《电荷及其守恒定律》 学历案

《电荷及其守恒定律》学历案
一、学习目标
1、知道自然界中只存在两种电荷，了解电荷间的相互作用。

2、理解摩擦起电和感应起电的本质。

3、掌握电荷守恒定律的内容，能用其解释相关现象。

二、学习重难点
1、重点
（1）电荷间的相互作用规律。

（2）摩擦起电、感应起电的本质。

（3）电荷守恒定律。

2、难点
（1）理解感应起电的过程。

（2）运用电荷守恒定律分析复杂的带电问题。

三、知识梳理
（一）电荷
1、两种电荷
自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷。

用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。

2、电荷间的相互作用
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

（二）使物体带电的方式
1、摩擦起电
通过摩擦使物体带电的方式。

原因是不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，当两个物体相互摩擦时，束缚电子能力弱的物体失去电子带正电，束缚电子能力强的物体得到电子带负电。

例如，丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电。

2、感应起电
当一个带电体靠近导体时，导体中的自由电荷会在带电体的作用下发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷的现象。

感应起电的本质是电荷在电场力的作用下重新分布。

3、接触起电
一个不带电的物体与一个带电的物体接触，电荷会从带电物体转移到不带电物体上，使两个物体带上同种电荷。

（三）电荷守恒定律
1、内容
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；在转移过程中，电荷的总
量保持不变。

2、理解
（1）电荷守恒定律是自然界的基本守恒定律之一，适用于一切宏
观和微观过程。

（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。

例如，两个带有等量异种电荷的物体相互接触后，电荷会发生中和，它们的总电荷量变为零。

（四）元电荷
1、定义
最小的电荷量叫做元电荷，用 e 表示，e ＝ 160×10⁻¹⁹ C。

2、所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。

四、典型例题
例 1：有 A、B、C 三个完全相同的轻质小球，A 带正电，B 带负电，C 不带电。

现将 A 与 B 接触后分开，再将 B 与 C 接触后分开，最后 A、B、C 所带电荷量分别为多少？
解：A 与 B 接触后，总电荷量为 A、B 所带电荷量之和，即 Q ＝
Q₁＋ Q₂＝＋Q Q ＝ 0 。

因为 A、B 完全相同，所以分开后 A、B 各自所带电荷量均为 0÷2
＝ 0 。

B 与
C 接触后，总电荷量为 B 所带电荷量，即 Q ＝ Q 。

因为 B、C 完全相同，所以分开后 B、C 各自所带电荷量均为 Q÷2
＝ Q/2 。

所以最后 A 带电荷量为 0，B 带电荷量为 Q/2，C 带电荷量为 Q/2 。

例2：如图所示，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 端靠近一带正电导体 C 时，以下说法正确的是（）
A A 端金箔张开，
B 端金箔闭合
B 用手触摸枕形导体后，A 端金箔仍张开，B 端金箔闭合
C 用手触摸枕形导体后，将手和 C 都移走，两对金箔均张开
D 选项 A、B、C 中说法均不正确
解：当枕形导体的 A 端靠近一带正电导体 C 时，由于静电感应，
枕形导体的 A 端带负电，B 端带正电，所以 A 端金箔张开，B 端金箔
也张开，A 选项错误。

用手触摸枕形导体后，大地中的电子通过人体转移到枕形导体上，
将 B 端的正电荷中和，所以 A 端金箔仍张开，B 端金箔闭合，B 选项
正确。

用手触摸枕形导体后，将手和 C 都移走，枕形导体带负电，所以两对金箔均张开，C 选项正确。

综上所述，选择 BC。

五、课堂练习
1、毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（）
A 毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上
B 毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上
C 橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上
D 橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上
2、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 元电荷的值通常取作 e ＝ 160×10⁻¹⁹ C
D 电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
3、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Q₁＝ 64×10⁻⁹ C，Q₂＝－32×10⁻⁹ C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少？
六、课后作业
1、复习本节课所学内容，整理笔记。

2、完成课本上的相关习题。

3、思考：在实际生活中，电荷守恒定律有哪些应用？举例说明。

七、学习反思
通过本节课的学习，我对电荷及其守恒定律有了更深入的理解。

我明白了摩擦起电、感应起电和接触起电的本质，掌握了电荷守恒定律的内容和应用。

在学习过程中，我对于感应起电的过程理解还不够透彻，需要在课后多做一些相关的练习题来加强。

同时，我也意识到物理知识与实际生活的紧密联系，在今后的学习中，我会更加注重理论联系实际，提高自己运用物理知识解决实际问题的能力。