第01讲 电荷（暑假预习讲义）新高二物理人教版

第01讲 电荷 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 两种电荷 三种起电方式 电荷守恒、元电荷 验电器、静电感应 1.知道自然界只有两种电荷，掌握电荷间的相互作用规律。 2.理解三种起电方式的实质，会用原子结构和电荷守恒定律分析摩擦起电、感应起电和接触起电。 3.理解电荷守恒定律，知道元电荷的概念，掌握电荷量的计算。 4.了解验电器的构造，掌握验电器的工作原理和使用方法，能利用验电器分析简单的静电现象。 学习重点：三种起电方式的微观本质、电荷守恒定律、元电荷概念、验电器原理。 学习难点：静电感应 + 接地全过程电荷移动分析；接触起电的电荷分配规律；辨析元电荷、点电荷、电子三个易混概念。 情｜境｜启｜思 生活场景 1：秋冬季节脱化纤毛衣时，能听见噼啪放电声，暗处还能看见电火花；塑料尺子在头发上摩擦后，可以吸附桌面上碎纸屑；加油站明令禁止穿化纤衣物、禁止用塑料桶装汽油。 生活场景 2：雷雨天气天空出现闪电，是云层间剧烈静电放电；带负电塑料棒靠近不带电金属验电器金属球，验电器金属箔片自动张开；两个完全相同金属小球，一个带电、一个不带电，接触后两个小球均分电荷。 思考问题：①摩擦为什么能让原本不带电的物体带电？电荷是凭空创造出来的吗？②带电物体没有接触金属验电器，箔片为何张开？③闪电巨大电量从何而来，是否符合电量变化规律？④物体带电有没有最小单位，带电体电量可以取任意数值吗？ 概｜念｜构｜建 一、电荷 1．两种电荷：自然界只存在两种电荷， 和 。 2．电荷量：电荷的多少，常用Q或q表示，国际单位制单位是 ，简称 ，符号是 。 3．原子的组成 原子由 和核外电子组成，原子核由带正电的 和不带电的 组成，核外电子带 。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外界表现为电中性。 4．自由电子和离子 金属中原子的最外层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 ，失去自由电子的原子便成为带正电的 。 5．摩擦起电 两个物体相互摩擦时， 从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电， 电子的物体则带正电。 二、静电感应 1．静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于 ，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 电荷，远离带电体的一端带 电荷的现象。 2．感应起电：利用 使金属导体带电的过程。 三、电荷守恒定律的两种表述 1．电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体 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 。 2．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 保持不变。 四、元电荷 1．定义：实验发现的最小电荷量就是 所带的电荷量，这个最小的电荷量叫作元电荷，用符号e表示。 2．所有带电体的电荷量都是e的 ，电荷量是不能 变化的物理量。 3．元电荷的大小：e＝1.602 176 634×10－19 C在计算中通常取e＝ 。 4．电子的一、电荷 1．两种电荷：自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷。 2．电荷量：电荷的多少，常用Q或q表示，国际单位制单位是库仑，简称库，符号是C。 3．原子的组成 原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外界表现为电中性。 4．自由电子和离子 金属中原子的最外层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，失去自由电子的原子便成为带正电的离子。 5．摩擦起电 两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈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。 二、静电感应 1．静电感应：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的现象。 2．感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。 三、电荷守恒定律的两种表述 1．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。 2．一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．定义：实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，这个最小的电荷量叫作元电荷，用符号e表示。 2．所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。 3．元电荷的大小：e＝1.602 176 634×10－19 C在计算中通常取e＝1.60×10－19C。 4．电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比。其值＝1.76×1011 C/kg。 深｜研｜精｜炼 知识点01 对感应起电的理解 图甲是摩擦起电，图乙是感应起电机。结合图片，思考： 甲　　　　　　　　　乙 （1）两个绝缘体相互摩擦为什么会带上电荷？ （2）感应起电能发生在绝缘体上吗？原因是什么？ 提示：（1）两个绝缘体摩擦时，其中一个物体失去电子，另一个物体得到电子，分别带上了正、负电荷。（2）感应起电不会发生在绝缘体上，因为绝缘体中的电子不能自由移动。 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。 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。 3．感应起电的判断方法 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，带异种电荷，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． 【典例1】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，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的大小分别为QA、QB，则下列结论正确的有（　　） A．沿虚线c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，且QA＝QB 【归纳总结】判断感应起电后导体两端的带电性质，核心是抓住“同种电荷相斥、异种电荷相吸”的规律：自由电荷会在静电力作用下发生定向移动，同种电荷被排斥到远离带电体的一端，异种电荷则吸引到靠近带电体的一端，无论导体是否接地、是否被分割，都遵循这一规律。 【即练1】（25-26高二上·河北石家庄·期末）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 【即练2】（多选）如图所示，A、B为两个相互接触、用绝缘支柱支持的导体。起初它们都不带电，贴在它们下面的两片金属箔是闭合的，C是连接着绝缘手柄的带正电的小球，下列说法正确的是（　　） A．把C移近导体A时，则A、B下面的箔片张开 B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，则A、B下面的箔片张开 C．把C移近导体A后移开，再分开A、B，则A、B下面的箔片张开 D．把C移近导体A，然后分开A、B，再移去C，再将A、B接触，则A、B下面的箔片仍张开 知识点02 元电荷与电荷守恒定律 小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。如图所示，小明使验电器带了负电荷，经过一段时间后，他发现该验电器的金属箔片（用包装巧克力的锡箔纸制作）几乎闭合了。关于此问题，他跟学习小组讨论后形成了下列观点，你认为哪些是正确的？ ①小球上原有的负电荷逐渐消失了。 ②在此现象中，电荷不守恒。 ③小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了。 ④该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律。 提示：正确的观点为③④，因电荷不会消失，电荷在转移过程中是守恒的。 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。 3．两金属球接触后电荷量的分配规律 （1）若使两个完全相同的金属球带电荷量分别为q1、q2，接触后再分开，两球带电荷量分别为q1′、q2′，则有q1′＝q2′＝（q1、q2应带＋、－号） （2）此规律只适用于两个相同的金属球（材料、大小都相同） 角度1：对元电荷的理解 【典例2】（24-25高二上·广东广州·阶段检测）蜜蜂飞行过程中身上会积累少量正电荷，蜜蜂传播花粉时就利用了这些电荷。当蜜蜂飞到花蕊附近时，花粉颗粒会粘附在蜜蜂身上。当蜜蜂接近下一朵花时，部分花粉会留在下一朵花的花蕊上，完成授粉。一只原来电中性的蜜蜂在飞行过程中带上了+3.04 × 10−11 C的电量，这是由于它（　　） A．失去了1.9 × 108个质子 B．失去了1.9 × 108个电子 C．得到了1.9 × 108个电子 D．得到了1.9 × 108个质子 【归纳总结】对元电荷概念的理解要把握两个要点：一是元电荷是最小的电荷量单位，不是带电粒子，质子、电子本身不是元电荷，只是它们的电荷量大小等于元电荷；二是所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍，计算带电体得失电子个数时，可以利用总电荷量除以元电荷的数值得到电子个数，注意物体带电的本质是电子的转移，质子一般不会在宏观起电过程中发生转移。 【即练1】（24-25高二上·江苏南通·学业考试模拟）带电体的电荷量可能是（　　） A．1.60×10-20C B．2.62×10-19C C．3.20×10-19C D．4.60×10-18C 【即练2】小华同学不小心购买了盗版的物理参考书，他发现有一个带电质点的电量数字看不清，他只能看清是6.　×10-18 C，拿去问老师，如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列哪一个（　　） A．6.2×10-18 C B．6.4×10-18 C C．6.6×10-18 C D．6.8×10-18 C 角度2：电荷守恒定律 【典例3】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 【归纳总结】两个完全相同的金属球接触后，先将两球所带电荷量进行代数求和，再将总电荷量平均分配给两个球，最终两球所带电荷量相等；计算时要注意电荷量的正负号，运算结果的符号代表带电性质。若两球原来带同种电荷，总电荷量直接相加后平分；若原来带异种电荷，则先进行电荷中和，剩余电荷量再平分。 【即练1】半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，现让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后再移开（三个小球由同种金属制成）。 (1)若A、B带同种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比； (2)若A、B带异种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比。 【即练2】（24-25高二上·青海西宁·期末）三个相同的金属小球甲、乙、丙均不带电，现进行两次操作∶①用小球甲与小球乙发生摩擦②将小球甲与小球丙充分接触后分开，最终小球乙所带的电荷量为-1.28×10-5C下列说法正确的是（　　） A．最终小球丙带负电 B．最终小球甲所带的电荷量为1.28×10-5C的正电荷 C．操作①，有1.28×10-5C的正电荷由小球乙转移到小球甲 D．操作②，有6.4×10-6C的负电荷由小球丙转移到小球甲 一、单选题 1．用带电体接触不带电的验电器，金属箔片张开，说明（    ） A．带电体一定带正电​ B．验电器发生了电荷转移​ C．验电器一定带负电​ D．验电器产生了新电荷 2．下列关于电荷的说法，正确的是（    ） A．摩擦起电创造了电荷 B．带负电的物体一定缺少电子 C．元电荷是电子所带的电荷量 D．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 3．（24-25高二上·广东东莞·期中）“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓，秋天取茎，放置干燥处晾干，将其茎髓制成小球，这种小球密度很小，且绝缘，过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见，一般中药店里有售。在图中，两个通草球甲和乙悬挂在支架上，彼此吸引。关于该现象判断正确的是（　　） A．甲小球一定带了电 B．乙小球一定带了电 C．两个小球中有一个可能不带电 D．甲、乙小球一定带有异种电荷 4．（2023高二·全国·专题练习）如图所示，挂在绝缘细线下的轻质带电小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以（　　）    A．甲图中两球一定带异种电荷 B．乙图中两球一定带同种电荷 C．甲图中两球一定都带电 D．乙图中两球至少有一个带电 5．（24-25高一下·江苏南京·期末）将电荷量为Q带正电的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带的电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成A、B两部分，这两部分所带的电荷量分别为和。关于这四部分电荷的正负及电荷量（绝对值）说法正确的是（　　） A．，为正电荷 B．，为负电荷 C．，为正电荷 D．，且一定等于Q 6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（24-25高二上·安徽铜陵·阶段检测）在物理学的发展历程中，对于电荷的研究至关重要。从早期对静电现象的观察，到后来对电荷本质的深入探索，科学家们付出了巨大的努力。下列关于电荷的说法正确的是（　　） A．元电荷就是质子 B．电荷量是不能连续变化的 C．库仑首先区分了正电荷和负电荷 D．某带电体的电荷量可能为 8．（25-26高三上·北京丰台·开学考试）如图所示，将带负电的金属球甲靠近原先不带电的接地金属球乙，两球都放在绝缘支架上，下列说法正确的是（　　） A．先断开开关，再撤去甲球，则乙球带正电 B．先断开开关，再撤去甲球，则乙球带负电 C．先撤去甲球，再断开开关，则乙球带正电 D．先撤去甲球，再断开开关，则乙球带负电 9．（24-25高一下·江西·期末）捕蝇草的叶片在受到触碰时，细胞膜外的钙离子 内流，导致电位发生变化，叶片会迅速闭合。若某次触碰时，流入细胞的钙离子数目为 个，则这些钙离子 携带的总电荷量为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 10．如图所示，用绝缘柱支持的不带电枕形导体A和B彼此接触。现把带正电的带电体C靠近导体A ，下列说法正确的是（　　） A．导体A的电荷量大于导体B的电荷量 B．若将导体B接地，导体B下部的金属箔闭合 C．移走 C，然后手持绝缘柱把导体A和B分开，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 D．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移走C ，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 11．M和N是两个原来都不带电的物体，它们相互摩擦后M带正电荷，电荷量为1.6×10-10C，且它们与外界无电荷转移。则下列判断中正确的有（　　） A．摩擦前M和N内部不存在电荷 B．M在摩擦过程中向N转移了109个电子 C．N在摩擦后一定带1.6×10-10C的负电荷 D．N在摩擦过程中向M转移了109个质子 12．（25-26高二上·北京西城·期中）如图所示，带正电的小球靠近不带电的绝缘支架上的金属导体的A端，由于静电感应，A端出现负电荷，B端出现正电荷，则（　　） A．用手触摸一下B端，移开带电小球，导体带负电 B．用手触摸一下A端，移开带电小球，导体带负电 C．用手触摸一下A端，移开带电小球，导体带正电 D．用手触摸一下导体的中部，移开带电小球，导体不带电 三、解答题 13．在潮湿的天气里，一个人穿着橡胶底的鞋在木质地板上走动，身上因失去电子而带了的正电荷。已知电子质量，电子的电荷量。求： (1)多少个电子的电荷量等于？ (2)此人身上失去了多少个电子？ (3)他的质量减少了多少？ (4)若这些电子全部集中在一个半径为的球体上，求这个球体的电荷体密度（电荷体密度，球体体积）。 14．有A、B、C三个用绝缘柱支撑的相同导体球，A带正电，电荷量为q，B和C不带电。讨论用什么办法能使： (1)B、C都带等量的正电； (2)B、C都带负电； (3)B、C带等量的异种电荷； (4)B带q负电。 (5)B 带正电，C带正电； (6)B 带正电，C带负电，且B所带正电荷量为； (7)A、B、C 所带电荷量均为。 15．两个相同的金属小球A、B，带电荷量分别为－8×10－7 C和1.6×10－7 C，两球接触后分开，A、B的带电荷量分别为多少？电子从A转移到B还是从B转移到A？转移的电子数目为多少？(e＝1.6×10－19 C) 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第01讲 电荷 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 两种电荷 三种起电方式 电荷守恒、元电荷 验电器、静电感应 1.知道自然界只有两种电荷，掌握电荷间的相互作用规律。 2.理解三种起电方式的实质，会用原子结构和电荷守恒定律分析摩擦起电、感应起电和接触起电。 3.理解电荷守恒定律，知道元电荷的概念，掌握电荷量的计算。 4.了解验电器的构造，掌握验电器的工作原理和使用方法，能利用验电器分析简单的静电现象。 学习重点：三种起电方式的微观本质、电荷守恒定律、元电荷概念、验电器原理。 学习难点：静电感应 + 接地全过程电荷移动分析；接触起电的电荷分配规律；辨析元电荷、点电荷、电子三个易混概念。 情｜境｜启｜思 生活场景 1：秋冬季节脱化纤毛衣时，能听见噼啪放电声，暗处还能看见电火花；塑料尺子在头发上摩擦后，可以吸附桌面上碎纸屑；加油站明令禁止穿化纤衣物、禁止用塑料桶装汽油。 生活场景 2：雷雨天气天空出现闪电，是云层间剧烈静电放电；带负电塑料棒靠近不带电金属验电器金属球，验电器金属箔片自动张开；两个完全相同金属小球，一个带电、一个不带电，接触后两个小球均分电荷。 思考问题：①摩擦为什么能让原本不带电的物体带电？电荷是凭空创造出来的吗？②带电物体没有接触金属验电器，箔片为何张开？③闪电巨大电量从何而来，是否符合电量变化规律？④物体带电有没有最小单位，带电体电量可以取任意数值吗？ 概｜念｜构｜建 一、电荷 1．两种电荷：自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷。 2．电荷量：电荷的多少，常用Q或q表示，国际单位制单位是库仑，简称库，符号是C。 3．原子的组成 原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外界表现为电中性。 4．自由电子和离子 金属中原子的最外层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，失去自由电子的原子便成为带正电的离子。 5．摩擦起电 两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈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。 二、静电感应 1．静电感应：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的现象。 2．感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。 三、电荷守恒定律的两种表述 1．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。 2．一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．定义：实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，这个最小的电荷量叫作元电荷，用符号e表示。 2．所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。 3．元电荷的大小：e＝1.602 176 634×10－19 C在计算中通常取e＝1.60×10－19C。 4．电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比。其值＝1.76×1011 C/kg。 深｜研｜精｜炼 知识点01 对感应起电的理解 图甲是摩擦起电，图乙是感应起电机。结合图片，思考： 甲　　　　　　　　　乙 （1）两个绝缘体相互摩擦为什么会带上电荷？ （2）感应起电能发生在绝缘体上吗？原因是什么？ 提示：（1）两个绝缘体摩擦时，其中一个物体失去电子，另一个物体得到电子，分别带上了正、负电荷。（2）感应起电不会发生在绝缘体上，因为绝缘体中的电子不能自由移动。 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。 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。 3．感应起电的判断方法 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，带异种电荷，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． 【典例1】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，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的大小分别为QA、QB，则下列结论正确的有（　　） A．沿虚线c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，且QA＝QB 【答案】D 【详解】由于静电感应，导体远离带正电导体球的一端A感应出正电荷，靠近的一端B感应出负电荷，根据电荷守恒定律可知，正、负电荷的代数和为零，所以无论怎样分割导体，一定是远离正电荷的那部分导体带正电，靠近正电荷的那部分导体带等量负电，即A带正电，B带负电，且QA＝QB，与沿哪条虚线切开无关，故选D。 【归纳总结】判断感应起电后导体两端的带电性质，核心是抓住“同种电荷相斥、异种电荷相吸”的规律：自由电荷会在静电力作用下发生定向移动，同种电荷被排斥到远离带电体的一端，异种电荷则吸引到靠近带电体的一端，无论导体是否接地、是否被分割，都遵循这一规律。 【即练1】（25-26高二上·河北石家庄·期末）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。 【即练2】（多选）如图所示，A、B为两个相互接触、用绝缘支柱支持的导体。起初它们都不带电，贴在它们下面的两片金属箔是闭合的，C是连接着绝缘手柄的带正电的小球，下列说法正确的是（　　） A．把C移近导体A时，则A、B下面的箔片张开 B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，则A、B下面的箔片张开 C．把C移近导体A后移开，再分开A、B，则A、B下面的箔片张开 D．把C移近导体A，然后分开A、B，再移去C，再将A、B接触，则A、B下面的箔片仍张开 【答案】AB 【详解】A．当小球C移近导体A，因静电感应，A左端带上负电、B右端带上正电，所以A，B下面的箔片张开，故A正确； B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A带上负电、B带上正电，所以A，B下面的箔片张开，故B正确； C．把C移近导体A后移开，A、B因还接触在一起而中和，所以A，B下面的箔片闭合，故C错误； D．把C移近导体A，然后分开A、B，再移去C，此时A、B带上等量异种电荷，再将A、B接触，则电荷中和，A、B不带电，故D错误。 故选AB。 知识点02 元电荷与电荷守恒定律 小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。如图所示，小明使验电器带了负电荷，经过一段时间后，他发现该验电器的金属箔片（用包装巧克力的锡箔纸制作）几乎闭合了。关于此问题，他跟学习小组讨论后形成了下列观点，你认为哪些是正确的？ ①小球上原有的负电荷逐渐消失了。 ②在此现象中，电荷不守恒。 ③小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了。 ④该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律。 提示：正确的观点为③④，因电荷不会消失，电荷在转移过程中是守恒的。 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。 3．两金属球接触后电荷量的分配规律 （1）若使两个完全相同的金属球带电荷量分别为q1、q2，接触后再分开，两球带电荷量分别为q1′、q2′，则有q1′＝q2′＝（q1、q2应带＋、－号） （2）此规律只适用于两个相同的金属球（材料、大小都相同） 角度1：对元电荷的理解 【典例2】（24-25高二上·广东广州·阶段检测）蜜蜂飞行过程中身上会积累少量正电荷，蜜蜂传播花粉时就利用了这些电荷。当蜜蜂飞到花蕊附近时，花粉颗粒会粘附在蜜蜂身上。当蜜蜂接近下一朵花时，部分花粉会留在下一朵花的花蕊上，完成授粉。一只原来电中性的蜜蜂在飞行过程中带上了+3.04 × 10−11 C的电量，这是由于它（　　） A．失去了1.9 × 108个质子 B．失去了1.9 × 108个电子 C．得到了1.9 × 108个电子 D．得到了1.9 × 108个质子 【答案】B 【详解】物体带电的实质为电子的得失，电中性的蜜蜂带上正电说明失去电子，根据，可知原来电中性的蜜蜂失去了1.9 × 108个电子。 故选B。 【归纳总结】对元电荷概念的理解要把握两个要点：一是元电荷是最小的电荷量单位，不是带电粒子，质子、电子本身不是元电荷，只是它们的电荷量大小等于元电荷；二是所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍，计算带电体得失电子个数时，可以利用总电荷量除以元电荷的数值得到电子个数，注意物体带电的本质是电子的转移，质子一般不会在宏观起电过程中发生转移。 【即练1】（24-25高二上·江苏南通·学业考试模拟）带电体的电荷量可能是（　　） A．1.60×10-20C B．2.62×10-19C C．3.20×10-19C D．4.60×10-18C 【答案】C 【详解】元电荷为，带电体的电荷量必须是元电荷的整数倍，根据 ，，， 故选C。 【即练2】小华同学不小心购买了盗版的物理参考书，他发现有一个带电质点的电量数字看不清，他只能看清是6.　×10-18 C，拿去问老师，如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列哪一个（　　） A．6.2×10-18 C B．6.4×10-18 C C．6.6×10-18 C D．6.8×10-18 C 【答案】B 【详解】元电荷e是最小电荷量，任何带电体所带电荷都是元电荷e的整数倍。因此该带电质点的电荷量为的整数倍，将四个选项中的电量除以元电荷电量得数为整数的便是可能正确的数字。 故选B。 角度2：电荷守恒定律 【典例3】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。 【归纳总结】两个完全相同的金属球接触后，先将两球所带电荷量进行代数求和，再将总电荷量平均分配给两个球，最终两球所带电荷量相等；计算时要注意电荷量的正负号，运算结果的符号代表带电性质。若两球原来带同种电荷，总电荷量直接相加后平分；若原来带异种电荷，则先进行电荷中和，剩余电荷量再平分。 【即练1】半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量，相隔一定的距离，现让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B接触后再移开（三个小球由同种金属制成）。 (1)若A、B带同种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比； (2)若A、B带异种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比。 【答案】(1)2:3 (2)2:1 【详解】（1）若A、B带同种电荷，设带电荷量为q，第三个小球先与A接触，电荷量平均分配，各带电荷量；第三个小球再与B接触，两球电荷量之和平均分配，各带电荷量。因此A、B带电荷量之比 （2）若A、B两球带异种电荷，设A带电荷量为q，则B为-q，则第三个小球先和A接触，电荷量平均分配，各带电荷量；第三个小球再和B接触，先中和再平均分配，各带电荷量。所以A、B所带电荷量之比 【即练2】（24-25高二上·青海西宁·期末）三个相同的金属小球甲、乙、丙均不带电，现进行两次操作∶①用小球甲与小球乙发生摩擦②将小球甲与小球丙充分接触后分开，最终小球乙所带的电荷量为-1.28×10-5C下列说法正确的是（　　） A．最终小球丙带负电 B．最终小球甲所带的电荷量为1.28×10-5C的正电荷 C．操作①，有1.28×10-5C的正电荷由小球乙转移到小球甲 D．操作②，有6.4×10-6C的负电荷由小球丙转移到小球甲 【答案】D 【详解】AB.由电荷守恒定律可知，小球甲与小球乙发生摩擦后，甲乙带电荷量相等，由于乙球带负电，所以甲球带正电为1.28×10-5C；将小球甲与小球丙充分接触后分开，甲丙电荷量平分，故小球甲和小球丙所带的电荷量分别为6.4×10-6 C的正电荷，故A、B错误； C.小球乙所带的电荷量为-1.28×10-5 C，操作①有1.28×10-5 C的负电荷由小球甲转移到小球乙，故C错误； D.操作②中，由于丙带了6.4×10-6 C的正电荷，所以有6.4×10-6 C的负电荷由小球丙转移到小球甲，故D正确。 故选D。 一、单选题 1．用带电体接触不带电的验电器，金属箔片张开，说明（    ） A．带电体一定带正电​ B．验电器发生了电荷转移​ C．验电器一定带负电​ D．验电器产生了新电荷 【答案】B 【详解】A．金属箔片张开仅表明验电器带电，但带电体可带正电或负电（若带负电，接触后验电器也带负电，箔片同样张开），故A错误； B．根据电荷守恒定律，电荷不能创生或消失，只能转移。带电体接触验电器时，电荷通过接触发生转移，使验电器带电，导致金属箔片因同种电荷相斥而张开，故B正确； C．验电器带电性质取决于带电体（可正可负），箔片张开不指定电荷正负，故C错误； D．电荷转移过程中无新电荷产生，只是电荷从带电体转移到验电器，符合电荷守恒定律，故D错误。 故选B。 2．下列关于电荷的说法，正确的是（    ） A．摩擦起电创造了电荷 B．带负电的物体一定缺少电子 C．元电荷是电子所带的电荷量 D．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 【答案】C 【详解】A．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体的过程，电荷总量不变，并未创造电荷，故A错误； B．带负电的物体因获得多余电子而显负电性，故B错误； C．元电荷是电子所带的电荷量，故C正确； D．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故D错误。 故选C。 3．（24-25高二上·广东东莞·期中）“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓，秋天取茎，放置干燥处晾干，将其茎髓制成小球，这种小球密度很小，且绝缘，过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见，一般中药店里有售。在图中，两个通草球甲和乙悬挂在支架上，彼此吸引。关于该现象判断正确的是（　　） A．甲小球一定带了电 B．乙小球一定带了电 C．两个小球中有一个可能不带电 D．甲、乙小球一定带有异种电荷 【答案】C 【详解】由图可知，两通草球相互吸引，则两小球可能带异种电荷，也可能只有一个小球带电，另一个小球不带电。 故选C。 4．（2023高二·全国·专题练习）如图所示，挂在绝缘细线下的轻质带电小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以（　　）    A．甲图中两球一定带异种电荷 B．乙图中两球一定带同种电荷 C．甲图中两球一定都带电 D．乙图中两球至少有一个带电 【答案】B 【详解】AC．甲两小球相互吸引，可能是两小球带异种电荷，也可能是一个小球带电，一个不带电，故A、C错误； BD．根据同种电荷相互排斥可知，乙两小球都带电，且带同种电荷，故B正确，D错误。 故选B。 5．（24-25高一下·江苏南京·期末）将电荷量为Q带正电的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带的电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成A、B两部分，这两部分所带的电荷量分别为和。关于这四部分电荷的正负及电荷量（绝对值）说法正确的是（　　） A．，为正电荷 B．，为负电荷 C．，为正电荷 D．，且一定等于Q 【答案】A 【详解】根据静电感应原理，导体的近端感应异种电荷，导体的远端感应等量的同种电荷，由于导体整体不带电，无论如何分割，A、B两部分电荷量绝对值相等，电性相反。由于电荷量的分布与导体的形状有关，因此感应导体的电荷量不一定等于带电体的电荷量。 故选A。 6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由静电感应特点可知，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷。 故选B。 7．（24-25高二上·安徽铜陵·阶段检测）在物理学的发展历程中，对于电荷的研究至关重要。从早期对静电现象的观察，到后来对电荷本质的深入探索，科学家们付出了巨大的努力。下列关于电荷的说法正确的是（　　） A．元电荷就是质子 B．电荷量是不能连续变化的 C．库仑首先区分了正电荷和负电荷 D．某带电体的电荷量可能为 【答案】B 【详解】A．元电荷是最小的带电单位，不同于实物粒子，A错误； BD．由于所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍，所以电荷量是不能连续变化的物理量，B正确、D错误； C．富兰克林首先区分了正电荷和负电荷，C错误。 故选B。 8．（25-26高三上·北京丰台·开学考试）如图所示，将带负电的金属球甲靠近原先不带电的接地金属球乙，两球都放在绝缘支架上，下列说法正确的是（　　） A．先断开开关，再撤去甲球，则乙球带正电 B．先断开开关，再撤去甲球，则乙球带负电 C．先撤去甲球，再断开开关，则乙球带正电 D．先撤去甲球，再断开开关，则乙球带负电 【答案】A 【详解】AB．将带负电的金属球甲靠近原先不带电的接地金属球乙，根据静电感应原理可知乙的左端带正电；先断开开关，再撤去甲球，则乙球带正电，故A正确，B错误； CD．将带负电的金属球甲靠近原先不带电的接地金属球乙，根据静电感应原理可知乙的左端带正电；先撤去甲球，则地面的负电荷与乙的正电荷中和，再断开开关，则乙球不带电，故CD错误。 故选A。 9．（24-25高一下·江西·期末）捕蝇草的叶片在受到触碰时，细胞膜外的钙离子 内流，导致电位发生变化，叶片会迅速闭合。若某次触碰时，流入细胞的钙离子数目为 个，则这些钙离子 携带的总电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】每个钙离子（Ca²⁺）带2个元电荷，即电荷量为 总电荷量，其中个 代入得 故选B。 二、多选题 10．如图所示，用绝缘柱支持的不带电枕形导体A和B彼此接触。现把带正电的带电体C靠近导体A ，下列说法正确的是（　　） A．导体A的电荷量大于导体B的电荷量 B．若将导体B接地，导体B下部的金属箔闭合 C．移走 C，然后手持绝缘柱把导体A和B分开，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 D．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移走C ，则导体A和B下部的金属箔依旧张开 【答案】BD 【详解】A．静电感应使A端带负电，B端带正电，导体A和B是一个整体，电荷总量守恒，A的电荷量等于B的电荷量，故A错误； B．若将B端接地，B所带的正电荷会被来自大地的电子中和，B端金属箔无净电荷而闭合，故B正确； C．移走C后，A、B上的感应电荷会中和，分开后A、B不再带电，金属箔闭合，故C错误； D．先分开A、B，再移走C，A带负电，B带正电，金属箔因带电依旧张开，故D正确。 故选BD。 11．M和N是两个原来都不带电的物体，它们相互摩擦后M带正电荷，电荷量为1.6×10-10C，且它们与外界无电荷转移。则下列判断中正确的有（　　） A．摩擦前M和N内部不存在电荷 B．M在摩擦过程中向N转移了109个电子 C．N在摩擦后一定带1.6×10-10C的负电荷 D．N在摩擦过程中向M转移了109个质子 【答案】BC 【详解】A．物体不带电是因为内部正电荷量与负电荷量相等，故A错误； B．一个电子电量为，109个电子带电量是1.6×10-10C，故B正确； C．根据电荷守恒定律，N带电荷量与M相等，电性相反，故C正确； D．带电的本质是电子的转移，故D错误。 故选BC。 12．（25-26高二上·北京西城·期中）如图所示，带正电的小球靠近不带电的绝缘支架上的金属导体的A端，由于静电感应，A端出现负电荷，B端出现正电荷，则（　　） A．用手触摸一下B端，移开带电小球，导体带负电 B．用手触摸一下A端，移开带电小球，导体带负电 C．用手触摸一下A端，移开带电小球，导体带正电 D．用手触摸一下导体的中部，移开带电小球，导体不带电 【答案】AB 【详解】如图枕型导体在带正电的小球附近时，枕型导体上的自由电子会向金属棒的端运动，金属棒的端因有了多余的电子而带负电，端因缺少电子而带正电。而用手接触一下导体的任何部位，大地与导体组成新的导体，大地的电子经过导体与右端的正电荷中和，因此导体将带负电。 故选AB。 三、解答题 13．在潮湿的天气里，一个人穿着橡胶底的鞋在木质地板上走动，身上因失去电子而带了的正电荷。已知电子质量，电子的电荷量。求： (1)多少个电子的电荷量等于？ (2)此人身上失去了多少个电子？ (3)他的质量减少了多少？ (4)若这些电子全部集中在一个半径为的球体上，求这个球体的电荷体密度（电荷体密度，球体体积）。 【答案】(1)个 (2)个 (3) (4) 【详解】（1）由题意可知个 （2）此人身上失去电子的个数个 （3）他的质量减少了 （4）球体的电荷体密度 14．有A、B、C三个用绝缘柱支撑的相同导体球，A带正电，电荷量为q，B和C不带电。讨论用什么办法能使： (1)B、C都带等量的正电； (2)B、C都带负电； (3)B、C带等量的异种电荷； (4)B带q负电。 (5)B 带正电，C带正电； (6)B 带正电，C带负电，且B所带正电荷量为； (7)A、B、C 所带电荷量均为。 【答案】(1)使B、C接触后，A与其中一个接触。 (2)无法实现。 (3)B、C接触，A靠近B后分开B、C。 (4)无法实现。 (5)见解析。 (6)无法实现。 (7)A、B、C同时接触后分开。 【详解】（1）使B、C接触后，A与其中一个接触，可使B、C都带的正电； （2）无法实现B、C都带负电； （3）B、C接触，A靠近B后分开B、C，可使B、C带等量的异种电荷； （4）无法实现使B带q负电； （5）先使带电荷量为 �� 的A球与不带电的C球接触，则A、C两球的带电荷量均变为。再使带电荷量为 的A球与不带电的B球接触，则A、B两球的带电荷量均变为，故可以实现； （6）无法实现B带正电，C带负电，且B所带正电荷量为； （7）A、B、C同时接触后分开，可使A、B、C 所带电荷量均为。 15．两个相同的金属小球A、B，带电荷量分别为－8×10－7 C和1.6×10－7 C，两球接触后分开，A、B的带电荷量分别为多少？电子从A转移到B还是从B转移到A？转移的电子数目为多少？(e＝1.6×10－19 C) 【答案】－3.2×10－7 C，－3.2×10－7 C，电子从A转移到B，3×1012（个） 【详解】A、B带异种电荷，接触后电荷先中和再均分，故A、B的带电荷量相同，均为 电子从A转移到B，转移的数量为（个） 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $