資源簡介

9.1 電荷
1.知道自然界中有兩種電荷,知道電荷量的概念及其國際單位。 2.會用原子結(jié)構(gòu)模型解釋摩擦起電的原因,觀察并分析靜電感應(yīng)現(xiàn)象,會用靜電的原理解釋生活中的現(xiàn)象。 3.通過對不同起電方式的分析,得出電荷守恒定律,理解電荷守恒定律,知道守恒思想的重要性。 4.知道元電荷、比荷的概念,理解電荷量的不連續(xù)性。
知識點(diǎn)一　電荷
1．物體帶電
物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說它帶了電，或有了電荷。
2．兩種電荷
(1)自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。
(2)電荷間的相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。
【溫馨提示】兩個(gè)物體帶異種電荷相互吸引，但相互吸引的物體不一定是帶異種電荷，因?yàn)閹щ婓w還具有吸引輕小物體的特性。
3．電荷量及其單位
(1)定義：電荷的多少叫作電荷量，常用符號Q或 q表示。
(2)單位：在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖，簡稱庫，用C表示。
(3)正負(fù)：電荷有正負(fù)之分，正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。
4．物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)
(1)原子結(jié)構(gòu)：原子
(2)原子電性：原子核的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，整個(gè)原子對外界較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為電中性。
(3)自由電子：金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動，這種電子叫作自由電子。
【溫馨提示】同一物體分別與不同種類的物體摩擦，該物體所帶電荷的種類取決于兩種物質(zhì)的原子核束縛電子的能力的大小，故同一物體與不同種類的物體摩擦?xí)r，可能帶上不同種類的電荷。
5．三種起電方式
(1)摩擦起電：由于摩擦而使物體帶電的方式。原因：當(dāng)兩種物質(zhì)組成的物體相互摩擦?xí)r，一些受原子核束縛較弱的電子會轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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)感應(yīng)起電
①靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，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的現(xiàn)象。
②感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。
(3)接觸起電：帶電體與導(dǎo)體接觸時(shí)，會使這個(gè)導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。
三種起電方式的比較
方式 內(nèi)容　　 摩擦起電 感應(yīng)起電 接觸起電
產(chǎn)生條件 兩個(gè)不同的絕緣體摩擦 帶電體靠近導(dǎo)體 帶電體接觸導(dǎo)體
現(xiàn)象 兩物體帶上等量異種電荷 導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同” 導(dǎo)體帶上與帶電體電性相同的電荷
微觀解釋 不同物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛能力不同，摩擦?xí)r會出現(xiàn)電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的現(xiàn)象 導(dǎo)體中的自由電荷受到帶電體對它的排斥(或者吸引)，而移向?qū)w的遠(yuǎn)端(或者近端) 電荷間的相互作用使得自由電荷在帶電體和導(dǎo)體上轉(zhuǎn)移，且重新分布
實(shí)質(zhì) 均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移
規(guī)律及注意事項(xiàng) 原子核不能自由移動，相互摩擦的兩個(gè)物體轉(zhuǎn)移的不可能是正電荷，只能是電子，即帶正電的物體一定失去了電子，帶負(fù)電的物體一定得到了電子 感應(yīng)起電成功的關(guān)鍵是在帶電體沒移開之前先將導(dǎo)體分成兩部分(或先斷開接地線)，然后再移去帶電體 無論是帶電體與中性物體接觸還是兩個(gè)帶電體接觸，轉(zhuǎn)移的一定是帶負(fù)電的電子
知識點(diǎn)二　電荷守恒定律
表述1．電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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。
表述2．一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。
知識點(diǎn)三　元電荷
1．定義：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量，這個(gè)最小的電荷量叫作元電荷，用符號e表示。
2．所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
3．元電荷的大小：e＝1.602 176 634×10－19 C在計(jì)算中通常取e＝1.60×10－19 C。
4．電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比。其值＝1.76×1011 C/kg。
【溫馨提示】元電荷不是實(shí)際的粒子，它表示最小的電荷量，沒有正負(fù)。
【知識擴(kuò)展】
驗(yàn)電器的兩種應(yīng)用方式及原理
1.帶電體接觸驗(yàn)電器
當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個(gè)金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開。如圖甲。
2.帶電體靠近驗(yàn)電器
當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，帶電體會使驗(yàn)電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，兩箔片在斥力作用下張開，如圖乙。
關(guān)于摩擦起電的原因，正確的說法是（　　）
A．正電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
B．電子和正電荷同時(shí)按相反方向轉(zhuǎn)移
C．只有電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
D．以上三種情況都有可能
【解答】解：摩擦起電過程中，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電，在摩擦起電過程中沒有產(chǎn)生新電荷，只是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，正電荷并不移動；故C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選：C。
關(guān)于元電荷的下列說法中錯(cuò)誤的是（　　）
A．所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍
B．元電荷的數(shù)值通常取作e＝1.60×10﹣19 C
C．元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身
D．元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測得的
【解答】解：A、元電荷是指電子或質(zhì)子所帶的電荷量，數(shù)值為e＝1.60×10﹣19C，但元電荷不是電子和質(zhì)子本身，所有帶電體的電荷量都等于元電荷的整數(shù)倍，故AB正確，C錯(cuò)誤；
D、電荷量e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測得的，D正確。
本題選錯(cuò)誤的，故選：C。
絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一個(gè)輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的附近，有一個(gè)絕緣金屬球b，開始a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)在使a帶電，則（　　）
A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用
B．b將吸引a，吸住后不放
C．b立即把a(bǔ)排斥開
D．b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開
【解答】解：帶電物體能夠吸引輕小物體，故b會將a球吸引過來，a與b接觸后，帶同種電荷而分開，故D正確、ABC錯(cuò)誤。
故選：D。
使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；故驗(yàn)電器的上端應(yīng)帶上與小球異號的電荷，而驗(yàn)電器的箔片上將帶上與小球同號的電荷；
故只有B符合條件。
故選：B。
如圖所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近的帶正電的導(dǎo)體球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，分為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的大小分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的有（　　）
A．沿虛線c切開，A帶負(fù)電，B帶正電，且QA＞QB
B．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QA＝QB
C．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且QA＜QB
D．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA的值與所切的位置有關(guān)
【解答】解：ABC、導(dǎo)體C帶正電，導(dǎo)體原來不帶電，但是在帶正電的導(dǎo)體球C的靜電感應(yīng)作用下，導(dǎo)體中的帶負(fù)電的自由電子向B部分轉(zhuǎn)移，使B部分帶負(fù)電，A部分帶正電。根據(jù)電荷守恒定律，A部分移走的電子數(shù)目和B部分得到的電子數(shù)目是相同的，因此無論從哪一條虛線切開，兩部分的電荷量大小總是相等的，故ABC錯(cuò)誤；
D、由于電荷之間的作用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受C的作用力的強(qiáng)弱不同導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻，越靠近右端負(fù)電荷密度越大，越靠近左端正電荷密度越大，所以從不同位置切開時(shí)，左部分所帶電荷量的大小QA與所切的位置有關(guān)，故D正確。
故選：D。
半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有電量相等的電荷，相隔一定距離，現(xiàn)讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩球接觸后移開。
（1）若A，B兩球帶同種電荷，接觸后三球電荷量之比為多大？
（2）若A，B兩球帶異種電荷，接觸后三球電荷量之比為多大？
【解答】解：若兩球帶等量的同種電荷，電量都為Q，則讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A，B兩球接觸后移開。兩球所帶的電量大小分別為、，則接觸后的電荷量之比為2：3；那么接觸后三球電荷量之比為2：3：3；
若兩球帶等量的異種電荷，電量大小都為Q，則讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A，B兩球接觸后移開。兩球所帶的電量大小分別為、，則接觸后兩球的帶電荷量之比為2：1，那么接觸后三球電荷量之比為2：1：1。
答：（1）若A，B兩球帶同種電荷，接觸后三球電荷量之比為2：3：3；
（2）若A，B兩球帶異種電荷，接觸后三球電荷量之比為2：1：1。
如圖所示，用一對絕緣柱支持的不帶電導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。現(xiàn)將一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，則（　　）
A．此時(shí)A、B都帶負(fù)電
B．此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電
C．先移去C，再分開A、B，金屬箔仍然張開
D．先分開A、B，再移去C，金屬箔仍然張開
【解答】解：AB．帶正電的物體C靠近A附近時(shí)，由于靜電感應(yīng)，A帶上負(fù)電，B帶上正電，故AB錯(cuò)誤；
C．先移去C，再分開A、B，由于電荷間的相互作用，重新中和后A、B不帶電，金屬箔均閉合，故C錯(cuò)誤；
D．先分開A、B，則A帶負(fù)電，B帶正電，再移去C，電荷不能再進(jìn)行中和，A、B帶電，金屬箔仍然張開，故D正確。
故選：D。
如圖所示，A、B是兩個(gè)帶有絕緣支架的金屬球，它們原來均不帶電，并彼此接觸。現(xiàn)使帶負(fù)電的橡膠棒C靠近A（C與A不接觸），然后先將A、B分開，再將C移走。關(guān)于A、B的帶電情況，下列判斷正確的是（　　）
A．A、B均帶正電 B．A、B均帶負(fù)電
C．A帶正電，B帶負(fù)電 D．A帶負(fù)電，B帶正電
【解答】解：把導(dǎo)體A和B分開，再移走C，導(dǎo)體A和B由于感應(yīng)起電帶上異種電荷，由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，
所以此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電。故ABD錯(cuò)誤，C正確
故選：C。
如圖所示，用起電機(jī)使金屬球A帶上正電，靠近驗(yàn)電器B，則（　　）
A．驗(yàn)電器金箔不張開，因?yàn)榍駻沒有和B接觸
B．驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了正電
C．驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了負(fù)電
D．驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)轵?yàn)電器下部箔片都帶上了正電
【解答】解：把一個(gè)帶正電的物體A，靠近一個(gè)原來不帶電的驗(yàn)電器的金屬小球，驗(yàn)電器的金屬小球由于感應(yīng)會帶上負(fù)電荷和金屬箔由于感應(yīng)會帶上正電荷，而整個(gè)驗(yàn)電器不帶電。所以驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)轵?yàn)電器下部箔片都帶上了正電。
故選：D。
如圖所示在絕緣支架上的導(dǎo)體A和導(dǎo)體B按圖中方式接觸放置，原先AB都不帶電，先讓開關(guān)K1，K2均斷開，現(xiàn)在將一個(gè)帶正電小球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，最后將AB分開，A帶負(fù)電
C．K1、K2均閉合時(shí)，A、B兩端均不帶電
D．K1、K2均閉合時(shí)，A左端帶負(fù)電，B右端不帶電
【解答】解：A、當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)K1，由于靜電感應(yīng)的作用，B右端帶的正電荷會被從大地上來的負(fù)電荷中和，B右端不再帶有電荷，A左端帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)K2，由于靜電感應(yīng)的作用，B右端帶的正電荷會被從大地上來的負(fù)電荷中和，所以導(dǎo)體B右端不再帶有電荷，A左端帶負(fù)電，接著移走帶電小球，導(dǎo)體AB電荷中和，不再帶電，最后將AB分開，不帶電，故B錯(cuò)誤；
CD、同理，K1、K2均閉合時(shí)，由于靜電感應(yīng)的作用，A左端帶負(fù)電，B端不帶電，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成。u夸克帶的電荷量為e，d夸克帶的電荷量為e，e為元電荷。下列論斷可能正確的是（　　）
A．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成
B．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成
C．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
D．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
【解答】解：質(zhì)子H帶電荷量為2（）＝e；
中子n帶電荷量為20，故ACD錯(cuò)誤，B正確；
故選：B。
現(xiàn)在有一檔科學(xué)探索的電視直播節(jié)目，很受歡迎．在某期節(jié)目里，一位少女站在絕緣平臺上，當(dāng)她用手觸摸一個(gè)金屬球時(shí)，會看到她的頭發(fā)慢慢豎起，如圖所示，像是孔雀開屏．下列說法正確的是（　　）
A．頭發(fā)豎起是因?yàn)樗砩蠋Я遂o電
B．她只有帶正電荷時(shí)，頭發(fā)才會豎起
C．她的頭發(fā)慢慢豎起是因?yàn)殡姾陕齻鞯剿念^發(fā)上
D．與電無關(guān)，這是她的特異功能
【解答】解：A、頭發(fā)豎起是因?yàn)樗砩蠋Я遂o電，由于帶同種電荷，所以頭發(fā)相互排斥而豎直，故A正確；
B、只要帶同種電荷，她的頭發(fā)均可以豎直，故B錯(cuò)誤；
C、電荷分布在頭發(fā)上是瞬間完成的，慢慢豎直是因?yàn)槭芰筮\(yùn)動需要過程，故C錯(cuò)誤。
D、由以上分析可知，這不是特異功能，而是一種靜電的自然現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
冬天在撕開包裝盒外的塑料包裝紙時(shí)，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)撕開的包裝紙粘在手上甩不掉的現(xiàn)象．對上述的判斷與分析，下列說法正確的是（　　）
A．塑料包裝紙粘在手上甩不掉的原因和口香糖粘在手上甩不掉的原因相同
B．這種現(xiàn)象是摩擦起電后的庫侖力造成的
C．手對塑料包裝紙的引力等于塑料包裝紙受到的重力
D．手對塑料包裝紙有引力作用而塑料包裝紙對手沒有引力作用
【解答】解：AB、冬天在撕開包裝盒外的塑料包裝紙時(shí)，塑料包裝紙會因摩擦帶上一定的電荷，帶電荷而且又絕緣的包裝紙會與附近 的手發(fā)生靜電感應(yīng)，所以包裝紙就會粘在手上甩不掉。可知這種現(xiàn)象時(shí)摩擦起點(diǎn)后的庫侖力造成的，與口香糖粘在手上甩不掉的原因不相同。故A錯(cuò)誤，B正確；
C、這種現(xiàn)象是摩擦起電后的庫侖力造成的，不是手對包裝紙的引力。故C錯(cuò)誤；
D、力的作用是相互的，手對塑料包裝紙有引力作用，塑料包裝紙對手也有引力作用。故D錯(cuò)誤。
故選：B。
（多選）用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖，由此對摩擦起電說法正確的是（　　）
A．兩個(gè)物體摩擦?xí)r，表面粗糙的易失去電子
B．兩個(gè)物體摩擦起電時(shí)，一定同時(shí)帶上種類以及數(shù)量不同的電荷
C．兩個(gè)物體摩擦起電時(shí)，帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等
D．同一物體與不同種類物體摩擦，該物體的帶電荷種類可能不同
【解答】解：A、題目沒有提到個(gè)物體的粗糙程度，所以不能判斷出是否表面粗糙的易失去電子。故A錯(cuò)誤；
B、C、摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移的過程中總電荷量保持不變，所以兩個(gè)物體摩擦起電時(shí)，一定同時(shí)帶上種類不同的，數(shù)量相同的電荷。故B錯(cuò)誤，C正確；
D、用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，棉布分別帶負(fù)電與帶正電，說明同一物體與不同種類的物體摩擦?xí)r，該物體帶電荷種類可能不同。故D正確；
故選：CD。
（多選）如圖所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金屬箔。當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)（　　）
A．A端金屬箔張開，B端金屬箔閉合
B．用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，A端金屬箔仍張開，B端金屬箔閉合
C．用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，將手和C都移走，兩對金屬箔均張開
D．選項(xiàng)A中兩對金屬箔分別帶異種電荷，選項(xiàng)C中兩對金屬箔帶同種電荷
【解答】解：A、根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn)了負(fù)電荷，在B端出現(xiàn)了正電荷，相應(yīng)的金屬箔上帶同種電荷，則A端和B端金屬箔均張開，故A錯(cuò)誤；
B、用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，B端不再帶正電，金屬箔閉合，故B正確；
CD、用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，只有A端帶負(fù)電，將手和C都移走，外部電場消失，不能發(fā)生靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電荷便會分布在整個(gè)枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶負(fù)電，兩對金屬箔均張開，故C、D正確。
故選：BCD。
（多選）用金屬做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套，將筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是（　　）
A．摩擦使筆套帶電
B．筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下感應(yīng)出異號電荷
C．圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D．筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和
【解答】解：A、筆套與頭發(fā)摩擦后，摩擦使筆套帶電，故A正確；
B、帶電的筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)感應(yīng)出異號電荷，故B正確；
C、當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，是因?yàn)閳A環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力，產(chǎn)生了加速度，故C正確；
D、筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷沒有被中和，還帶電，故D錯(cuò)誤。
故選：ABC。
半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后移開。
①若A、B兩球帶同種電荷，接觸后的電荷量之比為 　 　。
②若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的帶電荷量之比為：　 　。
【解答】解：若兩球帶等量的同種電荷，電量都為Q，則讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A，B兩球接觸后移開。兩球所帶的電量大小分別為、，則接觸后的電荷量之比為2：3；
若兩球帶等量的異種電荷，電量大小都為Q，則讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A，B兩球接觸后移開。兩球所帶的電量大小分別為、，則接觸后兩球的帶電荷量之比為2：1。
故答案為：①2：3；②2：1
閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象（一般發(fā)生在積雨云中）。一道閃電的長度可能只有數(shù)百米（最短的為100米），最長可達(dá)數(shù)千米。閃電的溫度從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等，大約是太陽表面溫度的3～5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹，空氣移動迅速，因此形成波浪并發(fā)出聲音。某次閃電向地面輸送了20C的負(fù)電荷，則這次閃電大約有多少個(gè)電子由云層到達(dá)地面？
【解答】解：根據(jù)元電荷定義，可知n（個(gè)）＝1.25×1020（個(gè)）。
答：這次閃電大約有1.25×1020個(gè)電子由云層到達(dá)地面。9.1 電荷
1.知道自然界中有兩種電荷,知道電荷量的概念及其國際單位。 2.會用原子結(jié)構(gòu)模型解釋摩擦起電的原因,觀察并分析靜電感應(yīng)現(xiàn)象,會用靜電的原理解釋生活中的現(xiàn)象。 3.通過對不同起電方式的分析,得出電荷守恒定律,理解電荷守恒定律,知道守恒思想的重要性。 4.知道元電荷、比荷的概念,理解電荷量的不連續(xù)性。
知識點(diǎn)一　電荷
1．物體帶電
物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，我們就說它帶了電，或有了電荷。
2．兩種電荷
(1)自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。
(2)電荷間的相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。
【溫馨提示】兩個(gè)物體帶異種電荷相互吸引，但相互吸引的物體不一定是帶異種電荷，因?yàn)閹щ婓w還具有吸引輕小物體的特性。
3．電荷量及其單位
(1)定義：電荷的多少叫作電荷量，常用符號Q或 q表示。
(2)單位：在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖，簡稱庫，用C表示。
(3)正負(fù)：電荷有正負(fù)之分，正電荷的電荷量為正值，負(fù)電荷的電荷量為負(fù)值。
4．物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)
(1)原子結(jié)構(gòu)：原子
(2)原子電性：原子核的正電荷數(shù)量與電子的負(fù)電荷數(shù)量一樣多，整個(gè)原子對外界較遠(yuǎn)位置表現(xiàn)為電中性。
(3)自由電子：金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動，這種電子叫作自由電子。
【溫馨提示】同一物體分別與不同種類的物體摩擦，該物體所帶電荷的種類取決于兩種物質(zhì)的原子核束縛電子的能力的大小，故同一物體與不同種類的物體摩擦?xí)r，可能帶上不同種類的電荷。
5．三種起電方式
(1)摩擦起電：由于摩擦而使物體帶電的方式。原因：當(dāng)兩種物質(zhì)組成的物體相互摩擦?xí)r，一些受原子核束縛較弱的電子會轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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)感應(yīng)起電
①靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，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的現(xiàn)象。
②感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。
(3)接觸起電：帶電體與導(dǎo)體接觸時(shí)，會使這個(gè)導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。
三種起電方式的比較
方式 內(nèi)容　　 摩擦起電 感應(yīng)起電 接觸起電
產(chǎn)生條件 兩個(gè)不同的絕緣體摩擦 帶電體靠近導(dǎo)體 帶電體接觸導(dǎo)體
現(xiàn)象 兩物體帶上等量異種電荷 導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠(yuǎn)同” 導(dǎo)體帶上與帶電體電性相同的電荷
微觀解釋 不同物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛能力不同，摩擦?xí)r會出現(xiàn)電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體的現(xiàn)象 導(dǎo)體中的自由電荷受到帶電體對它的排斥(或者吸引)，而移向?qū)w的遠(yuǎn)端(或者近端) 電荷間的相互作用使得自由電荷在帶電體和導(dǎo)體上轉(zhuǎn)移，且重新分布
實(shí)質(zhì) 均為電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移
規(guī)律及注意事項(xiàng) 原子核不能自由移動，相互摩擦的兩個(gè)物體轉(zhuǎn)移的不可能是正電荷，只能是電子，即帶正電的物體一定失去了電子，帶負(fù)電的物體一定得到了電子 感應(yīng)起電成功的關(guān)鍵是在帶電體沒移開之前先將導(dǎo)體分成兩部分(或先斷開接地線)，然后再移去帶電體 無論是帶電體與中性物體接觸還是兩個(gè)帶電體接觸，轉(zhuǎn)移的一定是帶負(fù)電的電子
知識點(diǎn)二　電荷守恒定律
表述1．電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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。
表述2．一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。
知識點(diǎn)三　元電荷
1．定義：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量，這個(gè)最小的電荷量叫作元電荷，用符號e表示。
2．所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
3．元電荷的大小：e＝1.602 176 634×10－19 C在計(jì)算中通常取e＝1.60×10－19 C。
4．電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比。其值＝1.76×1011 C/kg。
【溫馨提示】元電荷不是實(shí)際的粒子，它表示最小的電荷量，沒有正負(fù)。
【知識擴(kuò)展】
驗(yàn)電器的兩種應(yīng)用方式及原理
1.帶電體接觸驗(yàn)電器
當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個(gè)金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開。如圖甲。
2.帶電體靠近驗(yàn)電器
當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，帶電體會使驗(yàn)電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，兩箔片在斥力作用下張開，如圖乙。
關(guān)于摩擦起電的原因，正確的說法是（　　）
A．正電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
B．電子和正電荷同時(shí)按相反方向轉(zhuǎn)移
C．只有電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
D．以上三種情況都有可能
關(guān)于元電荷的下列說法中錯(cuò)誤的是（　　）
A．所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍
B．元電荷的數(shù)值通常取作e＝1.60×10﹣19 C
C．元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身
D．元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測得的
絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一個(gè)輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的附近，有一個(gè)絕緣金屬球b，開始a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)在使a帶電，則（　　）
A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用
B．b將吸引a，吸住后不放
C．b立即把a(bǔ)排斥開
D．b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開
使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（　　）
A． B．
C． D．
如圖所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近的帶正電的導(dǎo)體球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，分為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的大小分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的有（　　）
A．沿虛線c切開，A帶負(fù)電，B帶正電，且QA＞QB
B．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QA＝QB
C．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且QA＜QB
D．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA的值與所切的位置有關(guān)
半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有電量相等的電荷，相隔一定距離，現(xiàn)讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩球接觸后移開。
（1）若A，B兩球帶同種電荷，接觸后三球電荷量之比為多大？
（2）若A，B兩球帶異種電荷，接觸后三球電荷量之比為多大？
如圖所示，用一對絕緣柱支持的不帶電導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。現(xiàn)將一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，則（　　）
A．此時(shí)A、B都帶負(fù)電
B．此時(shí)A帶正電，B帶負(fù)電
C．先移去C，再分開A、B，金屬箔仍然張開
D．先分開A、B，再移去C，金屬箔仍然張開
如圖所示，A、B是兩個(gè)帶有絕緣支架的金屬球，它們原來均不帶電，并彼此接觸。現(xiàn)使帶負(fù)電的橡膠棒C靠近A（C與A不接觸），然后先將A、B分開，再將C移走。關(guān)于A、B的帶電情況，下列判斷正確的是（　　）
A．A、B均帶正電 B．A、B均帶負(fù)電
C．A帶正電，B帶負(fù)電 D．A帶負(fù)電，B帶正電
如圖所示，用起電機(jī)使金屬球A帶上正電，靠近驗(yàn)電器B，則（　　）
A．驗(yàn)電器金箔不張開，因?yàn)榍駻沒有和B接觸
B．驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了正電
C．驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了負(fù)電
D．驗(yàn)電器金箔張開，因?yàn)轵?yàn)電器下部箔片都帶上了正電
如圖所示在絕緣支架上的導(dǎo)體A和導(dǎo)體B按圖中方式接觸放置，原先AB都不帶電，先讓開關(guān)K1，K2均斷開，現(xiàn)在將一個(gè)帶正電小球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，最后將AB分開，A帶負(fù)電
C．K1、K2均閉合時(shí)，A、B兩端均不帶電
D．K1、K2均閉合時(shí)，A左端帶負(fù)電，B右端不帶電
目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成。u夸克帶的電荷量為e，d夸克帶的電荷量為e，e為元電荷。下列論斷可能正確的是（　　）
A．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成
B．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成
C．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
D．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
現(xiàn)在有一檔科學(xué)探索的電視直播節(jié)目，很受歡迎．在某期節(jié)目里，一位少女站在絕緣平臺上，當(dāng)她用手觸摸一個(gè)金屬球時(shí)，會看到她的頭發(fā)慢慢豎起，如圖所示，像是孔雀開屏．下列說法正確的是（　　）
A．頭發(fā)豎起是因?yàn)樗砩蠋Я遂o電
B．她只有帶正電荷時(shí)，頭發(fā)才會豎起
C．她的頭發(fā)慢慢豎起是因?yàn)殡姾陕齻鞯剿念^發(fā)上
D．與電無關(guān)，這是她的特異功能
冬天在撕開包裝盒外的塑料包裝紙時(shí)，我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)撕開的包裝紙粘在手上甩不掉的現(xiàn)象．對上述的判斷與分析，下列說法正確的是（　　）
A．塑料包裝紙粘在手上甩不掉的原因和口香糖粘在手上甩不掉的原因相同
B．這種現(xiàn)象是摩擦起電后的庫侖力造成的
C．手對塑料包裝紙的引力等于塑料包裝紙受到的重力
D．手對塑料包裝紙有引力作用而塑料包裝紙對手沒有引力作用
（多選）用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖，由此對摩擦起電說法正確的是（　　）
A．兩個(gè)物體摩擦?xí)r，表面粗糙的易失去電子
B．兩個(gè)物體摩擦起電時(shí)，一定同時(shí)帶上種類以及數(shù)量不同的電荷
C．兩個(gè)物體摩擦起電時(shí)，帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等
D．同一物體與不同種類物體摩擦，該物體的帶電荷種類可能不同
（多選）如圖所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金屬箔。當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)（　　）
A．A端金屬箔張開，B端金屬箔閉合
B．用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，A端金屬箔仍張開，B端金屬箔閉合
C．用手觸摸枕形導(dǎo)體B端后，將手和C都移走，兩對金屬箔均張開
D．選項(xiàng)A中兩對金屬箔分別帶異種電荷，選項(xiàng)C中兩對金屬箔帶同種電荷
（多選）用金屬做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套，將筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是（　　）
A．摩擦使筆套帶電
B．筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下感應(yīng)出異號電荷
C．圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D．筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和
半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后移開。
①若A、B兩球帶同種電荷，接觸后的電荷量之比為 　 　。
②若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的帶電荷量之比為：　 　。
閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象（一般發(fā)生在積雨云中）。一道閃電的長度可能只有數(shù)百米（最短的為100米），最長可達(dá)數(shù)千米。閃電的溫度從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等，大約是太陽表面溫度的3～5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹，空氣移動迅速，因此形成波浪并發(fā)出聲音。某次閃電向地面輸送了20C的負(fù)電荷，則這次閃電大約有多少個(gè)電子由云層到達(dá)地面？

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