9.1 电荷 学案 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理导学案围绕“电荷”展开，核心知识点包括两种电荷、电荷量、三种起电方式、电荷守恒定律及元电荷。通过摩擦起电等生活现象导入，引导学生从电荷性质出发，对比分析摩擦、感应、接触起电的实质，建立起电与电荷守恒的联系，形成从现象到本质的知识学习支架。 资料亮点在于重难点通过表格对比和典例分析强化理解，三种起电方式比较表格帮助构建物理观念，典例注重科学推理（如感应起电中电荷分布分析），当堂达标题结合生活实例（如塑料丝摩擦后散开），培养学生用物理观念解释现象的能力，提升科学探究效率。

第1节 电　荷 学案 学习目标要求： 1.知道自然界中存在两种电荷，知道电荷量的概念及单位。 2.知道三种起电方式，理解感应起电现象。 3.知道电荷守恒定律的内容以及元电荷的概念。 知识梳理： 一、电荷 1.电荷的分类 自然界中只有两种电荷：正电荷、负电荷。 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＝1.60×10－19__C，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。 重、难点理解： 一　电荷　三种起电方式 三种起电方式的比较 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 典例1：下列关于起电现象的描述，正确的是(　　) A.摩擦起电的本质是创造了新的电荷 B.一带正电物体靠近不带电的导体时，不带电的导体将带负电荷 C.无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷 D.两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，则每球带电荷量是＋0.3 C 　　答案　C解析　摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移。若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电荷。若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带负电荷。使物体带电并不是创造出电荷，故A错误； 带正电的物体靠近不带电的金属导体，由于电子被吸引，导体上靠近物体的部分带负电，导体远离物体的部分带正电，整体不带电，故B错误； 无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷，故C正确； 两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，电荷先中和再均分，每球带电荷量是＋0.1 C，故D错误。 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。 典例２：如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电，贴在两端下部的两金属箔均是闭合的。当把带正电荷的物体P移近导体M时，下列说法正确的是(　　) A.M下部的金属箔张开，N下部的金属箔闭合 B.M下部的金属箔闭合，N下部的金属箔张开 C.M左端感应出正电荷，N右端感应出负电荷 D.若先用绝缘工具把M、N分开，再移去P，则M带负电荷，N带正电荷 　　答案　D解析　一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时，由于电荷间的相互作用，导体内部的电荷重新分布，异种电荷被吸引到导体靠近带电体的一端，而同种电荷被排斥到导体远离带电体的另一端，所以导体M的左端感应出负电荷，导体N的右端感应出正电荷，导体两端的金属箔都张开，A、B、C错误；若先用绝缘工具分开M、N，再移走物体P，则M带负电，N带正电，D正确。 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。 典例３：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张开，如图乙所示。关于甲、乙两验电器金属箔带电情况。下列说法正确的是(　　) A.甲带正电、乙带负电 B.甲带负电、乙带正电 C.都带正电 D.都带负电 答案　C解析　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都带上了正电荷，因此C正确，A、B、D错误。 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 典例４：(多选)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，你认为正确的是(　　) A.小球上原有的负电荷逐渐消失了 B.在此现象中，电荷不守恒 C.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 D.该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律 　　答案　CD解析　带负电的验电器在潮湿的空气中，经过一段时间后，小球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了，但电荷在转移的过程中仍然守恒，故C、D正确。 当堂达标： 1.如图所示，将一束塑料丝一端打结，并用手迅速向下捋塑料丝多次，观察到这束塑料丝下端散开了，产生这种现象的主要原因是(　　) A.塑料丝之间相互感应起电 B.塑料丝所受重力小，自然松散 C.塑料丝受到空气浮力作用而散开 D.由于摩擦起电，塑料丝带同种电荷而相互排斥 2.(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，手指离开，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，手指离开，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，手指离开，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，手指离开，移去带电体C，导体带正电 3.吉尔伯特制作了第一只验电器，后来，英国人格雷改进了验电器，其结构如图所示。验电器原来带正电，如果用一根带大量负电的金属棒接触验电器的金属球，金属箔的张角将(　　) A.先变小后变大 B.变大 C.变小 D.先变大后变小 4.如图所示，导体A带正电，当带负电的导体B靠近A时，A带的(　　) A.正电荷增加 B.负电荷增加 C.正、负电荷均增加 D.电荷量不变 参考答案： 1.答案　D解析　由于不同物质对电子的束缚本领不同，当手与塑料丝摩擦时，使塑料丝带上了同种电荷，而同种电荷相互排斥，因此会观察到塑料丝散开，D正确，A、B、C错误。 2.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，手指离开，移去带电体C，导体带正电，故选项A、D正确。 3.答案　A解析　带大量负电的金属棒接触验电器的金属球时，验电器上所带的正电荷先被负电荷中和，验电器带电量减少，金属箔张角变小；中和完后，多余的负电荷又会转移到验电器上，使金属箔的张角再次变大。 4.答案　D解析　当带负电的导体B靠近导体A时，两导体之间无接触，由电荷守恒定律可知，A带的电荷量不变，只是电荷重新在导体表面上发生了分布(电荷重新分布是由电荷之间相互作用力产生的)。 学科网（北京）股份有限公司 $