3-1静电场+电荷及电荷守恒定律导学案

3.1 电荷及其守恒定律
【自主预习】
1．自然界中存在两种电荷，即电荷和电荷．
2．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为电中性．3．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。

在金属中离原子核最远的电子
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，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。

所以金属导
电时只有在移动．
4．物体的带电方式：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带电，获得电
子的带电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电
体相的电荷，而另一端带上与带电体相的电荷．
5．电荷守恒定律：电荷既不能，也不会，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，电荷量的总量保持不变．
6．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝C．实验指出，所有带电体的电荷量都
是电荷量e的．所以，电荷量e称为．电荷量e的数值最早是由美国物理学家
测得的。

7．下列叙述正确的是（）
A．摩擦起电是创造电荷的过程
B．带等量异种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
C．接触起电是电荷转移的过程
D．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
8．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）
A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C．元电荷就是质子D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍
思考问题
1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的？它们间的相互作用如何？电荷的多少用
什么表示？
2、电荷的基本性质是什么呢？
一．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（原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。

）
（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
产生？结果？
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．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
产生？结果？
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+6×10-8C的电量，另一个带－2×10-8C的
电量。

把两球接触后再分开，两球分别带电多少？
问题三：
（1）思考a：金属为什么能够成为导体？
（2）【演示】
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？（3）什么是静电感应和感应起电？感应起电的实质什么呢？
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3. 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( )
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的部分电子转移到A上，故A、B带等量异种电荷
三．验电器和静电计
1、人们选用什么仪器来判断物体是否带电？它的工作原理是什么？
阅读课本了解验电器和静电计的结构和功能静电计(指针式验电器)
2、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. 四．电荷守恒定律
1、电荷守恒定律的两种表述：
表述一：电荷既不能创生，也不会消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的另一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷总量保持不变。

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4．关于电荷守恒定律，下列叙述正确的是： ( )
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；
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；
五．元电荷
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。

注意：所有带电体的电荷量或者等于e ，或者等于e 的整数倍。

就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。

3. 比荷（荷质比）：带电体的 与其 的比值。

比荷：电子的电荷量e 和电子的质量m e 的比值,为111076.1⨯=e
m e C/㎏ 例5．关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）
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
【随堂检测】
1．下列说法正确的是 （ ）
A ．摩擦起电和静电感应都是使物体正负电荷分开，而总电荷量并未变化
B ．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，摩擦过程中橡胶棒上正电荷转移到毛皮上
C ．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是摩擦过程中玻璃棒得到电子
D ．物体不带电，表明物体中没有电荷
2．带电微粒所带电量不可能是下列值中的 ( )
A ．2.4×10-19C
B ．-6.4×10-19
C C ．-1.6×10-18C
D ．4.0×10-17C
.3．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是 ( )
A ．摩擦起电说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷
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个部分
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
4．如图所示，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（ ）
A ．只有M 端验电箔张开，且M 端带正电
B ．只有N 端验电箔张开，且N 端带负电
C ．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D ．两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电
5．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
6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．电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷．C．1.60×10-19C的电量叫元电荷D．质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷．
7.把一个带电棒移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．正电荷B．负电荷
C．可以是正电荷，也可以是负电荷D．带电棒上先带正电荷，后带负电荷。