資源簡介

1．電荷
[學習任務]　1．知道自然界中存在兩種電荷及其相互作用的性質，知道電荷量的概念及其國際單位。
2．知道物體帶電的三種方式。
3．掌握電荷守恒定律及元電荷、比荷的概念。
4．會用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。
[問題初探]　問題1．兩種電荷間的相互作用有什么特點？
問題2．摩擦起電是產生新的電荷了嗎？
問題3．元電荷是電子嗎？
[提示]　問題1．同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
問題2．沒有，只是電荷的轉移。
問題3．不是，元電荷是最小的電荷量。
[自我感知]　經過你認真的預習，結合你對本節課的理解和認識，請畫出本節課的知識邏輯體系。
　電荷
[鏈接教材]　如圖所示，摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛，說明摩擦可以使物體帶電，是不是任何兩個物體相互摩擦都能帶上電呢？
提示：不是。
1．物體帶電
物體具有吸引輕小物體的性質，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：正電荷和負電荷。
(2)電荷間的相互作用規律：同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。
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：電荷有正負之分，正電荷的電荷量為正值，負電荷的電荷量為負值。
4．物質的微觀結構
(1)原子結構
原子
(2)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動，這種電子叫作自由電子。
如圖是古老的摩擦起電機，是英國科學家維姆胡斯于1882年制成的圓盤式靜電感應起電機。
問題1．兩個絕緣體發生摩擦為什么會帶上電荷？
提示：兩個絕緣體摩擦時，其中一個物體失去電子，另一個物體得到電子，分別帶上了正、負電荷。
問題2．為何有的物體不帶電，有的帶正電荷、有的帶負電荷？
提示：每個原子中質子的正電荷數量與電子的負電荷數量一樣多，所以整個原子對外界表現為電中性。原子核一般是很穩定的。離原子核較遠的電子容易受外界的作用而脫離原子。原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。
問題3．為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電呢？
提示：兩個束縛電子的能力差別較大的物體在摩擦時更容易帶電，如琥珀與絲綢、玻璃棒與絲綢、橡膠棒與毛皮等，反之，兩個束縛電子的能力差別較小的物體在摩擦時就很難帶電。
問題4．為什么導體能導電？絕緣體不能導電？
提示：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動，這種電子叫作自由電子。失去自由電子的原子便成為帶正電的離子，這就使金屬成為導體。絕緣體中幾乎不存在能自由移動的電子。
1．摩擦起電的現象：兩物體帶上等量異種電荷。
2．對摩擦起電的理解
(1)摩擦起電的本質是發生了電子的轉移，相互摩擦的兩個物體一定是同時帶上等量異種電荷。
(2)同一物體分別與不同種類的物體摩擦，該物體可以帶上不同種類的電荷，因為不同物體的原子核對外層電子的束縛能力大小不同。
【典例1】　(對帶電現象的認識)下列對電現象及規律的認識中正確的是(　　)
A．自然界中只存在正、負兩種電荷
B．同種電荷相互吸引，異種電荷相互排斥
C．摩擦起電說明了電荷可以創生
D．帶電物體一定具有多余的電子
A　[自然界中只存在正、負兩種電荷，故A正確；同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，故B錯誤；摩擦起電是由于電子的轉移，并非電荷可以創生，故C錯誤；帶正電物體有多余的正電荷，帶負電的物體有多余的帶負電的電子，故D錯誤。]
【典例2】　(對摩擦起電的理解)用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦，實驗結果如圖所示，根據實驗情況判斷，下列對摩擦起電的說法正確的是(　　)
A．兩個物體摩擦時，表面粗糙的易失去電子
B．兩個物體摩擦時，表面光滑的易失去電子
C．兩個物體摩擦起電時，帶上電荷的種類、數量都不同
D．同一物體與不同種類的物體摩擦，該物體所帶電荷種類可能不同
D　[題目沒有提到物體的粗糙程度，所以不能判斷出表面粗糙還是光滑的物體易失去電子，故A、B錯誤；摩擦起電的實質是電荷的轉移，在轉移的過程中總電荷量保持不變，所以兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類不同但數量相同的電荷，故C錯誤；用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦，棉布分別帶負電與帶正電，說明同一物體與不同種類的物體摩擦時，該物體的帶電種類可能不同，故D正確。]
　靜電感應
[鏈接教材]　如圖所示為教材中的驗電器，驗電器的主要結構有哪些？驗電器的工作原理是什么？
提示：金屬球、金屬桿、金屬箔等；同種電荷互相排斥。
1．靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷的現象。
2．感應起電：利用靜電感應使金屬導體帶電的過程。
如圖所示，取一對用絕緣柱支撐的導體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔片是閉合的。
問題1．把帶正電荷的物體C移近導體A，金屬箔片有什么變化？
提示：C移近導體A，兩側金屬箔片都張開。
問題2．這時把A和B分開，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？
提示：金屬箔片仍張開，但張角變小。
問題3．再讓A和B接觸，又會看到什么現象？
提示：A、B接觸，金屬箔片都閉合。
1．感應起電的分析
(1)當帶電體靠近導體時，導體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷，如圖甲所示。
(2)導體接地時，該導體與地球可視為一個導體，而且該導體可視為近端導體，帶異種電荷，地球就成為遠端導體，帶同種電荷，如圖乙、丙所示。
說明：用手摸一下導體，再移開手指，相當于先把導體接地，然后再與大地斷開。
2．三種起電方式的比較
摩擦起電 感應起電 接觸起電
現象 兩物體帶上等量異種電荷 導體兩端出現等量異種電荷 導體帶上與帶電體同種的電荷
原因 不同物質原子核對電子的束縛能力不同。束縛能力強的得電子，帶負電；束縛能力弱的失電子，帶正電 電子在電荷間相互作用下發生轉移，近端帶異種電荷，遠端帶同種電荷 在電荷間相互作用下，電子從一個物體轉移到另一個物體上
實質 電荷在物體之間或物體內部的轉移
說明 無論哪種起電方式，發生轉移的都是電子，正電荷不會發生轉移
【典例3】　(對感應起電的理解)如圖所示，小劉同學利用驗電器做靜電感應實驗。她先用包裝用的氣泡膜和PVC管摩擦，使PVC管因為失去電子而帶電。左手拿帶電的PVC管靠近(但不接觸)驗電器，發現驗電器的金屬箔片張開，然后用右手手指接觸驗電器上端的金屬圓球，發現箔片閉合。以下對此實驗的說法正確的是(　　)
A．發現驗電器箔片張開，是因為此時箔片帶負電，但驗電器整體仍是電中性的
B．右手手指接觸驗電器時電子從驗電器流向手指
C．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片又會張開，驗電器整體帶負電
D．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片依然閉合
C　[PVC 管因為失去電子而帶正電，當其靠近驗電器時，那么驗電器的金屬球會帶負電，則箔片帶正電，故A錯誤；因PVC 管帶正電，驗電器的金屬球感應出負電荷，相應的金屬箔片會出現剩余正電荷，手指接觸驗電器，使得驗電器接地，中和金屬箔片上剩余的正電荷，使金屬箔片不帶電，所以右手手指接觸驗電器時，是電子從手指流向驗電器，故B錯誤；由于手指接觸驗電器時，電子從手指流向驗電器，驗電器整體帶負電，此時松開右手，再撤去PVC 管，因驗電器整體帶負電，驗電器的箔片仍會張開，故C正確，D錯誤。]
【典例4】　(三種帶電方式的比較)下列三幅圖反映了三種起電的方式，下列說法正確的是(　　)
A．甲圖是橡膠棒與毛皮摩擦后，把正電荷傳給了毛皮，使橡膠棒帶上了負電
B．乙圖無論小球D帶正電還是負電，與A接觸時都把電荷傳給C、C′，使箔片張開
C．丙圖中先把靠近的帶電小球C移開，再分開A、B，則A、B帶上了等量異種電荷
D．三種起電方式的實質都是電子的轉移
D　[橡膠棒與毛皮摩擦后，橡膠棒帶負電，是因為電子從毛皮轉移到橡膠棒，A錯誤；小球D帶正電時，電子從A與箔片轉移到小球D，使箔片帶正電，小球D帶負電時，電子從小球D轉移到A與箔片，使箔片帶負電，兩種情況均使箔片帶同種電荷相斥，使箔片張開，B錯誤；小球C靠近A、B，發生靜電感應現象，A、B帶上等量異種電荷，移開小球C后，靜電感應消失，分開后A、B均不帶電，C錯誤；三種起電方式的本質都是電子的轉移，不帶電的物體因失去電子顯正電性，得到電子顯負電性，電子在轉移的過程中，電荷的總量保持不變，D正確。]
　電荷守恒　元電荷
1．電荷守恒定律
(1)定義：電荷既不會創生，也不會消滅，它只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量保持不變。
(2)另一種表述：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和保持不變。
2．元電荷
(1)定義：實驗發現的最小電荷量就是電子所帶的電荷量，這個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的整數倍，電荷量是不能連續變化的物理量。
(3)元電荷的大小：e＝1.602 176 634×10-19 C，在計算中通常取e＝1.60×10-19__C。
(4)電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質量me之比。其值＝1.76×1011 C/kg。
如圖所示，在摩擦起電的過程中，電子由玻璃棒移向絲綢，玻璃棒帶上正電荷，絲綢帶上負電荷。
問題1．該過程是否創造了電荷？
提示：摩擦起電的過程并沒有創造電荷。
問題2．在整個系統中，電荷的總量會增加或減少嗎？
提示：一個封閉的系統中，電荷的總量保持不變。
問題3．物體所帶的電荷量可以是任意的嗎？
提示：物體所帶的電荷量不是任意的，它只能是1.60×10-19 C的整數倍。
問題4．物體所帶的電荷量可以是4×10-19 C嗎？
提示：由于4×10-19 C是1.60×10-19 C的2.5倍，所以物體所帶的電荷量不能是4×10-19 C。
1．對元電荷的理解
(1)元電荷e又稱“基本電荷量”，是自然界存在的最小電荷量，最早是由美國物理學家密立根用實驗測得的。元電荷作為電荷量的單位，是物理學的基本常量之一，e＝1.60×10-19 C。
(2)元電荷只是一個電荷量的單位，不是實物粒子，無正負之分。不能說電子或質子是元電荷。
2．對電荷守恒定律的理解
(1)電荷守恒定律不僅適用于宏觀過程(電子的轉移)，也適用于微觀過程(核反應和粒子的轉化過程)。
(2)起電過程的實質是物體中正、負電荷的分離或轉移。摩擦起電和接觸起電是電荷“從一個物體轉移到另一個物體”，感應起電是電荷“從物體的一部分轉移到另一部分”。
(3)電荷的總量是指電荷的代數和。
(4)電荷的中和是指正、負電荷的代數和為0。
3．兩金屬導體接觸后電荷量的分配規律
(1)當兩個導體材料、形狀不同時，其中一個帶電，另一個不帶電，接觸后再分開，兩者均帶電，但無法確定電荷量的多少。
(2)若使兩個完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2，則有
①
②
【典例5】　(對元電荷的理解)關于元電荷，下列說法正確的是(　　)
A．元電荷就是電子
B．元電荷是最小的電荷，它帶正電
C．元電荷是最小的電荷，它帶負電
D．元電荷的數值最早是由美國物理學家密立根測出的
D　[元電荷是指最小電荷量，元電荷是一個質子或一個電子的帶電荷量，故A錯誤；元電荷是電荷量單位，沒有正負之分，B、C錯誤；元電荷的數值最早是由美國物理學家密立根通過油滴實驗測出的，故D正確。]
【典例6】　(對電荷守恒的理解)一帶負電的通過絕緣支架支撐的金屬小球被放在潮濕的空氣中，經過一段時間后，發現該小球上帶有的負電荷幾乎不存在了，這說明(　　)
A．小球上原有的負電荷逐漸消失了
B．在此現象中，電荷不守恒
C．小球上負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導走了
D．該現象不遵循電荷守恒定律
C　[根據電荷守恒定律，電荷不能消滅，也不能創生，只會發生轉移，故A錯誤；此過程中電荷仍然守恒，電荷沒有消失，因為潮濕的空氣導電，所以負電荷只是被潮濕的空氣導走而已，仍然遵循電荷守恒定律，故B、D錯誤，C正確。]
【典例7】　(電荷分配規律的應用)有兩個完全相同的帶電金屬球A、B，分別帶有電荷量QA1＝6.4×10-9 C 和QB1＝－3.2×10-9 C，讓兩個金屬小球接觸再分開，則：
(1)分開后小球A、B的帶電荷量QA2和QB2分別為多少？
(2)在接觸的過程中，電子如何轉移且轉移了多少個(元電荷e＝1.6×10-19C)
[解析]　(1)當兩個小球接觸時，帶電荷量少的小球B上的負電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配，由于兩個小球完全相同，所以剩余的正電荷必均分，即分開后兩小球所帶的電荷量QA2＝QB2＝ C＝1.6×10-9 C。
(2)在兩個小球接觸的過程中，電子由B球轉移到A球，共轉移電子的電荷量ΔQ＝－QB1＋QB2＝3.2×10-9 C＋1.6×10-9 C＝4.8×10-9 C。轉移的電子數n＝＝3.0×1010(個)，即電子由B球向A球轉移，共轉移了3.0×1010個。
[答案]　(1)1.6×10-9 C　1.6×10-9 C　(2)電子由B球向A球轉移，共轉移了3.0×1010個
【教用·備選例題】
【典例1】　關于物體的帶電荷量，以下說法中正確的是(　　)
A．物體所帶的電荷量可以為任意實數
B．不帶電的物體上，既沒有正電荷也沒有負電荷
C．摩擦起電過程，是靠摩擦產生了電荷
D．物體帶電荷量為＋1.60×10-9 C，這是因為該物體失去了1.0×1010個電子
D　[物體所帶的電荷量不能為任意實數，只能為元電荷的整數倍，A錯誤；不帶電的物體，并不是沒有正、負電荷，而是正負電荷一樣多，B錯誤；不同的物質對電荷的束縛本領不同，物體發生摩擦的過程中，電荷發生了轉移，并沒有產生新的電荷，C錯誤；正電荷不能隨便移動，電子容易移動，由于一個電子帶電荷量為1.6×10-19 C，因此物體失去了1×1010個電子，D正確。]
【典例2】　如圖所示，不帶電導體B在靠近帶正電荷的導體A后，P端及Q端分別感應出負電荷和正電荷，則以下說法正確的是(　　)
A．若用導線將Q接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶負電
B．若用導線將Q接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶正電
C．若用導線將Q接地，然后斷開，再取走A，則導體B將不帶電
D．若用導線將P接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶正電
A　[不帶電的導體B在靠近帶正電荷的導體A后，導體B上的自由電子會向P端運動，導體B的P端因有了多余的電子而帶負電，Q端因缺少電子而帶正電，若用導線將P或Q接地，大地都相當于遠端，Q端的正電荷都會被中和，因此斷開導線，再取走A，導體B將帶負電，故A正確，B、C、D錯誤。]
1．經過摩擦的琥珀能夠吸引干草、紙等輕小的物體。下列關于這個現象的解釋正確的是(　　)
A．經過摩擦的琥珀帶了電
B．經過摩擦的琥珀有了磁性
C．琥珀與干草帶異種電荷
D．琥珀與干草帶同種電荷
A　[此現象屬于靜電現象，經過摩擦的琥珀帶了電， B錯誤，A正確；帶電體都有吸引輕小物體的性質，干草不一定帶電，C、D錯誤。]
2．下列敘述正確的是(　　)
A．摩擦起電是電荷轉移的過程
B．感應起電是創造電荷的過程
C．玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電
D．帶等量異種電荷的兩個導體接觸后電荷會消失，所以電荷不守恒
A　[無論是摩擦起電還是感應起電，都是電荷的轉移過程，不是創造電荷，故A正確，B錯誤；不同物質組成的物體相互摩擦時，原子核束縛核外電子的本領不同，原子核束縛核外電子本領強的得到電子，物體因多余電子帶負電，原子核束縛核外電子本領弱的失去電子，物體因缺少電子帶正電，所以玻璃棒和絲綢摩擦會帶正電，但不是和什么物體摩擦都帶正電，故C錯誤；帶等量異種電荷的兩個導體接觸后，等量異種電荷完全抵消的現象，叫作中和，電荷不會消失，故D錯誤。]
3．(多選)M和N是兩個都不帶電的物體。它們互相摩擦后，M帶正電荷2.72×10-9 C，下列判斷正確的有(　　)
A．在摩擦前M和N的內部沒有任何電荷
B．摩擦過程中電子從M轉移到N
C．N在摩擦后一定帶負電荷2.72×10-9 C
D．M在摩擦過程中失去1.7×1010個電子
BCD　[在摩擦前，物體內部存在著等量的異種電荷，對外不顯電性，A錯誤；M失去電子帶正電，N得到電子帶負電，所以電子是從M轉移到N，B正確；在摩擦起電過程中，根據電荷守恒定律可知，得失電子數目是相等的，M帶正電荷2.72×10-9 C，則N一定帶負電荷2.72×10-9 C，C正確；M失去的電子數為n＝＝ 個＝1.7×1010個，D正確。]
4．掛在絕緣細線下的兩個輕質小球，由于電荷間的相互作用而靠近或遠離，分別如圖中甲、乙所示，則以下說法正確的是(　　)
A．甲圖中兩個小球一定帶異種電荷
B．甲圖中有一個小球可能不帶電
C．乙圖中兩個小球一定帶異種電荷
D．乙圖中可能有一個小球不帶電
B　[題圖甲中兩個小球相互吸引而靠近，因此可知兩個小球可能帶異種電荷，也可能一個帶電，一個不帶電，故A錯誤，B正確；題圖乙中兩個小球相互排斥而遠離，因此可知兩個小球帶同種電荷，故C、D錯誤。]
回歸本節知識，完成以下問題：
1．電荷有幾種？什么叫電荷量？
提示：自然界中電荷有兩種：正電荷和負電荷。電荷的多少叫電荷量，用Q表示，有時也可以用q表示。
2．物體起電方式有幾種？
提示：摩擦起電、接觸起電、感應起電三種方式。
3．什么是元電荷？帶電體的電荷量是任意的嗎？
提示：電子所帶的電荷量是最小的電荷量，人們把這個最小的電荷量叫作元電荷。所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數倍，即電荷量是不能連續變化的物理量。
富蘭克林與避雷針
現代避雷針是美國科學家富蘭克林(1706—1790)發明的。富蘭克林認為閃電是一種放電現象。為了證明這一點，他在1752年的一個雷雨天，冒著被雷擊的危險，將一個系著長長金屬導線的風箏放飛進雷雨云中，并在金屬線末端拴著一串銅鑰匙。當雷電發生時，富蘭克林的手接近鑰匙，鑰匙上迸出一串電火花，他的手上還有麻木感。幸虧這次傳下來的閃電比較弱，富蘭克林沒有受傷。在成功地進行了捕捉雷電的風箏實驗之后，富蘭克林在研究閃電與人工摩擦產生的電的一致性時，從兩者的類比中做出過這樣的推測：既然人工產生的電能被尖端吸收，那么閃電也能被尖端吸收。他由此設想，若能在高物上安置一種尖端裝置，就有可能把雷電引入地下。富蘭克林設計了一種避雷裝置：把一根數米長的細鐵棒固定在高大建筑物的頂端，在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開，然后用一根導線與鐵棒底端連接，再將導線引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置稱為避雷針。經過試用，避雷針果然能起到避雷的作用。避雷針的發明是早期電學研究中的第一個有重大應用價值的技術成果。
　1．雷電的性質與摩擦產生的電的性質是否相同？
提示：相同。
　2．閃電被尖端吸收的本質是什么？
提示：云層中的電荷與尖端裝置的異種電荷進行中和。
課時分層作業(一)　電荷
?題組一　電荷
1．如圖所示，在某次實驗中老師用絲綢摩擦過的玻璃棒(帶正電)去吸引細碎的錫箔屑，發現錫箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速向空中散開，下列說法正確的是(　　)
A．錫箔屑被吸引是因為獲得電子而帶負電
B．散開時錫箔屑帶負電
C．最后錫箔屑散開主要是因為碰撞
D．散開時錫箔屑帶正電
D　[錫箔屑被吸引是因為帶電物體有吸引輕小物體的性質，故A錯誤；錫箔屑與玻璃棒接觸后帶上與玻璃棒相同性質的電荷，同種電荷相互排斥，錫箔屑散開，故B、C錯誤，D正確。]
2．“靜電章魚”實驗具體做法：分別使塑料絲和塑料管帶電，然后將塑料絲拋向空中，塑料管放在其下方，此時塑料絲懸在空中，狀似“章魚”。由此可判斷塑料絲和塑料管(　　)
A．均帶正電 B．帶同種電荷
C．均帶負電 D．帶異種電荷
B　[塑料絲和塑料管間因帶同種電荷相互排斥而呈章魚狀，由于不知塑料絲和塑料管怎么帶電的，故電性無法判斷，故選B。]
3．有A、B、C三個塑料小球，A和B、B和C、C和A都是相互吸引的，如果A帶正電，則(　　)
A．球B、C均帶負電
B．球B帶負電，C不帶電
C．球B、C中有一個帶負電，另一個不帶電
D．球B、C都不帶電
C　[根據A和B相互吸引且A帶正電可以推斷出B帶負電或者不帶電，根據A和C相互吸引且A帶正電可以推斷出C帶負電或者不帶電，再根據B和C相互吸引可以推斷出B和C中有一個帶負電，另一個不帶電，綜上所述可知A、B、D錯誤，C正確。]
?題組二　靜電感應
4．如圖所示，兩個不帶電的導體A和B，用一對絕緣柱支撐使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開(　　)
A．此時A帶正電，B帶負電
B．此時A帶正電，B帶正電
C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
D．先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
C　[帶正電的物體C靠近A附近時，根據異種電荷相互吸引，AB中的自由電子一部分移動到A的左端，故A帶上負電，B帶上正電，A、B錯誤；移去C后，由于電荷間相互作用，重新中和，達電中性狀態，兩金屬箔均閉合，C正確；先把AB分開，則A帶負電，B帶正電，移去C后，電荷不能再進行中和，故兩金屬箔仍然張開，D錯誤。]
5．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的金屬箔片張開，如圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是(　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
B　[把帶電金屬球靠近不帶電的驗電器，會改變驗電器上的電荷分布；由于電荷間同性相斥、異性相吸，使得驗電器上靠近帶電金屬球的一端與其電性相反，而遠離帶電金屬球的一端與其電性相同，故選項B正確。]
?題組三　電荷守恒　元電荷
6．(多選)關于電荷守恒定律，下列敘述正確的是(　　)
A．一個物體所帶的電荷量總是守恒的
B．在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統所帶的電荷量總是守恒的
C．在一定的條件下，一個系統內的等量的正、負電荷即使同時消失，也并不違背電荷守恒定律
D．電荷守恒定律并不意味著帶電系統一定和外界沒有電荷交換
BCD　[根據電荷守恒定律，單個物體所帶的電荷量是可以改變的，A錯誤；在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統所帶的電荷量總是守恒的，B正確；一個系統內的等量的正、負電荷同時消失，并不違背電荷守恒定律，C正確；電荷守恒定律并不意味著帶電系統一定和外界沒有電荷交換，D正確。]
7．(多選)科學家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電荷量的單位，關于元電荷，下列論述正確的是(　　)
A．把質子或電子叫元電荷
B．元電荷是一個電子所帶電荷量的大小，沒有正負之分
C．電子帶有最小的負電荷，其電荷量的絕對值叫元電荷
D．物體所帶的電荷量叫作元電荷
BC　[質子或電子是帶電粒子，所帶的電荷量的絕對值叫元電荷，A錯誤；電荷的多少叫電荷量，所以元電荷是一個電子所帶電荷量的大小，沒有正負之分，電子所帶的電荷量是最小的電荷量，所以電子帶有最小的負電荷，其電荷量的絕對值叫元電荷，B、C正確；物體所帶的電荷量是元電荷的整數倍，D錯誤。]
8．如圖所示，通過調節控制電子槍產生的電子束，使其每秒有104個電子到達收集電子的金屬瓶，經過一段時間，金屬瓶上帶有－8×10-12 C的電荷量，求：
(1)金屬瓶上收集到多少個電子？
(2)實驗的時間為多長？
[解析]　(1)金屬瓶上收集的電子數目為
N＝＝＝5×107(個)。
(2)實驗的時間t＝ s＝5 000 s。
[答案]　(1)5×107個　(2)5 000 s
9． (多選)甲、乙、丙三個物體最初均不帶電，乙、丙是完全相同的導體，今使甲、乙兩個物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸后再分開，最后，得知甲物體所帶電荷量為＋1.6×10-15 C，則對于最后乙、丙兩個物體的帶電情況，下列說法中正確的是(　　)
A．乙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的負電荷
B．乙物體可能帶有電荷量為2.4×10-15 C的負電荷
C．丙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的正電荷
D．丙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的負電荷
AD　[甲、乙、丙三個物體原來都不帶電，甲、乙兩個物體相互摩擦導致甲物體失去電子而帶1.6×10-15 C的正電荷，乙物體得到電子而帶1.6×10-15 C的負電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，由于乙、丙兩物體完全相同，乙、丙兩物體接觸后再分開，乙、丙兩物體分別帶等量負電荷，由電荷守恒定律可知乙、丙兩物體最終所帶電荷量均為8×10-16 C，A、D正確。]
10．(多選)如圖所示，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金屬箔片。當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時(　　)
A．A端金屬箔片張開，B端金屬箔片閉合
B．用手觸摸枕形導體B端后，A端金屬箔片仍張開，B端金屬箔片閉合
C．用手觸摸枕形導體B端后，將手和C都移走，兩對金屬箔片均張開
D．選項A中兩端金屬箔片帶異種電荷，選項C中兩端金屬箔片帶同種電荷
BCD　[根據靜電感應現象，帶正電荷的導體C放在枕形導體附近，在A端出現了負電荷，在B端出現了正電荷，則A端和B端金屬箔片均張開，選項A錯誤；用手觸摸枕形導體B端后，B端不再帶電，金屬箔片閉合，選項B正確；用手觸摸枕形導體B端后，只有A端帶負電荷，將手和C都移走，不再有靜電感應，A端所帶負電荷便會分布在整個枕形導體上，A、B端均帶負電荷，兩對金屬箔片均張開，選項C、D正確。]
11．(多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環，當距離約為0.5 cm時圓環被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現象的判斷與分析，下列說法正確的是(　　)
A．摩擦使筆套帶電
B．筆套靠近圓環時，圓環上、下部感應出異號電荷
C．筆套碰到圓環后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和
D．圓環被吸引到筆套上的過程中，圓環上部的感應電荷數量不斷增加
ABD　[筆套與頭發摩擦后，由于摩擦使筆套帶電，故A正確；帶電的筆套靠近圓環時，圓環上部感應出與筆套所帶電荷異號的電荷，下部感應電荷與筆套所帶電荷同號，故B正確；圓環為不帶電物體，筆套為帶電物體，筆套碰到圓環后，筆套和圓環將帶同種電荷，故C錯誤；圓環和筆套距離越近，感應效果越明顯，感應電荷越多，故D正確。]
12．半徑相同的兩個金屬小球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，現讓第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后再移開(三個小球由同種金屬制成)。
(1)若A、B帶同種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比；
(2)若A、B帶異種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比。
[解析]　(1)若A、B帶同種電荷，設帶電荷量為q，第三個小球先與A接觸，電荷量平均分配，各帶電荷量；第三個小球再與B接觸，兩球電荷量之和平均分配，各帶q。因此A、B帶電荷量之比qA∶qB＝2∶3。
(2)若A、B兩球帶異種電荷，設A帶電荷量為q，B為－q，則第三個小球先和A接觸，電荷量平均分配，各帶；第三個小球再和B接觸，先中和再平均分配，各帶－q。所以A、B帶電荷量之比qA∶qB＝2∶1。
[答案]　(1)2∶3　(2)2∶1
13．如圖所示，左邊是一個不帶電的導體，右邊C是帶正電荷的導體球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導體切開，將導體分為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數值分別為QA、QB，則下列結論正確的是(　　)
A．沿虛線d切開，A帶負電，B帶正電，且QA>QB
B．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負電，且QA＝QB
C．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負電，且QAD．不管沿a、b、d哪一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負電，且QA＝QB
D　[導體原來不帶電，在帶正電荷的導體球C靜電感應的作用下，導體中的自由電子向B部分轉移，使B部分有了多余的電子而帶負電，A部分少了電子而帶正電。根據電荷守恒定律，A部分移走的電子數目和B部分多余的電子數目是相同的，因此不管沿a、b、d哪一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負電，且QA＝QB，故D正確。](共86張PPT)
1．電荷
第九章　靜電場及其應用
整體感知·自我新知初探
[學習任務]　1．知道自然界中存在兩種電荷及其相互作用的性質，知道電荷量的概念及其國際單位。
2．知道物體帶電的三種方式。
3．掌握電荷守恒定律及元電荷、比荷的概念。
4．會用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。
[問題初探]　問題1．兩種電荷間的相互作用有什么特點？
問題2．摩擦起電是產生新的電荷了嗎？
問題3．元電荷是電子嗎？
[提示]　問題1．同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
問題2．沒有，只是電荷的轉移。
問題3．不是，元電荷是最小的電荷量。
[自我感知]　經過你認真的預習，結合你對本節課的理解和認識，請畫出本節課的知識邏輯體系。
探究重構·關鍵能力達成
[鏈接教材]　如圖所示，摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛，說明摩擦可以使物體帶電，是不是任何兩個物體相互摩擦都能帶上電呢？
知識點一　電荷
提示：不是。
1．物體帶電
物體具有______________的性質，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：________和________。
(2)電荷間的相互作用規律：同種電荷相互______、異種電荷相互______。
吸引輕小物體
正電荷
負電荷
排斥
吸引
3．電荷量及其單位
(1)定義：電荷的多少叫作________，常用符號___或 ___表示。
(2)單位：在國際單位制中，電荷量的單位是______，簡稱____，用___表示。
(3)正負：電荷有正負之分，正電荷的電荷量為______，負電荷的電荷量為______。
電荷量
Q
q
庫侖
庫
C
正值
負值


外層
自由運動
如圖是古老的摩擦起電機，是英國科學家維姆胡斯于1882年制成的圓盤式靜電感應起電機。
問題1．兩個絕緣體發生摩擦為什么會帶上電荷？
提示：兩個絕緣體摩擦時，其中一個物體失去電子，另一個物體得到電子，分別帶上了正、負電荷。
問題2．為何有的物體不帶電，有的帶正電荷、有的帶負電荷？
提示：每個原子中質子的正電荷數量與電子的負電荷數量一樣多，所以整個原子對外界表現為電中性。原子核一般是很穩定的。離原子核較遠的電子容易受外界的作用而脫離原子。原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。
問題3．為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電呢？
提示：兩個束縛電子的能力差別較大的物體在摩擦時更容易帶電，如琥珀與絲綢、玻璃棒與絲綢、橡膠棒與毛皮等，反之，兩個束縛電子的能力差別較小的物體在摩擦時就很難帶電。
問題4．為什么導體能導電？絕緣體不能導電？
提示：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動，這種電子叫作自由電子。失去自由電子的原子便成為帶正電的離子，這就使金屬成為導體。絕緣體中幾乎不存在能自由移動的電子。
1．摩擦起電的現象：兩物體帶上等量異種電荷。
2．對摩擦起電的理解
(1)摩擦起電的本質是發生了電子的轉移，相互摩擦的兩個物體一定是同時帶上等量異種電荷。
(2)同一物體分別與不同種類的物體摩擦，該物體可以帶上不同種類的電荷，因為不同物體的原子核對外層電子的束縛能力大小不同。
【典例1】　(對帶電現象的認識)下列對電現象及規律的認識中正確的是(　　)
A．自然界中只存在正、負兩種電荷
B．同種電荷相互吸引，異種電荷相互排斥
C．摩擦起電說明了電荷可以創生
D．帶電物體一定具有多余的電子
√
A　[自然界中只存在正、負兩種電荷，故A正確；同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，故B錯誤；摩擦起電是由于電子的轉移，并非電荷可以創生，故C錯誤；帶正電物體有多余的正電荷，帶負電的物體有多余的帶負電的電子，故D錯誤。]
【典例2】　(對摩擦起電的理解)用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦，實驗結果如圖所示，根據實驗情況判斷，下列對摩擦起電的說法正確的是(　　)
A．兩個物體摩擦時，表面粗糙的易失去電子
B．兩個物體摩擦時，表面光滑的易失去電子
C．兩個物體摩擦起電時，帶上電荷的種類、數量都不同
D．同一物體與不同種類的物體摩擦，該物體所帶電荷種類可能不同
√
D　[題目沒有提到物體的粗糙程度，所以不能判斷出表面粗糙還是光滑的物體易失去電子，故A、B錯誤；摩擦起電的實質是電荷的轉移，在轉移的過程中總電荷量保持不變，所以兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類不同但數量相同的電荷，故C錯誤；用棉布分別與聚丙烯塑料板和聚乙烯塑料板摩擦，棉布分別帶負電與帶正電，說明同一物體與不同種類的物體摩擦時，該物體的帶電種類可能不同，故D正確。]
[鏈接教材]　如圖所示為教材中的驗電器，驗電器的主要結構有哪些？驗電器的工作原理是什么？
知識點二　靜電感應
提示：金屬球、金屬桿、金屬箔等；同種電荷互相排斥。
1．靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會______或______帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶______電荷，遠離帶電體的一端帶______電荷的現象。
2．感應起電：利用__________使金屬導體帶電的過程。
趨向
遠離
異種
同種
靜電感應
如圖所示，取一對用絕緣柱支撐的導體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔片是閉合的。
問題1．把帶正電荷的物體C移近導體A，金屬箔片有什么變化？
提示：C移近導體A，兩側金屬箔片都張開。
問題2．這時把A和B分開，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？
提示：金屬箔片仍張開，但張角變小。
問題3．再讓A和B接觸，又會看到什么現象？
提示：A、B接觸，金屬箔片都閉合。
1．感應起電的分析
(1)當帶電體靠近導體時，導體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷，如圖甲所示。
(2)導體接地時，該導體與地球可視為一個導體，而且該導體可視為近端導體，帶異種電荷，地球就成為遠端導體，帶同種電荷，如圖乙、丙所示。
說明：用手摸一下導體，再移開手指，相當于先把導體接地，然后再與大地斷開。
2．三種起電方式的比較
摩擦起電 感應起電 接觸起電
現象 兩物體帶上等量異種電荷 導體兩端出現等量異種電荷 導體帶上與帶電體同種的電荷
原因 不同物質原子核對電子的束縛能力不同。束縛能力強的得電子，帶負電；束縛能力弱的失電子，帶正電 電子在電荷間相互作用下發生轉移，近端帶異種電荷，遠端帶同種電荷 在電荷間相互作用下，電子從一個物體轉移到另一個物體上
摩擦起電 感應起電 接觸起電
實質 電荷在物體之間或物體內部的轉移
說明 無論哪種起電方式，發生轉移的都是電子，正電荷不會發生轉移
【典例3】　(對感應起電的理解)如圖所示，小劉同學利用驗電器做靜電感應實驗。她先用包裝用的氣泡膜和PVC管摩擦，使PVC管因為失去電子而帶電。左手拿帶電的PVC管靠近(但不接觸)驗電器，發現驗電器的金屬箔片張開，然后用右手手指接觸驗電器上端的金屬圓球，發現箔片閉合。以下對此實驗的說法正確的是(　　)
A．發現驗電器箔片張開，是因為此時箔片帶負電，但驗電器整體仍是電中性的
B．右手手指接觸驗電器時電子從驗電器流向手指
C．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片又會張開，驗電器整體帶負電
D．如果松開右手，再撤去PVC管，驗電器的箔片依然閉合
√
C　[PVC 管因為失去電子而帶正電，當其靠近驗電器時，那么驗電器的金屬球會帶負電，則箔片帶正電，故A錯誤；因PVC 管帶正電，驗電器的金屬球感應出負電荷，相應的金屬箔片會出現剩余正電荷，手指接觸驗電器，使得驗電器接地，中和金屬箔片上剩余的正電荷，使金屬箔片不帶電，所以右手手指接觸驗電器時，是電子從手指流向驗電器，故B錯誤；由于手指接觸驗電器時，電子從手指流向驗電器，驗電器整體帶負電，此時松開右手，再撤去PVC 管，因驗電器整體帶負電，驗電器的箔片仍會張開，故C正確，D錯誤。]
【典例4】　(三種帶電方式的比較)下列三幅圖反映了三種起電的方式，下列說法正確的是(　　)
A．甲圖是橡膠棒與毛皮摩擦后，把正電荷傳給了毛皮，使橡膠棒帶上了負電
B．乙圖無論小球D帶正電還是負電，與A接觸時都把電荷傳給C、C′，使箔片張開
C．丙圖中先把靠近的帶電小球C移開，再分開A、B，則A、B帶上了等量異種電荷
D．三種起電方式的實質都是電子的轉移
√
D　[橡膠棒與毛皮摩擦后，橡膠棒帶負電，是因為電子從毛皮轉移到橡膠棒，A錯誤；小球D帶正電時，電子從A與箔片轉移到小球D，使箔片帶正電，小球D帶負電時，電子從小球D轉移到A與箔片，使箔片帶負電，兩種情況均使箔片帶同種電荷相斥，使箔片張開，B錯誤；小球C靠近A、B，發生靜電感應現象，A、B帶上等量異種電荷，移開小球C后，靜電感應消失，分開后A、B均不帶電，C錯誤；三種起電方式的本質都是電子的轉移，不帶電的物體因失去電子顯正電性，得到電子顯負電性，電子在轉移的過程中，電荷的總量保持不變，D正確。]
1．電荷守恒定律
(1)定義：電荷既不會創生，也不會消滅，它只能從一個物體______到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中，電荷的總量保持______。
(2)另一種表述：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的________保持不變。
知識點三　電荷守恒　元電荷
轉移
不變
代數和
電子
整數倍
連續
1.60×10-19 C
比
如圖所示，在摩擦起電的過程中，電子由玻璃棒移向絲綢，玻璃棒帶上正電荷，絲綢帶上負電荷。
問題1．該過程是否創造了電荷？
提示：摩擦起電的過程并沒有創造電荷。
問題2．在整個系統中，電荷的總量會增加或減少嗎？
提示：一個封閉的系統中，電荷的總量保持不變。
問題3．物體所帶的電荷量可以是任意的嗎？
提示：物體所帶的電荷量不是任意的，它只能是1.60×10-19 C的整數倍。
問題4．物體所帶的電荷量可以是4×10-19 C嗎？
提示：由于4×10-19 C是1.60×10-19 C的2.5倍，所以物體所帶的電荷量不能是4×10-19 C。
1．對元電荷的理解
(1)元電荷e又稱“基本電荷量”，是自然界存在的最小電荷量，最早是由美國物理學家密立根用實驗測得的。元電荷作為電荷量的單位，是物理學的基本常量之一，e＝1.60×10-19 C。
(2)元電荷只是一個電荷量的單位，不是實物粒子，無正負之分。不能說電子或質子是元電荷。
2．對電荷守恒定律的理解
(1)電荷守恒定律不僅適用于宏觀過程(電子的轉移)，也適用于微觀過程(核反應和粒子的轉化過程)。
(2)起電過程的實質是物體中正、負電荷的分離或轉移。摩擦起電和接觸起電是電荷“從一個物體轉移到另一個物體”，感應起電是電荷“從物體的一部分轉移到另一部分”。
(3)電荷的總量是指電荷的代數和。
(4)電荷的中和是指正、負電荷的代數和為0。
【典例5】　(對元電荷的理解)關于元電荷，下列說法正確的是
(　　)
A．元電荷就是電子
B．元電荷是最小的電荷，它帶正電
C．元電荷是最小的電荷，它帶負電
D．元電荷的數值最早是由美國物理學家密立根測出的
√
D　[元電荷是指最小電荷量，元電荷是一個質子或一個電子的帶電荷量，故A錯誤；元電荷是電荷量單位，沒有正負之分，B、C錯誤；元電荷的數值最早是由美國物理學家密立根通過油滴實驗測出的，故D正確。]
【典例6】　(對電荷守恒的理解)一帶負電的通過絕緣支架支撐的金屬小球被放在潮濕的空氣中，經過一段時間后，發現該小球上帶有的負電荷幾乎不存在了，這說明(　　)
A．小球上原有的負電荷逐漸消失了
B．在此現象中，電荷不守恒
C．小球上負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導走了
D．該現象不遵循電荷守恒定律
√
C　[根據電荷守恒定律，電荷不能消滅，也不能創生，只會發生轉移，故A錯誤；此過程中電荷仍然守恒，電荷沒有消失，因為潮濕的空氣導電，所以負電荷只是被潮濕的空氣導走而已，仍然遵循電荷守恒定律，故B、D錯誤，C正確。]
【典例7】　(電荷分配規律的應用)有兩個完全相同的帶電金屬球A、B，分別帶有電荷量QA1＝6.4×10-9 C 和QB1＝－3.2×10-9 C，讓兩個金屬小球接觸再分開，則：
(1)分開后小球A、B的帶電荷量QA2和QB2分別為多少？
(2)在接觸的過程中，電子如何轉移且轉移了多少個(元電荷e＝1.6×10-19C)
[答案]　(1)1.6×10-9 C　1.6×10-9 C　(2)電子由B球向A球轉移，共轉移了3.0×1010個
【教用·備選例題】
【典例1】　關于物體的帶電荷量，以下說法中正確的是(　　)
A．物體所帶的電荷量可以為任意實數
B．不帶電的物體上，既沒有正電荷也沒有負電荷
C．摩擦起電過程，是靠摩擦產生了電荷
D．物體帶電荷量為＋1.60×10-9 C，這是因為該物體失去了1.0×1010個電子
√
D　[物體所帶的電荷量不能為任意實數，只能為元電荷的整數倍，A錯誤；不帶電的物體，并不是沒有正、負電荷，而是正負電荷一樣多，B錯誤；不同的物質對電荷的束縛本領不同，物體發生摩擦的過程中，電荷發生了轉移，并沒有產生新的電荷，C錯誤；正電荷不能隨便移動，電子容易移動，由于一個電子帶電荷量為1.6×10-19 C，因此物體失去了1×1010個電子，D正確。]
【典例2】　如圖所示，不帶電導體B在靠近帶正電荷的導體A后，P端及Q端分別感應出負電荷和正電荷，則以下說法正確的是(　　)
A．若用導線將Q接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶負電
B．若用導線將Q接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶正電
C．若用導線將Q接地，然后斷開，再取走A，則導體B將不帶電
D．若用導線將P接地，然后斷開，再取走A，則導體B將帶正電
√
A　[不帶電的導體B在靠近帶正電荷的導體A后，導體B上的自由電子會向P端運動，導體B的P端因有了多余的電子而帶負電，Q端因缺少電子而帶正電，若用導線將P或Q接地，大地都相當于遠端，Q端的正電荷都會被中和，因此斷開導線，再取走A，導體B將帶負電，故A正確，B、C、D錯誤。]
應用遷移·隨堂評估自測
1．經過摩擦的琥珀能夠吸引干草、紙等輕小的物體。下列關于這個現象的解釋正確的是(　　)
A．經過摩擦的琥珀帶了電
B．經過摩擦的琥珀有了磁性
C．琥珀與干草帶異種電荷
D．琥珀與干草帶同種電荷
√
2
4
3
題號
1
A　[此現象屬于靜電現象，經過摩擦的琥珀帶了電， B錯誤，A正確；帶電體都有吸引輕小物體的性質，干草不一定帶電，C、D錯誤。]
2
4
3
題號
1
2．下列敘述正確的是(　　)
A．摩擦起電是電荷轉移的過程
B．感應起電是創造電荷的過程
C．玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電
D．帶等量異種電荷的兩個導體接觸后電荷會消失，所以電荷不守恒
2
3
題號
1
4
√
A　[無論是摩擦起電還是感應起電，都是電荷的轉移過程，不是創造電荷，故A正確，B錯誤；不同物質組成的物體相互摩擦時，原子核束縛核外電子的本領不同，原子核束縛核外電子本領強的得到電子，物體因多余電子帶負電，原子核束縛核外電子本領弱的失去電子，物體因缺少電子帶正電，所以玻璃棒和絲綢摩擦會帶正電，但不是和什么物體摩擦都帶正電，故C錯誤；帶等量異種電荷的兩個導體接觸后，等量異種電荷完全抵消的現象，叫作中和，電荷不會消失，故D錯誤。]
2
3
題號
1
4
3．(多選)M和N是兩個都不帶電的物體。它們互相摩擦后，M帶正電荷2.72×10-9 C，下列判斷正確的有(　　)
A．在摩擦前M和N的內部沒有任何電荷
B．摩擦過程中電子從M轉移到N
C．N在摩擦后一定帶負電荷2.72×10-9 C
D．M在摩擦過程中失去1.7×1010個電子
2
3
題號
4
1
√
√
√
2
3
題號
4
1
4．掛在絕緣細線下的兩個輕質小
球，由于電荷間的相互作用而靠
近或遠離，分別如圖中甲、乙所示，
則以下說法正確的是(　　)
A．甲圖中兩個小球一定帶異種電荷
B．甲圖中有一個小球可能不帶電
C．乙圖中兩個小球一定帶異種電荷
D．乙圖中可能有一個小球不帶電
2
4
3
題號
1
√
B　[題圖甲中兩個小球相互吸引而靠近，因此可知兩個小球可能帶異種電荷，也可能一個帶電，一個不帶電，故A錯誤，B正確；題圖乙中兩個小球相互排斥而遠離，因此可知兩個小球帶同種電荷，故C、D錯誤。]
2
4
3
題號
1
回歸本節知識，完成以下問題：
1．電荷有幾種？什么叫電荷量？
提示：自然界中電荷有兩種：正電荷和負電荷。電荷的多少叫電荷量，用Q表示，有時也可以用q表示。
2．物體起電方式有幾種？
提示：摩擦起電、接觸起電、感應起電三種方式。
3．什么是元電荷？帶電體的電荷量是任意的嗎？
提示：電子所帶的電荷量是最小的電荷量，人們把這個最小的電荷量叫作元電荷。所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數倍，即電荷量是不能連續變化的物理量。
閱讀材料·拓寬物理視野
富蘭克林與避雷針
現代避雷針是美國科學家富蘭克林(1706—1790)發明的。富蘭克林認為閃電是一種放電現象。為了證明這一點，他在1752年的一個雷雨天，冒著被雷擊的危險，將一個系著長長金屬導線的風箏放飛進雷雨云中，并在金屬線末端拴著一串銅鑰匙。當雷電發生時，富蘭克林的手接近鑰匙，鑰匙上迸出一串電火花，他的手上還有麻木感。幸虧這次傳下來的閃電比較弱，富蘭克林沒有受傷。在成功
地進行了捕捉雷電的風箏實驗之后，富蘭克林在研究閃電與人工摩擦產生的電的一致性時，從兩者的類比中做出過這樣的推測：既然人工產生的電能被尖端吸收，那么閃電也能被尖端吸收。他由此設想，若能在高物上安置一種尖端裝置，就有可能把雷電引入地下。富蘭克林設計了一種避雷裝置：把一根數米長的細鐵棒固定在高大建筑物的頂端，在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔開，然后用一根導線與鐵棒底端連接，再將導線引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置稱為避雷針。經過試用，避雷針果然能起到避雷的作用。避雷針的發明是早期電學研究中的第一個有重大應用價值的技術成果。
問題　1．雷電的性質與摩擦產生的電的性質是否相同？
提示：相同。
問題　2．閃電被尖端吸收的本質是什么？
提示：云層中的電荷與尖端裝置的異種電荷進行中和。
?題組一　電荷
1．如圖所示，在某次實驗中老師用絲綢摩擦過的玻璃棒(帶正電)去吸引細碎的錫箔屑，發現錫箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速向空中散開，下列說法正確的是(　　)
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課時分層作業(一)　電荷
A．錫箔屑被吸引是因為獲得電子而帶負電
B．散開時錫箔屑帶負電
C．最后錫箔屑散開主要是因為碰撞
D．散開時錫箔屑帶正電
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D　[錫箔屑被吸引是因為帶電物體有吸引輕小物體的性質，故A錯誤；錫箔屑與玻璃棒接觸后帶上與玻璃棒相同性質的電荷，同種電荷相互排斥，錫箔屑散開，故B、C錯誤，D正確。]
2．“靜電章魚”實驗具體做法：分別使塑料絲和塑料管帶電，然后將塑料絲拋向空中，塑料管放在其下方，此時塑料絲懸在空中，狀似“章魚”。由此可判斷塑料絲和塑料管(　　)
A．均帶正電 B．帶同種電荷
C．均帶負電 D．帶異種電荷
√
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B　[塑料絲和塑料管間因帶同種電荷相互排斥而呈章魚狀，由于不知塑料絲和塑料管怎么帶電的，故電性無法判斷，故選B。]
3．有A、B、C三個塑料小球，A和B、B和C、C和A都是相互吸引的，如果A帶正電，則(　　)
A．球B、C均帶負電
B．球B帶負電，C不帶電
C．球B、C中有一個帶負電，另一個不帶電
D．球B、C都不帶電
√
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C　[根據A和B相互吸引且A帶正電可以推斷出B帶負電或者不帶電，根據A和C相互吸引且A帶正電可以推斷出C帶負電或者不帶電，再根據B和C相互吸引可以推斷出B和C中有一個帶負電，另一個不帶電，綜上所述可知A、B、D錯誤，C正確。]
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?題組二　靜電感應
4．如圖所示，兩個不帶電的導體A和B，用一對絕緣柱支撐使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開(　　)
A．此時A帶正電，B帶負電
B．此時A帶正電，B帶正電
C．移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
D．先把A和B分開，然后移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合
√
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C　[帶正電的物體C靠近A附近時，根據異種電荷相互吸引，AB中的自由電子一部分移動到A的左端，故A帶上負電，B帶上正電，A、B錯誤；移去C后，由于電荷間相互作用，重新中和，達電中性狀態，兩金屬箔均閉合，C正確；先把AB分開，則A帶負電，B帶正電，移去C后，電荷不能再進行中和，故兩金屬箔仍然張開，D錯誤。]
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5．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的金屬箔片張開，如圖表示驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是(　　)
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A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
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B　[把帶電金屬球靠近不帶電的驗電器，會改變驗電器上的電荷分布；由于電荷間同性相斥、異性相吸，使得驗電器上靠近帶電金屬球的一端與其電性相反，而遠離帶電金屬球的一端與其電性相同，故選項B正確。]
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?題組三　電荷守恒　元電荷
6．(多選)關于電荷守恒定律，下列敘述正確的是(　　)
A．一個物體所帶的電荷量總是守恒的
B．在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統所帶的電荷量總是守恒的
C．在一定的條件下，一個系統內的等量的正、負電荷即使同時消失，也并不違背電荷守恒定律
D．電荷守恒定律并不意味著帶電系統一定和外界沒有電荷交換
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√
BCD　[根據電荷守恒定律，單個物體所帶的電荷量是可以改變的，A錯誤；在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統所帶的電荷量總是守恒的，B正確；一個系統內的等量的正、負電荷同時消失，并不違背電荷守恒定律，C正確；電荷守恒定律并不意味著帶電系統一定和外界沒有電荷交換，D正確。]
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7．(多選)科學家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電荷量的單位，關于元電荷，下列論述正確的是
(　　)
A．把質子或電子叫元電荷
B．元電荷是一個電子所帶電荷量的大小，沒有正負之分
C．電子帶有最小的負電荷，其電荷量的絕對值叫元電荷
D．物體所帶的電荷量叫作元電荷
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BC　[質子或電子是帶電粒子，所帶的電荷量的絕對值叫元電荷，A錯誤；電荷的多少叫電荷量，所以元電荷是一個電子所帶電荷量的大小，沒有正負之分，電子所帶的電荷量是最小的電荷量，所以電子帶有最小的負電荷，其電荷量的絕對值叫元電荷，B、C正確；物體所帶的電荷量是元電荷的整數倍，D錯誤。]
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8．如圖所示，通過調節控制電子槍產生的電子束，使其每秒有104個電子到達收集電子的金屬瓶，經過一段時間，金屬瓶上帶有
－8×10-12 C的電荷量，求：
(1)金屬瓶上收集到多少個電子？
(2)實驗的時間為多長？
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[答案]　(1)5×107個　(2)5 000 s
9． (多選)甲、乙、丙三個物體最初均不帶電，乙、丙是完全相同的導體，今使甲、乙兩個物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸后再分開，最后，得知甲物體所帶電荷量為＋1.6×10-15 C，則對于最后乙、丙兩個物體的帶電情況，下列說法中正確的是(　　)
A．乙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的負電荷
B．乙物體可能帶有電荷量為2.4×10-15 C的負電荷
C．丙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的正電荷
D．丙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的負電荷
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AD　[甲、乙、丙三個物體原來都不帶電，甲、乙兩個物體相互摩擦導致甲物體失去電子而帶1.6×10-15 C的正電荷，乙物體得到電子而帶1.6×10-15 C的負電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，由于乙、丙兩物體完全相同，乙、丙兩物體接觸后再分開，乙、丙兩物體分別帶等量負電荷，由電荷守恒定律可知乙、丙兩物體最終所帶電荷量均為8×10-16 C，A、D正確。]
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10．(多選)如圖所示，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金屬箔片。當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時(　　)
A．A端金屬箔片張開，B端金屬箔片閉合
B．用手觸摸枕形導體B端后，A端金屬箔片仍張
開，B端金屬箔片閉合
C．用手觸摸枕形導體B端后，將手和C都移走，
兩對金屬箔片均張開
D．選項A中兩端金屬箔片帶異種電荷，選項C中兩端金屬箔片帶同種電荷
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BCD　[根據靜電感應現象，帶正電荷的導體C放在枕形導體附近，在A端出現了負電荷，在B端出現了正電荷，則A端和B端金屬箔片均張開，選項A錯誤；用手觸摸枕形導體B端后，B端不再帶電，金屬箔片閉合，選項B正確；用手觸摸枕形導體B端后，只有A端帶負電荷，將手和C都移走，不再有靜電感應，A端所帶負電荷便會分布在整個枕形導體上，A、B端均帶負電荷，兩對金屬箔片均張開，選項C、D正確。]
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11．(多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學用絕緣材料做的筆套與頭發摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環，當距離約為0.5 cm時圓環被吸引到筆套上，如圖所示。對上述現象的判斷與分析，下列說法正確的是(　　)
A．摩擦使筆套帶電
B．筆套靠近圓環時，圓環上、下部感應出異號電荷
C．筆套碰到圓環后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和
D．圓環被吸引到筆套上的過程中，圓環上部的感應電荷數量不斷增加
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√
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ABD　[筆套與頭發摩擦后，由于摩擦使筆套帶電，故A正確；帶電的筆套靠近圓環時，圓環上部感應出與筆套所帶電荷異號的電荷，下部感應電荷與筆套所帶電荷同號，故B正確；圓環為不帶電物體，筆套為帶電物體，筆套碰到圓環后，筆套和圓環將帶同種電荷，故C錯誤；圓環和筆套距離越近，感應效果越明顯，感應電荷越多，故D正確。]
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12．半徑相同的兩個金屬小球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，現讓第三個半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后再移開(三個小球由同種金屬制成)。
(1)若A、B帶同種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比；
(2)若A、B帶異種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比。
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[答案]　(1)2∶3　(2)2∶1
13．如圖所示，左邊是一個不帶電的導體，右邊C是帶正電荷的導體球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導體切開，將導體分為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數值分別為QA、QB，則下列結論正確的是(　　)
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A．沿虛線d切開，A帶負電，B帶正電，且QA>QB
B．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負電，且QA＝QB
C．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負電，且QAD．不管沿a、b、d哪一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負電，且QA＝QB
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D　[導體原來不帶電，在帶正電荷的導體球C靜電感應的作用下，導體中的自由電子向B部分轉移，使B部分有了多余的電子而帶負電，A部分少了電子而帶正電。根據電荷守恒定律，A部分移走的電子數目和B部分多余的電子數目是相同的，因此不管沿a、b、d哪一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負電，且QA＝QB，故D正確。]
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