資源簡介

(共58張PPT)
第一章　靜電場
1.電荷　電荷守恒定律
核心素養：1.知道自然界中存在兩種電荷和三種起電方式。2.理解電荷守恒定律。3. 理解電荷量、元電荷的概念。4.理解在孤立的系統中電荷守恒。5.通過觀察起電現 象，學會分析物體起電的原因。
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研習任務一　兩種電荷　摩擦起電
研習任務一　兩種電荷　摩擦起電
教材　認知
1. 兩種電荷：自然界的電荷只有兩種， 和 。
2. 電荷量：電荷的 ，用Q或q表示，國際單位制單位是 ，簡稱 ，符號是 。
3. 電荷的相互作用：同種電荷相互 ，異種電荷相互 。
4. 摩擦起電的原因：電中性的物體由于得到電子而帶 ，失去電子的物體則 帶 。
正電荷　
負電荷　
多少　
庫侖　
庫　
C　
排斥　
吸引　
負電　
正電　
[思考]　如圖所示，玻璃棒與絲綢摩擦，玻璃棒帶何種電荷？絲綢帶何種電荷？
提示：正電荷　負電荷
5. 元電荷
（1）定義：一個電子所帶電荷量的絕對值是電荷的 單元，用符號e表示。
（2）所有帶電體的電荷量都是e的 ，電荷量是不能連續變化的物理量。
（3）元電荷的值：在計算中，可取e＝ 。
最小　
整數倍　
1.60×10－19 C　
研習　經典
A. 摩擦起電現象使本來沒有電子和質子的物體中產生電子和質子
B. 兩種不同材料的不帶電的絕緣體互相摩擦后，同時帶上等量異種電荷
C. 摩擦起電，可能是因為摩擦導致質子從一個物體轉移到了另一個物體而形成的
D. 絲綢摩擦玻璃棒時，電子從玻璃棒上轉移到絲綢上，玻璃棒因質子數多于電子數 而顯正電
[解析]　摩擦起電的實質是由于兩個物體的原子核對核外電子的束縛能力不相同，因 而電子可以在物體間轉移，而不是產生電子和質子；若一個物體失去電子，其質子數 就會比電子數多，我們說它帶正電；若一個物體得到電子，其質子數就會比電子數 少，我們說它帶負電，故B、D正確。
BD
A. 把質子或電子稱為元電荷
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，其電荷量的絕對值稱為元電荷
D. 物體所帶的電荷量稱為元電荷
解析：質子或電子是帶電粒子，所帶的電荷量的絕對值稱為元電荷，選項A錯誤；物 體帶電是因為得失電子，所帶電荷量均為電子電荷量的整數倍，故把電子所帶電荷量 的大小稱為元電荷，電子帶有最小的負電荷，選項B、C正確，選項D錯誤。
BC
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研習任務二　電荷守恒定律
合作　討論
驗電器結構簡單，同學們可以用自制的驗電器進行一些探究實驗。如圖所示，首 先使驗電器帶了負電荷，驗電器的金屬箔片張開，但是經過一段時間后可以發現該驗 電器的金屬箔片幾乎閉合了。為什么會出現這種現象？是驗電器的電荷消失了嗎？
提示：驗電器上所帶負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣可以導電，電子被導走 了；該現象是由電子的轉移引起的，仍然遵循電荷守恒定律。
教材　認知
1. 電荷守恒定律的兩種表述
（1）電荷既不能被創造，也不能被消滅，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。
（2）一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的 保持不變。
2. 三種起電方式
（1）兩個不同物體摩擦，分別帶等量異種電荷，是摩擦起電。
（2）導體與帶電導體接觸，帶同種電荷，是接觸起電。
（3）導體靠近帶電體，導體兩端帶異種電荷，是感應起電。
代數和　
核心　歸納
1. 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。
2. 電子轉移規律
（1）帶正電荷的導體與帶負電荷的導體接觸，電子由帶負電荷的導體轉移到帶正電 荷的導體上。
（2）帶正電荷的導體與不帶電的中性導體接觸，電子由不帶電的中性導體轉移到帶 正電荷的導體上。
（3）帶負電荷的導體與不帶電的中性導體接觸，電子由帶負電荷的導體轉移到不帶 電的中性導體上。
研習　經典
[典例2]　半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第 三個半徑相同的不帶電金屬小球C先后與A、B接觸后移開。
（1）若A、B兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量之比為多大？
（1） 2∶3
（2）若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量之比為多大？
（2） 2∶1
接觸起電的電荷量分配原則
1. 導體接觸起電時電荷量的分配與導體的形狀、大小有關。完全相同的金屬球接觸 時，電荷量平均分配；形狀、大小不同的導體接觸時電荷量一般不能平均分配。無論 哪種情況，接觸前后電荷總量不變。
　　2. 完全相同的金屬球接觸起電時電荷量的分配情況
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
A. 元電荷e的數值最早是由美國物理學家密立根通過實驗測得的
B. 利用靜電感應可使任何物體帶電，質子和電子所帶電荷量相等
C. 單個物體所帶的電量總是守恒的，電荷守恒定律指帶電體和外界沒有電荷交換
D. 元電荷是指電子，電量等于電子的電量
解析：元電荷e的數值最早是由美國物理學家密立根通過實驗測得的，故A正確；靜 電感應不能使絕緣體帶電，電子和質子所帶電荷量相等，故B錯誤；在與外界沒有電 荷交換的情況下，一個系統所帶的電量總是守恒的，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，故C錯誤；元電荷的電量等于電子的電量，但不是電 子，元電荷是帶電量的最小單元，沒有電性之說，故D錯誤。故選A。
A
A. 塑料絲之間相互感應起電
B. 塑料絲所受重力小，自然松散
C. 塑料絲受到空氣浮力作用而散開
D. 由于摩擦起電，塑料絲帶同種電荷而相互排斥
D
解析：由于不同物質對電子的束縛本領不同，當手與塑料絲摩擦時，使塑料絲 帶上了同種電荷，而同種電荷相互排斥，因此會觀察到塑料絲散開，D正確， A、B、C錯誤。
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研習任務三　靜電感應　驗電器
教材　認知
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 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。
異種　
同種　
靜電感應　
[思考]　如圖所示，用絕緣支柱支持的導體A和B，彼此接觸，起初它們不帶電，貼在 下部的金屬箔均是閉合的。手持絕緣棒連接一個帶正電的小球C靠近導體A時，貼在 導體A、B下部的金屬箔是閉合的，還是張開的？
提示：導體A、B下部的金屬箔都會張開。
3. 驗電器
（1）構造： 、 、 、絕緣外殼（如圖）。
（2）原理：箔片帶同種電荷，同種電荷相互排斥。
金屬球　
金屬桿　
金屬箔　
（3）應用
①當帶電的物體與驗電器上面的金屬球接觸時，有一部分電荷轉移到驗電器上，與金 屬球相連的兩個金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開，如圖甲。
②當帶正電的玻璃棒靠近驗電器的金屬球時，會發生靜電感應，金屬桿上端的金屬球 帶 ，下端的金屬箔片帶 ，兩片帶 的金屬箔片由于相互作用 而張開。
負電　
正電　
正電　
③將帶正電的玻璃棒接觸驗電器的金屬球，驗電器就帶上了 ，再將待檢驗的 帶電體靠近驗電器的金屬球，如果它的金屬箔片張開角度變大，則它帶的是 ，反之，則帶的是 。
正電　
正電荷
負電荷　
核心　歸納
1. 只有導體中的電子才能自由移動。絕緣體中的電子不能自由移動，所以導體能夠 發生感應起電，而絕緣體不能。
2. 凡是遇到接地問題時，該導體與地球可視為一個更大導體，而且該導體可視為近 端，帶異種電荷，地球可視為遠端，帶同種電荷，如圖。
3. 驗電器檢驗電荷的原理和方法
驗 電 器 絕緣 棒 接觸
（或靠 近） 現象說明
金屬箔因帶同種電荷相互排斥而張開。張開角度越大，則說明A 帶電荷量越多
A上的正電荷先與B上的負電荷（設A的電荷量大于B）中和，然 后再分一部分正電荷使金屬箔張開，張開的角度有可能比原來 的角度大，也有可能小于或等于原來的角度
驗 電 器 絕緣棒 接觸
（或靠近） 現象說明
由于異種電荷相互吸引，靜電感應使金屬箔上的負電荷“上 移”，使金屬箔張角減小。若B帶較少負電荷，還會看到金屬箔 先合攏再張開的現象
研習　經典
A. 若用導線將Q端接地，然后斷開，再取走導體A，則導體B將帶負電
B. 若用導線將Q端接地，然后斷開，再取走導體A，則導體B將帶正電
C. 若用導線將Q端接地，然后斷開，再取走導體A，則導體B將不帶電
D. 若用導線將P端接地，然后斷開，再取走導體A，則導體B將帶正電
A
[解析]　帶正電荷的導體A在靠近導體B時，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端因失去電子而帶正電，用接地導線接導體B的 任何部位，大地的負電荷都會中和B導體Q端的正電荷，因此斷開導線，再取走導體 A，導體B將帶負電，故A正確，B、C、D錯誤。
B
解析：由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，故驗電器的上端應帶上與小球異 號的電荷，而驗電器的箔片上將帶上與小球同號的電荷。故B正確。
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課后提素養
基礎　題組
1. 思維辨析
√
×
√
×
√
×
A. 摩擦起電說明電荷可以被創造
B. 摩擦起電是由于電荷從一個物體轉移到另一個物體上
C. 感應起電是由于電荷從帶電物體轉移到另一個物體上
D. 感應起電是電荷在同一物體上的轉移
解析：摩擦起電的實質是電子從一個物體轉移到另一個物體，即說明了電荷可以從一 個物體轉移到另一個物體，故A錯誤，B正確。感應起電過程電荷在電場力作用下， 從物體的一部分轉移到另一部分，故C錯誤，D正確。
BD
A. 2.4×10－19 C B. －6.4×10－19 C
C. －1.6×10－18 C D. 4.0×10－17 C
解析：任何帶電體的帶電量均是元電荷的整數倍，由于2.4×10－19 C不是1.6×10－19 C的整數倍，故A項符合題意。
A
中檔　題組
A. 6.2×10－19 C B. 6.4×10－19 C
C. 6.6×10－19 C D. 6.8×10－19 C
解析：電子電荷量的大小是最小的，人們把最小的電荷量叫元電荷，其數值為e＝ 1.60×10－19 C，物體的帶電量都為e的整數倍，將四個選項中的電量除以e得數為整數 的為正確的數字，只有6.4×10－19 C滿足條件。故選B。
B
A. 驗電器上的電子數不斷增加
B. 驗電器上的電子數不斷減少
C. 驗電器上的電子數保持不變
D. 驗電器上的質子數不斷減少
解析：潮濕的空氣中存在自由電荷，驗電器金屬箔片張角減小，說明它所帶的電荷量 減少。因驗電器帶正電，它的張角減小，說明電子增加，中和了一些正電荷。而電子 來自于潮濕的空氣。故選A。
A
A. 乙物體一定帶有負電荷8×10－10 C
B. 乙物體可能帶有負電荷2.4×10－15 C
C. 丙物體一定帶有正電荷8×10－10 C
D. 丙物體一定帶有負電荷8×10－16 C
解析：由題意可知，甲、乙兩物體相互摩擦后，甲物體帶正電1.6×10－9 C，則乙帶 負電1.6×10－9 C，若乙物體再與丙物體接觸，則乙、丙兩物體均帶負電，由于丙物 體帶電8×10－10 C，則乙也一定帶負電，大小為8×10－10 C，故A正確。
A
A. 不帶電 B. 帶負電 C. 帶正電 D. 不能確定
解析：由于靜電感應，金屬導體B的右端帶正電，當閉合開關S時，金屬導體B右端帶 的正電荷會被從大地上來的負電荷中和，所以導體B右端不再帶有電荷，左端帶負 電，再斷開S，移走A，則導體B帶負電。故選B。
B
解析：絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，靠近不帶電的驗電器金屬球時，發生靜電感應， 金屬箔片會張開，負電荷會被吸引到帶電體附近的金屬球上，遠端的金屬箔上會帶有 等量正電荷，此時金屬球上帶的是負電，金屬箔片上帶的是正電，故A正確，B、C、 D錯誤。
A
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課時作業
[基礎訓練]
A. 摩擦起電是創造電荷的過程
B. 接觸起電是電荷轉移的過程
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，這種現象叫電荷的湮滅
解析：摩擦起電的實質是電荷發生轉移，而不是創造電荷，A錯誤；接觸起電就是通 過物體接觸而轉移電荷，B正確；兩種物體摩擦，對核外電子束縛能力弱的物體在摩 擦過程中易失去電子而帶正電，是否容易失去電子由兩物體的材料決定，因此玻璃棒 不一定帶正電，C錯誤；等量異種電荷可以中和但不會消失，只是宏觀上顯中性，D 錯誤。
B
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A. 塑料絲和PVC管都帶正電
B. 塑料絲和PVC管都帶負電
C. 塑料絲和PVC管帶同種電荷
D. 塑料絲和PVC管帶異種電荷
解析：塑料絲“躲開”PVC管，根據同種電荷相互排斥可知，塑料絲和PVC管帶同種 電荷；由于不知道塑料絲與哪一種物體摩擦而帶電，所以不能判斷塑料絲是帶正電還 是帶負電，故C正確，A、B、D錯誤。
C
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A. －4 μC B. －2 μC C. ＋4 μC D. ＋2 μC
A
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A. 正電荷
B. 負電荷
C. 可以是正電荷，也可以是負電荷
D. 帶電棒上先帶正電荷，后帶負電荷
解析：金屬箔片開始時帶正電，帶電棒靠近并接觸驗電器時，金箔先閉合，后張開， 說明金屬箔片所帶正電荷先被中和，而帶電棒電荷量較大，中和后的剩余電荷再分 配，使金箔帶上負電荷，由此判斷，帶電棒帶負電荷，選項B正確。
B
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A. 摩擦過的琥珀不帶電
B. 碎紙屑原來帶正電
C. 紙屑飛起來是萬有引力的結果
D. 紙屑與琥珀接觸后又快速地離開是因為紙屑帶上琥珀同種電 荷
解析：摩擦過的琥珀帶了電荷，從而會吸引輕小物體，當紙屑被吸到琥珀上時，電荷 會發生轉移，從而使原來不帶電的紙屑也帶上了同種電荷，由于同種電荷互相排斥而 快速地離開。故選D。
D
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A. A帶正電，B帶負電
B. A帶負電，B帶正電
C. A、B均不帶電
D. A、B均帶正電
解析：帶負電的橡膠棒C靠近A時，由于靜電感應，A球會感應出正電荷，而B球 會感應出負電荷，然后先將A、B分開，再將C移走，則A帶正電，B帶負電，故 A項正確。
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A. 驗電器的金屬箔片張開，因為整個驗電器都帶上了正電荷
B. 驗電器的金屬箔片張開，因為整個驗電器都帶上了負電荷
C. 驗電器的金屬箔片張開，因為驗電器的兩金屬箔片都帶上了正電荷
D. 驗電器的金屬箔片不張開，因為帶電體A沒有和驗電器的金屬球接觸
解析：帶正電的帶電體A靠近不帶電的驗電器的金屬球，因為異種電荷相互吸引，電 子受到吸引移動到金屬球上，所以金屬球帶負電荷，金屬箔片失去電子帶正電荷，由 于同種電荷相互排斥，金屬箔片張開，故C正確，A、B、D錯誤。
C
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8. 有兩個完全相同的帶電絕緣金屬球A、B，分別帶有電荷量QA1＝6.4×10－9 C和QB1 ＝－3.2×10－9 C，讓兩個絕緣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？
（1） 1.6×10－9 C　1.6×10－9 C
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（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）？
（2）電子由B球向A球轉移，共轉移了3.0×1010個
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[能力提升]
A. 摩擦使筆套帶電
B. 筆套靠近圓環時，圓環上、下感應出的電荷是異種的
C. 圓環被吸引到筆套的過程中，圓環所受靜電力的合力大于圓環的重力
D. 筆套碰到圓環后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和
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解析：筆套與頭發摩擦后，摩擦使筆套帶電，故A正確，不符合題意；帶電的筆套靠 近圓環，圓環上下感應出異種電荷，圓環上部電荷與筆套電荷相反，由于圓環整體電 荷守恒，則下部為與上部相反的電荷，故B正確，不符合題意；當距離約為0.5 cm時 圓環被吸引到筆套上，則圓環所受靜電力的合力大于圓環的重力，使其產生向上的加 速度，故C正確，不符合題意；摩擦使筆套帶電，但圓環不帶電，筆套碰到圓環后， 筆套的一部分電荷轉移給圓環，但由于總體來說仍帶電荷，故沒有全部被中和，中和 指的是正負電荷相互抵消，故D錯誤，符合題意。故選D。
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A. 由球A向球B轉移了2.0×1010個質子
B. 由球A向球B轉移了1.0×1010個質子
C. 由球B向球A轉移了2.0×1010個電子
D. 由球B向球A轉移了1.0×1010個電子
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A. 4.0×10－9 C，4.0×10－9 C，4.0×10－9 C
B. 6.0×10－9 C，4.0×10－9 C，4.0×10－9 C
C. 6.0×10－9 C，3.0×10－9 C，3.0×10－9 C
D. 5.0×10－9 C，5.0×10－9 C，5.0×10－9 C
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12. 干燥的天氣一個人脫了鞋在地毯上走，身上聚集了－4.8×10－5 C的電荷。若電 子質量me＝9.1×10－31 kg，電子電荷量e＝－1.6×10－19 C。則：
（1）多少個電子的電荷量等于－3.2×10－5 C？
（1） 2×1014個
（2）此人身上有多少個剩余電子？
（2） 3×1014個
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（3）他的質量增加了多少？
（3） 2.73×10－16 kg
解析：（3）電子質量me＝9.1×10－31 kg，
所以他的質量增加m＝3×1014×9.1×10－31 kg＝2.73×10－16 kg。
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