人教版高二物理上册精编讲义

电荷及其守恒定律

[目标定位] 1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用的性质.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念．

一、电荷及其三种起电方式

1．两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带________电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带________电．同种电荷相互________，异种电荷相互________．

2．摩擦起电：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个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带________电，失去电子的物体则带________电．

3．接触起电：带电体接触导体时，电荷转移到导体上，使导体带上与带电体________(填“相同”或“相反”)性质的电荷．

4．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________带电体，使导体靠近带电体的一端带________电荷，远离带电体的一端带________电荷，这种现象叫做静电感应．利用________使金属导体带电的过程叫做感应起电．

深度思考

(1)带正电的物体A与不带电的物体B接触，使物体B带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？

(2)如图1所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，由于电荷间的吸引，枕形金属导体中的自由电子向A端移动，而正电荷不移动，所以A端(近端)带________电，B端带________电．(填“正”或“负”)

图1

例1 如图2所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，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，下列说法正确的是( )

图2

A．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上的金属箔片仍张开

C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开

D．先把A、B分开，再把C移走，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

(1)静电感应中，电中性导体在两侧同时感应等量异种电荷，感应的过程，就是导体内电荷重新分布的过程．

(2)接触起电是由于电荷间作用使导体间的电荷发生转移．

二、电荷守恒定律

1．内容：电荷既不会________，也不会________，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________保持不变．

2．三种起电方式的本质都是________，在转移的过程中电荷的总量________．

注意(1)电中性的物体内部也有电荷的存在，只是正、负电荷量的代数和为零，对外不显电性；

(2)电荷的中和是指带等量异种电荷的两物体接触时，经过电子的转移，最终达到电中性的过程．

深度思考

带等量异种电荷的两小球接触后都不带电了，是电荷消失了吗？此过程中电荷还守恒吗？

例2 完全相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个完全相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开．

(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？

(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？

1导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关，当两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷.

2若两个相同的金属球带同种电荷，接触后电荷量相加后均分；若带异种电荷，接触后电荷先中和再均分.

三、元电荷

1．电荷量：________叫做电荷量，在国际单位制中它的单位是________，简称库．用符号C表示．

2．元电荷：________所带的电荷量是科学实验发现的最小电荷量，________、________所带的电荷量与它相同，但符号相反．这个最小的电荷量叫做元电荷．

3．元电荷的值：e＝________________.

4．比荷：电子的________与其________之比，叫做电子的比荷．

深度思考

(1)有人说：一个带电体所带的电荷量为4×10－19C，你认为他这种说法正确吗？为什么？

(2)质子和电子就是元电荷吗？它们的比荷相同吗？

例3 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＝1.60×10－19C

D．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

元电荷是自然界最小的电荷量，是跟电子或质子所带电荷量数值相等的电荷量，不是带电粒子.

四、验电器的使用

1．验电器(或静电计)(如图3)的金属球、金属杆和下面的两个金属箔片连成同一导体．

图3

2．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________，张开的角度也越________．

3．当带电体靠近验电器的金属球时，金属箔片也会张开．因为带电体会使验电器的上端感应出异种电荷，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．

例4 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是( )

1．(对三种起电方式的理解)(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是( )

A．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功创造出电荷

B．摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体

C．感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分

D．感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体