資源簡介

1．電荷
探究點一　電荷及三種起電方式
1．兩種電荷
(1)正電荷：和用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷性質一樣的電荷．
(2)負電荷：和用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷性質一樣的電荷．
2．電荷的多少叫作________，在國際單位制中，單位是________，符號是________．
3．原子是由帶________的質子、不帶電的中子以及帶________的電子組成的．每個原子中質子的正電荷數量與電子的負電荷數量________，所以整個原子對外界表現為電中性．
4．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________．
5．三種起電方式
(1)摩擦起電：當兩種物質組成的物體互相摩擦時，一些受束縛較弱的________會轉移到另一個物體上．于是，原來電中性的物體由于________電子而帶負電，________電子的物體則帶正電．
(2)感應起電
①靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互________，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．這種現象叫作靜電感應．
②感應起電：利用________使金屬導體帶電的過程．
(3)接觸起電：帶電體接觸導體時，電荷轉移到導體上，使導體帶同種性質的電荷．
【情境思考】
　圖甲是古老的摩擦起電機，圖乙是感應起電機．結合圖片，思考下列問題．
(1)兩個絕緣體發生摩擦為什么會帶上電荷？
(2)感應起電能發生在絕緣體上嗎？原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思維提升】
三種起電方式的比較
題型1　摩擦起電
例1公元1世紀，東漢王充《論衡·亂龍》中記錄了“頓牟掇芥”．頓牟即琥珀，芥指芥菜籽，統喻干草、紙等微小屑末．這個詞的意思就是經過摩擦過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
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題型2　接觸起電
例2兩相同金屬小球所帶電荷量分別為＋3Q和－Q，將兩小球接觸后分開，它們所帶的電荷量都為(　　)
A．＋3Q B．＋2Q
C．＋Q D．－Q
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題后反思
兩個完全相同的導體的電荷分布規律
題型3　靜電感應
例3(多選)如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣柱支撐的金屬導體，在它們的下部貼有金屬箔片，起初它們不帶電．C是帶正電的小球，下列說法正確的是(　　)
A．把C靠近A時，A、B上的金屬箔片都張開
B．把C靠近A穩定后，先把A、B分開，然后移走C，A、B上的金屬箔片仍張開
C．把C靠近A穩定后，先移走C，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開
D．把C靠近A穩定后，先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題后反思
1.感應出異種電荷
注意：若先移C，再將A、B分開，A、B不帶電，因為移走C后感應電荷會立即中和．
2．感應出同種電荷
題型4　驗電器的原理和使用驗電器的兩種應用方式及原理
(1)帶電體接觸驗電器：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)帶電體靠近驗電器：當帶電體靠近驗電器的金屬球時，帶電體會使驗電器的金屬球感應出異種電荷，而金屬箔片上會感應出同種電荷(感應起電)，兩箔片在斥力作用下張開，如圖乙．
例 4(多選)某同學將一根橡膠棒用毛皮摩擦后，先后進行了如下操作：①將橡膠棒靠近(不接觸)驗電器的金屬球(如圖1)；②保持橡膠棒的位置不動，用手接觸驗電器的金屬球(如圖2)；③接著先把手移開，再把橡膠棒移開(如圖3)．關于驗電器的金屬箔張開的情況及分析，以下正確的是(　　)
A．操作①中，驗電器金屬箔不張開，因為棒與金屬球沒有接觸
B．操作①中，隨著棒靠近驗電器金屬球的過程，金屬箔張開的角度越來越大，因為產生的感應電荷越來越多，金屬箔上聚集的負電荷也增多
C．操作②中，手接觸驗電器，金屬箔閉合，金屬球上的電荷通過手導入到大地中
D．操作③中，金屬箔從閉合到又張開一定的角度，因為金屬球上的電荷重新分布
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
練1　下列關于起電現象的描述，正確的是(　　)
A．摩擦起電的本質是創造了新的電荷
B．一帶正電物體靠近不帶電的導體時，不帶電的導體將帶負電荷
C．無論通過何種方式使物體帶電，本質都是電荷在物體之間或者內部轉移，并沒有創造新電荷
D．兩個完全一樣的金屬球，一球帶電荷量＋0.4 C，另一球帶電荷量－0.2 C，兩球接觸后再分開，則每球帶電荷量是＋0.3 C
練2　如圖，用一根絲綢摩擦過的玻璃棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a，然后用手指瞬間接觸一下驗電器小球a，然后拿開玻璃棒，驗電器小球a和金箔b的帶電情況是(　　)
A．手指接觸驗電器小球a后拿開玻璃棒前，a不帶電、b帶正電
B．手指接觸驗電器小球a后拿開玻璃棒前，a、b均帶正電
C．拿開玻璃棒后a、b帶負電
D．拿開玻璃棒后a帶負電、b帶正電
探究點二　電荷守恒定律　元電荷
　　　可類比能量守恒定律理解
1．電荷守恒定律：電荷既不會____________，也不會________，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________保持不變．
2．電荷守恒定律更普遍的表述：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的________保持不變．
3．元電荷
(1)實驗發現，電子、質子和正電子所帶的電荷量最小，人們把這個________的電荷量叫作元電荷，用e表示．
(2)所有帶電體的電荷量都是e的________．這就是說，電荷量是不能連續變化的物理量．
(3)電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質量me之比．
【情境思考】
　如圖所示
(1)在摩擦起電過程中，一個物體帶上了正電荷，另一個物體帶上了負電荷，該過程是否創造了電荷？在一個封閉的系統中，電荷的總量會增多或減少嗎？
(2)物體所帶的電荷量可以是任意的嗎？物體所帶的電荷量可以是4×10－19 C嗎？
(3)電子和質子就是元電荷嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【思維提升】
1．物體帶電的實質
使物體帶電不是創造了電荷，也不是消滅了電荷．物體帶電的實質是電荷發生了轉移，也就是物體間或物體內部電荷的重新分配．摩擦起電、感應起電和接觸起電，均符合電荷守恒定律．
2．對元電荷的認識
(1)一個電子、一個質子或一個正電子所帶的電荷量都是e，所有帶電體的電荷量等于e或者是e的整數倍．
(2)元電荷既不是電子，也不是質子，只是一個電荷量．因為物體的帶電荷量通常較小，因此可用元電荷的整數倍方便地表示，如電子的帶電荷量為－e，即表示電子的帶電荷量為－1.60×10－19 C．
題型1　電荷守恒定律的應用
例5為了研究起電方式，某實驗小組的同學取了三個不帶電的物體A、B、C，然后進行了如下順序的操作：①使A、B相互摩擦；②使B、C相互接觸；③測出A物體的帶電荷量為3.2×10－17 C，最終C物體的帶電荷量為8.0×10－18 C(電性未知)．則下列說法正確的是(　　)
A．操作①時，從B物體向A物體轉移了3.2×10－17 C的正電荷
B．操作②時，從B物體向C物體轉移了8.0×10－18 C的正電荷
C．最終C物體帶8.0×10－18 C的負電荷
D．最終B物體帶2.4×10－17 C的正電荷
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題型2　對元電荷的理解
例6(多選)關于元電荷，下列說法正確的有(　　)
A．元電荷就是指電子和質子
B．元電荷的數值通常取e＝1.60×10－19 C
C．所有帶電體的電荷量都等于元電荷的整數倍
D．元電荷e的數值最早是由美國科學家密立根用扭秤實驗測得的
[解題心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
練3　甲、乙兩個原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與)，結果發現甲物體帶了1.6×10－15 C的電荷量(正電荷)，下列說法正確的是(　　)
A．乙物體也帶了1.6×10－15 C的正電荷
B．甲物體失去了104個電子
C．乙物體失去了104個電子
D．甲、乙兩物體共失去了2×104個電子
1．不帶電的玻璃棒與絲綢，相互摩擦后都帶上了電，如圖所示．其原因是(　　)
A．絲綢創造了負電荷
B．玻璃棒創造了正電荷
C．玻璃棒上有些電子轉移到絲綢上
D．絲綢上有些電子轉移到玻璃棒上
2．關于元電荷、電荷與電荷守恒定律，下列說法正確的是(　　)
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，比荷也相等
C．單個物體所帶的電荷量總是守恒的，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，體積很小的帶電體就可以看成點電荷
3．用毛皮摩擦過的橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿后拿開橡膠棒，這時驗電器小球a和金屬箔b的帶電情況是(　　)
A．a帶正電，b帶負電
B．a帶負電，b帶正電
C．a、b均帶正電
D．a、b均不帶電
4．用帶正電的小球靠近不帶電驗電器的金屬球，結果驗電器的金屬箔張開，如圖甲所示；用帶正電的小球接觸不帶電驗電器的金屬球，結果驗電器的金屬箔張開，如圖乙所示．關于甲、乙兩驗電器金屬箔帶電情況，下列說法正確的是(　　)
A．甲帶正電、乙帶負電
B．甲帶負電、乙帶正電
C．都帶正電
D．都帶負電
5．(多選)原來甲、乙、丙三個完全相同的物體都不帶電，現使甲、乙兩個物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，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
1．電荷
導學　掌握必備知識　強化關鍵能力
探究點一
2．電荷量　庫侖　C
3．正電　負電　一樣多
4．自由電子
5．(1)電子　得到　失去　(2)①吸引或排斥　異種　同種　②靜電感應
情境思考
提示：(1)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．
(2)感應起電不會發生在絕緣體上，因為絕緣體中的電子不能自由移動．
[例1]　解析：“頓牟掇芥”屬于靜電現象，是經過摩擦的琥珀帶了電，B錯誤，A正確；同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，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．
答案：A
[例2]　解析：根據兩個相同的帶電金屬球接觸再分開后帶電的原則是先中和再平分可知，兩小球的帶電量都為＝＋Q.
答案：C
[例3]　解析：雖然A、B起初都不帶電，但帶正電的C對A、B內的電荷有力的作用，使A、B中的自由電子向左移動，使A積累了負電荷，B積累了正電荷，其下部貼的金屬箔片分別帶上了與A、B同種的電荷，由于同種電荷間有斥力，所以金屬箔片都張開，選項A正確；把C靠近A穩定后，先把A、B分開，則A、B分別帶上了等量的異種電荷，移走C后，A、B上的電性和電荷量不變化，兩金屬箔片仍張開，選項B正確；如果先移走C，A、B上的感應電荷會在其相互之間力的作用下吸引而中和，不再帶電，所以金屬箔片都不會張開，選項C錯誤；先把A、B分開，再移走C，A、B仍然帶電，但重新讓A、B接觸后，A、B上的感應電荷完全中和，金屬箔片都不會張開，選項D錯誤．
答案：AB
[例4]　解析：操作①中，橡膠棒用毛皮摩擦后，橡膠棒帶負電，橡膠棒靠近驗電器的金屬球時，由于靜電感應，驗電器的金屬小球將帶上正電，則驗電器的金屬箔片會帶負電，根據兩金屬箔片帶同種電荷而相互排斥，導致金屬箔片張開，隨著橡膠棒靠近驗電器金屬球的過程中，金屬箔片張開的角度越來越大，因產生的感應電荷越來越多，金屬箔片上聚集的負電荷也增多，故A錯誤，B正確；操作②中，手接觸驗電器，金屬箔上多余的電子會通過手導入到大地中，致使金屬箔不再帶電而閉合，故C錯誤；操作③中，若先把手移開，再把橡膠棒移開，金屬箔與金屬球因帶多余正電荷，導致金屬箔又張開，故D正確．
答案：BD
練1　解析：摩擦起電實質是由于兩個物體的原子核對核外電子的約束能力不相同，因而電子可以在物體間轉移，若一個物體失去電子，其質子數比電子數多，我們說它帶正電荷，若一個物體得到電子，其質子數比電子數少，我們說它帶負電荷．使物體帶電并不是創造出電荷，故A錯誤； 帶正電的物體靠近不帶電的金屬導體，由于電子被吸引，導體上靠近物體的部分帶負電，導體遠離物體的部分帶正電，整體不帶電，故B錯誤； 無論通過何種方式使物體帶電，本質都是電荷在物體之間或者內部轉移，并沒有創造新電荷，故C正確； 兩個完全一樣的金屬球，一球帶電荷量＋0.4 C，另一球帶電荷量－0.2 C，兩球接觸后再分開，電荷先中和再均分，每球帶電荷量是＋0.1 C，故D錯誤．
答案：C
練2　解析：絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，手指接觸驗電器小球a后拿開玻璃棒前，根據感應起電可知，a帶負電，b不帶電，故A、B錯誤；拿開玻璃棒后，a、b電荷重新分布，導致a、b帶負電，故C正確，D錯誤．
答案：C
探究點二
1．創生　消滅　總量
2．代數和
3．(1)最小　(2)整數倍
情境思考
提示：(1)摩擦起電的過程并沒有創造電荷．一個封閉的系統中，電荷的總量保持不變．
(2)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．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.
(3)元電荷是最小的電荷量，是一個數值，不是實物粒子；電子和質子是實物粒子，不是元電荷，帶電荷量等于元電荷．
[例5]　解析：操作①時，從A物體向B物體轉移了3.2×10－17 C的負電荷，A物體失去電子帶正電，A錯誤；操作②前，B物體帶負電，C不帶電，當B、C相互接觸最終C物體的帶電荷量為8.0×10－18 C，可知從B物體向C物體轉移了8.0×10－18 C的負電荷，B錯誤；根據電荷守恒定律，最終C物體帶8.0×10－18 C的負電荷，B物體帶2.4×10－17 C的負電荷，C正確，D錯誤．
答案：C
[例6]　解析：元電荷是指最小的電荷量，不是指質子或者是電子，故A錯誤；元電荷的值通常取e＝1.60×10－19 C，故B正確；任何帶電體所帶電荷都等于元電荷或者是元電荷的整數倍，故C正確；元電荷e的數值最早是由美國科學家密立根用油滴實驗測得的，故D錯誤．
答案：BC
練3　解析：甲、乙兩個物體相互摩擦，甲帶1.6×10－15 C的正電荷，那么由電荷守恒定律可知，乙應帶1.6×10－15 C的負電荷，即甲失去了104個電子，乙得到了104個電子，所以正確的選項是B.
答案：B
導練　落實創新應用　提升學科素養
1．解析：不帶電的玻璃棒與絲綢，相互摩擦后玻璃棒帶正電，絲綢帶負電，是因為玻璃棒上有些電子轉移到絲綢上，玻璃棒由于失去電子帶正電，絲綢由于得到電子帶負電，C正確．
答案：C
2．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，但它們的質量不相等，比荷不相等，故B錯誤；在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統所帶的電荷量總是守恒的，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，當兩個帶電體的形狀對它們的相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看作點電荷，故體積很小的帶電體未必就是點電荷，故D錯誤．
答案：A
3．解析：毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電，靠近驗電器金屬小球a，發生靜電感應，用手指接觸金屬桿的瞬間，電子從金屬桿轉移到手指上，故拿開橡膠棒后，小球a和金屬箔b都帶正電，故C正確，A、B、D錯誤．
答案：C
4．解析：甲圖中，驗電器本來不帶電，由于異種電荷相互吸引，帶正電的小球靠近驗電器的金屬球時，使得金屬球帶負電荷，從而導致金屬箔帶上正電荷；乙圖中，用帶正電的小球接觸不帶電驗電器的金屬球，這時驗電器無論是金屬球還是金屬箔都帶上了正電荷，因此C正確，A、B、D錯誤．
答案：C
5．解析：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，從而使一部分負電荷轉移到丙物體上，由于乙、丙兩物體完全相同，故可知乙、丙兩物體帶等量負電荷，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．
答案：AD
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1．電荷
核 心 素 養 學 習 目 標
物理觀念 (1)知道自然界只存在正、負兩種電荷；知道同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；知道電荷量的概念及其國際單位．
(2)經歷摩擦起電和感應起電的實驗過程，了解使物體帶電的方法，能從物質微觀結構的角度認識物體帶電的本質．
(3)理解電荷守恒定律．
科學思維 運用原子結構模型和電荷守恒的知識分析靜電現象，并通過元電荷的學習了解電荷的不連續性．
科學探究 通過觀察和動手實驗感受起電現象，理解電荷守恒定律．
科學態度與責任 通過學習電荷守恒定律，體會自然界中無處不在的守恒，感悟科學的美，體驗學習的樂趣．
探究點一　電荷及三種起電方式
1．兩種電荷
(1)正電荷：和用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷性質一樣的電荷．
(2)負電荷：和用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷性質一樣的電荷．
2．電荷的多少叫作________，在國際單位制中，單位是_____，符號是___．
3．原子是由帶_____的質子、不帶電的中子以及帶_____的電子組成的．每個原子中質子的正電荷數量與電子的負電荷數量________，所以整個原子對外界表現為電中性．
4．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________．
電荷量
庫侖
C
正電
負電
一樣多
自由電子
5．三種起電方式
(1)摩擦起電：當兩種物質組成的物體互相摩擦時，一些受束縛較弱的_____會轉移到另一個物體上．于是，原來電中性的物體由于_____電子而帶負電，_____電子的物體則帶正電．
電子
得到
失去
(2)感應起電
①靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互________，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．這種現象叫作靜電感應．
②感應起電：利用________使金屬導體帶電的過程．
(3)接觸起電：帶電體接觸導體時，電荷轉移到導體上，使導體帶同種性質的電荷．
吸引或排斥
異種
同種
靜電感應
【情境思考】
圖甲是古老的摩擦起電機，圖乙是感應起電機．結合圖片，思考下列問題．
(1)兩個絕緣體發生摩擦為什么會帶上電荷？
(2)感應起電能發生在絕緣體上嗎？原因是什么？
提示：(1)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．
(2)感應起電不會發生在絕緣體上，因為絕緣體中的電子不能自由移動．
【思維提升】
三種起電方式的比較
題型1　摩擦起電
例1公元1世紀，東漢王充《論衡·亂龍》中記錄了“頓牟掇芥”．頓牟即琥珀，芥指芥菜籽，統喻干草、紙等微小屑末．這個詞的意思就是經過摩擦過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
答案：A
解析：“頓牟掇芥”屬于靜電現象，是經過摩擦的琥珀帶了電，B錯誤，A正確；同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，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．
題型2　接觸起電
例2兩相同金屬小球所帶電荷量分別為＋3Q和－Q，將兩小球接觸后分開，它們所帶的電荷量都為(　　)
A．＋3Q B．＋2Q C．＋Q D．－Q
答案：C
題后反思
兩個完全相同的導體的電荷分布規律
題型3　靜電感應
例3(多選)如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣柱支撐的金屬導體，在它們的下部貼有金屬箔片，起初它們不帶電．C是帶正電的小球，
下列說法正確的是(　　)
A．把C靠近A時，A、B上的金屬箔片都張開
B．把C靠近A穩定后，先把A、B分開，然后移走C，A、B上的金屬箔片仍張開
C．把C靠近A穩定后，先移走C，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開
D．把C靠近A穩定后，先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合
答案：AB
解析：雖然A、B起初都不帶電，但帶正電的C對A、B內的電荷有力的作用，使A、B中的自由電子向左移動，使A積累了負電荷，B積累了正電荷，其下部貼的金屬箔片分別帶上了與A、B同種的電荷，由于同種電荷間有斥力，所以金屬箔片都張開，選項A正確；把C靠近A穩定后，先把A、B分開，則A、B分別帶上了等量的異種電荷，移走C后，A、B上的電性和電荷量不變化，兩金屬箔片仍張開，選項B正確；如果先移走C，A、B上的感應電荷會在其相互之間力的作用下吸引而中和，不再帶電，所以金屬箔片都不會張開，選項C錯誤；先把A、B分開，再移走C，A、B仍然帶電，但重新讓A、B接觸后，A、B上的感應電荷完全中和，金屬箔片都不會張開，選項D錯誤．
題后反思
1.感應出異種電荷
注意：若先移C，再將A、B分開，A、B不帶電，因為移走C后感應電荷會立即中和．
2．感應出同種電荷
題型4　驗電器的原理和使用驗電器的兩種應用方式及原理
(1)帶電體接觸驗電器：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)帶電體靠近驗電器：當帶電體靠近驗電器的金屬球時，帶電體會使驗電器的金屬球感應出異種電荷，而金屬箔片上會感應出同種電荷(感應起電)，兩箔片在斥力作用下張開，如圖乙．
例 4(多選)某同學將一根橡膠棒用毛皮摩擦后，先后進行了如下操作：①將橡膠棒靠近(不接觸)驗電器的金屬球(如圖1)；②保持橡膠棒的位置不動，用手接觸驗電器的金屬球(如圖2)；③接著先把手移開，再把橡膠棒移開(如圖3)．
關于驗電器的金屬箔張開的情況及分析，以下正確的是(　　)
A．操作①中，驗電器金屬箔不張開，因為棒與金屬球沒有接觸
B．操作①中，隨著棒靠近驗電器金屬球的過程，金屬箔張開的角度越來越大，因為產生的感應電荷越來越多，金屬箔上聚集的負電荷也增多
C．操作②中，手接觸驗電器，金屬箔閉合，金屬球上的電荷通過手導入到大地中
D．操作③中，金屬箔從閉合到又張開一定的角度，因為金屬球上的電荷重新分布
答案：BD
解析：操作①中，橡膠棒用毛皮摩擦后，橡膠棒帶負電，橡膠棒靠近驗電器的金屬球時，由于靜電感應，驗電器的金屬小球將帶上正電，則驗電器的金屬箔片會帶負電，根據兩金屬箔片帶同種電荷而相互排斥，導致金屬箔片張開，隨著橡膠棒靠近驗電器金屬球的過程中，金屬箔片張開的角度越來越大，因產生的感應電荷越來越多，金屬箔片上聚集的負電荷也增多，故A錯誤，B正確；操作②中，手接觸驗電器，金屬箔上多余的電子會通過手導入到大地中，致使金屬箔不再帶電而閉合，故C錯誤；操作③中，若先把手移開，再把橡膠棒移開，金屬箔與金屬球因帶多余正電荷，導致金屬箔又張開，故D正確．
練1　下列關于起電現象的描述，正確的是(　　)
A．摩擦起電的本質是創造了新的電荷
B．一帶正電物體靠近不帶電的導體時，不帶電的導體將帶負電荷
C．無論通過何種方式使物體帶電，本質都是電荷在物體之間或者內部轉移，并沒有創造新電荷
D．兩個完全一樣的金屬球，一球帶電荷量＋0.4 C，另一球帶電荷量－0.2 C，兩球接觸后再分開，則每球帶電荷量是＋0.3 C
答案：C
解析：摩擦起電實質是由于兩個物體的原子核對核外電子的約束能力不相同，因而電子可以在物體間轉移，若一個物體失去電子，其質子數比電子數多，我們說它帶正電荷，若一個物體得到電子，其質子數比電子數少，我們說它帶負電荷．使物體帶電并不是創造出電荷，故A錯誤； 帶正電的物體靠近不帶電的金屬導體，由于電子被吸引，導體上靠近物體的部分帶負電，導體遠離物體的部分帶正電，整體不帶電，故B錯誤； 無論通過何種方式使物體帶電，本質都是電荷在物體之間或者內部轉移，并沒有創造新電荷，故C正確； 兩個完全一樣的金屬球，一球帶電荷量＋0.4 C，另一球帶電荷量－0.2 C，兩球接觸后再分開，電荷先中和再均分，每球帶電荷量是＋0.1 C，故D錯誤．
練2　如圖，用一根絲綢摩擦過的玻璃棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a，然后用手指瞬間接觸一下驗電器小球a，然后拿開玻璃棒，驗電器小球a和金箔b的帶電情況是(　　)
A．手指接觸驗電器小球a后拿開玻璃棒前，a不帶電、b帶正電
B．手指接觸驗電器小球a后拿開玻璃棒前，a、b均帶正電
C．拿開玻璃棒后a、b帶負電
D．拿開玻璃棒后a帶負電、b帶正電
答案：C
解析：絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，手指接觸驗電器小球a后拿開玻璃棒前，根據感應起電可知，a帶負電，b不帶電，故A、B錯誤；拿開玻璃棒后，a、b電荷重新分布，導致a、b帶負電，故C正確，D錯誤．
探究點二　電荷守恒定律　元電荷
　　　 可類比能量守恒定律理解
1．電荷守恒定律：電荷既不會_____，也不會_____，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_____保持不變．
2．電荷守恒定律更普遍的表述：一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的______保持不變．
創生
消滅
總量
代數和
3．元電荷
(1)實驗發現，電子、質子和正電子所帶的電荷量最小，人們把這個____的電荷量叫作元電荷，用e表示．
(2)所有帶電體的電荷量都是e的_______．這就是說，電荷量是不能連續變化的物理量．
(3)電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質量me之比．
最小
整數倍
【情境思考】如圖所示
(1)在摩擦起電過程中，一個物體帶上了正電荷，另一個物體帶上了負電荷，該過程是否創造了電荷？在一個封閉的系統中，電荷的總量會增多或減少嗎？
(2)物體所帶的電荷量可以是任意的嗎？物體所帶的電荷量可以是4×10－19 C嗎？
(3)電子和質子就是元電荷嗎？
提示：(1)摩擦起電的過程并沒有創造電荷．一個封閉的系統中，電荷的總量保持不變．
(2)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．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.
(3)元電荷是最小的電荷量，是一個數值，不是實物粒子；電子和質子是實物粒子，不是元電荷，帶電荷量等于元電荷．
【思維提升】
1．物體帶電的實質
使物體帶電不是創造了電荷，也不是消滅了電荷．物體帶電的實質是電荷發生了轉移，也就是物體間或物體內部電荷的重新分配．摩擦起電、感應起電和接觸起電，均符合電荷守恒定律．
2．對元電荷的認識
(1)一個電子、一個質子或一個正電子所帶的電荷量都是e，所有帶電體的電荷量等于e或者是e的整數倍．
(2)元電荷既不是電子，也不是質子，只是一個電荷量．因為物體的帶電荷量通常較小，因此可用元電荷的整數倍方便地表示，如電子的帶電荷量為－e，即表示電子的帶電荷量為－1.60×10－19 C．
題型1　電荷守恒定律的應用
例5為了研究起電方式，某實驗小組的同學取了三個不帶電的物體A、B、C，然后進行了如下順序的操作：①使A、B相互摩擦；②使B、C相互接觸；③測出A物體的帶電荷量為3.2×10－17 C，最終C物體的帶電荷量為8.0×10－18 C(電性未知)．則下列說法正確的是(　　)
A．操作①時，從B物體向A物體轉移了3.2×10－17 C的正電荷
B．操作②時，從B物體向C物體轉移了8.0×10－18 C的正電荷
C．最終C物體帶8.0×10－18 C的負電荷
D．最終B物體帶2.4×10－17 C的正電荷
答案：C
解析：操作①時，從A物體向B物體轉移了3.2×10－17 C的負電荷，A物體失去電子帶正電，A錯誤；操作②前，B物體帶負電，C不帶電，當B、C相互接觸最終C物體的帶電荷量為8.0×10－18 C，可知從B物體向C物體轉移了8.0×10－18 C的負電荷，B錯誤；根據電荷守恒定律，最終C物體帶8.0×10－18 C的負電荷，B物體帶2.4×10－17 C的負電荷，C正確，D錯誤．
題型2　對元電荷的理解
例6(多選)關于元電荷，下列說法正確的有(　　)
A．元電荷就是指電子和質子
B．元電荷的數值通常取e＝1.60×10－19 C
C．所有帶電體的電荷量都等于元電荷的整數倍
D．元電荷e的數值最早是由美國科學家密立根用扭秤實驗測得的
答案：BC
解析：元電荷是指最小的電荷量，不是指質子或者是電子，故A錯誤；元電荷的值通常取e＝1.60×10－19 C，故B正確；任何帶電體所帶電荷都等于元電荷或者是元電荷的整數倍，故C正確；元電荷e的數值最早是由美國科學家密立根用油滴實驗測得的，故D錯誤．
練3　甲、乙兩個原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與)，結果發現甲物體帶了1.6×10－15 C的電荷量(正電荷)，下列說法正確的是(　　)
A．乙物體也帶了1.6×10－15 C的正電荷
B．甲物體失去了104個電子
C．乙物體失去了104個電子
D．甲、乙兩物體共失去了2×104個電子
答案：B
解析：甲、乙兩個物體相互摩擦，甲帶1.6×10－15 C的正電荷，那么由電荷守恒定律可知，乙應帶1.6×10－15 C的負電荷，即甲失去了104個電子，乙得到了104個電子，所以正確的選項是B.
1．不帶電的玻璃棒與絲綢，相互摩擦后都帶上了電，如圖所示．其原因是(　　)
A．絲綢創造了負電荷
B．玻璃棒創造了正電荷
C．玻璃棒上有些電子轉移到絲綢上
D．絲綢上有些電子轉移到玻璃棒上
答案：C
解析：不帶電的玻璃棒與絲綢，相互摩擦后玻璃棒帶正電，絲綢帶負電，是因為玻璃棒上有些電子轉移到絲綢上，玻璃棒由于失去電子帶正電，絲綢由于得到電子帶負電，C正確．
2．關于元電荷、電荷與電荷守恒定律，下列說法正確的是(　　)
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，比荷也相等
C．單個物體所帶的電荷量總是守恒的，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，體積很小的帶電體就可以看成點電荷
答案：A
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，但它們的質量不相等，比荷不相等，故B錯誤；在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統所帶的電荷量總是守恒的，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，當兩個帶電體的形狀對它們的相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看作點電荷，故體積很小的帶電體未必就是點電荷，故D錯誤．
3．用毛皮摩擦過的橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a，然后用手指瞬間接觸一下金屬桿后拿開橡膠棒，這時驗電器小球a和金屬箔b的帶電情況是(　　)
A．a帶正電，b帶負電
B．a帶負電，b帶正電
C．a、b均帶正電
D．a、b均不帶電
答案：C
解析：毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電，靠近驗電器金屬小球a，發生靜電感應，用手指接觸金屬桿的瞬間，電子從金屬桿轉移到手指上，故拿開橡膠棒后，小球a和金屬箔b都帶正電，故C正確，A、B、D錯誤．
4．用帶正電的小球靠近不帶電驗電器的金屬球，結果驗電器的金屬箔張開，如圖甲所示；用帶正電的小球接觸不帶電驗電器的金屬球，結果驗電器的金屬箔張開，如圖乙所示．關于甲、乙兩驗電器金屬箔帶電情況，下列說法正確的是(　　)
A．甲帶正電、乙帶負電
B．甲帶負電、乙帶正電
C．都帶正電
D．都帶負電
答案：C
解析：甲圖中，驗電器本來不帶電，由于異種電荷相互吸引，帶正電的小球靠近驗電器的金屬球時，使得金屬球帶負電荷，從而導致金屬箔帶上正電荷；乙圖中，用帶正電的小球接觸不帶電驗電器的金屬球，這時驗電器無論是金屬球還是金屬箔都帶上了正電荷，因此C正確，A、B、D錯誤．
5．(多選)原來甲、乙、丙三個完全相同的物體都不帶電，現使甲、乙兩個物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，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
答案：AD
解析：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，從而使一部分負電荷轉移到丙物體上，由于乙、丙兩物體完全相同，故可知乙、丙兩物體帶等量負電荷，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．
1．古人發現摩擦過的琥珀能吸引小物體，這種現象稱之為摩擦起電．美國科學家富蘭克林將絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電命名為正電荷，將毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電命名為負電荷．
下列說法正確的是(　　)
A．玻璃棒經過與絲綢摩擦帶正電，說明正電荷是在摩擦過程新生成的
B．摩擦過的琥珀能吸引小物體，說明小物體一定帶異種電荷
C．毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電，因此跟它接觸的毛皮也是帶負電的
D．不管是摩擦的玻璃棒還是橡膠棒，帶電原因都是電子在不同物體上轉移
答案：D
解析：玻璃棒經過與絲綢摩擦帶正電，說明玻璃棒上的部分電子轉移到了絲綢上，正電荷不是在摩擦過程新生成的，故A錯誤；摩擦過的琥珀能吸引小物體，小物體可能不帶電或帶異種電荷，故B錯誤；毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電，根據電荷守恒定律，因此跟它接觸的毛皮帶正電，故C錯誤；不管是摩擦的玻璃棒還是橡膠棒，帶電原因都是電子在不同物體上轉移，故D正確．
2．如圖所示，科技館里，小紅站到絕緣臺上，用手觸碰高壓靜電球；工作人員按下電源開關后，看到小紅的頭發豎起散開，則頭發帶(　　)
A．同種電荷，相互吸引
B．異種電荷，相互吸引
C．同種電荷，相互排斥
D．異種電荷，相互排斥
答案：C
解析：小紅用手觸碰高壓靜電球，她的每根頭發都帶上跟高壓靜電球相同電性的電，每根頭發帶同種電荷，會相互排斥，所以頭發才會散開，故A、B、D錯誤，C正確．
3．《博物志》云：“今人梳頭、脫著衣時，有隨梳、解結有光者，也有咤聲．”有關產生這種現象的原因，下列說法正確的是(　　)
A．產生這種現象的原因是接觸起電
B．產生這種現象的原因是感應起電
C．產生這種現象的原因是摩擦起電
D．產生這種現象的原因是摩擦導致正電荷從一個物體轉移到了另一個物體
答案：C
解析：產生這種現象的原因是摩擦起電，摩擦起電的實質是帶負電的電子由一個物體轉移到另一個物體．
4．(多選)下列說法中正確的是(　　)
A．靜電感應不是創造電荷，只是電荷從物體的一部分轉移到另一部分
B．摩擦起電和感應起電都能使電子轉移，只不過前者使電子從一個物體轉移到另一個物體上，而后者則使電子從物體的一部分轉移到另一部分
C．摩擦起電時，一個電中性物體失去一些電子而帶正電，另一個電中性物體得到這些電子而帶負電
D．一個帶電體接觸一個不帶電的物體，兩個物體可能帶上異種電荷
答案：ABC
解析：靜電感應不是創造電荷，只是電荷從物體的一部分轉移到另一部分，故A正確；摩擦和感應都能使電子轉移，只不過前者使電子從一個物體轉移到另一個物體上，而后者則使電子從物體的一部分轉移到另一部分，故B正確；摩擦起電時，一個電中性物體失去一些電子而帶正電，另一個電中性物體得到這些電子而帶負電，故C正確；一個帶電體接觸一個不帶電的物體時，電荷在兩個物體間分配，兩個物體一定帶同種電荷，故D錯誤．
5．原來不帶電的兩個物體M和N相互摩擦后分開，M帶上了1.6×10－8 C的負電荷，則N(　　)
A．帶1.6×10－8 C的負電荷 B．帶1.6×10－8 C的正電荷
C．可能不帶電 D．帶2.0×10－8 C的正電荷
答案：B
解析：物體相互摩擦后會帶電，這就是摩擦起電，在摩擦起電過程中，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電；摩擦起電過程中，電荷是守恒的，兩個物體帶等量異種電荷，所以N帶1.6×10－8 C的正電荷．
6．甲、乙、丙三個輕質小球用絕緣細線懸掛，相互作用情況如圖所示．如果丙帶正電，則甲(　　)
A．一定帶正電 B．一定帶負電
C．一定不帶電 D．可能帶正電
答案：B
解析：由圖知，甲球與乙球靠近時相互排斥，所以甲球和乙球一定帶同種電荷，甲可能帶負電荷，也可能帶正電荷，乙球和丙球相互吸引，丙帶正電，則乙帶負電，甲帶負電．
7．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(　　)
答案：B
解析：把帶電金屬球移近不帶電的驗電器，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．
8．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．錫箔屑被吸引過程會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
答案：D
解析：根據帶電物體能夠吸引輕小物體和接觸起電可知，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，B、C錯誤，D正確．
9．如圖所示，梳過頭發的梳子，常能吸引輕小物體，這屬于摩擦起電．關于摩擦起電現象，下列說法正確的是(　　)
A．摩擦起電現象使本來沒有電荷的物體中產生了電荷
B．頭發和梳子互相摩擦后，帶上了等量異種電荷
C．如果梳子帶正電，是因為摩擦導致頭發上的正電荷轉移到梳子上而形成的
D．頭發和梳子互相摩擦后帶的電量可以是任意數
答案：B
解析：摩擦起電現象的本質是使一個物體上的自由電子轉移到另一個物體上，從而使兩物體分別帶上等量的異種電荷，故A、C錯誤，B正確；頭發和梳子互相摩擦后帶的電量只能是元電荷的整數倍，故D錯誤．
10.絕緣泡沫板上安裝有一絕緣支架，支架一端通過絲線懸吊著一個金屬球．現通過接觸使金屬球帶上一定量的負電，然后在小球下方(帶上絕緣手套)不斷疊放原本不帶電的金屬硬幣，硬幣始終未和小球接觸，則下列說法正確的是(　　)
A．絲線上的拉力保持不變
B．絲線上的拉力會不斷減小
C．最上方的硬幣會帶正電
D．用不帶絕緣手套的手觸摸硬幣，上方硬幣所帶電荷會消失
答案：C
解析：根據感應起電原理可知，最上方的硬幣會帶正電，硬幣與小球相互吸引，絲線拉力變大，故A、B錯誤，C正確；用不帶絕緣手套的手觸摸硬幣，最上方硬幣始終帶正電，故D錯誤．
11．(多選)將帶正電荷Q的導體球C靠近不帶電的導體．若沿虛線1將導體分成A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為QA、QB；若沿虛線2將導體分成兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為Q′A和Q′B.下列判斷正確的是(　　)
A．沿虛線1切割時，A帶正電，B帶負電，|QA|＝|QB|
B．沿虛線1切割時，A帶正電，B帶負電，|QA|<|QB|
C．沿虛線2切割時，A帶正電，B帶負電，|Q′A|＝|Q′B|
D．沿虛線2切割時，A帶負電，B帶正電，|Q′A|<|Q′B|
答案：AC
解析：將帶正電荷Q的導體球C靠近不帶電的導體時，由于靜電感應，導體內部的電子將向B端移動、聚集，使導體B端因電子的聚集而帶上負電，同時因導體A端失去電子而帶上正電，但由于導體起初不帶電，則可知導體內部正、負電荷相等，因此，在因靜電感應電荷重新分布后，無論沿著虛線1切割還是沿著虛線2切割時，A、B兩部分導體所帶正負電荷量必然相等．
12．(10分)完全相同的兩金屬小球A、B帶有相同大小的電荷量，相隔一定的距離，讓第三個完全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，求接觸后兩球帶電荷量大小之比；
(2)若A、B兩球帶異種電荷，求接觸后兩球帶電荷量大小之比．

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