1.1 电荷 电荷守恒定律 导学案 -2026-2027学年高二物理教科版必修第三册

该高中物理导学案围绕“电荷 电荷守恒定律”展开，引导学生回顾初中摩擦起电、电荷种类及相互作用规律等旧知，衔接高中静电感应、电荷守恒定律、元电荷等新知，构建从基础到进阶的学习支架。 资料融合物理学史（富兰克林定义正负电荷、密立根油滴实验）与前沿科技（摩擦纳米发电机），设计课前自测与拓展思考，助力学生形成物理观念，培养科学思维和科学态度与责任，提升自主学习效率。

1.1电荷 电荷守恒定律 预习提要 1.回顾初中所学基础概念，结合新课内容，初步认识静电感应现象和电荷守恒定律，探究物体带电的三种方式（摩擦起电、感应起电、接触起电）以及元电荷的概念。 2.阅读课本的内容，自主探究"电荷""静电感应""电荷守恒定律""元电荷"四个核心概念的基础知识，并根据阅读内容填写本节预习任务，初步把握本课的重难点。 一、温故——回顾旧知 初中我们学过摩擦起电和电荷的知识，请回忆并填空： 1.在物理学中，我们把用摩擦的方法使物体带电的现象叫做________。自然界中存在两种电荷：________电荷和________电荷。 2.电荷间的相互作用规律：同种电荷相互________，异种电荷相互________。 3.电荷量表示电荷的多少，在国际单位制中的单位是________，符号是________。正电荷的电荷量为________值，负电荷的电荷量为________值。 二、知新——预习新课 请阅读课本，完成以下填空： (一)、 两种电荷与电荷量 1.美国科学家富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作________，把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫作________。 (二)、 物质的微观结构与摩擦起电 2.物质是由原子组成的，原子由带正电的________和带负电的________构成。一般情况下，原子核所带电荷总量与电子所带电荷总量________，因此物体通常对外不显电性。 3.不同种类的两个不带电的物体相互摩擦之后会带电，是因为两物体相互摩擦时，一个物体的原子中有一些外层电子挣脱原子核的束缚并________到另一个物体上去。失去电子的物体显示出带________电，得到电子的物体显示出带________电。相互摩擦后两个物体所带的电荷必然________。 4.常见物体中，容易导电的物体称为________，很不容易导电的物体称为________（也常称为“电介质”或“介质”）。金属导体原子的外层电子很容易脱离原子核的束缚，在导体内部自由地运动，成为________。 (三)、 静电感应 5.当带电体靠近不带电的导体时，由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，导体中可以自由移动的电荷将会重新分布，以至于导体靠近带电体的一端将带上与带电体电性________的电荷，而远离带电体的一端带上与带电体电性________的电荷，这种现象称为________。 (四)、 电荷守恒定律 6.大量实验表明，电荷既不能被________，也不能被________，它们只能从一个物体________到另一个物体，或者从物体的一部分________到另一部分。也就是说，在任何自然过程中，电荷的________是守恒的。这就是通常所说的电荷守恒定律，它是自然界的基本规律之一。 (五)、 元电荷 7.一个电子所带电荷量的绝对值为 ，它是电荷的最小单元，称为________，记作 𝑒= ________。 8.实验发现，任何带电体所带电荷量都是元电荷的________倍。 9..1C 的电荷量很大。常用的电荷量单位还有微库（𝜇C）和纳库（nC）。其中 1μC= ________C ，1nC= ________ C。 课前自测 1.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。关于丝绸的带电状况，下列叙述中正确的是( ) A.不带电 B.带正电荷 C.带负电荷 D.带电状况具有随机性 2.关于电荷的电荷量，下列说法错误的是( ) A.电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的 B.物体所带电荷量可以是任意值 C.物体所带电荷量最小值为 D.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 3.如图所示，带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球a，则关于验电器金属小球a和金属箔b，下列说法正确的是( ) A.a和b都带正电 B.a和b都带负电 C.a带负电，b带正电 D.a带正电，b带负电 4.已知在环境的温度、湿度、气压相同的情况下，可得出以下序列：玻璃、尼龙、羊毛、丝绸、棉花、纸张、硬橡胶、腈纶序列中两种物质摩擦时，排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电，而且两种物质在序列中距离越远，摩擦起电现象越显著。用事先准备的尼龙、羊毛、腈纶等三种材料，进行摩擦起电的实验，下面关于实验结果的叙述中正确的是( ) A.尼龙棒与羊毛摩擦，尼龙棒带负电 B.腈纶与羊毛摩擦，羊毛带正电 C.尼龙与腈纶摩擦，不会发生起电现象 D.尼龙与羊毛摩擦较羊毛与腈纶摩擦，尼龙与羊毛摩擦有更显著的起电现象 5.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.库仑首先区分了正电荷和负电荷 C.某带电体的电荷量可能为 D.电荷量是可以连续变化的 答案以及解析 一、温故——回顾旧知 1.摩擦起电；正；负 2.排斥；吸引 3.库仑；C；正；负 二、知新——预习新课 (一)、 两种电荷与电荷量 1.正电荷；负电荷 (二)、 物质的微观结构与摩擦起电 2. 原子核；电子；相等 3. 转移；正；负；等量异号 4. 导体；绝缘体；自由电子 (三)、 静电感应 5. 相反；相同；静电感应 (四)、 电荷守恒定律 6. 创造；消灭；转移；转移；代数和 (五)、 元电荷 7. 元电荷； 8.整数 9. 课前自测 1.答案：C 解析:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，摩擦的过程中，其实质是电子的转移，玻璃棒失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电。 故选C。 2.答案：B 解析：ABC.密立根的油滴实验测出了电子的电荷量为，并提出了电荷量子化的观点，物体所带电荷量最小值为，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意； D.任何带电物体所带的电荷量都是e的整数倍，故D正确，不符合题意。 故选B。 3.答案：C 解析：由图可知，验电器本来不带电，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，正金属球靠近不带电验电器金属小球a，使得金属球a带负电荷，从而导致金属箔b带上正电荷。 故选C。 4.答案：B 解析：ABC.排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电，则尼龙棒与羊毛摩擦，尼龙棒带正电；腈纶与羊毛摩擦，羊毛带正电；尼龙与腈纶摩擦，尼龙带正电；选项AC错误，B正确； D.两种物质在序列中距离越远，摩擦起电现象越显著，则羊毛与腈纶摩擦较尼龙与羊毛摩擦，羊毛与腈纶摩擦有更显著的起电现象，选项D错误。 故选B。 5.答案：C 解析：A.质子所带的电荷量是元电荷，质子并不是元电荷，故A错误； B.富兰克林首先区分了正电荷和负电荷，故B错误； CD.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，由于，故某带电体的电荷量可能为，故C正确，D错误。 故选C。 反思 材料1：物理学史 —— 谁定义了“正”与“负”？ 在18世纪，人们对电的本质众说纷纭。美国科学家本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）通过著名的“费城风筝实验”证明了闪电和摩擦起电本质相同。更重要的是，他提出了“单流体说”，认为电是一种没有重量的流体。他首次将这种流体“过剩”的状态命名为正电（Positive），“短缺”的状态命名为负电（Negative）。这就是我们今天正负电荷命名的由来。此外，他还基于静电感应和尖端放电原理，发明了保护人类免受雷击的避雷针。 材料2：物理学史 —— 捕捉“最小电荷”的密立根油滴实验 教材中提到“元电荷 ”，这个极其微小的数值是如何测出来的？1909年，美国物理学家罗伯特·密立根（Robert Millikan）设计了精妙的“油滴实验”。他通过观察微小带电油滴在重力场和电场中的悬浮状态，精确测量了成千上万个油滴的带电量。他发现，所有油滴的带电量都是某一个最小数值的整数倍。这个实验不仅首次精确测定了元电荷的数值，更直接证明了电荷的“量子化”特征（即电荷不能连续变化，只能是一份一份的），密立根因此荣获1923年诺贝尔物理学奖。 材料3：前沿科技 —— 从“烦人静电”到“绿色能源”的摩擦纳米发电机（TENG） 传统观念中，摩擦起电往往被视为需要消除的“静电危害”。但中国科学院外籍院士王中林团队打破了这一思维定势，于2012年发明了摩擦纳米发电机（TENG）。 该技术巧妙地将摩擦起电与静电感应耦合起来：两种不同材料摩擦后表面带电（摩擦起电），当它们发生相对滑动或分离时，会驱动外部电路中的自由电子流动（静电感应），从而将环境中的微小机械能（如海浪起伏、人体走动、微风振动）转化为电能。如今，TENG已被广泛应用于自驱动传感器、可穿戴设备和海洋蓝色能源收集，让古老的“静电”焕发了全新的时代生命力！ 综合拓展思考（预习反思） 1.油罐车拖一根铁链接地，结合感应起电、电荷守恒解释作用； 2.用丝绸摩擦玻璃棒后，玻璃棒带正电，丝绸带什么电？总电荷是否变化？ 3.不带电金属直尺靠近带电泡沫，直尺两端出现异种电荷，移走泡沫后直尺恢复不带电，该过程是否创造电荷？ 学科网（北京）股份有限公司 $