教科版高中物理选修3-1全册学案

第一章静电场

第1节电荷及其守恒定律

三种起电方式的区别和联系

摩擦起电感应起电接触起电

产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时带电导体和导体接触时现象

两物体带上等量异种电

荷

导体两端出现等量异种

电荷，且电性与原带电体

“近异远同”

导体上带上与带电体相

同电性的电荷原因

不同物质的原子核对核

外电子的束缚力不同而

发生电子转移

导体中的自由电子受到

带正(负)电物体吸引(排

斥)而靠近(远离)

电荷之间的相互排斥实质

电荷在物体之间和物体

内部的转移

接触起电的电荷分配原则

两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行分配，如图1－1－2所示．

电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总和；带异种电荷接触后先中和再平分．

图1－1－2

1.“中性”与“中和”之间有联系吗？

“中性”和“中和”是两个完全不同的概念，“中性”是指原子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，表现为不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程．

2．电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？

(1)两种表述：①电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变．②一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的．

(2)区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电，原来带电的物体也可以使它失去电性(电的中和)，但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有减少．第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中

遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变，即正负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾.

一、电荷基本性质的理解

【例1】绝缘细线上端固定，

图1－1－3

下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1－1－3所示．现使a、b分别带正、负电，则( )

A．b将吸引a，吸引后不放开

B．b先吸引a，接触后又与a分开

C．a、b之间不发生相互作用

D．b立即把a排斥开

答案 B

解析因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触．若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来电荷，然后将净余的电荷重新分配，这样就会带上同种电荷(正电或负电)，由

于同种电荷相互排斥，两球将会被排斥开．若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开．

二、元电荷的理解

【例2】关于元电荷的下列说法中正确的是( )

A．元电荷实质上是指电子和质子本身

B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍

C．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 C

D．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的

答案BCD

解析元电荷实际上是指电荷量，数值为1.6×10－19 C，不要误以为元电荷是指某具体的带电物质，如电子．元电荷是电荷量值，没有正负电性的区别．宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍．元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高.

1.在图1－1－1中的同学的带电方式属于( )

A．接触起电B．感应起电

C．摩擦起电D．以上说法都不对

答案 A

解析该演示中采用了接触的方法进行带电，属于接触起电．

2．当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )

A．正电荷B．负电荷

C．接触起电D．感应起电

答案AC

解析金属箔片的带电性质和相接触的玻璃棒带电性质是相同的．金属箔片的起电方式为接触起电．

3．当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )

A．正电荷B．负电荷

C．感应起电D．摩擦起电

答案AC

解析注意该题目和上题的区别．在该题目中，玻璃棒没有接触到金属球，属于感应起电，和玻璃棒靠近的一端(金属球)带电性质和玻璃棒相反，带负电，和玻璃棒相距较远的一端(金属箔片)带电性质和玻璃棒相同，带正电荷．金属箔片的起电方式为感应起电．

4．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的( )

A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 C

C．－1.6×10－18 C D．4.0×10－17 C

答案 A

解析任何带电体的电荷量都只能是元电荷电荷量的整数倍，元电荷电荷量为e＝1.6×10－19 C．选项A中电荷量为3/2倍，B中电荷量为4倍，C中电荷量为10倍．D中电荷量为250倍．也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍．所以只有选项A是不可能的.

题型一常见的带电方式

如图1所示，

图1

有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则( )

A．金属球A可能不带电