高中物理人教必修三9.1電荷講義

1、第9章 靜電場及其應用1電荷學習目標1.知道自然界中的兩種電荷及它們之間相互作用的規(guī)律，知道電荷量的概念及電荷量的單位.2.理解摩擦起電和感應起電.3.掌握電荷守恒定律.4.知道元電荷的概念，掌握元電荷的數(shù)值基礎梳理一、電荷1自然界中有兩種電荷：正電荷和負電荷2電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引3電荷量：電荷的多少，用Q或q表示，國際單位制中的單位是庫侖，符號是C.二、摩擦起電和感應起電1摩擦起電：當兩種物質組成的物體互相摩擦時，一些受束縛較弱的電子會轉移到另一個物體上，于是，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2感應起電：當一個帶電體靠近導體時，由于

2、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，這種現(xiàn)象叫作靜電感應利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫作感應起電三、電荷守恒定律和元電荷1電荷守恒定律：電荷既不會創(chuàng)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電荷守恒定律的另一表述是：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變3元電荷：最小的電荷量叫作元電荷，用e表示所有帶電體的電荷量或者等于e ，或者是e的整數(shù)倍元電荷e的數(shù)值最早是由美國物理學家密立根測得的，在我們的計算中，可取e1.60

3、1019 C.4比荷：帶電粒子的電荷量與質量的比值能力拓展一、三種起電方式的比較摩擦起電感應起電接觸起電現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導體兩端出現(xiàn)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(fā)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實質電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉移說明無論哪種起電方式，發(fā)生轉移的都是電子，正電荷不會發(fā)生轉移.二、感應起電的判斷方法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

4、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，然后再與大地斷開三、電荷守恒定律元電荷1使物體帶電的實質不是創(chuàng)造了電荷，而是物體所帶的電荷發(fā)生了轉移，起電的過程就是物體間或物體內(nèi)部電荷的重新分布2電荷的中和并不是指電荷消失，而是指帶等量異種電荷的兩物體接觸時，經(jīng)過電子的轉移，物體達到電中性的過程3元電荷(1)元電荷是最小的電荷量，而不是實物粒子，元電荷無正、負之分(2)雖然質子、電子的電荷量等于元電荷，但不能說質子、電子是元電荷(3)電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質

5、量me之比，叫作電子的比荷四、接觸起電時電荷量的分配規(guī)律1導體接觸帶電時電荷量的分配與導體的形狀、大小有關2當兩個完全相同的金屬球接觸后，電荷將平均分配(1)若兩個球最初帶同種電荷，接觸后電荷量相加后均分；(2)若兩個球最初帶異種電荷，則接觸后電荷先中和再均分五、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

6、力作用下張開，如圖乙隨堂演練1.下列描述正確的是（ ） A.摩擦起電的實質是通過外力做功從而產(chǎn)生電荷B.由 E=Fq 可知場強E與電場力成正比，與電荷的電荷量成反比C.元電荷e的值最早是由美國科學家密立根通過油滴實驗測得的2.關于靜電場，下列表述正確的是（ ） A.元電荷就是電子或者質子B.感應起電過程就是導體中產(chǎn)生了電荷C.電場線是客觀存在的D.處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部的場強為零3.A和B是兩個都不帶電的物體，它們互相摩擦后，A帶正電荷4.8109 C，下列判斷正確的是( ) A.在摩擦前A和B的內(nèi)部沒有任何電荷B.摩擦過程中電子從B轉移到AC.B在摩擦后一定帶負電荷4.8108 CD.

7、A在摩擦過程中失去31010個電子4.下列說法中正確的是（ ） A.當帶電體形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略時，帶電體可看做點電荷B.正、負試探電荷在電場中同一點受到的電場力方向相反，所以某一點場強方向與放入試探電荷的正負有關C.在電場中某點的電勢高，檢驗電荷在該點的電勢能一定大D.根據(jù)C QU 5.用中性的絲綢摩擦中性的玻璃棒，結果玻璃棒帶上1.61012C的正電荷，元電荷e1.610-19C，由此可知（ ） A.絲綢的原子核束縛電子的能力比玻璃的強B.玻璃棒中有107個質子C.有電子從絲綢轉移給了玻璃棒D.用一個不帶電的金屬球與玻璃棒接觸，金屬球必定帶上8.01013C的正電荷6.如果

8、天氣干燥，晚上脫毛衣時，會聽到“噼啪”的響聲，還會看到電火花，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是( ) A.人身體上產(chǎn)生電流B.接觸帶電造成的C.摩擦起電造成的D.感應起電造成的7.物理學中引入“質點”、“點電荷”等概念的科學方法主要是 （ ）A.控制變量B.理想模型C.類比D.等效替代8.關于點電荷下邊說法正確的是 ( ) A.當帶電體間的間距離遠大于帶電體尺寸時可以看成點電荷B.一切帶電體都可以看成點電荷C.只有帶電體的體積很小時才能看成點電荷D.只有放入真空中的帶電體才能看成點電荷9.如圖所示，在帶電體C的右側有兩個相互接觸的金屬導體A和B ， 均放在絕緣支座上若先將C移走，再把A、B分開，則A_電，

9、B_電若先將A、B分開，再移走 C ， 則A_電，B_電 10.如圖長毛狗在家中的沙發(fā)上玩耍，淘氣的小明用干燥的毯子將它包裹起來并來回摩擦，結果小狗的長毛豎了起來，像一只可愛的刺猬，如圖所示，狗毛是因為摩擦帶上了_ (填“同種”或“異種”)電荷而互相排斥的。在實驗室中用到的_(填“驗電器”或“試電筆”)就是利用這一原理制成的儀器. 答案解析1.【答案】 C 【解析】A兩個物體摩擦起電時，其本質是電子從一個物體轉移到另一個物體，A不符合題意； B公式 E=Fq 為定義式，場強EC元電荷e的值最早是由美國科學家密立根通過油滴實驗測得的，C符合題意；D電場強度與電勢沒有直接關系，電場強度大的位置電勢

10、不一定大，電勢的零點可人為選擇，電場強度為零的位置電勢不一定為零，D不符合題意。故答案為：C。 2.【答案】 D 【解析】A元電荷是“基本電荷”，物體是帶電量的最小值，電子或者質子的帶電量恰好等于元電荷，A不符合題意； B感應起電過程就是導體內(nèi)的正負電荷分離，并沒有產(chǎn)生新的電荷，B不符合題意；C電場線是為了形象的描述電場而假想的，不是客觀存在的，C不符合題意；D處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部的場強處處為零，整個導體是個等勢體，表面是等勢面，D符合題意。故答案為：D。 3.【答案】 D 【解析】A.原來不帶電的物體處于電中性，不是不帶電，而是正負電荷的個數(shù)相等，相互抵消；A不符合題意； B.摩擦起

11、電中移動的是自由電子，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電，故摩擦起電中A失去電子，轉移到了B物體上，B不符合題意；C.由電荷守恒定律可知，在電子的轉移中電荷的總量保持不變，A帶正電4.810-9C，B一定帶電荷量-4.810-9CC不符合題意；D.A在摩擦過程中失去 4.810-91.6故答案為：D4.【答案】 A 【解析】A當帶電體形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略時，帶電體可看做點電荷，A符合題意； B正、負試探電荷在電場中同一點受到的電場力方向相反，某一點場強方向與放入試探電荷的正負無關，B不符合題意；C在電場中某點的電勢高，正電荷在該點的電勢能一定大，負電荷在該點的電勢能一定

12、小，C不符合題意；D電容器的電容是由電容器本身決定的，與其所帶電荷量以及兩板間的電壓無關，D不符合題意。故答案為：A。 5.【答案】 A 【解析】AC用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是玻璃棒上的原子核束縛電子的能力弱，使一部分電子從玻璃棒上轉移到絲綢上，玻璃棒因失去電子而帶正電，A符合題意，C不符合題意； B玻璃棒轉移電子數(shù)為 1.610-但不能確定玻璃棒中質子的個數(shù)，B不符合題意；D當電荷量平均分配時金屬球帶上8.01013C的正電荷，兩個完全相同的小球接觸時電荷量才平均分配，所以金屬球所帶電荷量不一定為8.01013C，D不符合題意。故答案為：A。 6.【答案】 C 【解析】如果天氣干燥，晚上

13、脫毛衣時，會聽到“噼啪”的響聲，還會看到電火花，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是摩擦起電造成的， 故答案為：C 7.【答案】 B 【解析】理想化的模型是實際物體的簡化處理，物理上研究的方法很多，我們在學習物理知識的同時，更要學習科學研究的方法。物理學中引入了“質點”、“點電荷”等概念，都是在物理學中引入的理想化的模型，是眾多的科學方法中的一種。8.【答案】 A 【解析】A當帶電體間的間距離遠大于帶電體尺寸時，即它們間相互作用力的影響可忽略時，可以看成點電荷，A符合題意； BCD帶電體看作點電荷的條件，當一個帶電體的形狀及大小對它們間相互作用力的影響可忽略時，這個帶電體可看作點電荷，是由研究問題的性質決定，與自身大小形狀無具體關系，