发布时间 : 星期五 文章2020学年高中物理 第一章 静电场 第1节 电荷及其守恒定律学案 新人教版必修2更新完毕开始阅读63f6c852a65177232f60ddccda38376bae1fe048
经典
1 电荷及其守恒定律
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道自然界中的两种电荷及三种起电方式.2.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念. 科学探究：了解验电器的构造、原理，并借助验电器感受摩擦起电、感应起电的过程. 科学思维：从微观的角度认识物体带电的本质，知道三种带电的实质是相同的.
一、电荷及起电方式 1.两种电荷
(1)电荷的分类：正电荷和负电荷.
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电. (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.
2.摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈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.
3.感应起电：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号电荷，远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫做静电感应.利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电. 二、电荷守恒定律和元电荷
1.电荷守恒定律：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.
3.元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用e表示.所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，在我们的计算中，可取e＝1.60×10
1.判断下列说法的正误.
(1)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为正电荷从丝绸转移到玻璃棒上.( × ) (2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程.( √ )
(3)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷，说明通过摩擦可以创造电荷.
( × )
(4)某一带电体的电荷量可以等于3×10
－19
－19
C.
C.( × )
2.带正电的物体C靠近不带电的枕形导体AB，如图1所示，A端将带电，B端带电.
经典
图1
答案 负 正
一、对三种起电方式的理解
1.用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带何种电荷？用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带何种电荷？使玻璃棒和橡胶棒带电的原因是什么？
答案 玻璃棒带正电，橡胶棒带负电.丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的电子向丝绸转移，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电；毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮上的电子向橡胶棒转移，橡胶棒得到电子带负电，毛皮失去电子带正电.
2.如图2所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触.起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的.
图2
(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？ (2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？ (3)再让A和B接触，又会看到什么现象？
答案 (1)物体C移近导体A，两侧金属箔片都张开； (2)金属箔片仍张开，但张角变小； (3)A、B接触，金属箔片都闭合.
3.带正电的物体A与不带电的物体B接触，使物体B带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？ 答案 正电荷，在这个过程中，有电子从物体B转移到物体A，物体B因缺少电子而带正电.
三种起电方式的比较
现象 摩擦起电 两绝缘体带上等量异种电荷 不同物质对电子的束缚能力感应起电 导体两端出现等量异种电荷 导体中的电子发生转移，使靠近带电体一端带异种电荷；远离带电接触起电 导体带上与带电体电性相同的电荷 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 原因 不同.束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电经典 子，带正电 实质 体一端带同种电荷 电荷在物体之间或物体内部的转移 [特别提醒] 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.
例1 感应起电和摩擦起电都能使物体带电，关于这两种带电过程，下列说法正确的是( ) A.感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分 B.感应起电是电荷从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体 D.摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体 答案 D
解析 感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，故A、B、C错误，D正确.
例2 如图3所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B( )
图3
A.不带电 C.带负电 答案 C
解析 根据静电感应现象和电荷间的相互作用，可判断导体B带负电，故选C.
感应起电的判断方法
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4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，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示.
B.带正电 D.不能确定
图4
二、电荷守恒定律 元电荷
1.在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？在一个封闭的系统中，电荷的总量会增多或减少吗？
答案 摩擦起电的过程并没有创造电荷.一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变.
经典
2.物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是4×10答案 物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.60×10所以物体所带的电荷量不能是4×103.电子和质子就是元电荷吗？
－19
－19
－19
C吗？
－19
C的整数倍.由于4×10C是1.60×10
－19
C的2.5倍，
C.
答案 元电荷是最小的电荷量，不是物质；电子和质子是实物粒子，不是元电荷.
1.使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，也就是物体间或物体内部电荷的重新分布.
2.电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到电中性的过程.
3.导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关，当两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷. 4.元电荷
(1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分. (2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷. (3)电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷.
例3 完全相同的两个金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，今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，接触后两球的电荷量大小之比为多少？ (2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多少？ 答案 (1)2∶3 (2)2∶1
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qA＝qC＝q.
2
C与B接触后，B、C所带电荷量为
q＋qqB＝qC′＝2123＝q. 4
1qqA22
故A、B带电荷量大小之比为＝＝. qB33
q4
(2)设A带正电，B带负电，且所带电荷量大小均为q. 1
则C与A接触后，A、C带电荷量为qA＝qC＝＋q.
2
C与B接触后，B、C带电荷量为
1q－q21
qB′＝qC″＝＝－q，
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