1電荷[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道自然界中的兩種電荷及它們之間相互作用的規(guī)律，知道電荷量的概念及單位。2.理解摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電(重難點)。3.理解電荷守恒定律的內(nèi)容(重點)。4.知道元電荷的概念，體會電荷量是不連續(xù)的。一、電荷1．自然界中有兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷。2．電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。3．電荷量：電荷的多少，用Q或q表示，國際單位制中的單位是庫侖，符號是C。正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。4．每個原子中質(zhì)子的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，所以原子對外界表現(xiàn)為電中性。(1)電荷的正負(fù)是人為規(guī)定的。(√)(2)摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛，說明羽毛帶了電。(×)二、物體的三種起電方式驗電器1．摩擦起電(1)由于摩擦而使物體帶電的方式叫作摩擦起電。(2)原因：當(dāng)兩種物質(zhì)組成的物體互相摩擦?xí)r，一些受束縛較弱的電子會轉(zhuǎn)移到另一個物體上，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。2．接觸起電將一個帶電體與另一個不帶電的導(dǎo)體接觸，就可以使不帶電的物體帶上與帶電體電性相同的電荷，叫作接觸起電。3．感應(yīng)起電(1)如圖所示，取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的兩片金屬箔是閉合的。①手握絕緣棒把帶正電荷的帶電體C移近導(dǎo)體A，金屬箔有什么變化？②這時手持絕緣棒把導(dǎo)體A和B分開，然后移開C，金屬箔又有什么變化？③再讓導(dǎo)體A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象？答案①兩側(cè)金屬箔都張開。②金屬箔仍張開，但張角變小。③金屬箔都閉合。(2)靜電感應(yīng)：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷。這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)。(如圖)感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程，叫作感應(yīng)起電。4．驗電器(1)作用：檢驗物體是否帶電。(2)原理：同種電荷相互排斥。(3)靜電計：把金屬箔片換成指針，并用金屬制作外殼的驗電器，如圖所示。(1)原子是由帶正電的質(zhì)子、不帶電的中子以及帶負(fù)電的電子組成的。(√)(2)只有導(dǎo)體才會帶電，絕緣體是不會帶電的。(×)(3)導(dǎo)體和絕緣體都可以感應(yīng)帶電。(×)例1如圖所示，是某物理老師做的“靜電章魚”實驗。已知毛皮比塑料更容易失去電子，用兩張相同的毛皮分別摩擦塑料絲和塑料管，然后把塑料絲往空中拋出，將塑料管放在下面，此時塑料絲散開靜止在空中，形狀像章魚。下列分析正確的是()A．塑料管經(jīng)毛皮摩擦后得到電子帶負(fù)電B．毛皮經(jīng)塑料絲摩擦后得到質(zhì)子帶正電C．塑料絲與塑料管帶異種電荷D．塑料管和塑料絲所帶的電荷量一定相等答案A解析因為毛皮比塑料更容易失去電子，所以用毛皮分別摩擦塑料絲和塑料管后，毛皮失去電子帶正電，塑料絲和塑料管得到電子帶負(fù)電，即塑料絲與塑料管帶同種電荷，而原子中的質(zhì)子不能自由移動，選項A正確，B、C錯誤；摩擦起電時，相互摩擦的兩個物體所帶的電荷量相等，由于塑料絲和塑料管是分別與兩張相同的毛皮摩擦的，因此塑料絲和塑料管所帶的電荷量不一定相等，選項D錯誤。例2(多選)如圖所示，有一帶正電的驗電器，當(dāng)一個金屬球A靠近驗電器上的金屬球B時(未接觸)，驗電器中金屬箔的張角減小，則()A．金屬球A可能不帶電B．金屬球A一定帶大量正電荷C．金屬球A可能帶大量負(fù)電荷D．金屬球A一定帶大量負(fù)電荷答案AC解析驗電器的金屬箔之所以張開，是因為它們都帶有正電荷，張開角度的大小取決于兩金屬箔帶電荷量的多少。如果A球帶大量負(fù)電荷，靠近驗電器的B球時，根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引可知，B球上的自由電子將向金屬箔移動，使得金屬箔上所帶正電荷減少，從而使兩金屬箔張角減小；如果A球不帶電，在靠近B球時，發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使A球靠近B球的一面出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向B球的一面出現(xiàn)正的感應(yīng)電荷，A球上的負(fù)的感應(yīng)電荷反過來使驗電器上的負(fù)電荷向金屬箔移動，效果與A球帶負(fù)電相同，從而使金屬箔張角減小，選項A、C正確，B、D錯誤。例3(2023·福建省福州第二十五中學(xué)高二月考)如圖所示，在絕緣支架上的金屬導(dǎo)體A和金屬導(dǎo)體B按圖中方式接觸放置，原先A、B都不帶電，且開關(guān)K1、K2均斷開，現(xiàn)在將一個帶正電的小球C放置在A左側(cè)，以下判斷正確的是()A．只閉合K1，則A左端不帶電，B右端帶負(fù)電B．只閉合K2，接著移走帶電小球C，最后將A、B分開，A帶負(fù)電C．K1、K2均閉合時，A、B兩端均不帶電D．K1、K2均閉合時，A左端帶負(fù)電，B右端不帶電答案D解析只閉合開關(guān)K1時，金屬導(dǎo)體A的左端相當(dāng)于近端，而大地相當(dāng)于遠(yuǎn)端，由于靜電感應(yīng)作用，金屬導(dǎo)體B右端帶的正電荷會被從大地來的負(fù)電荷中和，所以金屬導(dǎo)體B右端不再帶有電荷，A左端帶負(fù)電，A錯誤；當(dāng)只閉合開關(guān)K2時，金屬導(dǎo)體A的左端相當(dāng)于近端，而大地相當(dāng)于遠(yuǎn)端，由于靜電感應(yīng)作用，金屬導(dǎo)體B的右端帶的正電荷會被從大地來的負(fù)電荷中和，所以金屬導(dǎo)體B的右端不再帶有電荷，A左端帶負(fù)電，接著移走帶電小球C，A左端的負(fù)電荷會被中和，最終A、B兩端都不帶電，最后將A、B分開，則A和B均不帶電，B錯誤；K1、K2均閉合時，金屬導(dǎo)體A的左端相當(dāng)于近端，而大地相當(dāng)于遠(yuǎn)端，導(dǎo)體A左端會感應(yīng)出異種電荷帶負(fù)電，B右端的電荷通過接地線被大地來的負(fù)電荷中和，即B右端不帶電，C錯誤，D正確。1.當(dāng)帶電體靠近金屬導(dǎo)體時，導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷，如圖甲所示。2．凡是遇到接地問題時，該金屬導(dǎo)體與地球可視為一個更大導(dǎo)體，而且該導(dǎo)體可視為近端，與C帶異種電荷，地球可視為遠(yuǎn)端，與C帶同種電荷，如圖乙、丙所示。3．如果用手觸摸導(dǎo)體，再移開手指，相當(dāng)于先將導(dǎo)體接地，后與大地斷開。

三、電荷守恒定律元電荷三種起電方式的比較使物體帶電的方法本質(zhì)電荷的總量起電的共性本質(zhì)摩擦起電電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體不變本質(zhì)都是自由電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，起電并不是創(chuàng)造了電荷，也沒有電荷消失接觸起電電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體不變感應(yīng)起電電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分不變1．電荷守恒定律(1)內(nèi)容：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。(2)電荷守恒定律的另一表述是：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。2．元電荷(1)元電荷：最小的電荷量，即電子所帶電荷量的大小。所有帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍。(2)元電荷的值e＝1.60×10－19_C,_由物理學(xué)家密立根測定。(3)比荷：帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比叫作比荷。電子的比荷為：eq\f(e,me)＝1.76×1011C/kg。(1)所謂“電荷的中和”是正、負(fù)電荷一起消失了。(×)(2)電荷有正負(fù)之分，元電荷也有正負(fù)之分。(×)(3)物體所帶的電荷量可能為6.0×10－18C。(×)(4)物體帶電荷量為＋1.60×10－9C，這是因為失去了1.0×1010個電子。(√)例4兩個相同的金屬小球A、B，帶電荷量分別為－8×10－7C和1.6×10－7C，兩球接觸后分開，A、B的帶電荷量分別為多少？電子從A轉(zhuǎn)移到B還是從B轉(zhuǎn)移到A？轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為多少？(e＝1.6×10－19C)答案見解析解析A、B帶異種電荷，接觸后電荷先中和再均分，故A、B的帶電荷量相同，均為q＝eq\f(－8×10－7C＋1.6×10－7C,2)＝－3.2×10－7C電子從A轉(zhuǎn)移到B，轉(zhuǎn)移的數(shù)量為n＝eq\f(|－8×10－7－－3.2×10－7|C,1.6×10－19C)＝3×1012(個)。例5完全相同的兩金屬小球A、B帶有相同大小的電荷量，相隔一定的距離，讓第三個完全相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開。(1)若A、B兩球帶同種電荷，求接觸后兩球帶電荷量大小之比；(2)若A、B兩球帶異種電荷，求接觸后兩球帶電荷量大小之比。答案(1)2∶3(2)2∶1解析(1)設(shè)A、B帶電荷量均為q，則A、C接觸后，A、C帶電荷量為qA1＝qC1＝eq\f(1,2)qC與B接觸后，B、C帶電荷量為qB1＝qC2＝eq\f(q＋\f(1,2)q,2)＝eq\f(3,4)q故A、B帶電荷量大小之比為eq\f(qA1,qB1)＝eq\f(\f(1,2)q,\f(3,4)q)＝eq\f(2,3)(2)設(shè)A帶正電荷，B帶負(fù)電荷，且所帶電荷量大小均為Q則C與A接觸后，A、C帶電荷量為QA′＝QC′＝＋eq\f(1,2)QC與B接觸后，B、C帶電荷量為QB′＝QC″＝eq\f(\f(1,2)Q－Q,2)＝－eq\f(1,4)Q故A、B帶電荷量大小之比為|eq\f(QA′,QB′)|＝eq\f(\f(1,2)Q,\f(1,4)Q)＝eq\f(2,1)。接觸起電時電荷量的分配規(guī)律當(dāng)兩個完全相同的金屬球接觸后，電荷量將平均分配。(1)若兩個完全相同的金屬球最初帶同種電荷，接觸后電荷量相加后均分；(2)若兩個完全相同的金屬球最初帶異種電荷，則接觸后電荷先中和再均分。課時對點練[分值：60分]1～8題每題4分，共32分考點一電荷量與元電荷1．(多選)下列說法正確的是()A．電子和質(zhì)子都是元電荷B．元電荷是一種特殊的電荷C．元電荷是最小的帶電單位D．元電荷沒有正、負(fù)之分答案CD解析元電荷是最小的帶電單位，帶電體的帶電荷量均為元電荷的整數(shù)倍；元電荷不是帶電粒子，沒有正、負(fù)之分，故C、D正確。2．(2023·云南玉溪師范附屬中學(xué)高二月考)帶電微粒所帶的電荷量不可能是下列值中的()A．2.4×10－19C B．－6.4×10－19CC．－1.6×10－18C D．4.0×10－17C答案A解析任何帶電微粒所帶的電荷量都是元電荷1.6×10－19C的整數(shù)倍，則不可能是2.4×10－19C，故選A?？键c二三種起電方式驗電器3．下列關(guān)于電現(xiàn)象的敘述正確的是()A．玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電，橡膠棒無論與什么物體摩擦都帶負(fù)電B．摩擦可以起電，是普遍存在的現(xiàn)象，兩個電中性物體相互摩擦后可以同時帶等量同種電荷C．帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，呈電中性的物體得到多余電子就一定顯負(fù)電性，失去電子就一定顯正電性D．電荷是可以被創(chuàng)生的，當(dāng)一種電荷出現(xiàn)時，必然有等量異種的電荷出現(xiàn)答案C4．(2024·青海省海湖中學(xué)高二月考)如圖所示，某次實驗老師用絲綢摩擦過的玻璃棒(帶正電)去吸引細(xì)碎的錫箔屑(不帶電)，發(fā)現(xiàn)錫箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速向空中散開，下列說法正確的是()A．錫箔屑被吸引是因為獲得電子而帶負(fù)電B．散開的錫箔屑帶負(fù)電C．錫箔屑散開主要是因為碰撞D．散開的錫箔屑帶正電答案D解析根據(jù)帶電物體能夠吸引輕小物體的性質(zhì)可知，A錯誤；錫箔屑與玻璃棒接觸后帶與玻璃棒相同的正電荷，同種電荷相互排斥，B、C錯誤，D正確。5.(多選)(2023·四川省蘆山中學(xué)高二期中)如圖，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說法正確的是()A．把C移近導(dǎo)體A時，A、B上的金屬箔片都張開B．把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍張開C．把C移近導(dǎo)體A，先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D．把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合答案AB6．(2023·北京市順義區(qū)高二月考)使用帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開。下列各圖表示驗電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是()答案B解析當(dāng)金屬球帶正電時，靠近帶電金屬球的驗電器的金屬球帶異種電荷(負(fù)電荷)，而驗電器的金屬箔片帶同種電荷(正電荷)，故A、C錯誤；當(dāng)金屬球帶負(fù)電時，靠近帶電金屬球的驗電器的金屬球帶異種電荷(正電荷)，而驗電器的金屬箔片帶同種電荷(負(fù)電荷)，故B正確，D錯誤?？键c三電荷守恒定律7．(2023·寧波市高二期中)一帶負(fù)電的絕緣金屬小球被放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時間后，發(fā)現(xiàn)該小球上帶有的負(fù)電荷幾乎不存在了，這說明()A．小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了B．在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C．小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D．該現(xiàn)象不遵循電荷守恒定律答案C解析根據(jù)電荷守恒定律知，電荷既不會消滅，也不會創(chuàng)生，只會發(fā)生轉(zhuǎn)移，故A錯誤；金屬小球上的負(fù)電荷減少是由于潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了，是電子的轉(zhuǎn)移，仍然遵循電荷守恒定律，故B、D錯誤，C正確。8．導(dǎo)體A帶6q的正電荷，另一完全相同的導(dǎo)體B帶－4q的負(fù)電荷，將兩導(dǎo)體接觸一會兒后再分開，則導(dǎo)體B的帶電荷量為()A．－qB．qC．2qD．4q答案B解析兩個導(dǎo)體接觸后先進(jìn)行電荷中和，然后再重新分配電荷量，又因為兩個導(dǎo)體完全一樣，所以遵循平均分配原則，故最后兩導(dǎo)體帶上了相等的電荷量，Q＝eq\f(－4q＋6q,2)＝q，故選B。9～11題每題7分，共21分9.如圖所示，A、B為相互接觸且用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，C是帶正電小球，當(dāng)其移近導(dǎo)體A后，分開A和B，之后移去C，最終A帶上了－1×10－8C的電荷，e＝1.6×10－19C，下列關(guān)于電荷轉(zhuǎn)移情況的說法正確的是()A．從A到B轉(zhuǎn)移了6.25×1010個正電荷B．從A到B轉(zhuǎn)移了1.25×1011個正電荷C．從B到A轉(zhuǎn)移了6.25×1010個電子D．從B到A轉(zhuǎn)移了1.25×1011個電子答案C解析由于A、B都是金屬導(dǎo)體，可移動的電荷是自由電子，A帶上負(fù)電荷是電子由B移動到A，其中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為n＝eq\f(1×10－8,1.6×10－19)＝6.25×1010個，故選項C正確。10.(2023·杭州市高二期中)如圖所示，小明同學(xué)在某次靜電實驗中，先讓靜電計帶上正電，此時，靜電計的指針張開一定的角度。然后，他讓一個帶負(fù)電的小球去靠近靜電計。下列說法正確的是()A．靜電計所帶的正電荷減少，指針張角變小B．靜電計所帶的正電荷增加，指針張角變大C．靜電計所帶的正電荷不變，指針張角不變D．靜電計所帶的正電荷不變，指針張角變小答案D解析根據(jù)靜電感應(yīng)原理可知，帶負(fù)電的小球去靠近靜電計，由于電荷間的相互作用，電子將被排斥到靜電計指針的位置，中和一部分原有的正電荷，指針張角變小。根據(jù)電荷守恒可知，靜電計所帶的正電荷不變。故選D。11．(多選)有A、B、C三個完全相同的金屬球且三個球均對地絕緣，A帶8.0×10－5C的正電荷，B、C不帶電?，F(xiàn)每次將兩個球相互接觸后分開，使它們都帶電，則A、B、C所帶的電荷量可能是下面哪組數(shù)據(jù)()A．5.0×10－5C,2.0×10－5C,1.0×10－5CB．4.0×10－5C