学案3：9.1电荷

　9.1

　 电荷

　『学习目标』 1.知道自然界存在两种电荷，并且知道其相互作用规律。

　2.了解使物体带电的方法，能从物质微观世界的角度认识物体带电的本质。

　3.知道电荷量、元电荷等概念，了解电荷量不能连续变化。

　4.理解电荷守恒定律。

　『课堂探究』 点 知识点 1

　电荷、 使物体带电的方法 1. 电荷的种类 自然界中有两种电荷：正电荷和负电荷。

　①用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫正电荷； ②用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫负电荷。

　2. 电荷间相互作用的规律 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

　3. 使物体带电的方法 使物体带电的方法有三种：接触起电、摩擦起电、感应起电。

　①接触起电：接触起电是指一个不带电的导体通过与另一个带电体接触后分开，从而成为带电体的现象。接触后电荷在两导体的分布与导体的形状和表面积有关。如果两导体是一模一样的，则原来带电导体的电荷量会在两导体平均分布。接触起电的本质是电荷的转移。

　②摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，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。摩擦起电的实质是电荷的转移。

　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，这种利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电。感应起电的本质仍然是电荷的转移。

　例 1

　用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近轻质小球，小球被吸引过来，则小球是（

　）

　A、带正电

　B、带负电

　C、不带电

　 D、可能带负电，也可能不带电 变式 1

　两个轻小物体之间相互吸引，则这两个物体（

　 ）

　A．肯定带异种电荷

　 B．肯定带同种电荷 C．肯定是一个带电，一个不带电

　D．可能是一个带电，一个不带电 例 2

　如图所示，A、B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法中正确的是（

　）

　 A．把 C 移近导体 A 时，A 带负电、B 带正电 B．把 C 移近导体 A，先把 A、B 分开，然后移去 C，A、B 上的金属箔片仍张开 C．先把 C 移走，再把 A、B 分开，A 上的金属箔片仍张开 D．先把 C 移近导体 A，用手接触 B 后，再把 C 移走，则 A、B 箔片均闭合 变式 2

　绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球 a，a 的表面镀有铝膜；在 a 近旁放一金属球 b，开始时， a、b 都不带电，如图所示，现使 b 带电，则（

　 ）

　A．b 将吸引 a，吸住后不放开

　 B．b 先吸引 a，接触后又把 a 排斥开

　C．a、b 之间不发生相互作用

　 D．b 立即把 a 排斥开 点 知识点 2

　电荷守恒定律 1. 电荷守恒定律 无论是接触起电、摩擦起电还是感应起电，本质上都是使微观带电粒子在物体之间或物体内部转移，而不是创造出电荷。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，电荷总量保持不变。

　2．电荷守恒定律的另一种表述 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。

　例 3

　关于电荷守恒定律，下列叙述中不正确的是（

　）

　A．一个物体所带的电量总是守恒的 B．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的 C．在一定的条件下，一个系统内的等量的正负电荷即使同时消失，但是这并不违背电荷守恒定律 D．电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换 变式 3

　两个完全相同的金属球，一个带+6×10 -8 C 的电量，另一个带-2×10 -8 C 的电量．把两球接触后再分开，两球带电情况是（

　）

　A．均为+4×10 -8 C

　B．均为+2×10 -8 C C．均为-2×10 -8 C

　D．均为-4×1 0-8 C

　点 知识点 3

　元电荷 1. 电荷量 电荷的多少，简称电量。

　2．元电荷 ①元电荷是一个电子或质子所带的电荷量，它是电荷量的最小单位。

　②元电荷的值：e=1.6×10 -19 C，最早由美国物理学家密立根测定。

　③所有带电体的电荷量或者等于 e，或者等于 e 的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。

　3．比荷

　比荷：带电体的电荷量与其质量的比值，又称为荷质比。

　例 4

　关于元电荷的下列说法中正确的是『

　 』 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=1.60×10 -19 C

　D．电荷量 e 的数值最早是由美国科学家密立根通过实验测得的 变式 4

　带电体所带电量的可能值是（

　）

　A．2.4×10 -19 C B．-6.4×10 -19 C C．-1.6×10 -19 C D．4.0×10 -17 C

　『课堂小结』 一、两种电荷 正电荷、负电荷 （自由电荷、自由电子、核外电子）

　二、三种起电方式 摩擦起电、接触起电、感应起电 三、电荷守恒定律 在一个与外界无电荷交换的系统内，电荷的代数和保持不变。

　『课堂达标』 1.用丝线吊起三个通草球，其中任意两个靠近时都相互吸引，则带电情况是（

　）

　A．两个带正电，一个带负电

　 B．两个带负电，一个带正电 C．两个带异种电荷，一个不带电

　D．以上说法都不对 2.如图所示，不带电的导体 B 靠近带正电的导体 A 后，P 端及 Q 端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是（

　）

　 A．若用导线将 Q 端接地,然后断开,再取走 A,则导体 B 将带负电 B．若用导线将 Q 端接地,然后断开,再取走 A,则导体 B 将带正电 C．若用导线将 Q 端接地,然后断开,再取走 A,则导体 B 将不带电 D．若用导线将 P 端接地,然后断开,再取走 A,则导体 B 将带正电 3.关于元电荷的下列说法中，正确的是(

　) A.元电荷实质上是指电子和质子 B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C.元电荷的数值通常取作 e=1.6×10 -19 C D.任何带电体的电荷量都不是连续变化的 4.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 -5 C 的正电荷，小球 B、C不带电．现在让小球 C 先和小球 A 接触后分开，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，最终三小球的带电量分别是多少？

　—— ★ 参 考 答 案 ★——

　例 1

　『答案』 D 『解析』 与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，带正电的玻璃棒可以吸引带负电的小球，另外，带电体有吸引轻小物体的性质，所以，如果轻质小球不带电，同样可以被带正电的玻璃棒吸引过来，故选项 D 正确。

　变式 1 『答案』 D 『解析』 两轻小物体带异种电荷时相互吸引；另外，带电物体还可以吸引轻小物体，所以两个轻小物体中只要有一个带电，就可以相互吸引。选项 D 正确。

　例 2 『答案』 AB 『解析』 感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端 A 会带异种电荷。远离的一端 B 要感应出正电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，A 正确；把带正电荷的物体 C 移近导体 A 后，把 A 和 B 分开，A 带负电，B 带正电，金属箔还是张开，故 B 正确；C、先把 C 移走，A、B 电荷恢复原状，若再把 A、B 分开，A、B 上的金属箔片不会张开，故 C 不正确；D、先把 C 移近导体 A，用手接触 B 后，只剩近端 A 有负电荷，移走 C 后，A、B 电荷重新分配，A、B 外表面均带负电荷，故金属箔片均张开，D 不正确。

　变式 2 『答案』 B 『解析』 带电物体能够吸引轻小物体，故 b 会将 a 球 吸引过来，a 与 b 接触后，带同种电荷而分开；故选 B。

　例 3

　『答案』 A 『解析』 电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，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；在转移的过程中，电荷的总量保存不变．所以单个物体所带电量是可以改变的，在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的，若一个系统内的等量的正负电荷即使同时消失，并不违背电荷守恒定律，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故 A 错误，BCD 正确；本题选不正确的，故选 A。

　变式 3 『答案』 B 『解析』 两个完全相同的金属球接触后，电荷总是相同，根据电荷守恒定律，电荷应该先中和，再均分，故C C8 --8 -82 110 2210 2 - 10 62q qq   ，选项 B 正确。

　例 4

　『答案』 BCD

　『解析』 元电荷是一个电子或质子所带的电荷量，e=1.6×10 -19 C，最早由美国物理学家密立根测定。所有带电体的电荷量或者等于 e，或者等于 e 的整数倍，选项 BCD 正确。

　变式 4 『答案』 BCD 『解析』 最小的电荷量是 1.6×10 -19 C，我们把这个最小的电荷量叫做元电荷，任何物体的带电量都是元电荷或是元电荷的整数倍，由于 2.4×10 -19 C 不是 1.6×10 -19 C 的整数倍，故 A 错误；6.4×10 -19 C是1.6×10 -19 C的4倍，故B正确；1.6×10 -19 C是1.6×10 -19 C的1倍，故C正确；4×10 -17 C是 1.6×10 -19 C 的 250 倍，故 D 正确。

　『课堂达标』 1. 『答案』 C 『解析』 已知三个通草球，其中任意两个靠近时都相互吸引，根据带电物体的性质：“同种电荷的物体相互排斥，异种电荷的物体相互吸引”，可知三个通草球，肯定有一个物体不带电荷，所以有两个小球带异种电荷，一个小球不带电．选项 C 正确。

　2. 『答案』 A 『解析』 不带电的导体 B 靠近带正电的导体 A 后，由于静电感应，会使金属导体 B 两端 PQ分别带负电和正电。无论导线将 PQ 哪端接地,然后断开，再取走 A，金属导体 B 右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体则导体 B 将带负电，A 正确。

　3. 『答案』 BCD 『解析』 元电荷是指电子或质子所带的电荷量，数值为 e=1.60×10 -19 C，故选项 A 错误，选项 C 项正确；所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍，任何带电体的电荷量都不是连续变化的，选项 BD 正确。故选 BCD 4. 『答案』 5×10 -6 C，7.5×10 -6 C，7.5×10 -6 C． 『解析』 完全相同的带电小球接触时，若是同种电荷则将总电量平分，若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分。

　当小球 C 和 A 接触后，A、C 球带电为 C CQQ55110 0 . 1210 0 . 22   ，再让小球 B与小球 A 接触，此时 A、B 带电为 C CQQ651210 0 . 5210 0 . 12   ，再让让小球 B 与小球 C 接触后，此时 B、C 带电为 C CQ QQ6-6 52 1310 5 . 7210 5 10 0 . 12   

　所以最终 ABC 三小球的带电量分别是：5×10 -6 C，7.5×10 -6 C，7.5×10 -6 C．