9.1电荷 （学案）-【高效课堂】2022-2023学年高二物理同步备课精讲练（人教版2019必修第三册）.docx

1、9.1 电 荷学习目标：1.知道自然界中只存在两种电荷，且存在相互作用；2.了解三种起电方式，物体带电的本质；3.通过三种起电方式理解电荷守恒定律；4.知道电荷量、元电荷、比荷的概念，知道电荷量不能连续变化；5.了解验电器原理。1.初中旧知复习自然界中只有正、负两种电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；正负电荷均可吸引轻质物体。电荷的多少叫电荷量。常用Q、q表示。单位：库伦；符号:C。2.原子的核式结构原子由质子、中子（二者构成原子核）和电子组成，每个原子中，质子的正电数量与电子的负电数量一样多，整个原子对外呈电中性。电中性的物体是有电荷

2、存在的，只是代数和为0，对外不显电性3.摩擦起电不同物质之间，原子核对核外电子的束缚能力，相对不同。如下图丝绸和玻璃棒（丝绸“束缚力”强于玻璃棒）。二者摩擦过程中，丝绸不仅会将自己的电子“束缚”住，还会将玻璃棒的电子“抢”走（如图），因此，丝绸上有了多余的负电荷，带负电；而玻璃棒因失去电子，带正电。二者得失电子数量相等，因此带有等量异号电荷。摩擦起电的本质：电子从一个物体转移至另一物体，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带等量正电。得失电子数量相等，两物体构成的系统，总电荷量守恒。同一物体与不同物体摩擦是失去电子还是得到电子，取决于相互摩擦的两物体的原子核对电子束缚能力的相对强弱。【随堂练习

3、】1.梳过头发的梳子，常能吸引轻小物体，这属于摩擦起电。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两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量同种电荷C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D丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电D 【答案解析】摩擦起电现象的本质是使一个物体上的自由电子转移到另一个物体上，使两物体带上等量的异种电荷。过程中不产生电荷，电荷量守恒。4.感应起电金属中离原子核较远的、能脱离原子核的束缚，而在金属中自由活动的电子，叫自由电子。静电感应：当一个带

4、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的现象。利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电。如图：导体A端自由电子，在带电体C的吸引力作用下，会趋向于导体B端。将导体分成两部分，B端因电子数量多，带有负电，同理A端带正电。即，导体靠近带电体一端，带有和带电体异号的电荷。远离带电体一端，带有和带电体同号的电荷（近异远同）。思考：1.如C带负电，导体内自由电子如何转移？B端自由电子在带电体C的排斥力作用下，向A端移动，从而A端带负电，B端带正电2.如先将带电体C移走，再将导体分为两部分，两部分导体是

5、否带电？不会。先将带电体C移走，导体内自由电子会均匀分布在导体内部。3.导体两部分所带电荷是否与分开位置有关？无关。分析感应起电问题时的几点提醒(1)明确带电体与感应起电的导体。(2)弄清楚导体靠近带电体的一端和远离带电体的另一端，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷。(3)注意拿走物体的顺序，若保持带电体不动，先分开导体的靠近端和远离端，再移走带电体，则靠近端带异种电荷，远离端带同种电荷。若先移走带电体，则导体上的电荷会立即中和，不再带电。（4）只有导体中的电子才能自由移动，绝缘体中的电子不能自由移动，所以导体能够发生感应起电，而绝缘体不能。（5）凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个

6、导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球就成为远端，带同种电荷。【随堂练习】2如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是（）A若先将A、B分开，再移走C，A带正电，B带负电B若先将A、B分开，再移走C，B带正电，A带负电C若先将C移走，再把A、B分开，A带正电，B带负电D若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电B 【答案解析】带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，A端带负电，B端带正电，将A、B分开，再移走C，则A整体带负电，B整体带正电，故A错误，B正确；将C移走，A、B上的电荷又马上中和，不再带电，再把A、B分开，A、B都

7、不带电，故C、D错误。5.接触起电不带电的物体与带电的物体接触，能使不带电的物体带上同种电荷。若两导体球带同种电荷，会把总电荷量平分；若带异种电荷，则先中和然后再把剩余电荷量平分。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，电荷量将平均分配，即最后两个球带等量的同种电荷或均不带电。“中性”与“中和”的理解中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性。中和：两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。【随堂练习】3导体A带电荷量为5q，另一完全相同的导体B带电荷量为-q，两导体接触后再分开，则导体B带的电荷量为（）A-q Bq C

8、2q D4qC 【答案解析】带异种电荷的相同导体，电荷先中和，剩余的再平分，故分开后各带电2q，ABD错误，C正确。三种起电方式小结摩擦起电感应起电接触起电产生条件两不同绝缘体摩擦导体靠近带电体时导体与带电导体接触时现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同电性的电荷。遵循“先中和后平分”原因不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移。也可说是物体所带电荷的重新分配。6.电荷守恒定律通过分析三种起电方式，可知

9、：电荷既不会创生，也不会消失，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。即电荷守恒定律。还可表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电，均符合电荷守恒定律。7.验电器验电器由金属球、金属杆、金属箔构成。当带电体接触（靠近）金属球，金属箔由于接触（感应）起电带了同种电荷，彼此排斥而张开，所带的电荷越多，张开的角度越大。验电器的两种应用方式及原理带电体接触验电器：带电的物体，有一

10、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。带电体靠近验电器：带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开，如图乙。【随堂练习】4.（验电器）用毛皮摩擦过的橡胶棒接触原来不带电的验电器时，发现验电器金属箔片分开，原因是（）A验电器带了负电，由于同种电荷相互排斥而分开B验电器带了负电，由于同种电荷相互吸引而分开C验电器带了正电，由于同种电荷相互排斥而分开D验电器带了正电，由于同种电荷相互吸引而分开A 【答案解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器后，验电器带了负电，验电器金属箔片上由于同

11、种电荷相互排斥而分开。8.元电荷、比荷通过前面的学习可以看出，电荷在物体之间或物体内部的转移过程中，只能是“一个一个”的，因此，带电体所带电荷量也只能是一个电子（质子）所带电荷量的整数倍。我们把这个最小的电荷量叫作元电荷，用e表示。其中e1.610-19C。电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的。说明了电荷量是不能连续变化的物理量。元电荷既不是电子，也不是质子，只是一个电荷量。带电体的电荷量和质量的比值叫比荷。【随堂练习】5.下列说法正确的是（）A元电荷实质上是指电子和质子本身B摩擦起电说明电荷是可以创造出来的C元电荷的值通常取D电荷量e的数值最早是由库仑通过实验测得的C 【答

12、案解析】元电荷是最小单位电荷量，不是电子或质子，故A错误；摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体，并不是创造了电荷，故B错误；元电荷的值通常取，故C正确；电荷量e的数值最早是由密立根通过实验测得的，故D错误。【随堂练习】6.（电现象及其本质）下列关于起电的说法错误的是（）A不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律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一个带电体接触一个不带电的物体，则两个物体带上等量异种电荷D摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分 C 【答案解析】一个带电体接触一个不带电的物体，电荷会发生转移，使两个物体带上同种电荷，故C错误；D正确。【随堂练习】7.（判断物体带电电性）四个塑料小球，A和B互相排斥，B和C互相吸引，C和D互相排斥如果D带正电，则B球的带电情况是（ ）A带正电 B带负电C不带电 D可能带负电或不带电B【答案解析】由于D带正电，C和D互相排斥，故C带正电，而B和C互相吸引，则B带负电，也可能不带电；A和B互相排斥，则说明B一定带负电，故B正确，ACD错误。故选B9.小结导图