1.电荷及其守恒定律

1.电荷及其守恒定律【学习目标】1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律5．知道什么是元电荷．【学习重点】电荷守恒定律利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题学习过程】电荷1. 电荷的种类：自然界中有种电荷①. 用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫电荷；②. 用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫电荷。

2. 电荷间相互作用的规律：同种电荷相互，异种电荷相互二．使物体带电的三种方法问题一：思考a：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？物质的微观结构是怎样的？思考b：什么是摩擦起电，为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．实质：电子的转移．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．1. 摩擦起电：实质：摩擦起电实质是电子从一个物体到另一个物体上。

得到电子，带；失去电子，带例1．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ A ）A．毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了 B ．毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了C．橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了 D ．橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了问题二：思考a：接触带电的实质是什么呢？思考b：两个完全相同的带电导体, 接触后再分开，二者所带电量怎样分配呢？电中和现象及电荷均分原理：a. 两个带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。

b. 两个相．同．的带电金属导体接触后，电荷要重新分配，这种现象叫做电荷均分原理。

2. 接触带电实质：自由电子在的转移。

例 2. 两个完全相同的金属球，一个带+6×10 -8 C的电量，另一个带－2×10 - 8 C的电量。

把两球接触后再分开，两球分别带电多少？例3：使一个原来不带电的金属小球与一个带有电荷量Q的导体大球接触，分开后小球获得的电荷量为q 。

今使小球与大球反复接触，每次分开后都给大球补充电荷，使其带电量恢复到Q。

求小球所能获得的最大电荷量。

QqQq问题三：思考：金属为什么能够成为导体？思考a：把带正电荷的球 C 移近导体A，箔片有什么变化，现象说明了什么呢？然后又移走C 呢？思考b：如果先把A和B分开，然后移开C，箔片什么变化，这种现象又说明什么呢？思考c：在上一步的基础上，再让A和 B 接触，又会看到什么现象呢？这个现象说明了什么呢？什么是静电感应和感应起电？感应起电的实质是什么呢？3. 感应起电⑴静电感应：当一个带电体导体时，可以使导体带电的现象，叫做静电感应。

⑵感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。

实质：自由电子从物体的一部分转移到另一部分。

规律：近端感应种电荷，远端感应种电荷。

静电感应的原因？分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使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．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。

例 4. 如图所示，将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A和 B 接触，再将带负电的导体C 移近导体A，然后把导体A、B分开，再移去C，则( B )A．导体A带负电，B带正电 B ．导体 A 带正电，B带负电C．导体 A 失去部分负电荷，导体C得到负电荷D．导体A带正电是由于导体 B 的部分正电荷转移到 A 上，故A、B 带等量异种电荷三．电荷守恒定律1、电荷守恒定律的两种表述：表述一：表述二：一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。

例5．关于电荷守恒定律，下列叙述正确的是：( BCD )A．一个物体所带的电量总是守恒的；B．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的；例 6． 5 个元电荷的电量是 五．验电器和静电计列叙述正确的是 ( 摩擦起电是创造电荷 ， 16 C 电量等于 元电荷．1. A ． C ． D ． 2． 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 两个物体摩擦起电 时，带上电荷的种类不同但数量相等 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 关于元电荷，下列说法中正确的是 ( ) 元电荷实质上是指电子和质子本身 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 元电荷的值 通常取作 e ＝1.60×10－19C 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 如图所示， 导体 A 带正电，当带负电的导体 B 靠近 A 时，A 带的( 正电荷增加B ．负电荷增加C ．正、负电荷均增加D ．电荷数不变 如图所示， 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 ( A ．甲图中两球一定带异种电荷 C ．甲图中两球至少有一个带电 6．把两个完全相同的金属球 A 和 B 接触一下，再分开一小段距离， 则 A 、B 两球原来的带电情况可能是 ( ) ) 的过程 B ．接触起电是电荷转移的过程玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电 带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没 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C ．D ． 3． A．B ．C．D )B ．乙图中两球一定带同种电荷 D ．乙图中两球只有一个带C ．在一定的条件下，一个系统内的等量的正负电荷即使同时消失，但是这并不违背电荷 守恒定律；D ．电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换；四．元电荷 阅读课本并回答1. 电荷量 ：电荷的多少，简称电量。

单位： ，符号：2. 元电荷： 是一个电子或质子所带的电荷量，它是电荷量的最 单位。

元电荷的值 ： e = ， 最早由美国物理学家 测定。

3. 比荷(荷质比) ：带电体的 与其 的比值。

电子的比荷： 电子的电荷量 e 和电子的质量 m e 的比值 , 为 e 1.76 1011C/㎏ m e例 6．关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是( BCD )A ．物体所带的电荷量可以为任意实数B ．物体所带的电荷量应该是某些特定值C ．物体带电＋ 1.60 ×10 -9C ，这是因为该物体失去了 1.0 ×1010 个电子D ．物体带电荷量的最小值为 1.6 ×10 -19C发现两球间互相排斥，21 电量为 3e ， d 夸克带电量为－ 3e ， e 为基元电荷．下列论断可能正确的是 ( )A ．质子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由B ．质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由C ．质子 由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，中子由D ．质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 12．如图所示， 左边是一个原先不带电的导体， 右边 C 是后来靠近导体的带正电金属球， 若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为 A 、B 两部分，这两部分所带电荷量 的数值分别为 Q A 、 Q B ，则下列结论正确的是 ( )A ．沿虚线 d 切开， A 带负电，B 带正电，且 Q B >Q AB ．只有沿虚线 b 切开，才有 A 带正电， B 带负电，并 Q B ＝ Q AC ．沿虚线 a 切开， A 带正电， B 带负电，且 Q B >Q AD ．沿任意一条虚线切开，都有 A 带正电， B 带负电，而 Q A 、Q B 的值与所切的位置有关 13．如图把一个不带电的与外界绝缘的导体两端分别设计上两个电键， 当带正电小球靠近时，由于静电感应，在 a 、b端分别出现负、正电荷则以下说法正确的是 ( )A ．闭合 K 1，有电子从导体流向大地B ．闭合 K 2，有电子从导体流向大地C ．闭合 K 2，有电子从大地流向导体D ．闭合 K 1，没有电子通过． 14．为了测定水分子是极性分子还是非极性分子，可做如下实验： (1) 在酸式滴定管中注入适当蒸馏水，打开活塞，让A ．A 和B 原来带有等量异种电荷 B ．A 和 B 原来带有同种电荷C ．A 和 B 原来带有不等量异种电荷D ．A 和 B 原来只有一个带电7．如图所示的是一个带正电的验电器，当一个金属球 A 靠近验电器上的金属小球 B 时， 验电器中金属箔片的张角减小，则 ．金属球 A 可能不带电 ．金属球 A 一定带正电C 可能带负电D ．金属球 A 一定带负电8．如图所示，在＋ Q 形成的电场中有两个相互接触的金属导体 A 和 B . 均放在绝缘支座上． 若先将＋ Q 移走，再把 A 、B 分开，则 A 电，B ____电；若先将 A ， B 分开，再移走＋ Q ，则 A ___ 电， B ____ 电．9．现代理论认为， 反质子的质量与质子相同 ，约为电子质量的 1836 倍．若 m e ＝0.91 ×10 －30kg ，e ＝1.6×10 －19C ，求反质子的比荷． 10. 如图所示， a 、b 、c 、d 为四个带电小球，两球之间的作用分 别为 a 吸 d ，b 斥 c ，c 斥 a ，d 吸 b ，则( )A ．仅有两个小球带同种电荷B ．仅有三个小球带同种电荷 C.c 、d 小球带同种电荷 D ．c 、d 小球带异种电荷11．把一个带电棒接近一个带正电的验电器，金箔先闭合而后又张开，说明棒上带的是()A ．负电荷B C ．正电荷D．可以是正电荷，也可以是负电荷 ．带电棒上先带正电荷，后带负电荷 11．目前普遍认为， 质子和中子都是由被称为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成． u 夸克带 1个 u 夸克和 2个 d 夸克组成1个 u 夸克和 2个 d 夸克组成 2个 u 夸克和 1个 d 夸克组成水慢慢如线状流下，把用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明( )A ．水分子是非极性分子B ．水分子是极性分子C ．水分子是极性分子且带正电D ．水分子是极性 分子且带负电(2) 如果将用毛皮摩擦过的橡胶棒接近水流，则( )A ．水流将向远离橡胶棒的方向偏转B ．水流将向靠近橡胶棒的方向偏转C ．水流先靠近再远离橡 胶棒D ．水流不偏转15．如图所示，用带正电的绝缘棒 A 去靠近原来不带电的验电器 B ，B 的金属箔张开，这 时金属箔带 _________ 电；若在带电棒 A 移开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后它带 电．B 带有相等的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半 A 、B 接触后移开．①若 A 、B 两球带同种电荷，接触 ．②若 A 、B 两球带异种电荷， 接触后两球的带电荷量之比为：17．(2008·南京高二检测 ) 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 ＝6.4×10－9C ，Q B ＝－3.2×10 －9C ，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？第 1 节 电荷及其守恒定律课时训练答案1. 答案： B解析：根据电荷守恒定律知只有 B 项正确．2. 答案： CD解析： 两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小， A 错．由于摩擦起电的实 质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，数量相等， B 错 C 对．由题中例子不难 看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同， D 对．3. 答案： BCD4. 答案： D解析：当带负电的导体 B 靠近导体 A 时，两导体之间无接触，由电荷守恒定律可知， A 带的电荷数不变， 只是电荷重新在导体端面上发生了分布 ( 电荷重新分布是由电荷之间相 互作用力产生的 ） ．5. 答案： BC解析： 若两物体相互排斥， 必定带同种电荷； 若两物体相互吸引， 二者可能带异种电荷， 也可能一个带电荷，另一个不带电荷．当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带 电物A 、16．半径相同的两个金属小球 径相同的不带电的金属小球先后与 后的电荷量之比为体电荷的作用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋于远离带电物体，这一过程类似于静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力．综合上述，B、C选项正确．6. 答案：BCD7. 答案：AC 解析：验电器上的金属箔片和金属球B 都带有正电荷，金属箔片之所以张开，是由于箔片上的正电荷互相推斥造成的．当验电器金属箔片的张角减小时，说明箔片上的正电荷一定比原来减少了，由于金属球A只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球 B 发生接触，要考虑感应起电的影响．当金属球 A 靠近时，验电器的金属球B、金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体，金属球A离金属球B较近，而离金属箔片较远．如果金属球 A 带正电，验电器上的正电一定向远处移动，则金属箔片上的电荷量不会减少，所以选项 B 是错误的．如果金属球 A 带负电，验电器上的正电荷会由于引力作用向近端移动，造成金属箔片上的电荷量减少，所以选项C是正确的．如果金属球 A 不带电，由于受到金属球 B 上正电荷的影响，金属球A上靠近B的部分也会由于静电力的作用出现负电荷，而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球 B 移动，效果与金属球 A 带负电荷一样．所以选项 A 也是正确的，选项D是错误的．8. 答案：不带；不带；带负；带正9. 答案：9.58 ×10 7C/kg－19e 1.6 ×10 －19C 7解析：m＝1836×1.60.×911×010C－30kg＝9.58×107C/kg10. 答案：BD 解析：本题考查电荷间的相互作用．由d吸a，d吸b知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c斥a，c斥d可知c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，故选项A、C 错，选项B、D 对．11. 答案： B 解析：本题主要考查组成原子核的质子和中子的性质．对质子11H：带电荷量为2×23e＋（－13e）＝e 故由 2 个u夸克和1个d 夸克组成对中子01n：带电荷量为211×3e＋2×（－3e）＝0故由 1 个u夸克和2个 d 夸克组成．故 B 选项正确．12. 答案： D解析：静电感应使得A带正电，B带负电，导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向 B 部分移动，使 B 部分带了多余的电子， 而带负电；A 部分少了电子， 因而带正电， A 部分移去的电子数目和 B 部分多余电子的数目是相同的， 因此无论从哪一 条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由 电子在不同位置所受 C 的作用力的强弱是不同的， 这样导致电子在导体上的分布不均匀， 越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时， Q A 、 Q B 的值是不同的，故只有 D 正确．13. 答案： C解析： K 1、 K 2闭合前，由于静电感应和电荷守恒定律， a 、b 出现等量异种电荷，当闭合 任何一个电键以后，整个导体与大地连接都是电子从大地被吸引过来，故 C 正14. 答案： （1）B （2）B 解析：由于丝绸摩擦过的玻璃棒带 正电，而水分子又是极性分子，故当玻璃棒靠近水流 时，先使水分子显负电的一端靠近玻璃棒 （ 同性相斥，异性相吸 ） ，带正电的一端远离玻璃棒．而水分子两极的电荷量相等，这就使带正电的玻璃棒对水分子显负电的一端的引 力大于对水分子显正电的一端的斥力，因此水分子所受的合力指向玻璃棒，故水流向靠 近玻璃棒方向偏转．由于用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，同理可知水流仍向靠近橡胶棒的方向偏转．15. 答案：正；负 解析：当 A 棒靠近验电器 B 时，由于静电感应，正电荷被排斥到金属箔上而使金属箔张 开；用手接触一下验电器小球后， 将金属箔上被感应出来的正电荷与大地来的电子中和， 这时验电器带负电，移走 A 后，金属箔带负电，从而张开一定角度．16. 答案：① 2:3 ；② 2:1 解析：设 A 、B 带电量为 Q ，①若 A 、B 带同种电荷，第三个小球分别与其接触后， A 、B13球分别带电量 Q A ＝2Q ，Q B ＝4Q ，则 Q A : Q B ＝2:31②若 A 、B 两球带异种电荷， 第三个小球分 别与其接触后， A 、B 分别带电量是： Q A ＝21Q : Q B＝14Q 则 Q A : Q B ＝ 2:117. 答案：电子由 B 转移到 A ，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．即 在接触过程中，电子由 B 球转移到 A 球，不仅将自身的净电荷中和，且继续转移，使 B 球带 Q ′ B 的正电，这样，共转移的电子电荷量为－9－ 9 ΔQ ＝ | Q B | ＋Q ′B ＝3.2×10－9C ＋1.6×10－9C ＝4.8×10 －9C.－9 ΔQ 4.8 ×10－9C 10转移的电子数 n ＝Δ ＝ ×－19 ＝3.0 ×10 10（ 个）．e 1.6 × 10 C 接触后两小球带电荷量． Q ′ A ＝ Q ′ B ＝（ Q A ＋ Q B ）/2 ＝－ 9 －96.4 ×10 －9＋ （ －3.2×10－9） 2。