第九章 1 电荷（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦“电荷”核心知识点，系统梳理自然界两种电荷及相互作用规律，详解摩擦起电、接触起电、感应起电的本质，阐释电荷守恒定律与元电荷概念，构建从基础概念到规律应用的完整学习支架。 该资料以明确学习目标区分重难点，通过感应起电实验步骤等设计培养科学探究能力，借助概念辨析题（如“绝缘体不会带电”的判断）深化物理观念，结合接触起电电荷量分配例题训练科学推理，课时对点练分考点助力课后查漏补缺，提升教学效果与学生学习效率。

1　电荷 [学习目标]　1.知道自然界中的两种电荷及它们之间相互作用的规律，知道电荷量的概念及单位。2.理解摩擦起电、感应起电和接触起电(重难点)。3.理解电荷守恒定律的内容(重点)。 4.知道元电荷的概念，体会电荷量是不连续的。 一、电荷 1．自然界中有两种电荷：正电荷和负电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 2．电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 3．电荷量：电荷的多少，用Q或q表示，国际单位制中的单位是库仑，符号是C。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。 4．每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以原子对外界表现为电中性。 (1)电荷的正负是人为规定的。(　√　) (2)摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，说明羽毛带了电。(　×　) 二、物体的三种起电方式　验电器 1．摩擦起电 (1)由于摩擦而使物体带电的方式叫作摩擦起电。 (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。 2．接触起电 将一个带电体与另一个不带电的导体接触，就可以使不带电的物体带上与带电体电性相同的电荷，叫作接触起电。 3．感应起电 (1)如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的。 ①手握绝缘棒把带正电荷的带电体C移近导体A，金属箔有什么变化？ ②这时手持绝缘棒把导体A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？ ③再让导体A和B接触，又会看到什么现象？ 答案　①两侧金属箔都张开。 ②金属箔仍张开，但张角变小。 ③金属箔都闭合。 (2)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。这种现象叫作静电感应。(如图) 感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程，叫作感应起电。 4．验电器 (1)作用：检验物体是否带电。 (2)原理：同种电荷相互排斥。 (3)静电计：把金属箔片换成指针，并用金属制作外壳的验电器，如图所示。 (1)原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。(　√　) (2)只有导体才会带电，绝缘体是不会带电的。(　×　) (3)导体和绝缘体都可以感应带电。(　×　) 例1　(2024·金华市曙光学校高二检测)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．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而形成的 C．两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异种电荷 D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒转移到丝绸上，玻璃棒因丢失电子而显负电性 答案　C 解析　摩擦起电现象并没有产生电子和质子，而是电子从一个物体转移到另一物体上，选项A错误； 摩擦起电，是因为摩擦导致电子从一个物体转移到了另一个物体而形成的，选项B错误； 两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，电子从一个物体转移到了另一个物体，同时带上等量异种电荷，选项C正确； 丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒转移到丝绸上，玻璃棒因丢失电子而显正电性，选项D错误。 例2　(2024·杭州市高二期中)所图所示，小明同学在某次静电实验中，先让静电计带上正电，此时，静电计的指针张开一定的角度。然后，他让一个带负电的小球去靠近静电计。下列说法正确的是(　　) A．静电计所带的正电荷减少，指针张角变小 B．静电计所带的正电荷增加，指针张角变大 C．静电计所带的正电荷不变，指针张角不变 D．静电计所带的正电荷不变，指针张角变小 答案　D 解析　根据静电感应原理可知，带负电的小球去靠近静电计，由于电荷间的相互作用，电子将转移到静电计指针位置，中和一部分原有正电荷，指针张角变小，根据电荷守恒可知，静电计所带的正电荷不变。故选D。 验电器的两种应用 1．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．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带异种电荷，而金属箔片上会带同种电荷(感应起电)，两个金属箔片在斥力作用下张开，如图乙。 例3　如图所示，在绝缘支架上的金属导体A和金属导体B按图中方式接触放置，原先A、B都不带电，且开关K1、K2均断开，现在将一个带正电的小球C放置在A左侧，以下判断正确的是(　　) A．只闭合K1，则A左端不带电，B右端带负电 B．只闭合K2，接着移走带电小球C，最后将A、B分开，A带负电 C．K1、K2均闭合时，A、B两端均不带电 D．K1、K2均闭合时，A左端带负电，B右端不带电 答案　D 解析　只闭合开关K1时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，由于静电感应作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地来的负电荷中和，所以金属导体B右端不再带有电荷，A左端带负电，A错误；当只闭合开关K2时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，由于静电感应作用，金属导体B的右端带的正电荷会被从大地来的负电荷中和，所以金属导体B的右端不再带有电荷，A左端带负电，接着移走带电小球C，A左端的负电荷会被中和，最终A、B两端都不带电，最后将A、B分开，则A和B均不带电，B错误；K1、K2均闭合时，金属导体A的左端相当于近端，而大地相当于远端，导体A左端会感应出异种电荷带负电，B右端的电荷通过接地线被大地来的负电荷中和，即B右端不带电，C错误，D正确。 1.当带电体靠近金属导体时，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．凡是遇到接地问题时，该金属导体与地球可视为一个更大导体，而且该导体可视为近端，与C带异种电荷，地球可视为远端，与C带同种电荷，如图乙、丙所示。 3．如果用手触摸导体，再移开手指，相当于先将导体接地，后与大地断开。 三、电荷守恒定律　元电荷 三种起电方式的比较 使物体带电的方法 本质 电荷的总量 起电的共性本质 摩擦起电 电子从一个物体转移到另一个物体 不变 本质都是自由电荷发生转移，起电并不是创造了电荷，也没有电荷消失 接触起电 电子从一个物体转移到另一个物体 不变 感应起电 电子从物体的一部分转移到另一部分 不变 1．电荷守恒定律 (1)内容：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)电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 2．元电荷 (1)元电荷：最小的电荷量，即电子所带电荷量的大小。所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍。 (2)元电荷的值e＝1.60×10－19_C,_由物理学家密立根测定。 (3)比荷：带电粒子的电荷量与其质量之比叫作比荷。 电子的比荷为：＝1.76×1011 C/kg。 (1)所谓“电荷的中和”是正、负电荷一起消失了。(　×　) (2)电荷有正负之分，元电荷也有正负之分。(　×　) (3)物体所带的电荷量可能为6.0×10－18 C。(　×　) (4)物体带电荷量为＋1.60×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子。(　√　) 例4　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　见解析 解析　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 q＝＝－3.2×10－7 C 电子从A转移到B，转移的数量为 n＝ ＝3×1012(个)。 例5　完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开。 (1)若A、B两球带同种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比； (2)若A、B两球带异种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比。 答案　(1)2∶3　(2)2∶1 解析　(1)设A、B带电荷量均为q，则A、C接触后，A、C带电荷量为qA1＝qC1＝q C与B接触后，B、C带电荷量为 qB1＝qC2＝＝q 故A、B带电荷量大小之比为＝＝ (2)设A带正电荷，B带负电荷，且所带电荷量大小均为Q则C与A接触后，A、C带电荷量为 QA′＝QC′＝＋Q C与B接触后，B、C带电荷量为 QB′＝QC″＝＝－Q 故A、B带电荷量大小之比为||＝＝。 接触起电时电荷量的分配规律 当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配。 (1)若两个完全相同的金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分； (2)若两个完全相同的金属球最初带异种电荷，则接触后电荷先中和再均分。 课时对点练　 [分值：60分] [ 1 ~7题, 每题4分] 考点一　电荷量与元电荷 1．(2024·浙江省钱塘联盟高二期中)下列关于电荷的说法正确的是(　　) A．元电荷是一个理想化模型，电子就是元电荷 B．两个不带电的物体在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电 C．物体所带的电荷量可以是任意的 D．不带电的物体内部没有电荷 答案　B 解析　元电荷不是一个理想化模型，是最小的电荷量，电子的带电量等于元电荷，故A错误； 两个不带电的物体在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确； 物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍，物体所带的电荷量不是任意的，故C错误； 不带电的物体内部有无数多个电荷，由于正、负电荷数目相同，对外不显带电特性，故D错误。 2．(2024·宁波市北仑中学期中)带电微粒所带的电荷量可能是下列值中的(　　) A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－20 C C．－1.9×10－19 C D．4.0×10－17 C 答案　D 解析　任何带电体所带电荷量一定是元电荷e＝1.60×10－19 C的整数倍，故选D。 考点二　三种起电方式　验电器 3．下列关于电现象的叙述正确的是(　　) A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电 B．摩擦可以起电，是普遍存在的现象，两个电中性物体相互摩擦后可以同时带等量同种电荷 C．带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到多余电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性 D．电荷是可以被创生的，当一种电荷出现时，必然有等量异种的电荷出现 答案　C 4．《博物志》云：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。”有关产生这种现象的原因，下列说法正确的是(　　) A．产生这种现象的原因是接触起电 B．产生这种现象的原因是感应起电 C．产生这种现象的原因是摩擦起电 D．产生这种现象的原因是摩擦导致正电荷从一个物体转移到了另一个物体 答案　C 解析　产生这种现象的原因是摩擦起电，摩擦起电的实质是电子由一个物体转移到另一个物体，故选C。 5.(多选)如图，在带电体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。若先将A、B分开，再移走C，试分析A、B的带电情况；若先将C移走，再把A、B分开，试分析A、B的带电情况(　　) A．若先将A、B分开，再移走C，则A、B都不带电 B．若先将A、B分开，再移走C，则A带负电、B带正电 C．若先将C移走，再把A、B分开，则A、B都不带电 D．若先将C移走，再把A、B分开，则A带负电、B带正电 答案　BC 解析　带电体C会使导体感应起电，其中A带负电，B带正电，若先将A、B分开，再移走C，A上的电子不会转移到B上，故分开后，A带负电，B带正电，故A错误，B正确； 若先将C移走，再把A、B分开，移走带电体C后，A、B所带电荷中和，故分开后，A、B均不带电，故C正确，D错误。 6．使用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(　　) 答案　B 解析　当金属球带正电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷(负电荷)，而验电器的金属箔片带同种电荷(正电荷)，故A、C错误；当金属球带负电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷(正电荷)，而验电器的金属箔片带同种电荷(负电荷)，故B正确，D错误。 考点三　电荷守恒定律 7．(2024·宁波市高二期中)一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了，这说明(　　) 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．该现象不遵循电荷守恒定律 答案　C 解析　根据电荷守恒定律知，电荷既不会消灭，也不会创生，只会发生转移，故A错误；金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了，是电子的转移，仍然遵循电荷守恒定律，故B、D错误，C正确。 8．(9分)有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有3×10－3 C的正电荷，小球B带有2×10－3 C的负电荷，小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，试求这时A、B、C三个小球的带电荷量分别为多少？ 答案　－2.5×10－4 C　＋6.25×10－4 C　＋6.25×10－4 C 解析　让小球C与小球A接触后分开，则这时A、C各带有1.5×10－3 C的正电荷 再让小球B与小球A接触后分开，则A、B各带电荷量为＝－2.5×10－4 C 最后让小球B与小球C接触后分开，则B、C各带电荷量为 ＝＋6.25×10－4 C 则最终A、B、C各带电荷量为－2.5×10－4 C、＋6.25×10－4 C、＋6.25×10－4 C。 [ 9 ~1 1题, 每题5分] 9.如图所示，A、B为相互接触且用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，C是带正电小球，当其移近导体A后，分开A和B，之后移去C，最终A带上了－1×10－8C的电荷，e＝1.6×10－19 C，下列关于电荷转移情况的说法正确的是(　　) A．从A到B转移了6.25×1010个正电荷 B．从A到B转移了1.25×1011个正电荷 C．从B到A转移了6.25×1010个电子 D．从B到A转移了1.25×1011个电子 答案　C 解析　由于A、B都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，A带上负电荷是电子由B移动到A，其中转移的电子数为n＝＝6.25×1010个，故选项C正确。 10.(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 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。 11．(多选)有A、B、C三个完全相同的金属球且三个球均对地绝缘，A带8.0×10－5 C的正电荷，B、C不带电。现每次将两个球相互接触后分开，使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据(　　) A．5.0×10－5 C,2.0×10－5 C,1.0×10－5 C B．4.0×10－5 C,2.0×10－5 C,2.0×10－5 C C．3.0×10－5 C,2.5×10－5 C,2.5×10－5 C D．6.0×10－5 C,1.0×10－5 C,1.0×10－5 C 答案　BC 解析　由于两个完全相同的金属球接触后两个小球上的总电荷量均分，假设A与B先接触，接触后电荷量都是 C＝4.0×10－5 C，然后B与C接触，接触后的电荷量为 C＝2.0×10－5 C，不可能比2.0×10－5 C小，C再与A接触后分开的电荷量为 C＝3.0×10－5 C，C与B再次接触，接触后的电荷量为 C＝2.5×10－5 C，故A、D错误，B、C正确。 [8分] 12．(多选)如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，右手按在金属球上，并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至直立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是(　　) A．若用左手也去摸金属球，会被电击 B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击 C．若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态 D．若右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态 答案　BD 解析　若用左手也去摸金属球，不会有电流产生，不会被电击，选项A错误；若用左手与旁边的观众握手，会发生放电现象而被电击，选项B正确；若右手离开金属球，电荷不会转移，则头发仍然四处散开，选项C错误；若右手离开金属球而且走下绝缘凳，则电荷将进入大地，人体将不再带电，头发会立刻恢复常态，选项D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $