鲁科版高中物理选修3-1第一章 静电场 复习学案
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第一章 静电场
（一）、电荷及起电方式
一、电荷守恒定律
1．两种电荷
(1) 电荷的分类：正电荷和负电荷．
用丝绸摩擦过的硬玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电．
(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．
2．摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一
4. 三种起电方式的比较
摩擦起电
感应起电
接触起电
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
导体带上与带电体电 性相同的电荷
不同物质对电子的 导体中的自由电荷在电荷间相
束缚能力不同．束缚 互作用下发生转移，使靠近带 在电荷间相互作用下，
原因 能力强的得电子，带 电体一端所带的电荷电性与带 电子从一个物体转移
个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电． [来源:学科网 ZXXK]
3．感应起电：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号电荷，远离带电体的一端带同号电
荷，这种现象叫做静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电．
例 3 使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上 感应电荷的分布情况，正确的是（ ）。
-3-
A. A B. B C. C D. D 【答案】 B 【解析】使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属球将感应出与金属球电性相 反的电荷，而箔片上的电荷又与验电器的金属球的电性相反，满足条件的是 B 图，故 B 项 正确。 综上所述，本题正确答案为 B。
（三）、验电器的原理和使用 验电器的两种应用方式及原理 (1) 带电体接触验电器：当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到 验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开．物体所带电荷 量越多，电荷转移的越多，斥力越大，金属箔片张开的角度也越大，如图 5 甲． (2) 带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出 异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开，如图乙．
例 2 半径相同的两个金属小球 、 带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半 径相同的不带电的金属小球先后与 、 接触后移开。这时， 、 两球的电荷量之比为 （ ）。 A. th
-2-
B. ht C. th D. ht 【答案】 A,C 选项分析：设 、 两球带有相等的电荷量为
，若 、 带同种电荷，根据电荷守恒
定律，让第三个半径相同的不带电的金属小球先与 接触后，两者带电量均为 ，再与
球接触后，两者带电量均为 h ，则接触后 、 两球的电荷量之比为 th ；若 、 带
异种电荷，让第三个半径相同的不带电的金属小球先与 接触后，两者带电量均为 ，
Βιβλιοθήκη Baidu
再与 球接触后，发生电荷中和，两者带电量均变为 ，则接触后 、 两球的电荷量 之比为 th ，故 AC 项正确，BD 项错误。 综上所述，本题正确答案为 AC。
负电；束缚能力弱的 电体相反；远离带电体一端与 到另一个物体上
失电子，带正电
带电体所带电荷电性相同
实质
电荷在物体之间或物体内部的转移
例 1 用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图所示，由此对摩擦起电说 法正确的是（ ）。
A. 两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子 B. 两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷量 C. 两物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相同
（二）、电荷守恒定律和元电荷 1．电荷守恒定律：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．电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变． 3．元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用 e 表示．所有带电体的电荷量或者等于 e ，或者 是 e 的整数倍．元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，在我们的计算中，可 取 e＝1.60×10－19 C. 4. 对电荷守恒定律和元电荷的深入理解 (1) 使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，也就是物体间或 物体内部电荷的重新分布． (2) 电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到电中性的 过程． (3) 导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关，当两个完全相同的金属 球接触后，电荷量将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷． (4) 元电荷 ① 元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分． ② 虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷． ③ 电子的比荷：电子的电荷量 e 与电子的质量 me 之比，叫做电子的比荷．
-1-
D. 同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同 【答案】 C,D 选项分析：A 项，两物体摩擦起电时，得失电子由物体本身属性决定，与表面粗糙程度无关， 故 A 项错误。 B、C 项，两物体摩擦起电时，带上电荷量相等、种类相反的电荷，故 B 项错误，C 项正确。 D 项，从本实验可以看出，同一物体棉布与不同物体摩擦，所带的电荷种类不同，故 D 项 正确。 综上所述，本题正确答案为 CD。
二、库仑定律
（一）、探究影响电荷间相互作用力的因素 1．实验现象：(如图 1 所示)
图1 (1) 小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小． (2) 小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大． 2．实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小． （二）、库仑定律 1．点电荷：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． 2．库仑定律 (1) 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它 们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． (2) 公式：F＝kqr1q2 2，其中 k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量． (3) 适用条件：①在真空中；②点电荷．） (4) 对库仑定律的深度理解
（一）、电荷及起电方式
一、电荷守恒定律
1．两种电荷
(1) 电荷的分类：正电荷和负电荷．
用丝绸摩擦过的硬玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电．
(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．
2．摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一
4. 三种起电方式的比较
摩擦起电
感应起电
接触起电
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
导体带上与带电体电 性相同的电荷
不同物质对电子的 导体中的自由电荷在电荷间相
束缚能力不同．束缚 互作用下发生转移，使靠近带 在电荷间相互作用下，
原因 能力强的得电子，带 电体一端所带的电荷电性与带 电子从一个物体转移
个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电． [来源:学科网 ZXXK]
3．感应起电：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号电荷，远离带电体的一端带同号电
荷，这种现象叫做静电感应．利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电．
例 3 使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上 感应电荷的分布情况，正确的是（ ）。
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A. A B. B C. C D. D 【答案】 B 【解析】使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属球将感应出与金属球电性相 反的电荷，而箔片上的电荷又与验电器的金属球的电性相反，满足条件的是 B 图，故 B 项 正确。 综上所述，本题正确答案为 B。
（三）、验电器的原理和使用 验电器的两种应用方式及原理 (1) 带电体接触验电器：当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到 验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开．物体所带电荷 量越多，电荷转移的越多，斥力越大，金属箔片张开的角度也越大，如图 5 甲． (2) 带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出 异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开，如图乙．
例 2 半径相同的两个金属小球 、 带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半 径相同的不带电的金属小球先后与 、 接触后移开。这时， 、 两球的电荷量之比为 （ ）。 A. th
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B. ht C. th D. ht 【答案】 A,C 选项分析：设 、 两球带有相等的电荷量为
，若 、 带同种电荷，根据电荷守恒
定律，让第三个半径相同的不带电的金属小球先与 接触后，两者带电量均为 ，再与
球接触后，两者带电量均为 h ，则接触后 、 两球的电荷量之比为 th ；若 、 带
异种电荷，让第三个半径相同的不带电的金属小球先与 接触后，两者带电量均为 ，
Βιβλιοθήκη Baidu
再与 球接触后，发生电荷中和，两者带电量均变为 ，则接触后 、 两球的电荷量 之比为 th ，故 AC 项正确，BD 项错误。 综上所述，本题正确答案为 AC。
负电；束缚能力弱的 电体相反；远离带电体一端与 到另一个物体上
失电子，带正电
带电体所带电荷电性相同
实质
电荷在物体之间或物体内部的转移
例 1 用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图所示，由此对摩擦起电说 法正确的是（ ）。
A. 两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子 B. 两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷量 C. 两物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相同
（二）、电荷守恒定律和元电荷 1．电荷守恒定律：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．电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变． 3．元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用 e 表示．所有带电体的电荷量或者等于 e ，或者 是 e 的整数倍．元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，在我们的计算中，可 取 e＝1.60×10－19 C. 4. 对电荷守恒定律和元电荷的深入理解 (1) 使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，也就是物体间或 物体内部电荷的重新分布． (2) 电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到电中性的 过程． (3) 导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关，当两个完全相同的金属 球接触后，电荷量将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷． (4) 元电荷 ① 元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分． ② 虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷． ③ 电子的比荷：电子的电荷量 e 与电子的质量 me 之比，叫做电子的比荷．
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D. 同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同 【答案】 C,D 选项分析：A 项，两物体摩擦起电时，得失电子由物体本身属性决定，与表面粗糙程度无关， 故 A 项错误。 B、C 项，两物体摩擦起电时，带上电荷量相等、种类相反的电荷，故 B 项错误，C 项正确。 D 项，从本实验可以看出，同一物体棉布与不同物体摩擦，所带的电荷种类不同，故 D 项 正确。 综上所述，本题正确答案为 CD。
二、库仑定律
（一）、探究影响电荷间相互作用力的因素 1．实验现象：(如图 1 所示)
图1 (1) 小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小． (2) 小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大． 2．实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小． （二）、库仑定律 1．点电荷：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． 2．库仑定律 (1) 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它 们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． (2) 公式：F＝kqr1q2 2，其中 k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量． (3) 适用条件：①在真空中；②点电荷．） (4) 对库仑定律的深度理解