电荷-电荷守恒定律全面版

1、第一章 电场情景引入闪电是一种自然现象，通常是暴风云（积雨云）产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸，但空气却不是良好的传导体。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有负电的云层相遇；负电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去，产生出一道明亮夺目的闪光。 闪电中的正负电荷是怎么产生的呢？现在我们将开始讨论这个问题。第1节 电荷 电荷守恒定律学习目标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

2、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，知道什么是元电荷自主探究问题1：有哪些使物体带电的方式？问题2：为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？问题3：什么是静电感应和感应起电？感应起电的实质什么呢？重难点探究探究一：静电的产生1三种起电方式的比较方式内容 摩擦起电感应起电接触起电产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电导体接触时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，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同电性的电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子

3、得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移2验证物体是否带电的两种方法(1)将质量很轻的物体(例如纸片、头发)放在它周围，如果被吸引则带电，不被吸引则不带电。(2)将待检验物体靠近或接触验电器的金属球，根据金箔是否张开可判断该物体是否带电。探究二：原子结构与电荷守恒1原子结构物质由分子、原子、离子等微粒组成，原子由原子核和绕核旋转的电子组成，原子核由中子和质子组成。中子呈电中性，质子带正电，电子带负电。原子的电子数与质子数相等，呈电中性。因此，物体不显电性。2电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分

4、转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量不变。3物体带电的实质物体带电的实质是电子的转移。典例启迪【题型一】静电的产生例1如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体，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()A把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都不张开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上的金属箔片闭合思路点拨：解答本题时应把握以下三点：(1)明

5、确导体A、B接触与C球靠近时感应电荷的分布。(2)明确先分开导体A、B再移走C球时A、B的带电情况。(3)明确先移走C球再分开导体A、B时A、B的带电情况。 解析(1)C移近A时，带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片，也分别带上了与A、B同种性质的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A错误。(2)C靠近后保持不动，把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量的异种感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不会变，金属箔片仍张开，B正确。(3)先

6、移走C，再把A、B分开，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错。(4)先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，D错。答案B思维总结：感应起电是利用静电感应使金属导体带电的过程，其实质是电荷间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使电荷在导体中转移。变式训练1-1： M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷1.601019 C，下列判断正确的有()A在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B摩擦过程中电子从N转移到MCN在摩擦后一定带负电荷1.601019 C

7、DN在摩擦过程中失去1.601019 C个电子解析：M和N相互摩擦，M带正电是因为M对核外电子的束缚能力小而失去核外电子的结果；由于电荷守恒，故N一定带等量负电荷，选项C正确。答案：C【题型二】电荷守恒定律的应用例2】有三个完全相同的绝缘金属球，A球带电荷量为q，B、C球均不带电，现要使B球带电荷量为q，应该怎么办？思路点拨：解题依据为接触起电的原理和实质。首先应考虑将金属球两两接触，再分析其电荷分配情况。解析：三个完全相同的金属球，则每两个接触都会平分电荷量，故可以先让A球和B球接触，则此时A、B球各带电荷量q，然后B、C球接触，于是B、C球各带电荷量q，再使A球与B球接触，则A、B球各带电

8、荷量q。答案见解析思维总结：两个完全相同的导体相互接触后平分电荷量。若为异种电荷，则先中和一部分电荷，然后把剩余电荷平分；若为同种电荷，则电荷量先相加再平分。变式训练2-12有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电量QA6.4109 C，QB3.2109 C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，共转移的电量为多少？解析：当两小球接触时，带电量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配，由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电量QAQB C1.6109 C在接触过程中，电子由B球转移到A球，将自身电荷中和后，继续转移，使B球带QB的正电，这样，共转移的电量为Q|QB|QB

9、3.2109 C1.6109 C4.8109 C答案：4.8109 C启迪训练【夯实基础】一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜。由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图1甲、乙所示，则()A甲图中两球一定带异种电荷B乙图中两球一定带同种电荷图 1C甲图中至少有一个带电D乙图中两球至多有一个带电解析：两球相互吸引的可能有两个：一是带异种电荷；二是一个带电，另一个被感应带电后吸引，因此A错误，C正确；两球相斥一定是带同种电荷，故B正确，D错误。答案：BC2下列说法中正确

10、的是()A摩擦起电是创造电荷的过程B接触起电是电荷转移的过程C玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D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灭解析：摩擦起电的实质是电荷发生转移，而不是创造电荷，A错误；接触起电就是通过物体接触而转移电荷，B正确；两种物体摩擦，对核外电子束缚能力弱的物体在摩擦中易失去电子而带正电，是否容易失去电子由两物体的材料决定，因此玻璃棒不一定带正电，C错；等量异种电荷可以中和但不会消失，只是宏观上显中性，D错。答案：B3使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。图2中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图 2解析：把带电金属球移近不带

11、电的验电器，若金属球带正电，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电，箔片带正电；若金属球带负电，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电，箔片带负电，所以B正确。答案：B4.如图3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端靠近一带电导体C时()图 3AA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中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷解析：根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，金箔上各带

12、同种电荷相斥而张开，选项A错误；用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合，选项B正确；用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开，选项C正确；由以上分析看出，选项D正确。答案：BCD5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解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上。中性的物体若缺少了电子带正电，多余了

13、电子就带负电。由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，缺少了电子的毛皮带正电。而正电荷是原子核内的质子，不能自由移动，所以A正确。答案：A6.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a近旁有一绝缘金属球b，开始a、b都不带电，如图114所示，现使b带电，则()Ab将吸引a，吸住后不放开Bb先吸引a，接触后又把a排斥开图114Ca、b之间不发生相互作用Db立即把a排斥开解析：b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现与b同种的感应电荷。虽然a上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷

14、离b更近，所以b对a有吸引力，当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以B正确。答案：B7导体A带5Q的正电荷，另一完全相同的导体B带Q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的带电荷量为()AQBQC2QD4Q解析：两导体上的电荷先完全中和后再平分，所以每个导体上带电荷量的大小为2Q。答案：C8下列说法正确的是()A元电荷实质就是电子(或质子)本身B元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量C元电荷是最小的电荷量单位D元电荷没有正、负之分解析：元电荷表示电子所带电荷量的数值，而不是电子本身，故A错，B对。元电荷只是电荷量的单位，不是

15、带电粒子，没有正、负之分，故C、D正确。答案：BCD9有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则()AB、C球均带负电BB球带负电，C球带正电CB、C球中必有一个带负电，而另一个不带电DB、C球都不带电解析：A带正电，A吸引C，则C可能带负电或不带电；A吸引B，则B可能带负电或不带电；若B带负电，B又吸引C，则C此时不带电；同理，若C带负电，则B不带电。答案：C10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解析：摩擦起电的

16、实质是电子从一个物体转移到另一个物体上。中性的物体若缺少了电子带正电，多余了电子就带负电。由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，缺少了电子的毛皮带正电。而正电荷是原子核内的质子，不能自由移动，所以A正确。答案：A11.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a近旁有一绝缘金属球b，开始a、b都不带电，如图114所示，现使b带电，则()Ab将吸引a，吸住后不放开Bb先吸引a，接触后又把a排斥开图114Ca、b之间不发生相互作用Db立即把a排斥开解析：b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，

17、远离b的一侧出现与b同种的感应电荷。虽然a上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a有吸引力，当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a排斥开，所以B正确。答案：B12原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.61015 C，丙物体带电81016 C。求最后乙物体带电的电性和电荷量。解析：由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子电荷量为1.61015 C而带正电，乙物体得到电子而带电荷量1.61015 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使

18、一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷电荷量为1.61015 C81016 C81016 C。答案：最后乙带负电81016 C【思维拓展】13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夸克带电荷量为e，d夸克带电荷量为e，质子的带电荷量为e，中子不带电。下列说法正确的是()A质子是由一个u夸克和一个d夸克组成，中子是由一个u夸克和两个d夸克组成B质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，中子是由一个u夸克和两个d夸克组成C质子是由一个u夸克和一个d夸克组成，中子是由两个u夸克和两个d夸克组成D质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，中子是由两个u夸克和两个d夸克组成解析：根据质子的带电荷量为e。所以质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，2eee；中子不显电性，所以中子是由一个u夸克和两个d夸克组成。e2e0。故选项B正确。答案：B【迁移学习】14保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的()A6