1.1 静电的产生及其微观解释（讲义）物理鲁科版必修第三册

本讲义聚焦高中物理“电荷 电荷守恒定律”核心内容，系统梳理静电现象与两种电荷及相互作用规律，三种起电方式（摩擦、接触、感应）的本质与规律，电荷守恒定律的内容及适用范围，元电荷概念与电荷量量子化特性，构建从现象到本质、从具体到规律的递进式学习支架。 该资料以生活实例（如“琥珀拾芥”“静电章鱼”）和分层练习（随学随练、活学活用等）为特色，通过实例分析培养物理观念，借助起电方式辨析提升科学思维。课中辅助教师突破感应起电微观解释等难点，课后帮助学生通过综合练习查漏补缺，强化知识应用能力。

第一章 静电力与电场强度 1.1静电的产生及其微观解析 课标要点 1.知道摩擦起电、感应起电和接触起电是静电产生的三种主要方式。 2.理解电荷守恒定律，并能用它解释简单的静电现象。 3.掌握原子结构模型，能从微观角度解释物体带电的本质。 4.了解静电的应用与防护，认识其在生产生活中的重要性。 学习重难点 重点：静电产生的三种方式、电荷守恒定律、物体带电的微观解释。 难点：感应起电的微观过程分析、利用电荷守恒定律和微观模型解决综合问题。 知识点静电的产生方式与电荷守恒定律 1.静电的产生方式 (1)摩擦起电：两种不同物质组成的物体相互摩擦时，束缚电子能力弱的物体失去电子而带正电，束缚电子能力强的物体得到电子而带负电。 (2)接触起电：一个不带电的导体与一个带电体接触后分开，不带电的导体也会带上与带电体同种性质的电荷。 (3)感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互作用，导体内部的自由电荷会重新分布，使导体靠近带电体的一端带上异种电荷，远离的一端带上同种电荷。 2.电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不能被创造，也不能被消灭，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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 (2)适用范围：电荷守恒定律是自然界的基本规律之一，适用于任何物理过程。 3.元电荷 (1)定义：科学实验发现的最小电荷量，即一个电子或一个质子所带的电荷量。 (2)符号与数值：用符号e表示，其数值为e≈1.60×10⁻¹⁹C。 (3)电荷量的量子化：所有带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍。 随学随练 1．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（　　） A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C．摩擦起电和感应起电的物体必定是都产生了电荷 D．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 【答案】D 【详解】根据电荷守恒定律，电荷不能创生，也不能消失；摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体，感应起电是电子从物体的一个部分转移到另一个部分，都没有产生电荷。 故选D。 2．两个完全相同的金属小球所带电荷量分别为和，将两小球接触之后再分开，则它们所带的电荷量分别为　　 A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】两个完全相同的金属小球所带电荷量分别为和，将两小球接触之后再分开，两球所带的电量先中和再平分，故 所以两球所带电荷量分别为和； 故选A。 3．对元电荷的理解，下列说法正确的是（    ） A．目前认为：元电荷是自然界中电荷的最小单元，其值是1.60×10-19C B．元电荷就是质子 C．元电荷就是电子 D．物体所带的电荷量可以是元电荷的整数倍，也可以不是元电荷的整数倍． 【答案】A 【详解】目前认为：元电荷是自然界中电荷的最小单元，其值是1.60×10-19C，故A正确；元电荷是最小电荷量，不是一种带电微粒，故BC错误；物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，故D错误；故选A． 【点睛】元电荷又称“基本电量”，在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号e表示，任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍． 知识点静电现象的微观解释 1.物质的电结构 (1)原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成。 (2)原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。 (3)在正常情况下，原子核所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数相等，整个原子呈电中性。 2.导体与绝缘体 (1)导体：内部有大量可以自由移动的电荷（如金属中的自由电子、电解质溶液中的正负离子）的物质。 (2)绝缘体：内部几乎没有可以自由移动的电荷的物质。 3.静电感应的微观过程 当一个带正电的物体C靠近一个不带电的金属导体AB时： (1)导体AB中的自由电子受到C上正电荷的吸引，向靠近C的一端（A端）移动。 (2)A端因有多余的电子而带负电，B端因缺少电子而带正电。 (3)这个过程就是静电感应，其本质是导体内部的自由电荷在外部电场作用下发生了定向移动。 随学随练 4．如图所示，用起电机使金属球带上正电，靠近验电器，则（　　） A．验电器金箔不张开，因为球没有和验电器接触 B．验电器金箔不张开，因为验电器被屏蔽了 C．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电 D．验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电而相互排斥 【答案】D 【详解】用起电机使金属球带上正电，靠近验电器，验电器的金属小球由于感应会带上负电荷，金属箔会带上正电荷，验电器金箔张开，而整个验电器不带电，故ABC错误D正确。 故选D。 5．如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动和分布情况是（　　） A．枕形导体中的正电荷向B端移动，电子向A端移动，两端带等量电荷 B．枕形导体中电子向A端移动，正电荷不移动，两端带等量电荷 C．枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动，A端电荷量大 D．枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动，B端电荷量大 【答案】B 【详解】金属导体中可自由移动的是电子，正电荷不能移动，根据同种电荷互相排斥异种电荷互相吸引，可知电子向A端移动，两端带等量异种电荷。 故选B。 6．（多选）下列关于几种起电方式的说法错误的是（　　） A．感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体 B．摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电 C．摩擦起电和感应起电都是因为电子的转移，只不过前者是电子从一个物体转移到另个物体上，而后者则是电子从物体的一部分转移到另一部分 D．一个带电体接触一个不带电的导体，两个物体可能带上异种电荷 【答案】AD 【详解】A．感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，故A错误； B．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到一个物体，物体原来呈现电中性，所以失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确； C．摩擦起电和感应起电都是因为电子的转移，只不过前者是电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则是电子从物体的一部分转移到另一部分，故C正确； D．一个带电体接触一个不带电的导体，属于接触起电，接触起电的两个物体只能带上同种电荷，故D错误。 本题选择错误的，故选AD。 知识点静电的应用与防护 1.静电的应用 (1)静电除尘：利用强电场使气体电离，粉尘吸附离子后在电场力作用下向电极运动并被收集。 (2)静电喷涂：使涂料微粒带电，在电场力作用下被吸附到接地的工件表面，涂层均匀且利用率高。 (3)静电复印：利用光导材料的光电特性和静电引力作用实现图文的复制。 2.静电的防护 (1)危害：静电放电可能引起火灾、爆炸，损坏精密电子元件，或对人体造成电击。 (2)防护措施： *接地：将可能产生静电的设备或人体通过导线与大地相连，及时导走静电。 *增加湿度：提高空气湿度可以增强空气的导电性，加速静电的泄漏。 *使用抗静电材料：在易产生静电的材料中加入导电物质，降低其电阻率。 随学随练 7．下列哪个措施是为了防止静电产生的危害（      ） A．在高大的烟囱中安装静电除尘器 B．静电复印 C．在高大的建筑物顶端装上避雷针 D．静电喷漆 【答案】C 【详解】本题考查静电现象的应用于防止．ABD均为静电现象的应用，C为防止静电产生的危害，选C． 8．油罐车后面都有一条铁链拖地，它的作用是（　　） A．作为油罐车的标志 B．通过它向外界散热 C．发出声响，提醒其他车辆和行人注意 D．汽油因振动而摩擦起电，通过与地相连的铁链可以将铁罐所带的电荷导入地下，避免发生危害 【答案】D 【详解】当汽车开动的时候，汽油与油槽不断摩擦，会使汽油和油槽带上等量异种电荷，由于汽车的轮胎是橡胶绝缘体，电荷不会传到地面，而是越积越多，当达到一定的程度时，会使空气电离，发生放电现象，产生电火花，使汽油燃烧甚至爆炸。只有在车尾上装一根铁链，使油槽里的电荷通过铁链传到地面，才能避免发生危害，所以，在汽车上装有铁链拖在地上，是运输易燃物品的必要安全措施。 故选D。 疑难点感应起电与电荷守恒的综合分析 分析静电感应问题时，需遵循以下步骤： 1.明确带电体：确定引起感应的带电体及其电性。 2.分析电荷移动：根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的原则，判断导体内部自由电荷（通常是电子）的移动方向。 3.判断感应电荷：靠近带电体的一端感应出异种电荷，远离的一端感应出同种电荷。 4.应用电荷守恒：对于孤立的导体，感应前后其总电荷量保持不变（通常为零）。 活学活用 9．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　） A．A带正电，B带负电 B．A的带电荷量大于B的带电荷量 C．用手摸一下导体B，然后移去C，A、B下部的金属箔都闭合 D．若先分开A和B，再移去C，A、B下部的金属箔仍张开 【答案】D 【详解】A．由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电，故A错误； B．A端和B端分别带等量异种电荷，故B错误； C．用手摸一下导体B，则电子从大地流向B，中和一部分正电荷，移去C后，导体A和B带负电，A、B下部的金属箔都张开，故C错误； D．由于静电感应，移去C前，A端带负电，B端带正电；先把A和B分开，则A端仍然带负电，B端带正电，然后移去C，A、B下部的金属箔仍然都张开，故D正确。 故选D。 10．长为的导体棒原来不带电，现将一个带电量的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处，点到棒的中点距离为，如图所示。当棒达到静电平衡后（　　） A．导体端带正电 B．导体端的电势等于端的电势 C．感应电荷在点产生的电场强度大小为零 D．感应电荷在点产生的电场强度大小为，方向水平向左 【答案】B 【详解】A．根据静电感应规律，即近异远同，可知导体B端带负电，故A错误； B．根据静电感应规律，当导体棒达到静电平衡后，导体棒是等势体，故导体棒上的A端电势等于B端电势，故B正确； CD．根据静电平衡规律，可知处于静电平衡的导体内部场强处处为零，故M点处的场强为零，即导体棒上感应电荷在M点处产生的电场强度大小与-q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，则有 方向水平向右，故CD错误。 故选B。 基础通关 1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（     ） A．元电荷就是电子 B．元电荷的电荷量大小是1C C．物体所带的电荷量大小只能是元电荷的整数倍 D．只有电子所带的电荷量大小等于元电荷 【答案】C 【详解】A．元电荷是最小的电荷量单位，不是电子这种实物粒子，电子所带电荷量的大小等于元电荷，故A错误； B．元电荷的电荷量大小为，不是，故B错误； C．根据元电荷的基本性质，任何物体所带的电荷量都只能是元电荷的整数倍，故C正确； D．质子所带电荷量的大小也等于元电荷，并非只有电子的电荷量等于元电荷，故D错误。 故选C。 2．有两个完全相同的金属小球A和B，A的电荷量，B的电荷量，两小球接触后再分开，则小球B的电荷量为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】完全相同的金属小球接触时，电荷先中和，剩余净电荷平均分配，两球总净电荷量 分开后每个小球的电荷量为总电荷量的一半 故选C。 3．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】单个钙离子带2个元电荷，单个钙离子电荷量为 流入细胞的钙离子数目为个，故总电荷量为 故选B。 4．比荷是一个重要的物理量，仅与带电粒子的质量和电荷量有关。一个硫酸根离子（）的质量为，元电荷，则硫酸根离子的比荷约为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】硫酸根粒子带2个单位的负电荷，所以其电荷量 比荷是带电粒子的电荷量与质量的比值，即 故选C。 5．在科学发展过程中，许多科学家作出了巨大贡献，以下说法正确的是（　　） A．元电荷的数值最早是由物理学家库仑测得的 B．卡文迪什通过实验测量出了万有引力常量 C．爱因斯坦发现了万有引力定律 D．第谷根据开普勒的天文观测数据发现了行星运动的三个定律 【答案】B 【详解】A．元电荷的数值最早由密立根通过油滴实验测得，故A错误； B．卡文迪什利用扭秤实验首次精确测定了万有引力常量，故B正确； C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误； D．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，总结出行星运动三个定律，故D错误。 故选B。 6．如图所示，带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。先移走C，再分开A、B。关于A、B的带电情况，下列说法正确的是（     ） A．A、B都不带电 B．A带正电荷，B带负电荷 C．A带负电荷，B带正电荷 D．有可能都带电，也有可能都不带电 【答案】A 【详解】带电体C放置在金属导体左侧时，在A、B端会感应出等量异种电荷，当带电体C移走以后，A、B上的感应电荷中和，都不带电。 故选A。 7．晋张华《博物志》云：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声。”和王充在《论衡》中写下的“顿牟掇芥”，这里记载了几个起电现象。关于这几个起电现象说法正确的是（     ） A．都属于感应起电 B．都属于摩擦起电 C．都属于接触起电 D．属于摩擦起电和接触起电 【答案】B 【详解】两种记载的起电现象均通过物体间的相互摩擦使电子发生转移，从而使物体带上静电：梳头时梳子与头发摩擦、脱衣时衣物间摩擦产生静电并放电发光发声；“顿牟掇芥”中顿牟（琥珀类物质）经摩擦后带电，可吸引轻小物体。二者的起电本质均为摩擦起电，故ACD错误，B正确。 故选B。 8．如图所示，用带正电的玻璃棒靠近或接触验电器的金属球时，验电器的金属箔片会张开，则（　　） A．甲图中，金属球、金属箔片均带正电 B．甲图中，金属球带负电、金属箔片带正电 C．乙图中，金属球、金属箔片均带负电 D．乙图中，金属球带正电、金属箔片带负电 【答案】B 【详解】AB．甲图中，玻璃棒靠近验电器时，验电器产生静电感应现象，则靠近玻璃棒的金属球带负电、远离玻璃棒的金属箔片带正电，故A错误，B正确； CD．乙图中，玻璃棒接触验电器时，验电器上的电子向玻璃棒转移，则金属球、金属箔片均带正电，故CD错误。 故选B。 9．如图所示，用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电。此过程中（　　） A．创造了电荷 B．电荷消失了 C．电子从玻璃棒转移到丝绸 D．电子从丝绸转移到玻璃棒 【答案】C 【详解】AB．根据电荷守恒定律可知，摩擦起电过程只是电子发生的转移，并没有创造电荷，电荷也没有消失，故AB错误； CD．用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，电子从玻璃棒转移到丝绸，故C正确，D错误。 故选C。 10．下列说法正确的是（     ） A．密立根提出了相对论时空观 B．法拉第命名了正电荷和负电荷 C．卡文迪什发现了万有引力定律 D．开普勒总结得到了行星运动的三大定律 【答案】D 【详解】A．相对论时空观由爱因斯坦提出，密立根的贡献是通过油滴实验测定了元电荷的数值，故A错误； B．正电荷和负电荷由富兰克林命名，法拉第的主要贡献是发现电磁感应现象、提出“场”的概念，故B错误； C．万有引力定律由牛顿发现，卡文迪什的贡献是通过扭秤实验测定了引力常量，故C错误； D．开普勒基于第谷的行星观测数据，总结得到了行星运动的三大定律，故D正确。 故选D。 素养提升 11．用手靠近正在工作的老式电视机屏幕时，会感到汗毛竖立，下列选项中哪个现象与上述现象的原理相同（     ） A．古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘 B．蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电，因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉 C．在干燥天气下，一个小孩从滑梯上往下滑，在下滑过程中，发现小孩的头发向四周“炸开” D．带电的气球靠近不带电的细小水流时，水流会发生弯曲 【答案】D 【详解】题干原理：老式电视机工作时屏幕带高压静电（带电体），不带电的人手（导体）靠近时发生静电感应，汗毛受电场力作用竖立，本质是带电体对不带电导体的静电感应作用。 A．琥珀经摩擦起电后带电，灰尘是不带电的绝缘体，带电琥珀吸引灰尘是使绝缘体发生极化的吸附作用，与题干导体静电感应原理不同，故A错误； B．蜜蜂摩擦带静电，花粉本身带正电，二者是异种带电体的相互吸引，不属于带电体与不带电物体的感应作用，故B错误； C．小孩滑滑梯时与滑梯摩擦起电，自身带上同种电荷，头发因带同种电荷相互排斥而炸开，属于摩擦起电后的同种电荷排斥，与题干感应带电原理不同，故C错误； D．带电气球靠近不带电的水流（导体）时，水流发生静电感应，靠近气球一侧感应出异种电荷被吸引，导致水流弯曲，与题干原理相同，故D正确。 故选D。 12．下列关于四幅图的说法正确的是（     ） A．图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B．图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火器应用了尖端放电原理 C．在图丙所示的静电场中，同一试探电荷所受电场力在A点一定大于B点 D．图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 【答案】B 【详解】A．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电是由于电子的转移，摩擦过程中并没有创造电荷，遵循电荷守恒定律，故A错误； B．燃气灶中安装的电子点火器的放电电极做成针尖状，应用了尖端放电原理，故B正确； C．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，由图丙可知点处的电场线比点处密，则点的电场强度大于点的电场强度，同一试探电荷在点受到的电场力一定小于在点受到的电场力，故C错误； D．把带正电的带电体靠近导体，根据静电感应原理可知，导体中的自由电子受静电力吸引向靠近带电体的一端移动，使得导体端带负电，导体端带正电，下部的两对金属箔都会张开，故D错误。 故选B。 13．下列关于物理量的说法正确的是（　　） A．万有引力常量的国际单位是 B．电荷量很小的电荷就是元电荷 C．功的国际单位与国际基本单位的换算关系是 D．物体所带电荷量可以是任意的 【答案】C 【详解】A．根据万有引力定律 推导得 在国际单位制中的单位为，故A错误； B．元电荷是最小的电荷量，大小为，是电荷量的最小单位，并非电荷量很小的电荷，故B错误； C．功的计算公式为，结合牛顿第二定律 可得，故C正确； D．物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍，不能为任意值，故D错误。 故选C。 14．用绝缘细线悬挂一轻质小球A（表面镀铝膜），旁边放一金属球B。初始时两者均不带电。现使B带电，关于A、B之间的相互作用，下列说法正确的是（     ） A．若B带正电，则A先被吸引后可能被排斥；若B带负电，则A始终被吸引 B．无论B带何种电荷，A都会先被吸引，接触后又被排斥开 C．只有当B带正电时，才会出现先吸引后排斥的现象 D．只有当B带负电时，才会出现先吸引后排斥的现象 【答案】B 【详解】初始A不带电，B带电后，作为导体的A会发生静电感应；A近端感应出与B异种的电荷，远端感应出同种电荷，由于异种电荷距离更近，整体吸引力大于排斥力，因此A一定会先被B吸引，该规律与B带正电或负电无关； 接触B后，电荷会发生转移，A会带上和B同种的电荷，同种电荷相互排斥，因此A接触后会被排斥开，这个规律也和B的带电种类无关。 因此无论B带何种电荷，A都会先被吸引，接触后又被排斥开。 故选B。 15．用锡纸揉成的小球（直径小于吸管直径）置于塑料吸管中，塑料吸管两端用锡纸揉搓成的锡纸柱、堵住，即可做成结构如图甲所示的静电消除器。手握着，将与带有静电的衣物接触，原本不带电、处于吸管中间的小球会在塑料吸管中做往复运动，直至衣物带电量可忽略不计，如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．小球每次与接触后，小球的电荷量都会均分一半给 B．在整个运动过程中，电荷只是从小球、A、B组成的系统转移到人体 C．小球在细管内往复运动过程中，小球和、组成的系统电荷总量守恒 D．小球最初被吸引，是因为通过静电感应使小球靠近的一侧带上与同种电荷 【答案】B 【详解】A．只有两个完全相同的导体接触后，电荷才会平均分配，锡纸小球和锡纸柱B大小不同，电荷量不会均分一半，，故A错误； B．该过程中电荷只是从小球、A、B组成的系统转移到人体，并且总电荷（对包含人体、衣物的整个系统而言）是守恒的，故B正确； C．对于小球和、组成的系统，内部的总电荷会持续向外流失，因此系统电荷总量逐渐减少，故C错误； D．静电感应中，带电体A会让导体小球靠近A的一侧感应出与A异种的电荷，因此小球才会被A吸引，故D错误。 故选 B。 迁移创新 16．如图，将不带电的长方体导体靠近带正电荷的导体球。虚线1通过长方体的中心，虚线2到长方体左侧和中心的距离相等。若沿虚线将导体分成左右两部分，两部分所带电荷量大小、的比值关系正确的是（    ） A．若沿虚线1分开，比值为 B．若沿虚线1分开，比值为 C．若沿虚线2分开，比值为 D．若沿虚线2分开，比值为 【答案】C 【详解】根据静电感应可知导体近端感应出负电荷，远端感应出正电荷。导体原来不带电，根据电荷守恒定律可知近端和远端的电荷数相同，故不论沿哪条虚线分开，左右两部分所带电荷量大小均相等。 故选C。 17．（多选）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。 18．有三个完全相同的金属球，球A带的电荷量为q，球B和球C均不带电。现把球A、B、C以各种接触顺序经若干次接触后分开，最后球B的电荷量不可能的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】完全相同的金属球，接触后电荷平分，所以若先将A与B接触后分开，则A、B均带电量，再将B与C接触，则B与C均带电量为，再将A与B接触则，A与B均带电量为，再将B与C接触，则B与C带电量均为，再将A与B接触，则A与B带电量均为，以此类推，最终三个带电体的电量均为，故A、B、C均有可能，D不可能。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司1/10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 静电力与电场强度 1.1静电的产生及其微观解析 课标要点 1.知道摩擦起电、感应起电和接触起电是静电产生的三种主要方式。 2.理解电荷守恒定律，并能用它解释简单的静电现象。 3.掌握原子结构模型，能从微观角度解释物体带电的本质。 4.了解静电的应用与防护，认识其在生产生活中的重要性。 学习重难点 重点：静电产生的三种方式、电荷守恒定律、物体带电的微观解释。 难点：感应起电的微观过程分析、利用电荷守恒定律和微观模型解决综合问题。 知识点静电的产生方式与电荷守恒定律 1.静电的产生方式 (1)摩擦起电：两种不同物质组成的物体相互摩擦时，束缚电子能力弱的物体失去电子而带正电，束缚电子能力强的物体得到电子而带负电。 (2)接触起电：一个不带电的导体与一个带电体接触后分开，不带电的导体也会带上与带电体同种性质的电荷。 (3)感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互作用，导体内部的自由电荷会重新分布，使导体靠近带电体的一端带上异种电荷，远离的一端带上同种电荷。 2.电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不能被创造，也不能被消灭，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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 (2)适用范围：电荷守恒定律是自然界的基本规律之一，适用于任何物理过程。 3.元电荷 (1)定义：科学实验发现的最小电荷量，即一个电子或一个质子所带的电荷量。 (2)符号与数值：用符号e表示，其数值为e≈1.60×10⁻¹⁹C。 (3)电荷量的量子化：所有带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍。 随学随练 1．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（　　） A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C．摩擦起电和感应起电的物体必定是都产生了电荷 D．不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 2．两个完全相同的金属小球所带电荷量分别为和，将两小球接触之后再分开，则它们所带的电荷量分别为　　 A．， B．， C．， D．， 3．对元电荷的理解，下列说法正确的是（    ） A．目前认为：元电荷是自然界中电荷的最小单元，其值是1.60×10-19C B．元电荷就是质子 C．元电荷就是电子 D．物体所带的电荷量可以是元电荷的整数倍，也可以不是元电荷的整数倍． 知识点静电现象的微观解释 1.物质的电结构 (1)原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成。 (2)原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。 (3)在正常情况下，原子核所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数相等，整个原子呈电中性。 2.导体与绝缘体 (1)导体：内部有大量可以自由移动的电荷（如金属中的自由电子、电解质溶液中的正负离子）的物质。 (2)绝缘体：内部几乎没有可以自由移动的电荷的物质。 3.静电感应的微观过程 当一个带正电的物体C靠近一个不带电的金属导体AB时： (1)导体AB中的自由电子受到C上正电荷的吸引，向靠近C的一端（A端）移动。 (2)A端因有多余的电子而带负电，B端因缺少电子而带正电。 (3)这个过程就是静电感应，其本质是导体内部的自由电荷在外部电场作用下发生了定向移动。 随学随练 4．如图所示，用起电机使金属球带上正电，靠近验电器，则（　　） A．验电器金箔不张开，因为球没有和验电器接触 B．验电器金箔不张开，因为验电器被屏蔽了 C．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电 D．验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电而相互排斥 5．如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动和分布情况是（　　） A．枕形导体中的正电荷向B端移动，电子向A端移动，两端带等量电荷 B．枕形导体中电子向A端移动，正电荷不移动，两端带等量电荷 C．枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动，A端电荷量大 D．枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动，B端电荷量大 6．（多选）下列关于几种起电方式的说法错误的是（　　） A．感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体 B．摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电 C．摩擦起电和感应起电都是因为电子的转移，只不过前者是电子从一个物体转移到另个物体上，而后者则是电子从物体的一部分转移到另一部分 D．一个带电体接触一个不带电的导体，两个物体可能带上异种电荷 知识点静电的应用与防护 1.静电的应用 (1)静电除尘：利用强电场使气体电离，粉尘吸附离子后在电场力作用下向电极运动并被收集。 (2)静电喷涂：使涂料微粒带电，在电场力作用下被吸附到接地的工件表面，涂层均匀且利用率高。 (3)静电复印：利用光导材料的光电特性和静电引力作用实现图文的复制。 2.静电的防护 (1)危害：静电放电可能引起火灾、爆炸，损坏精密电子元件，或对人体造成电击。 (2)防护措施： *接地：将可能产生静电的设备或人体通过导线与大地相连，及时导走静电。 *增加湿度：提高空气湿度可以增强空气的导电性，加速静电的泄漏。 *使用抗静电材料：在易产生静电的材料中加入导电物质，降低其电阻率。 随学随练 7．下列哪个措施是为了防止静电产生的危害（      ） A．在高大的烟囱中安装静电除尘器 B．静电复印 C．在高大的建筑物顶端装上避雷针 D．静电喷漆 8．油罐车后面都有一条铁链拖地，它的作用是（　　） A．作为油罐车的标志 B．通过它向外界散热 C．发出声响，提醒其他车辆和行人注意 D．汽油因振动而摩擦起电，通过与地相连的铁链可以将铁罐所带的电荷导入地下，避免发生危害 疑难点感应起电与电荷守恒的综合分析 分析静电感应问题时，需遵循以下步骤： 1.明确带电体：确定引起感应的带电体及其电性。 2.分析电荷移动：根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的原则，判断导体内部自由电荷（通常是电子）的移动方向。 3.判断感应电荷：靠近带电体的一端感应出异种电荷，远离的一端感应出同种电荷。 4.应用电荷守恒：对于孤立的导体，感应前后其总电荷量保持不变（通常为零）。 活学活用 9．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　） A．A带正电，B带负电 B．A的带电荷量大于B的带电荷量 C．用手摸一下导体B，然后移去C，A、B下部的金属箔都闭合 D．若先分开A和B，再移去C，A、B下部的金属箔仍张开 10．长为的导体棒原来不带电，现将一个带电量的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处，点到棒的中点距离为，如图所示。当棒达到静电平衡后（　　） A．导体端带正电 B．导体端的电势等于端的电势 C．感应电荷在点产生的电场强度大小为零 D．感应电荷在点产生的电场强度大小为，方向水平向左 基础通关 1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（     ） A．元电荷就是电子 B．元电荷的电荷量大小是1C C．物体所带的电荷量大小只能是元电荷的整数倍 D．只有电子所带的电荷量大小等于元电荷 2．有两个完全相同的金属小球A和B，A的电荷量，B的电荷量，两小球接触后再分开，则小球B的电荷量为（     ） A． B． C． D． 3．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． 4．比荷是一个重要的物理量，仅与带电粒子的质量和电荷量有关。一个硫酸根离子（）的质量为，元电荷，则硫酸根离子的比荷约为（     ） A． B． C． D． 5．在科学发展过程中，许多科学家作出了巨大贡献，以下说法正确的是（　　） A．元电荷的数值最早是由物理学家库仑测得的 B．卡文迪什通过实验测量出了万有引力常量 C．爱因斯坦发现了万有引力定律 D．第谷根据开普勒的天文观测数据发现了行星运动的三个定律 6．如图所示，带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。先移走C，再分开A、B。关于A、B的带电情况，下列说法正确的是（     ） A．A、B都不带电 B．A带正电荷，B带负电荷 C．A带负电荷，B带正电荷 D．有可能都带电，也有可能都不带电 7．晋张华《博物志》云：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声。”和王充在《论衡》中写下的“顿牟掇芥”，这里记载了几个起电现象。关于这几个起电现象说法正确的是（     ） A．都属于感应起电 B．都属于摩擦起电 C．都属于接触起电 D．属于摩擦起电和接触起电 8．如图所示，用带正电的玻璃棒靠近或接触验电器的金属球时，验电器的金属箔片会张开，则（　　） A．甲图中，金属球、金属箔片均带正电 B．甲图中，金属球带负电、金属箔片带正电 C．乙图中，金属球、金属箔片均带负电 D．乙图中，金属球带正电、金属箔片带负电 9．如图所示，用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电。此过程中（　　） A．创造了电荷 B．电荷消失了 C．电子从玻璃棒转移到丝绸 D．电子从丝绸转移到玻璃棒 10．下列说法正确的是（     ） A．密立根提出了相对论时空观 B．法拉第命名了正电荷和负电荷 C．卡文迪什发现了万有引力定律 D．开普勒总结得到了行星运动的三大定律 素养提升 11．用手靠近正在工作的老式电视机屏幕时，会感到汗毛竖立，下列选项中哪个现象与上述现象的原理相同（     ） A．古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘 B．蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电，因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉 C．在干燥天气下，一个小孩从滑梯上往下滑，在下滑过程中，发现小孩的头发向四周“炸开” D．带电的气球靠近不带电的细小水流时，水流会发生弯曲 12．下列关于四幅图的说法正确的是（     ） A．图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B．图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火器应用了尖端放电原理 C．在图丙所示的静电场中，同一试探电荷所受电场力在A点一定大于B点 D．图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 13．下列关于物理量的说法正确的是（　　） A．万有引力常量的国际单位是 B．电荷量很小的电荷就是元电荷 C．功的国际单位与国际基本单位的换算关系是 D．物体所带电荷量可以是任意的 14．用绝缘细线悬挂一轻质小球A（表面镀铝膜），旁边放一金属球B。初始时两者均不带电。现使B带电，关于A、B之间的相互作用，下列说法正确的是（     ） A．若B带正电，则A先被吸引后可能被排斥；若B带负电，则A始终被吸引 B．无论B带何种电荷，A都会先被吸引，接触后又被排斥开 C．只有当B带正电时，才会出现先吸引后排斥的现象 D．只有当B带负电时，才会出现先吸引后排斥的现象 15．用锡纸揉成的小球（直径小于吸管直径）置于塑料吸管中，塑料吸管两端用锡纸揉搓成的锡纸柱、堵住，即可做成结构如图甲所示的静电消除器。手握着，将与带有静电的衣物接触，原本不带电、处于吸管中间的小球会在塑料吸管中做往复运动，直至衣物带电量可忽略不计，如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．小球每次与接触后，小球的电荷量都会均分一半给 B．在整个运动过程中，电荷只是从小球、A、B组成的系统转移到人体 C．小球在细管内往复运动过程中，小球和、组成的系统电荷总量守恒 D．小球最初被吸引，是因为通过静电感应使小球靠近的一侧带上与同种电荷 迁移创新 16．如图，将不带电的长方体导体靠近带正电荷的导体球。虚线1通过长方体的中心，虚线2到长方体左侧和中心的距离相等。若沿虚线将导体分成左右两部分，两部分所带电荷量大小、的比值关系正确的是（    ） A．若沿虚线1分开，比值为 B．若沿虚线1分开，比值为 C．若沿虚线2分开，比值为 D．若沿虚线2分开，比值为 17．（多选）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 18．有三个完全相同的金属球，球A带的电荷量为q，球B和球C均不带电。现把球A、B、C以各种接触顺序经若干次接触后分开，最后球B的电荷量不可能的是（　　） A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司1/10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $