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第一章静电场知识内容学考要求层级电荷及其守恒定律b库仑定律c电场强度c电势能和电势b电势差b电容器的电容b带电粒子在电场中的运动b第1节电荷及其守恒定律自主学习课堂探究课堂达标自主学习学习目标1.知道电荷的种类和电荷相互作用的规律。2.了解原子呈电中性的原因。3.了解摩擦起电、感应起电等现象,知道摩擦起电和感应起电的本质是电子的转移。4.理解电荷守恒定律。5.知道电荷量的概念及其单位,知道元电荷的值。教材提炼一、电荷1.两种电荷:自然界中的电荷只有。(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带。(2)用毛皮摩擦过的橡胶棒带。2.物质的微观结构(1)原子组成两种正电荷负电荷质子：带原子核原子中子：不带电核外电子：带正电负电(2)原子电性:原子核的正电荷的数量与核外电子的负电荷的数量,整个原子对外界较远的位置表现为。3.三种起电方式(1)摩擦起电:当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的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电,失去电子的物体则带电。(2)感应起电①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电荷,远离带电体的一端带电荷的现象。②感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。一样多电中性电子负正异号同号(3)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。两个完全相同的物体接触后,会使电荷量均分。二、电荷守恒定律1.表述一:电荷既不会,也不会,它只能从一个物体转移到,或者从物体的一部分转移到;在转移过程中,电荷的保持不变。2.表述二:一个与外界没有交换的系统,电荷的保持不变。三、电荷量1.电荷量:电荷的叫电荷量。国际单位是库仑,简称库,用表示。2.元电荷:的电荷量叫做元电荷,用e表示。e=。最早由美国物理学家测得。创生消灭另一个物体另一部分总量电荷代数和多少C最小1.60×10-19C密立根3.电荷量的不连续性:所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的_____倍,这就是说电荷量是不能连续变化的物理量。4.电子的比荷:电子的与电子的质量me之比。整数电荷量e自我反馈1.(2018·浙江金华云富高级中学测试)如图甲、乙所示,显示使物体A,B带电的实验过程为()A.摩擦起电B.接触起电C.感应起电D.以上都不对解析:当带正电的球靠近A端时,由于静电感应,会使左端出现负电荷,右端出现正电荷,当把A,B分开之后,A就带了负电,B就带了正电,所以本实验为使物体感应起电,选项C正确。C2.关于元电荷,下列说法中不正确的是()A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取e=1.6×10-19CD.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的解析:元电荷是最小的电荷量,不是某种电荷,其值通常取e=1.6×10-19C,A错误,C正确;带电体的电荷量不连续,所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,B正确;最早测出电荷量e数值的科学家是美国的科学家密立根,D正确。A3.原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷1.6×10-15C,丙物体带电荷量的大小为8×10-16C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是()A.乙物体一定带有正电荷8×10-16CB.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15CC.丙物体一定带有正电荷8×10-16CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16C解析:由于甲、乙、丙原来都不带电,甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10-15C的正电荷;乙物体得到电子而带1.6×10-15C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10-15C-8×10-16C=8×10-16C,故D正确。D4.关于摩擦起电,下列说法中正确的是()A.两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象B.摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷C.在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体D.在摩擦起电现象中正、负电荷同时发生转移解析:在摩擦起电现象过程中电子会从一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。C课堂探究要点突破【例1】如图所示,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要点一三种起电方式解析:摩擦起电不会创造出电子和质子,也不能使质子在物体间移动,选项A,C错误;摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不同,因而电子在物体间转移,若一个物体失去电子,其质子数就会比电子数多,我们说它带正电;若一个物体得到电子,其质子数就会比电子数少,我们说它带负电,产生摩擦起电的两物体所带电荷是“等量异种电荷”,选项B错误,D正确。规律方法三种起电方式的本质及感应起电的判断方法(1)本质:三种起电方式都不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到了另一个物体,或者从物体的一部分转移到了另一部分,这三种起电方式的本质都是电荷的转移,电荷总量保持不变。(2)感应起电的判断方法①带电体靠近导体时,导体上靠近带电体的一端感应出与带电体性质不同的电荷,远离带电体的一端感应出与带电体性质相同的电荷。②接地的某导体与地球组成一个新导体,在感应起电时该导体为近带电体端,感应出与带电体不同性质的电荷,地球为远带电体端,感应出与带电体性质相同的电荷。针对训练1:(2018·浙江温州十五校联合体期末)如图所示,取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B,使它们彼此接触,现在把带正电荷的物体C移近导体A,发现贴在A,B下部的金属箔都张开,下列说法正确的是()A.此时A带负电荷,B带正电荷B.此时A和B都带负电荷C.A和B分开后移去C,A,B上的金属箔仍保持闭合D.先移去C,再把A和B分开,A,B上的金属箔仍保持张开A解析:带正电的物体C靠近A附近时,由于静电感应,A端带上负电,B端带上正电,所以金属箔都张开,故A正确,B错误。先把A,B分开,则A带负电,B带正电,移去C后,电荷不能再进行中和,所以A端带负电,B端带正电,金属箔片保持张开,故C错误。先移去C后,A与B的电荷发生中和,则两个金属箔都闭合,故D错误。要点二【例2】有三个相同的绝缘金属小球A,B,C,其中A小球带有2.0×10-5C的正电荷,小球B,C不带电。现在让小球C先和小球A接触后取走,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,最终三小球的带电荷量分别为qA=C,qB=C,qC=C。对电荷守恒定律的理解解析:当小球C和A接触后,A,C球带电荷量为q1=2Aq=1.0×10-5C再让小球B与小球A接触,此时A,B带电荷量为q2=12q=5.0×10-6C再让小球B与小球C接触后,此时B,C带电荷量为q3=561.0105.0102C=7.5×10-6C所以最终A,B,C三小球的带电荷量分别是5×10-6C,7.5×10-6C,7.5×10-6C。答案:5×10-67.5×10-67.5×10-6规律方法完全相同的导体球接触起电时电荷量分配原则(1)用带电荷量为Q的金属球与不带电的金属球接触,每个小球带电荷量均为2Q,且所带电荷的性质相同。(2)用带电荷量为Q1的金属球与带电荷量为Q2的金属球接触,若两球带同种电荷,则每个小球所带电荷量为总电荷量的一半。若两球带异种电荷,则先中和相同量的异号电荷,然后平分剩余电荷,电性与所带电荷量多的金属球相同。针对训练2:(2018·浙江宁波诺丁汉大学附属中学期中)完全相同的金属小球A,B,A球带电荷量为+16Q,B球带电荷量为-8Q.现将A与B接触后分开,则A,B两球的带电荷量分别为()A.-8Q,+16QB.+8Q,+8QC.-4Q,-4QD.+4Q,+4Q解析:完全相同的金属球带异种电荷,接触时先中和再平分,所以每个球带电荷量为1682QQ=+4Q,故应选D。D教材探究教材P3图1.1-1静电感应实验中,为什么要求A,B必须是导体,而且要先把A,B分开后再移走带电体C?答案:只有导体中才存在自由移动的电荷,在外界带电体的影响下,电荷在导体内重新分布,近端出现异种电荷,远端出现同种电荷,若先移走带电体C,导体A,B又恢复到原来中性状态而无法起电。课堂达标1.对物体带电现象的叙述,下列说法正确的是()A.一个不带电的物体内一定没有电荷B.物体带电一定具有多余的电子C.物体带电的过程就是电荷移动的过程D.物体带电的过程就是创造电荷的过程解析:任何物体内部总有正负电荷,不带电是因为它呈现了电中性,故A错误;物体带电可能是有多余的电子,也可能是失去电子,故B错误;物体带电是因为失去电子或得到电子,故带电过程就是电荷移动的过程,故C正确;电荷是不能被创生的,故D错误。C2.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是()A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷B.摩擦起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体解析:摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移,失去电子的显示正电,得到电子的显示负电,此过程并非创造了电荷,总电荷量总是守恒,故选项A,B错误;感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分,是电荷在同一导体内部发生了转移,故选项C正确,D错误。C3.(2018·浙江宁波诺丁汉大学附属中学期中)将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,如图所示,下列几种方法能使两球带上异种电荷的是()A.先移走棒,再把两球分开B.先将棒接触一下其中一球,再把两球分开C.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电D.先把两球分开,再移走棒D解析:先移走棒,此时两球中的电荷发生中和,不再带电,再把球分开,同样不再带电,故A错误;使棒与其中一个球接触,这样两球都带同种电荷,分开两球,两球仍带同种电荷,故B错误;先把两球分开,再移走棒,两球由于感应起电带上异种电荷,棒带的电荷量不变,故C错误,D正确。4.有三个完全相同的绝缘金属小球A,B,C,其中小球A带有3×10-3C的正电荷,小球B带有2×10-3C的负电荷,小球C不带电。先将小球C与小球A接触后分开,再将小球B与小球C接触后分开,试求这时三球的带电荷量分别是多少?解析:由题意QA=3×10-3C,QB=-2×10-3C,QC=0,C与A先接触后分开时QA'=QC'=3310C2=1.5×10-3C,B与C先接触后分开时QB'=QC″=331.510C210C2=-2.5×10-4C。答案:A球带电荷量为1.5×10-3C,B,C球带电荷量均为-2.5×10-4C5.有两个完全相同的带电金属小球A,B,分别带有电荷量为QA=6.4×10-9C,QB=-3.2×10-9C,让两个绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移,转移了多少个电子?解析:在接触过程中,由于B球带负电,其上多余的电子转移到A球,中和A球上的一部分正电荷直至B球为中性不带电,同时,由于A球上有净正电荷,B球上的电子会继续转移到A球,直至两球带上等量的正电荷。在接触过程中,电子由球B转移到球A。接触后两小球各自的带电荷量QA′=QB′=AB2QQ=996.4103.2102C=1.6×10-9C共转移的电子电荷量为ΔQ=-QB+QB'=3.2×10-9C+1.6×10-9C=4.8×10-9C转移的电子数为n=Qe=9194.