会立即闭合
【答案】C
【详解】A.静电感应是使导体中的自由电荷重新分布,而不是产生新的电荷,电荷是守恒的。金属箔片张开是因为同种电荷相互排斥,故A错误;
B.导体A和B接触,组成一个整体导体。处于静电平衡状态的导体是等势体,其表面是等势面,所以导体A的电势等于导体B的电势,故B错误;
C.当带负电的C靠近时,由于静电感应,A端带上正电,B端带上负电。保持C的位置不变,将A、B分开,则A带正电,B带负电。移去C后,A、B所带的电荷不会消失,会重新分布在各自的表面,所以A、B下部的金属箔片均因带有同种电荷而相互排斥,保持张开,故C正确;
D.若用手接触导体A的上部,相当于将导体AB接地。由于负电荷C的排斥作用,导体AB中的自由电子会通过人体流入大地,而远端的负电荷也会流入大地,使得整个导体AB带上正电。因此,A和B下部的金属箔片都带正电,仍然张开。移开手后,导体AB整体带正电,金属箔片依然张开,故D错误。
故选C。
4.如图,B球受到A球的静电力作用,使与其相连的绝缘细线偏离竖直方向,此时( )
A.A球带电,B球不带电 B.B球带电,A球不带电
C.A、B两球带异种电荷 D.A、B两球带同种电荷
【答案】D
【详解】根据题图可知,A、B两个小球相互排斥,所以两个小球带同种电荷。
故选D。
5.将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器,下列哪个图能正确反映玻璃棒和验电器的带电情况( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由于丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,结合静电感应原理,导体的近端感应异种电荷,远端感应同种电荷,因此符合题意的只有A。
故选A。
6.昆虫飞行过程中会带上少量的正电荷,它落到花朵上时,花粉会吸附在昆虫身上,当飞到另一朵花朵上时,就会遗留一部分花粉下来,帮助植物完成授粉。下列说法正确的是( )
A.昆虫飞行过程中会带上少量的正电荷,原因是它得到了一些电子
B.昆虫所带正电荷的电荷量可能不是元电荷e的整数倍
C.花粉会吸附在昆虫身上,原理是静电感应
D.昆虫不愿靠近刚被授粉而带正电的花朵,原因是同种电荷相互吸引
【答案】C
【详解】A.昆虫带正电荷是由于失去电子,而不是得到电子,故A错误;
B.电荷具有量子化特性,任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,故B错误;
C.带正电的昆虫靠近中性花粉时,花粉因静电感应被极化,从而被吸引并吸附在昆虫身上,故C正确;
D.同种电荷相互排斥,若花朵带正电,昆虫也带正电,则昆虫不愿靠近是排斥作用,而非吸引,故D错误。
故选C。
7.两个完全相同的金属球 M 和 N,M 带+10Q,N 带−4Q,接触后分开,下列说法正确的是( )
A.M 带+10Q,N 带−4Q
B.M 带+3Q,N 带+3Q
C.M 带+6Q,N 带+6Q
D.M 带−4Q,N 带+10Q
【答案】B
【详解】根据电荷守恒定律可知,系统总电荷量保持不变,即
由于两球完全相同,接触后电荷均匀分布,两球平分系统的总电荷量,则有
故选B。
8.关于起电方式的本质,下列说法正确的是( )
A.感应起电说明电荷可以被创造
B.摩擦起电的本质是电子的转移
C.接触起电时,电荷只能从带电体转移到不带电体
D.三种起电方式都改变了电荷的总量
【答案】B
【详解】A.感应起电是电荷的重新分布(如导体在带电体附近时,内部电荷因静电感应而分离),并非创造电荷。电荷守恒定律指出电荷不能被创造或消灭,故A错误;
B.摩擦起电的本质是电子从一个物体转移到另一个物体(如丝绸摩擦玻璃棒,电子从玻璃棒转移到丝绸),导致物体带等量异种电荷,故B正确;
C.接触起电时,电荷转移取决于电势差,不仅限于从带电体转移到不带电体(如两个带不同电荷的物体接触时,电荷会相互转移直至电势相等),故C错误;
D.三种起电方式(摩擦起电、感应起电、接触起电)均不改变电荷总量,仅涉及电荷转移或重新分布,电荷守恒定律成立,故D错误。
故选B。
9.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可以为元电荷的205.5倍
C.元电荷是独立存在的最小电荷量
D.元电荷有正负之分
【答案】C
【详解】A.元电荷是电荷量的单位,而电子和质子是带电粒子,不是元电荷本身,故A错误;
B.所有带电体的电荷量必须是元电荷的整数倍,205.5不是整数,因此不可能存在,故B错误;
C.元电荷是独立存在的最小电荷量,任何带电体的电荷量都是其整数倍,故C正确;
D.元电荷是电荷量的单位,表示电荷量的大小,没有正负之分;电荷的正负号表示电荷性质,但元电荷本身是标量,故D错误。
故选C。
10.我国东汉学者王充早在公元一世纪就有关于静电现象的描述——“顿牟掇芥”。现使原来不带电的M、N两物体相互摩擦起电后,N物体再与原来不带电的P物体(材料、形状、大小与N相同)接触,最后M物体带正电,P物体带电(带电性质未知)。则( )
A.在摩擦前M和N的内部都没有任何电荷
B.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
C.N物体最终一定带有正电荷
D.P物体最终一定带有负电荷
【答案】D
【详解】根据电荷守恒定律,摩擦起电是电荷(电子)转移的过程,不产生新电荷;相同导体接触时,总电荷平分。
A.在摩擦前,M和N不带电,但物体由原子组成,内部存在电子和质子,只是正负电荷平衡,总电荷为零。故A错误。
B.摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体的过程,不产生新的电子或质子。故B错误。
C.摩擦后,M带正电荷,根据电荷守恒,N带等量负电荷。N与P(相同导体,原不带电)接触后,总电荷为,因N和P材料、形状、大小相同,电荷平分,各带。故N最终带负电,而非正电,C错误。
D.由上述分析,P最终带负电,电荷量为,故D正确。
故选D。
第 1 页 共 2 页
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9.1 电荷
目录
【知识梳理】 1
一、电荷 1
二、静电感应 1
三、电荷守恒定律 2
四、元电荷 2
【重点突破】 2
一、三种起电方式 2
二、感应起电的分析 4
三、验电器的原理和使用 5
四、电荷守恒定律和元电荷 7
【随堂练习】 9
一、电荷
1.电荷的分类:自然界中只有正电荷和负电荷两种电荷。
2.电荷量
电荷的多少叫作电荷量,用Q(或q)表示。在国际单位制中,它的单位是库仑,简称库,符号是C。正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值。
3.电荷的性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;且带电体有吸引轻小物体的性质。
4.摩擦起电及其原因
(1)摩擦起电:由于摩擦而使物体带电的方式。
(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负电,失去电子的物体则带正电。
5.金属导电及绝缘体不导电的原因
(1)金属中存在自由电子。
(2)绝缘体中几乎不存在能自由移动的电荷。
二、静电感应
现象:
(1)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远离带电体,使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。
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
三、电荷守恒定律
1.原始表述:电荷既不会创生,也不会消灭,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;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
2.现代表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
四、元电荷
1.元电荷:电荷量是不能连续变化的物理量,最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同,电性相反。人们把这个最小的电荷量叫作元电荷,用e表示,e=1.60×10-19C,最早是由美国物理学家密立根测得的。所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
2.比荷:带电体的电荷量与质量之比。
一、三种起电方式
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性的电荷
原因
不同物质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
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
【例题1】如图所示是检验是否带电及带电性质的实验,第一小组用带正电的小球与静电计顶部金属球接触,第二小组用带正电小球靠近静电计顶部金属球,下列说法正确的是( )
A.第一小组实验时指针会张开是因为静电感应
B.第一小组实验时指针带正电
C.第二小组实验时指针不会张开
D.第二小组实验时指针带负电
【变式1】如图,把塑料匙在干燥的布上摩擦几下,然后去舀爆米花,爆米花就会到处乱蹦。发生这种情况的原因是( )
A.受到勺子的撞击而到处乱跳
B.接触后带上同种电荷相互排斥而到处乱跳
C.感应后带上同种电荷相互排斥而到处乱跳
D.与勺子摩擦后带上同种电荷相互排斥而到处乱跳
二、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导体,带异号电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷,如图乙、丙所示。
说明: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。
【例题2】如图所示,用一对绝缘柱支持的不带电导体A和B,使它们彼此接触。现将一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开。下列操作可以让导体B下面的金属箔张开角度变得更大的是( )
A.将带电体C靠近A B.将导体A左端接地
C.将导体B右端接地 D.将A、B分开后移走C
【变式2】如图所示,两个相互接触且不带电的金属导体A、B均置于绝缘支架上,现将带正电的绝缘小球C放到A的左侧等高处。下列说法正确的是( )
A.此时,A带正电,B带负电
B.若先将A、B分开,再移走C,B带正电
C.若先将C移走,再把A、B分开,A带正电
D.若先将C移走,再把A、B分开,B带正电
三、验电器的原理和使用
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。
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。
【例题3】如图所示,将带正电的金属小球靠近原来不带电的验电器A端,关于验电器的带电情况正确的是( )
A.A端带正电,B端带正电
B.A端带负电,B端带负电
C.A端带负电,B端带正电
D.A端带正电,B端带负电
【变式3】用丝绸摩擦过的玻璃棒先靠近不带电的验电器金属球,验电器金属箔张开,如图甲;再将玻璃棒与金属球接触,验电器金属箔仍张开,如图乙。下列说法正确的是( )
A.丝绸摩擦玻璃棒的过程中产生了正电荷
B.甲、乙两图使验电器带电的方式相同
C.甲、乙两图中验电器的总带电量均为零
D.甲、乙两图中的金属箔均带正电
四、电荷守恒定律和元电荷
1.物体带电的实质
使物体带电不是创造了电荷,使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律。
2.“中性”与“中和”的理解
(1)中性:物体内有电荷存在,但正、负电荷的绝对值相等,对外不显电性。
(2)中和:两个带有等量异种电荷的带电体相接触后达到电中性的过程。
3.两金属导体接触后电荷量的分配规律
(1)当两个导体材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少。
(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2,则有
①⇒⇒⇒
②⇒⇒⇒
4.元电荷
概念
辨别
元电荷
是最小的电荷量,大小e=1.60×10-19 C,不是带电体,没有电性的正负之分,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
电子
是带电体,带的电荷量是一个元电荷,电性是负电
质子
是带电体,带的电荷量是一个元电荷,电性是正电
比荷
带电粒子的电荷量q与其质量m之比,也叫荷质比
【例题4】冬天脱毛衣会有“噼啪”声的现象是一种很常见的静电现象,它是由物体之间的摩擦或接触而产生的电荷所导致的。假设A和B是两个不带电物体,它们互相摩擦后A带正电荷,下列判断正确的是( )
A.摩擦起电是创造了电荷,从而使物体带电
B.摩擦的过程中电子从B转移到A
C.B在摩擦后一定带负电
D.A在摩擦过程中失去个电子
【例题5】关于元电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷是最小的电荷量,等于1 C
B.元电荷实际上是指电子和质子本身
C.元电荷e等于电子的电荷量,质子的电荷量等于
D.科学家密立根最早经实验发现,物体带的电荷量总某一数值的整数倍
1.在量子芯片的精密制造中,电荷的精准控制是决定芯片性能的核心环节之一。下列关于电荷的说法正确的是( )
A.某带电体的电荷量可能为
B.元电荷类似于质点,都是一种理想化模型
C.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷代数和保持不变
D.摩擦起电的实质是创造了电荷
2.如图所示,三个完全相同的金属小球A、B、C紧贴在一起,开始时三个小球均不带电,现将一带负电的金属小球D放置在小球A的左侧(未接触),之后先将小球C移走,再移走小球D,最后将小球A、B分开。若分开后小球A的电荷量大小为,则关于A、B、C三个小球最终的带电情况,下列说法正确的是( )
A.小球B、C均带负电 B.小球B、C电荷量的代数和为
C.小球C的电荷量大小为 D.只有小球A带电,电性为正
3.如图所示,两个不带电的轻质导体、,通过绝缘支架固定且彼此接触,在、下部均贴有可自由偏转的金属箔片。现将一个带负电的绝缘物体放置在导体的左侧附近,观察到、下部的金属箔片均张开。下列说法正确的是( )
A.金属箔片张开的原因是静电感应产生了新的电荷
B.此时导体的电势低于导体的电势
C.保持的位置不变,将、分开后再移去,、下部的金属箔片均保持张开
D.若用手接触导体的上部后再移开手,导体下部的金属箔片会立即闭合
4.如图,B球受到A球的静电力作用,使与其相连的绝缘细线偏离竖直方向,此时( )
A.A球带电,B球不带电 B.B球带电,A球不带电
C.A、B两球带异种电荷 D.A、B两球带同种电荷
5.将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器,下列哪个图能正确反映玻璃棒和验电器的带电情况( )
A. B.
C. D.
6.昆虫飞行过程中会带上少量的正电荷,它落到花朵上时,花粉会吸附在昆虫身上,当飞到另一朵花朵上时,就会遗留一部分花粉下来,帮助植物完成授粉。下列说法正确的是( )
A.昆虫飞行过程中会带上少量的正电荷,原因是它得到了一些电子
B.昆虫所带正电荷的电荷量可能不是元电荷e的整数倍
C.花粉会吸附在昆虫身上,原理是静电感应
D.昆虫不愿靠近刚被授粉而带正电的花朵,原因是同种电荷相互吸引
7.两个完全相同的金属球 M 和 N,M 带+10Q,N 带−4Q,接触后分开,下列说法正确的是( )
A.M 带+10Q,N 带−4Q
B.M 带+3Q,N 带+3Q
C.M 带+6Q,N 带+6Q
D.M 带−4Q,N 带+10Q
8.关于起电方式的本质,下列说法正确的是( )
A.感应起电说明电荷可以被创造
B.摩擦起电的本质是电子的转移
C.接触起电时,电荷只能从带电体转移到不带电体
D.三种起电方式都改变了电荷的总量
9.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可以为元电荷的205.5倍
C.元电荷是独立存在的最小电荷量
D.元电荷有正负之分
10.我国东汉学者王充早在公元一世纪就有关于静电现象的描述——“顿牟掇芥”。现使原来不带电的M、N两物体相互摩擦起电后,N物体再与原来不带电的P物体(材料、形状、大小与N相同)接触,最后M物体带正电,P物体带电(带电性质未知)。则( )
A.在摩擦前M和N的内部都没有任何电荷
B.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
C.N物体最终一定带有正电荷
D.P物体最终一定带有负电荷
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