高中物理 选修3-1 第一节 电荷及其守恒定律
高中物理选修3-1第一章最全知识点归纳总结
高中物理选修3-1第一章最全知识点归纳总结物理选修3-1第一章知识归纳第1节电荷及其守恒定律1.电荷的性质同种电荷相斥，异种电荷相吸。
带电体还有吸引不带电物体的性质。
2.两种电荷自然界中的电荷有两种：正电荷和负电荷。
电子“湮灭”不是电子的消失，而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显电性而成光子。
3.起电的方法起电的三种方法：摩擦起电、接触起电、感应起电。
实质上是电子的转移。
1.摩擦起电：束缚电子能力强的物体得到电子，束缚电子能力弱的失去电子（即束缚能力）。
2.接触起电：带电体与不带电体接触，电荷转移（即得失电子）。
3.感应起电：带电体靠近导体，自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动（即电子移动）。
需要注意的是，被感应体与人接触或与大地接通，被感应体是近端，人是导体，触摸时，人体和地球组成一个导体，地球则为远端。
4.电荷量电荷量的单位是库仑，符号为C。
5.元电荷元电荷是一个抽象的概念，不指具体的带电体，电荷的最小计量单位。
它等于电子和质子所带电荷量的绝对值1.6×10^-19C。
所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。
6.比荷比荷是粒子的电荷量与粒子质量的比值。
在电子枪加速中，动能的变化量等于电场力做的功。
速度与比荷相关。
若粒子的初速度为零，则qU=mv/2，V=√(2qU/m)；若粒子的初速度不为零，则qU=mv/2–mv/2，V=√(2qU/m)。
7.电荷守恒定律电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或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。
在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。
需要注意的是，有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带电荷量为QA=4q和QB=-2q。
让两个绝缘小球接触再分开，QA=QB=q，需要注意重点是“完全相同”、“绝缘”、“正负”。
另外，电子“湮灭”不是电子的消失，而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显电性，转化成中性的光子。
高中物理选修3-1笔记 电场
第一章静电场1.1电荷及其守恒定律一、电荷1.物体带电：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电或有了电荷。
2.两种电荷（自然界只存在两种电荷）1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（丝玻正）2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷（毛橡负）3.自由电子和离子金属中原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
（失正得负）4.作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引二、物体带电的三种方式（本质都是自由电子的转移）1.摩擦起电当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来是电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物质则带正电。
2.静电感应当导体靠近带电体时，导体中的自由电子就会受到带电体对它的排斥或者吸引，使导体两端出现异种电荷，近端与带电体异号，远端与带电体同号，这种方式称为感应起电，这种现象称为静电感应。
验电器的原理：两片金箔带同种电荷，彼此相斥而张开3.接触起电不带电的物体与带电体接触，能使不带电的物体带上电荷，这种方式成为接触起电。
分配规律：A带-Q，B带+5Q，AB接触再分开，电荷相加在平分A=B=+2Q三、电荷守恒定律1.内容：电荷既不会创生，也不会消灭，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。
在一定情况下，带电粒子可以产生和湮灭。
一个高能光子在一定条件下可以产生一对正、负电子；一对正、负电子可以同时湮灭转化为光子。
现代表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷1.电荷量：电荷量又叫电量，它表示了电荷的多少，其单位是“库仑”，简称“库”，用符号C表示2.元电荷：最小电荷量（即科学实验发现的最小电荷量，最早由美国物理学家密里根测定），用e表示。
电荷量不能连续变化1）e=1.6×10-19C2）质子：所带电荷量与元电荷相同，符号与电子相反。
人教版高二物理选修3-1第一章1电荷及其守恒定律(共34张PPT)
1、一般情况下，为什么物体不带电？ 2、组成物质的原子的微观结构是怎么样的？
原子的构成
质子（正电）
原子核（正电）
中子（中性）
原子（中性）
电子（负电）
2020/7/19
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一、起电的实质：
3、为什么摩擦能使物体带电？ 原子的构成
正离子
原子（中性）
负离子
2020/7/19
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一、起电的实质：
4、摩擦起电有什么微观规律？
1.2起电的实质---接触带电
带同种电荷
带电物体7/19
电荷的转移
带电过程 带电实质 （宏观） （微观）
接触
转移
带电总量
不变
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使物体带电的方法：
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1.3感应起电
静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使 导体带电的现象，叫做静电感应。
1.1起电的实质---摩擦起电
电子 摩擦
玻璃棒
丝绸
橡胶棒
电子 摩擦
毛皮
带正电
带电方式
摩擦带电
2020/7/19
带负电
带电过程 （宏观）
摩擦
带负电
带电实质 （微观）
转移
带正电
带电总量
不变 8
验电器的作用：
判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少。
验电器的工作原理
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一、起电的实质：
（3）元电荷的数值
e=1.60217733X10-19C
计算中取e=1.60X10-19C
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4、什么是比荷？
3 比荷(荷质比） 测电子荷质比装置
• （1）定义： • 粒子的电荷量和质量之比。 • （2）电子的比荷： • 电子的电荷量e和电子的质量me。 • 电子的比荷为e/me=1.76X1011C/kg • 比荷也是一个常用的物理量 .
人教版高中物理选修3-1第1节电荷及其守恒定律
高中物理学习材料
金戈铁骑整理制作
第1节电荷及其守恒定律
1.自然界中有两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相
互吸引。
2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接
触起电，这三种起电方式本质都是电子的转移，起电
的
过程遵循电荷守恒定律。
3．电子或质子所带的电荷量是最小的电荷量，这个电荷
量叫元电荷，用e表示，e＝1.60×10－19 C。
4．两个完全相同的带电小球相互接触后，它们把总电荷平均分配。
设两个小球的电荷量分
别为q1和q2，则接触后每个小球的电荷量为
q1＋q2
2
，q1、q2包含了电荷的电性。
电荷及三种起电方法
[自学教材]
1．物质的电结构
原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核高速旋转。
原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量相等，所以整个原子对外界较远位置表现为电中性。
金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做自由电子，失去电子的原子便成了带正电的离子。
2．两种电荷及其相互作用规律。
高中物理选修3-1_第一章静电场知识点总结
物理选修3-1 知识总结第一章 第1节 电荷及其守恒定律2．两种电荷：正电荷和负电荷．3．起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。
在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。
3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或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。
表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。
第一章 第2节 库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
（类似于质点）2、带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小；②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上（吸引力向内，斥力向外）（静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2（库仑扭秤）） 注意：1.定律成立条件：真空、点电荷3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值使用的方法：库仑扭秤实验、控制变量法221q r q k F第一章 第3节 电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷（带电体）周围存在着的一种物质。
物理选修3-1
选修3-1第一章静电场电学的基础，主要内容与原来的教材相仿。
第1节电荷及其守恒定律P2中间：“人们没有发现对上述两种电荷都排斥或都吸引的电荷。
这表明……”怎见得没有第三种电荷？理性思维，或批判性思维P2最后一段，认为学生对原子结构已经有些初步了解（强相互作用）本书强调守恒的思想――追寻守恒量能量守恒的引入研究碰撞过程中的不变量（动量的引入）电荷守恒定律P5第3题3. 有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。
现要使B 球带的电荷量为83q，应该怎么办？ 物理学中一个常用的处理方法：利用情境的对称性。
也为P7“库仑的实验”做准备。
过程与方法第2节 库仑定律P6演示实验的下面：“这隐约使我们猜想……”猜想静电相互作用的形式是否与万有引力相似。
科学方法的教育。
P8上部221rq q k F“公式中各物理量的单位都已确定……”在国际单位制中，“库仑”是怎样确定的？P11第1题1．A 为带正电的小球，B 为原来不带电的导体。
试分析以下情况中A 、B 之间是吸引力还是排斥力。
（1）把B 放在A 附近；（2）把B 放在A 附近并将B 靠近A 的那端接地。
相似的问题：带电体为什么能够吸引纸屑？P11第3题，又一次用到对称性：3. 真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A 和B （均可看做点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F ，现用一个不带电的同样金属小球C 先与A 接触，再与B 接触，然后移开C ，此时A 、B 球间的静电力变为多大？……第3节 电场强度P12最下我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱，因为对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同。
然而，人们会很自然地想到，如果把一个尺寸很小的电荷我用做试探电荷，它在电场中的某个位置受到的静电力是F 1，另一个同样的点电荷在同一位置受到的静电力一定也是F 1。
现在把两个这样的电荷一同放在这里，它们总的电荷量是2q 1，它们所受的合力很可能就是2F 1。
选修3-1第一章 第1节 电荷及其守恒定律
解：(1)设 A、B 带电荷量均为 q，第三个小球先与 A 接触， q 净电荷平均分配， 两球带电荷量均为 ， 第三个小球再与 B 接触， 2 q 2＋q 3 净电荷平均分配，带电荷量均为 ＝ q.所以接触后 A、B 两 2 4 球的电荷量之比为 2∶3.
(2)设 A 带的电荷量为 q，B 带的电荷量为－q，则第三个小
三种起电方式的实质 (1)摩擦起电：实质是得失电子；两带电物体的电性相反， 电量相等． (2)感应起电：实质是导体中自由电荷转移；两带电物体的 电性近异远同． (3)接触起电：实质是自由电荷从一个物体转移到另一个物 体；两带电物体的电性一定相同．
【例 1 】关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是 ( )
体转移到 A 导体，所以 A 带负电荷，故 B 正确．
答案：B
知识点 2
电荷守恒定律
转移 1．电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体______
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
不变 过程中，电荷的总量保持__________．这个结论叫做电荷守恒 定律． 2．甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接 触了一下，结果两小球都没电了！电荷哪里去了呢？是否违背 了电荷守恒定律？ 两球上的异种电荷中和了，即正、负电荷代数和为 0，对
【触类旁通】 4．(双选)关于元电荷，下列说法正确的是( A．任何一个带电粒子所带的电荷都是元电荷 )
B．有一个带电体的带电荷量为 205.5 倍的元电荷
C．元电荷是最小的电荷量单位
D．元电荷没有正负之分
解析：元电荷是最小的电荷量单位，带电体的电荷量均为 元电荷的整数倍；元电荷只是电荷量的单位，不是带电粒子， 没有电性之说，故 C、D 正确． 答案：CD
高中物理选修3-1笔记电场
第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律一、电荷1.物体带电：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电或有了电荷。
2.两种电荷（自然界只存在两种电荷）1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷（丝玻正）2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷（毛橡负）3.自由电子和离子金属中原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
（失正得负）4.作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引二、物体带电的三种方式（本质都是自由电子的转移）1.摩擦起电当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来是电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物质则带正电。
2.静电感应当导体靠近带电体时，导体中的自由电子就会受到带电体对它的排斥或者吸引，使导体两端出现异种电荷，近端与带电体异号，远端与带电体同号，这种方式称为感应起电，这种现象称为静电感应。
验电器的原理：两片金箔带同种电荷，彼此相斥而张开3.接触起电不带电的物体与带电体接触，能使不带电的物体带上电荷，这种方式成为接触起电。
分配规律：A 带-Q，B 带+5Q，AB 接触再分开，电荷相加在平分A=B=+2Q、电荷守恒定律1.内容：电荷既不会创生，也不会消灭，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。
在一定情况下，带电粒子可以产生和湮灭。
一个高能光子在一定条件下可以产生一对正、负电子；一对正、负电子可以同时湮灭转化为光子。
现代表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
四、元电荷1.电荷量：电荷量又叫电量，它表示了电荷的多少，其单位是“库仑”，简称“库”，用符号C 表示2.元电荷：最小电荷量（即科学实验发现的最小电荷量，最早由美国物理学家密里根测定），用e 表示。
电荷量不能连续变化-191）e=1.6 ×10-19C2）质子：所带电荷量与元电荷相同，符号与电子相反。
高中物理选修3-1人教版1-1电荷及其守恒定律
※※ 理解电荷守恒定律的内容
课堂情景切入
我们知道，梳过干燥头发的塑料梳子能吸引轻小物体(如 图)，通常说它们带了电或有了电荷。
物体经过摩擦之后为什么会带电？
知识自主梳理
电荷
1.两种电荷 自然界中只存在两种电荷，即 正电荷 和 负电荷 。 (1)正电荷：用丝绸摩擦过的 玻璃棒 所带的电荷叫做正 电荷。
3．本章的核心内容是电场的概念及描述电场特性的物理 量，突出体现了电场的两个基本性质：一是电场的力的性质 ——从电荷在电场中受力的角度研究，侧重于利用牛顿运动定 律分析处理问题；二是电场的能的性质——从电场力做功使能 量变化的角度研究，侧重于利用功能关系、能量守恒分析处理 问题。
考纲须知 内容 1.物质的电结构、电荷守恒 2.静电现象的解释 3.点电荷 4.库仑定律 5.静电场 6.电场强度、点电荷的场强 7.电场线
(2012·天水市第一中学高二检测)保护知识产权，抵制盗
版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们学习效
率甚至给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗
版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，
拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中
的( ) A．6.2×10－19C
3．感应起电 (1)静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相 互吸引或排斥 ，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电 体，使导体靠近带电体的一端带 异种 电荷，远离带电体的一 端带 同种 电荷的现象。
(2)感应起电：利用 静电感应 使金属导体带电的过程(如 图)。
电荷守恒定律
表述一：电荷既不会 创生 ，也不会 消灭 ，它只能从 物 体 的 一 部 分 转 移 到另一部分， 或 者 从 一 个 物 体 转 移 到 另一个物体 。在转移的过程中，电荷的总量 保持不变 。
高中物理选修3-1第一章第一节电荷及其守恒定律
1.1电荷及其守恒定律电荷公元前600年左右，希腊的哲学家泰勒斯记录，在用猫毛摩擦琥珀以后，琥珀会具有吸引像羽毛一类的轻小物体的性质，假若摩擦时间够久，甚至会有火花出现。
1600年，英国女王伊丽莎白一世的皇家医生威廉·吉尔伯特，以严谨的治学态度对于电磁现象做了许多细致的研究，发现琥珀不是唯一会由于摩擦而具有吸引轻小物体的物质，并首次引入了电荷的概念，认为摩擦过的琥珀带上了电荷。
由于他在电学的众多贡献，威廉·吉尔伯特被后人尊称为“电学之父”。
1729年史蒂芬·戈瑞发现了电传导，电荷可以从一个物体传导至另外一个物体。
只是不同物质的物体传导电荷的能力不同，其中，金属的能力最为优良。
从此，科学家不再认为产生电荷的物体与所产生的电荷是不可分离的，而认为电荷是一种独立存在的物质。
•电荷的分类：后来随着人们研究的深入，人们发现带上电荷的物体会存在相互排斥与相互吸引的作用。
根据这种相互作用的规律，物理学把电荷分为两种，并规定：用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷为正电荷。
用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷为负电荷。
•电荷间的相互作用关系：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电荷量•电荷量：由于电荷可以从一个物体传导至另外一个物体，我们把物体所带电荷的多少叫做电荷量。
•单位：在国际制单位中它的单位是库仑，简称库，用C表示。
正电荷的电荷量为正，负电荷的电荷量为负。
•元电荷：20世纪初科学家发现，原子也有进一步的结构，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在核外运动。
其中电子带负电，原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。
科学实验最先发现单个电子所带电荷量的是最小的，随着近代物理学的发展，人们进一步发现单个质子，单个正电子所带的电荷量与单个电子所带电荷量相同，符号相反。
实验还指出所有带电体的电荷量都是这些最小电荷量的整数倍。
物理学中，一个质子所带的电荷，或一个电子所带的负电荷的量称为元电荷，或基本电荷。
物理选修3-1-知识点归纳(全)
第一章 《静电场》一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷：所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为1．6×10－19C ，是一个电子(或质子)所带的电量。
说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷)：电荷量q 与质量m 之比，(q/m)叫电荷的比荷 3、起电方式有三种 ①摩擦起电②接触起电 注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
③感应起电——切割B ，或磁通量发生变化。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子 4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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，系统的电荷总数是不变的． 二、库仑定律1． 内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸) 2． 公式：221rQ Q kF = k ＝9．0×109N ·m 2／C 2 极大值问题：在r 和两带电体电量和一定的情况下，当Q 1=Q 2时，有F 最大值。
3．适用条件：（1）真空中； （2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r ）。
点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定性判定。
高二物理选修3-1静电场
P3.4(单选)
对于摩擦起电现象，下列说法中正确的（ ） A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷 B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的质子转移到 另一个物体 C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一个带 有等量异种电荷 D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带 有同种电荷
P3.5(单选)
2.方向：在两电荷的连线上
4.适用条件： ①真空中（空气中近似成立） ②点电荷
二、点电荷 （有电量,没大小的点） 当带电体间的距离比它们自身的大小大得 多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况 对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样 的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。
※点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了 简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。 ※点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以 很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。
等量的异种电荷
（3）、两个等量的正电荷
电羽带同种电荷
等量的正电荷
1.电场线是假想的,不是真实存在的； 2.电场线从正电荷或无穷远出发，终止于无穷 远或负电荷； 3.电场的疏密程度表示场强的大小，越密的地 方越强，越疏的地方越弱； 4.电场线不相交、不闭合；
(1)连线中点O处的场强为零。 (2)从中点O沿中垂面（线） 到无限远，电场线先变密后 变疏，即场强先变大后变小
P7.4(单选)
使两个带正电的小球相距一定距离，放在光 滑的水平绝缘板上，若同时释放两球，则它们的加 速度大小之比将（ ） A.不断增大 B.先增大后减小 C.始终保持不变 D.不断减小
P7.6(单选) 如图所示，用两根细绳，把两个质量相等的 小球悬挂在同一点上，两球带同种电荷，但甲球 的电荷量大于乙球的电荷量且两球处于同一水平 线，则α和β的关系是（ ） A. α＞ β
人教版高中物理选修3-1第一章第1节
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第一章静电场第1节电荷及其守恒定律1．自然界只有两种电荷，物理学中规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷．带有同种电荷的物体相互排斥，带有异种电荷的物体相互吸引．带有等量异种电荷的物体相互接触会发生中和现象．带电体的三个共同特点是：具有吸引轻小物体的性质；能使验电器金属箔张角发生变化；带电体之间有相互作用力．2．电荷既不会创生，也不会消灭，它只会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．在转移过程中，电荷的总量不变，这个规律叫做电荷守恒定律．3．科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子、正电子与它带等量的电荷，但符号相反，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，e＝1.60×10－19_C.4．电子的比荷为em e＝1.76×1011C/kg，质子的质量为电子质量的1 840倍，则质子的比荷为9.57×107 C/kg.5．关于摩擦起电，下列说法中正确的是()A．两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象B．摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷C．在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体D．在摩擦起电现象中正、负电荷同时发生转移答案 C解析在摩擦起电现象过程中电子会从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电．6．有A、B两个物体经摩擦后，使B带上了2.4×10－6 C的正电荷，则此过程中有________个电子发生了转移，是由________向________转移的．答案 1.5×1013B A【概念规律练】知识点一电荷及其相互作用1．以下判断小球是否带电的说法中正确的是()A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电答案BD解析用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电，A错误；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷，故B正确；用验电器的金属球接触它时，还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断，因此C不对；带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质，D正确．图12．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球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不带电，如图1所示，现使b球带电，则() A．a、b之间不发生相互作用B．b将吸引a，吸在一起不分开C．b立即把a排斥开D．b先吸引a，接触后又把a排斥开答案 D解析b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥．因此本题突出“近旁”，以表示能吸引并能接触．点评电荷之间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，另外，带电体具有吸引轻小物体的性质．若带电体与不带电的物体相接触，由于电荷的重新分配，两物体会带上同种电荷，电荷之间就会有相互的排斥力．知识点二起电的三种方式3．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电答案BD解析摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电．若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．使物体带电并不是创造出电荷.点评使物体带电的三种方式的实质都是电子的转移：(1)摩擦起电是由于不同物体束缚电子能力的不同，而使物体得或失电子，即电子从一个物体转移到另一个物体上．(2)感应起电是在电荷的相互作用下导体中的自由电荷从导体的一端转移到导体的另一端，使导体两端分别带上等量异种电荷．(3)接触起电，是由于同种电荷相互排斥而使电荷转移到另一个物体上．4．如图2所示，A、B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是()图2A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍然张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开D．先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合答案AB解析把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开，A上带负电荷，B上带正电荷，A项正确；把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B仍带电，再重新让A、B 接触，A、B上的电荷就会相互中和，故B对，D错；先把C移去，再把A、B分开，A、B 上的电荷已相互中和，都不再带电，故C项错误．点评先分开A、B，再移去C，A、B的电荷不会中和；先移去C，再把A、B分开，A、B的电荷会发生中和，本题中，分析A、B中的电荷能否发生中和是解题的关键．知识点三元电荷与电荷守恒定律5．关于元电荷，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．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的答案BCD解析实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷是不能连续变化的物理量．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，由以上分析可知正确选项为B、C、D.点评点电荷的电荷量都等于元电荷的整数倍．6．一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上的电荷几乎不存在了，这说明()A．小球上原有的负电荷逐渐消失了B．在此现象中，电荷不守恒C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由于电子的转移引起，仍然遵循电荷守恒定律答案CD解析绝缘小球上的电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球上的电荷量减小，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组成的系统而言，其电荷总量保持不变，因此C、D选项均正确．点评电荷既不会凭空创生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．【方法技巧练】接触起电的电荷分配7．有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2×10－4 C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据() A．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,4.0×10－5 CB．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,2.0×10－5 CC．4.5×10－5 C,4.5×10－5 C,3.0×10－5 CD．5.0×10－5 C,5.0×10－5 C,2.0×10－5 C答案 C解析A项中三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量，由电荷守恒定律排除A项；无论什么时候，若三个球同时接触，则每球各分总电荷量的1/3，且之后无论怎样接触，各球的电荷量都不会再发生变化．若三球电荷量不相等，最后一次必为两球接触，则必有两个球的电荷量相等，从而可排除B；选项C、D，均满足电荷守恒定律，设从第一次两球接触开始，如A、B接触，A、B各带电荷量6.0×10－5 C；第二次B、C接触后B、C各带电荷量3.0×10－5 C，三球所带电荷量分别为6.0×10－5 C、3.0×10－5 C、3.0×10－5 C；第三次用A、B接触，A、B各带电荷量4.5×10－5 C，即选项C的分配结果，由此又可推知，此后无论怎样接触，电荷量也不会多于4.5×10－5 C，从而选C而否定D.8．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量Q A＝6.4×10－9 C，Q B ＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？答案 电子由B 球转移到了A 球，转移了3.0×1010个．解析 当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C 在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B 球带电荷量为Q B ′的正电，这样共转移的电子电荷量为ΔQ B ＝Q B ′－Q B ＝1.6×10－9 C －(－3.2×10－9) C ＝4.8×10－9 C转移的电子数n ＝ΔQ B e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C＝3.0×1010(个)． 方法总结 使物体带电的实质是电子发生了转移，而不是创造了电荷，并且在转移的过程中电荷的总量保持不变．当两球接触时，由于它们带相反电性的电荷，所以带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．如果两球完全相同，剩余的正电荷平均分配．1．感应起电和摩擦起电都能使物体带电，关于这两种使物体带电的过程，下列说法中正确的是( )A ．感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分B ．感应起电是电荷从一个物体转移到另一个物体C ．感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体D ．摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体答案 D2．把一个带正电的金属小球A 跟同样的不带电的金属球B 相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看是因为( )A ．A 球的正电荷移到B 球上B ．B 球的负电荷移到A 球上C ．A 球的负电荷移到B 球上D ．B 球的正电荷移到A 球上答案 B3．如图3所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以( )图3 A ．甲图中两球一定带异种电荷B ．乙图中两球一定带同种电荷C ．甲图中两球至少有一个带电D ．乙图中两球至少有一个带电答案 BC解析 带电体对不带电导体也吸引，A 错；只有同种电荷相互排斥，D 错．4．如图4所示，将带电棒移近两不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是( )图4A．先把两球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电答案AC解析B中若先移走棒，两球电荷又中和掉，不再带电，B错；两球是导体，可接触带电，也可以感应带电，A、C对，D错．5．如图5所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是()图5A．只有M端验电箔张开B．只有N端验电箔张开C．两端的验电箔都张开D．两端的验电箔都不张开答案 C解析当带电体A靠近导体M端时，导体由于静电感应，两端出现异种电荷，故金箔都会张开．6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列4个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()答案 B解析由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球和箔片带异号电荷，A、C两项错误．验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷，D项错误．正确选项为B.7．原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C答案AD解析由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有静电荷，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．8．小华在旅游景点购买了一本物理参考书，回家后发现是窃版书．其中一道习题给出四个带电体的带电荷量为如下四个选项，你认为其中带电荷量合理的是() A．Q1＝6.2×10－18 C B．Q2＝6.4×10－18 CC．Q3＝6.6×10－18 C D．Q4＝6.8×10－18 C答案 B9．如图6所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带电导体C 时( )图6A ．A 端金箔张开，B 端金箔闭合B ．用手接触枕形导体，A 端金箔张开，B 端金箔闭合C ．用手接触枕形导体，后将手和C 分别移走，两对金箔均张开D ．选项C 中两对金箔带同种电荷答案 BCD解析 根据静电感应现象，带正电的导体C 放在枕形导体附近，在A 端出现了负电荷，在B 端出现了正电荷，这样的带电并不是导体中有新的电荷产生，只是电荷的重新分布．金箔因带电相斥而张开，选项A 错误．用手接触枕形导体后，A 端带负电，B 端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B 端不再有电荷，金箔闭合，选项B 正确．用手接触导体时，只有A 端带负电，将手和导体C 分别移走后，不再有静电感应，A 端所带负电荷便分布在枕形导体上，A 、B 端均带有负电，两对金箔均张开，选项C 、D 正确．点评 手接触导体后，导体与大地形成一个带电体，导体为近端，大地为远端．10．有两个完全相同的绝缘金属球A 、B ，A 球所带电荷量为q ，B 球所带电荷量为－q ，现要使A 、B 所带电荷量都为－q 4，应该怎么办？ 答案 见解析解析 先用手接触一下A 球，使A 球带电传入大地，再将A 、B 接触一下，分开A 、B ，此时A 、B 所带电荷量都是－q 2，再用手接触一下A 球，再将A 、B 接触一下再分开，这时A 、B 所带电荷量都是－q 4.。
高中物理人教版选修3-1 第一章静电场-电荷守恒定律,库仑定律
高中物理学习讲义k nq r 2，三个金属小＝nq2，球接触后，球1的带电量q ＝q ＋nq 22＝＋4，此时1、2间的作用力F′＝k nq2·＋4r2＝k ＋28r 2，由题意知F′＝F ，即n ＝＋，解得n ＝6.故D 正确．G mL2，kQL2B．F引≠Gm2L2，≠kQL2≠G mL2，kQL2D．F引＝Gm2L2，≠kQL2一侧电荷分布较密集，又L＝3r，不满足的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能≠k QL2.kQL2.万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然不满足，但因为其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作B．tan2α＝Q2 Q1D．tan3α＝Q2 Q1、F BP为库仑力，B．l－kq2 k0l2D．l－5kq2 2k0l2处且与AB在一条直线上－9 4Q应带负电，放在A的左边且和为研究对象，由平衡条件：k qQ Ax2＝kQ A Q Br2①以C为研究对象，则k qQ Ax2＝k＋2②球带电荷量较大球带电荷量较小球带电荷量较大球带电荷量较小】一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能很好，管内部有两个完全一样的弹性金属小Q.两球从图中位置由静止释放，问两球再次经过图中位球的瞬时加速度为释放时的几倍？3kq2m系统为研究对象，为研究对象，画出其受力图如右图所示，后，要产生水平向右的加速度，故C．4/7倍D．无法确定答案C解析C与A、B反复接触后，最终结果是A、B原先所带的总和，最后在三个小球间均分，最后A、B两球的电荷量为7Q＋－3＝2Q.A、B原先有引力：F＝kq1q2r2＝k7Q·Qr2＝7kQ2r2；A、B最后的斥力F′＝k 2Q·2Qr2＝4kQ2r2，所以F′＝47F，A、B间的库仑力减小到原来的47.5．（多选）如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为Q A、Q B，OA＝OB，都用长L的丝线悬挂在O点．静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d2，可采用以下哪些方法()A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B．将小球B的质量增加到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍答案BD解析对B球，根据共点力平衡可知，Fm B g＝dL，而F＝kQ A Q Bd2，可知d＝3kQAQ B Lm B g，故选B、D.§同步练习§1．关于点电荷的概念，下列说法正确的是()A．当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体就可以看做点电荷B．只有体积很小的带电体才能看做点电荷C．体积很大的带电体一定不能看做点电荷D．对于任何带电球体，总可以把它看做电荷全部集中在球心的点电荷答案 A2．（多选）M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电1.6×10－10 C，下列判断正确的有()如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在b应(a、b两小球均可看成点电荷)()点点点点与＋Q分别固定在A、BC点开始以某一初速度向右运动，不计试探电荷的重力．则之间的运动，下列说法中可能正确的是()．一直做减速运动，且加速度逐渐变小．一直做加速运动，且加速度逐渐变小三球所受静电力大小一定相等，方向水平向左进行受力分析，如图所示，由平衡条件得FN＝0②受力分析如图所示，由平衡条件得，由牛顿第三定律，墙所受A球压力大小，方向水平向左．如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为＋，与水平面间的动摩擦因数均为则两物体将开始运动．当它们的加速度第一次为零时，或指向B)(2) kQ2μmg－r2的加速度第一次为零时，A、B间的距离为r′－r 2＝kQ2μmg－r2如图所示，一光滑绝缘导轨，与水平方向成45°角，两个质量均为两个小球间距离为何值时，两球速度达到最大值？受力对称，对B受力分析，开始时Fcos 45°＝mgsin 45°时，增大，两球做减速运动，当速度减为零后又沿斜面向上加速运动．k Qr2.Qkmg.Qkmg的两点为平衡位置各自沿导轨往返运动，即振动．(1)70kqL2403q球受到B球的库仑力向左，要使对A球，有k2－k L2＝ma5．两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为()A．F＝k q1q2R2B．F＞kq1q2R2C．F＜k q1q2R2D．无法确定答案 D解析因为两球心距离不比球的半径大很多，所以两带电球不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布．当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，电荷分布于最远的两侧，电荷中心距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸引，电荷分布于最近的一侧，电荷中心距离小于3R，如图所示．所以静电力可能小于k q1q2R2，也可能大于kq1q2R2，D正确．6．如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为()A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6答案 A解析本题可运用排除法解答．分别取三个电荷为研究对象，由于三个电荷只在静电力作用下保持平衡，所以这三个电荷不可能是同种电荷，这样可立即排除B、D选项，故正确选项只可能在A、C中．若选q2为研究对象，由库仑定律知：kq2q1r2＝kq2q3r2，因而得：q1＝14q3，即q3＝4q1.选项A恰好满足此关系，显然正确选项为A.7．有两个带电小球，电荷量分别为＋Q和＋9Q.在真空中相距0.4 m．如果引入第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态．求：(1)第三个小球带的是哪种电荷？(2)应放在什么地方？(3)电荷量是Q的多少倍？答案(1)带负电(2)放在＋Q和＋9Q两个小球连线之间，距离＋Q 0.1 m处(3)9 16倍解析根据受力平衡分析，引入的第三个小球必须带负电，放在＋Q和＋9Q两个小球的连线之间．设第三个小球带电量为q，放在距离＋Q为x处，由平衡条件和库仑定律有：以第三个带电小球为研究对象：kQ·qx2＝k9Q·q－x2解得x＝0.1 m以＋Q为研究对象：kQ·q2＝k·9Q·Q2，得q＝9Q168.如图所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互相排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α<β，由此可知()A．B球带的电荷量较多B．B球质量较大C．B球受的拉力较大D．两球接触后，再静止下来，两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α′、β′，则仍有α′<β′答案 D解析两小球处于平衡状态，以小球A为研究对象受力分析如图所示，受三个力(m A g、F、F A)作用，以水平和竖直方向建立坐标系；利用平衡条件得F A·cos α＝m A g，F A·sin α＝F整理得：m A g＝Ftan α，F A＝Fsin α同理对B受力分析也可得：m B g＝Ftan β，F B＝Fsin β由于α<β，所以m A>m B，F A>F B，故B、C错．不管q A、q B如何，A、B所受的库仑力是作用力、反作用力关系，大小总相等．两球接触后，虽然电荷量发生了变化，库仑力发生了变化，但大小总相等，静止后仍有α′<β′(因为m A>m B)，故A错，D对．9．如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应()将增大的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为3 cm时，丝线与竖直方向夹角为的大小为多少？所以q A ＝2×10－3－229.0×109×4×10－8C ＝5×10－9 C.小球B 受到的库仑力与小球A 受到的库仑力为作用力和反作用力，所以小球B 受到的库仑力大小为2×10－3 N ．小球A 与小球B 相互吸引，小球B 带正电，故小球A 带负电．13.如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B ，静止在图示位置，若固定的带正电小球A 的电荷量为Q ，B 球的质量为m ，带电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A 、B 两球间的距离．答案3kQq mg解析 如图所示，小球B 受竖直向下的重力mg 、沿绝缘细线的拉力F T 、A 对它的库仑力F C . 由力的平衡条件， 可知F C ＝mg tan θ 根据库仑定律得 F C ＝k Qq r 2 解得r ＝kQqmg tan θ＝3kQq mg14.如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A 、B 、C ，三球质量均为m ，A 与B 、B 与C 相距均为L (L 比球半径r 大得多)．若小球均带电，且q A ＝＋10q ，q B ＝＋q ，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F 作用于C 球，使三者一起向右匀加速运动．求：(1)F 的大小；(2)C 球的电性和电荷量．答案 (1)70kq 2L 2 (2)带负电，电荷量为403q解析 因A 、B 为同种电荷，A 球受到B 球的库仑力向左，要使A 向右匀加速运动，则A 球必须受到C 球施加的向右的库仑力．故C 球带负电．设加速度为a ，由牛顿第二定律有： 对A 、B 、C 三球组成的整体， 有F ＝3ma对A 球，有k ·10q ·q C L 2－k q ·10qL 2＝ma 对B 球，有k 10q ·q L 2＋k q ·q CL 2＝ma解得：F ＝70kq 2L 2 q C ＝403q。
人教版高中物理选修3-1第一章知识点汇总
人教版高中物理选修3—1第一章知识点总结第一章 静电场第一节、电荷及其守恒定律1.自然界中的两种电荷（1） 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为 正 电荷，用正数表示，则丝绸带 负点；把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为 负 电荷，用负数表示，则毛皮带 正 电。
（2）电荷及其相互作用：同种电荷相互 排斥 ，异种电荷相互 吸引 ．原子核式结构：包括原子核（质子“带正电”）和核外电子（带负电）。
通常说物体不带电是指物体中的质子所带的 正电 与电子所带的 负电 在数量上相等，使整个物体对外不显电性。
（3）电荷守恒定律：电荷既不能 创造，也不能 消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移个人过程中，电荷的总量 保持不变。
2.三种起电方式（1）摩擦起电：两个相互绝缘的物体相互摩擦，使其中容易失去电子的物体由于失去电子而带 正电 ，而另一个得到电子的物体带 负点 。
原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．（2）感应起电：用静电感应的方法使物体带电，叫做感应起电．静电感应： 把一个带电的物体移近一个不带电的异体时，可以使导体带电的现象。
规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷。
例 ：如图所示，导体棒AB 靠近带正电的导体Q 放置．A 端带 _负_ 电荷．B 端带_正_电荷 。
（3）接触起电：一个带电的导体靠近一个不带电的导体而是这个不带电的导体带电的现象。
强调：三种起电方式的实质：电子的转移 ；三种起电方式都不是创造了电荷，也不是使电荷消失，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分，或从一个物体转移到另一个物体，转移过程中总量不变。
3．元电荷（1）电荷的多少叫做 电荷量 ．符号：Q 或q 单位：库仑 符号：C（2）人们把最小的电荷量叫元电荷，用e 表示。
电荷量e 的值：e=1.6×10-19C电子所带的电荷量的大小为e ，为负电；质子所带电荷量大小也为e ，但为正电。
选修3-1第一章
2、感应起电
感应起电.swf
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使 导体带电的现象，叫做静电感应． （2）感应起电：利用静电感应使物体带电， 叫做感应起电．
（3）静电感应的原因：把带电球C移近金属导 体A和B时，导体上的自由电子被吸引过来，因 此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电 没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开， 将电荷从物体的一部分转移到另一部分．
e 1.60 10 19 C 电子的比荷为： 30 m 0 . 91 10 kg e 电荷量的国际单位是： C 1.76 1011 C / kg
例1：科学家在研究原子、原子核及基本粒子时， 为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关 于元电荷，下列论述正确的是： A、把质子或电子叫元电荷． B、1.60×10-19C的电量叫元电荷． C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对 值叫元电荷． D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对 值叫元电荷． 答案：B、C、D．
三、元电荷
1、 元 电 荷 ： 电 荷 量e 1.60 10 19 C 称 为 元 电 荷.
电荷的多少叫电荷量．电荷量是指物体带电 2 、元电荷是电荷量的单 位（ 1.60 10 19 C 的多少，常常简称电量．电量是电荷的定量 是一个电荷量单位）， 不是指某电荷. 基度．带电体是指处于带电状态的物体． 19 3、元电荷的值： e 1 . 60 10 C 迄今为止,科学实验发现的最小电荷量就 4 、电子和质子的电荷量 均为 e，所有带电体 是电子所带的电量 .质子 .正电子所带的电量与 的电荷量或者等于 e，或者是 e的整数倍. 它相同,但符号相反 .人们把这个最小的电荷量 5、比荷：带电体的电荷 量与其质量的比值， 叫做元电荷 . 叫做比荷（q / m )
高中物理选修3-1-第一章静电场知识点总结
物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律2．两种电荷：正电荷和负电荷．3．起电的方法 使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变．二、电荷守恒定律1、电荷量：电荷的多少。
在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C.2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。
3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或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。
表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。
第一章 第2节 库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况，把它抽象成一个几何点。
这样的带电体就叫做点电荷。
点电荷是一种理想化的物理模型。
（类似于质点）2、带电体看做点电荷的条件：①两带电体间的距离远大于它们大小；②两个电荷均匀分布的绝缘小球。
3、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上（吸引力向内，斥力向外）（静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2（库仑扭秤）） 注意：1.定律成立条件：真空、点电荷3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值使用的方法：库仑扭秤实验、控制变量法221q r q k F第一章 第3节 电场强度一、电场——电荷间的相互作用是通过电场发生的电荷（带电体）周围存在着的一种物质。
高中物理选修3-1 第1节 电荷及其守恒定律
练 习 8、用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电
验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金 属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的 带电情况是（ C ） A.a带正电，b带负电 B.a带负电，b带正电 C.a、b均带正电 D.a、b均带负电
a
b
c
电荷>>起电方式>>摩擦起电
原 子 结 构
质子 原子核 原子 中子 电 子 1.为什么橡胶棒在摩擦之 前不带电，是不是因为 橡胶棒里没有电荷？ 2.为什么橡胶棒在摩擦之 后带电，是不是摩擦创 造了电荷？
物体带电的方法:1.摩擦起电
–
+
+ + +
+ +
–+ – +
+
+
–
+ – – + – + – + – – – – + – + – + + + – – + + –– – + + + + – – + + + – – – + – + – + – + + – + – – + – + – – + – + + + – + – + – + – + –
C
－
A
B
提问？
电荷接触再分开的特点？
电荷先相加再按比例分
自学思考
3
什么是元电荷?
元电荷的电荷量是多少？
起电过程是不是创造了新电荷？
电荷守恒定律的内容是什么？
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7、如图所示,A、B是被绝缘支架分别架 起的金属球,并相隔一定 + + 距离,其中A带正电,B不 + A + B 带电,则以下说法中正确 + + 的是: A.导体B带负电; B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电 荷,并且电荷量大小相等; C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边 的电荷量小于右边的电荷量; D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总 电荷量保持不变.
闪电是如何形成的？
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富兰克 林统一 天电、 地电
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第一章 静电场
第一节 电荷及其守恒定律
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一、电荷
1、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）
（1）正电荷：
+
丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷
（2）负电荷：
_
毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷
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二、电荷守恒定律
三、元电荷
（1）电荷的多少如何表示？它的单位 是什么？
电荷量：电荷的多少，简称电量。单位:库仑 C 比较电荷带电的多少,要比较的是其电荷量的绝对值 电荷量的正负不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质
（2）什么是元电荷？一个电子就是一个 元电荷吗？
一个电子所带电量为元电荷 所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍
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验电器与静电计在作用上的不同 验电器的主要作用有： （1）检验导体是否带电。 （2）检验导体所带电性。
静电计也称作指针式验电器，这说 明它完全具备验电器的各种作用。由于 静电计的特殊结构，使得它又具备验电 器不能替代的某些作用。 （1）定量测量两导体间的电势差。 （2）定量测量某导体的电势。
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3、将不带电的导体A和带有负电荷 的导体B接触后，在导体A中的质子 数（C ） A．增加 B．减少 C．不变 D．先增加后减少
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4、科学家在研究原子、原子核及基 本粒子时，为了方便，常常用元电荷 作为电量的单位，关于元电荷，下列 论述正确的是：（ BCD ） A、把质子或电子叫元电荷． -19 B、1.60×10 C的电量叫元电荷． C、电子带有最小的负电荷，其电 量的绝对值叫元电荷． D、质子带有最小的正电荷，其电 量的绝对值叫元电荷．
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不带电的梳子与羊毛衣袖摩擦后带有 10-7C负电荷。这些电荷的电子数目跟 地球人口（66亿）相比，哪个大？相 差多少倍？ 解：元电荷为1.60×10-19C，梳子带10-7C电荷
量，则电子数目
10-7 C 11 n 6.25 10 -19 1.6 10 C
地球人口66亿=6.6×109，远小于梳子上电子数 目，梳子上电子数目大约是地球人口的95倍。
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（3）元电荷的数值是多少？它的 数值最早是由哪位物理学家测定的？
元电荷的值
e 1.60 10 C
19
美国科学家密立根
（4）什么是比荷？电子的比荷是 多少？
带电体的电荷量与质量的比值叫做比荷
e 1.60 10 19 C 11 电子的比荷为： 1.76 10 C / kg 30 me 0.9110 kg
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1．对元电荷的理解，正确的是 （ CD ） A．元电荷就是电子 B．元电荷就是质子 C．元电荷表示所带电量跟电子电 量数值相等 D．物体所带电量只能是元电荷的 整数倍
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2．对物体带电现象的叙述，正确的 是（ BD ） A．物体带电一定具有多余的电子 B．摩擦起电实质上是电荷从一个物 体转移到另一个物体的过程 C．物体所带电荷量可能很小，甚至 小于e D．电中和是等量异种电荷完全相互 抵消的现象
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如何判断物体是否带电呢？ 选用验电器检验物体是否带电
验电器 金属球 金属杆 金属指针 金属箔片
静电计
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验电器与静电计在结构上的不同
静电计中金属杆下部的水平轴上装有 金属指针，指针可以绕水平轴灵活转动， 外面圆筒的底部有接线柱。而在验电器中 金属杆的下部悬挂着两片金箔。 静电计的外壳一定是金属的，金属外 壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个 特殊的电容器，它在静电计工作时起着重 要的作用。而验电器外壳的主要作用是为 了避免气流的影响，它一般是用玻璃制作 的。
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5、把两个完全相同的金属球A和B接 触一下，再分开一段距离，发现两 球之间相互排斥，则A、B两球原来 的带电情况可能是 （ BCD ） A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷 C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电
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6、有A、B、C三个塑料小球，A和B， B和C，C和A间都是相互吸引的，如 果A带正电，则 ：（ C ） A．B、C球均带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C球中必有一个带负电，而 另一个不带电 D．B、C球都不带电
湖南临武一中物理教研被检验物体接触验电器金 属球时，将电荷传到箔片上， 使两个箔片带上同种电荷。同 种电荷会相互排斥，使两个箔 片张开一定角度，从而判断被 检验物体带电。
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验电器
+ +
+ + +
+ +
+ +
思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接 触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象.
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验电器感应起电的解释
电荷在验电 器的不同部分间 转移，使金属小 球和箔片都带上 了等量异号电荷， 使箔片张开 。
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摩擦起电中，这两个相摩擦的物体 带电前后总电荷量各是多少 大量事实表明， 感应起电中枕形导体带电前后总 电荷既不会创生，也不会 电荷量是否发生变化？ 消灭，它只能从一个物体转 移到另一个物体，或者从物 结论：总电荷量没有发生改变。 体的一部分转移到另一部分， 在转移过程中，电荷总量保 持不变。
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感应起电：
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使物体带电的方法：
3、感应起电
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体， 可以使导体带电的现象，叫做静电感应．
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起电原因：当一个带电体靠 近导体时，由于电荷间相互 吸引或排斥，导体中的自由 电荷会趋向或远离带电体， 使导体靠近带电体的一端带 异号电荷，远离带电体的一 端带同号电荷。
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9、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q 放置．用手接触B端，移去手指再移去Q， 负电荷 AB带何种电荷 __________ ．若手的接触点 改在A端，情况又如何___________ 。 负电荷
Q +
A
B
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10、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒， 靠近不带电验电器的金属小球a，然后 用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡 胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带 电情况是 （ ） C A．a带正电，b带负电 a B．a带负电，b带正电 c C．a、b均带正电 D．a、b均带负电 b E．a、b均不带电
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闪电现象解释
剧烈的气流运动使云层 相互摩擦，摩擦导致云层 间异种电荷大量积聚（摩 擦起电）。靠近地面云层 中电荷的大量积聚，会使 地面因静电感应而产生电 荷积聚(感应起电)。云层 之间、云层与地面之间会 形成几百万伏的电压。这 个高压足以击穿空气，瞬 时产生几十万安培的电流。 电流生热使空气发光，叫 闪电。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
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2、使物体带电的方法：
（1）、摩擦起电 微观解释： 电子从一个物体转移到另一个物体上。
得到电子：带负电
失去电子：带正电
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2、使物体带电的方法：
（2）、接触带电
微观解释： 电荷从一个物体转移到另一个物体
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11、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：① 把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体 球乙，但甲、乙两球不接触。②用手指摸甲球。 ③手指移开。④移开乙球。⑤甲球带正电。⑥甲 球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有 （ ） BC A.①→②→③→④→⑥ B.①→②→④→③→⑥ C.①→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤
• 电荷中和现象及电荷均分原理：
• （1）带等量异种电荷的物体相互 接触后都不显电性，这种现象叫做 电中和现象。 • （2）两个相同的带电金属导体接触 后，电荷要重新平均分配，这种现 象叫做电荷均分原理。
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3、感应起电： 除了摩擦起电，接触起电还 把带电体移近不带电的导体，可 有没有其他的起电方式呢？ 以使导体带电的现象，叫做感应起 电。