高中物理 9.1 电荷 （原卷版）

第九章静电场及其应用Chapter9第九章静电场及其应用1电荷[学习目标]知道自然界中的两种电荷及它们之间相互作用的规律，知道电荷量的概念及电荷量的单位.理解摩擦起电和感应起电掌握电荷守恒定律.知道元电荷的概念，掌握元电荷的值．知识点一、电荷自然界中有两种电荷：电荷和负电荷．电荷间的相互作用：同种电荷相互，异种电荷相互．电荷量：电荷的多少，用Q或q表示，国际单位制中的单位是，符号是.知识点二、摩擦起电和感应起电（静电感应）摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会到另一个物体上．于是，原来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电．摩擦起点原因：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上.于是，原来电中性的物体由于得到电子而带，失去电子的物体则带.静电感应现象：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电荷，远离带电体的一端带电荷，这种现象叫作静电感应．感应起电：利用使金属导体带电的过程叫作感应起电．知识点三、电荷守恒定律电荷守恒定律：电荷既不会，也不会，它只能从一个物体转移到，或者从物体的一部分转移到；在转移过程中，电荷的保持不变．电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，保持不变．知识点四、元电荷元电荷：最小的电荷量，e＝C，由测得．所有带电体的电荷量都是e的．比荷：带电粒子的与其的比值．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电()物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍()一个带电体接触一个不带电的物体，两个物体一定会带上等量的同种电荷()荷()摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者是电子从一个物体转移到另一个物体，后者则是电子从物体的一部分转移到另一部分()物体带电荷量为＋1.60×10－9C，这是因为失去了1.0×1010个电子()知识点一：电荷【探究重点】元电荷：e＝1.60×10－19C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响的理想化模型．【例题精讲】（2022·上海二模）元电荷是（）A．点电荷 B．质子 C．电子 D．电荷量【巩固训练】（2022·山西模拟）如图所示，A、B、C三个带电小球用柔软绝缘细线悬挂于天花板上，平衡时细线竖直，三小球处于同一水平面且间距相等，以下关于小球质量、带电情况的说法正确的是（）A．A、C两球质量一定相等B．A、C两球一定带等量同种电荷C．A、B两球可能带等量异种电荷D．A、B、C三球可能带同种电荷知识点二：三种起电方式如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在下部的金属箔片均是闭合的．①把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？②这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片是否闭合？③再让A和B接触，又会看到什么现象？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？【探究重点】1．三种起电方式的比较摩擦起电感应起电接触起电产生条件两个不同物体摩擦时导体靠近带电体时导体与带电体接触时现象两个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实质均为自由电子在物体之间或物体内部的转移说明无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移2.感应起电的操作步骤步骤图示(以C带正电为例)①使带电体C靠近接触的两导体A、B②保持C不动，用绝缘工具分开A、B③移走C，则A带上与C电性相反的电荷，B带上与C电性相同的电荷只有导体中的电子才能自由移动.绝缘体中的电子不能自由移动，所以导体能够发生感应起电，而绝缘体不能.凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个更大导体，而且该导体可视为近端，带异种电荷，地球可视为远端，带同种电荷，如图.【例题精讲】（2022·江西二模）如图所示，某同学在用毛皮摩擦过的PVC管靠近一细水流，发现细水流向靠近PVC管的方向偏转，下列说法正确的是（）A．摩擦可以创造更多电荷B．下雨天，实验效果会更明显C．PVC管所带的电荷量一定是元电荷e的整数倍D．用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的PVC管，细水流会向远离玻璃棒的方向偏转【巩固训练】(2021·河北保定市高二期末)如图3所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是()图3A.若先将A、B分开，再移走C，A带正电，B带负电B.若先将A、B分开，再移走C，B带正电，A带负电C.若先将C移走，再把A、B分开，A带正电，B带负电D.若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电知识点三：电荷守恒定律及元电荷在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？在一个封闭的系统中，电荷的总量会增多或减少吗？物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是4×10－19C吗？电子和质子就是元电荷吗？两个导体带有等量的异种电荷，当两导体相互接触时发生电中和，即对外不显电性，此过程是不是说明电荷消失了？【探究重点】起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移．在分离、转移过程中电荷的总量保持不变．也就是说，起电过程就是物体所带电荷量的重新分配．电荷守恒定律和能量守恒定律一样，都是自然界中最基本的守恒定律，任何带电现象都不能违背电荷守恒定律．电荷的中和并不是指电荷消失，而是指带等量异种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．元电荷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．虽然质子、电子所带的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷．接触起电时电荷量的分配规律两个完全相同的金属球带电荷量分别为q1、q2，接触后再分开，两球带电荷量分别为q1′、q2′，则有q1′＝q2′＝eq\f(q1＋q2,2).此规律只适用于两个相同的金属球(材料、大小都相同).当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配．1）若两个完全相同的金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分；2）若两个完全相同的金属球最初带异种电荷，则接触后电荷先中和再均分．导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．【例题精讲】（2022·江苏南通·高一期末）如图所示，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体，若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量大小分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为QA′和QB′。对于上述实验，电荷量关系正确的是（）A．QA<QB，QA=QA′B．QA=QB，QA>QA′C．QA′<QB′，QB=QB′D．QA′=QB′，QB<QB′【巩固训练】(2021·浙江宁波期中)一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了，这说明()A.小球上原有的负电荷逐渐消失了B.在此现象中，电荷不守恒C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D.该现象不遵循电荷守恒定律知识点四：验电器的原理和使用【探究重点】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，如图5甲．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)，两个金属箔片在斥力作用下张开，如图乙．【例题精讲】（2022·北京一模）为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示．实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电．以下说法正确的是A．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电B．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电C．使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大D．使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大【巩固训练】(2021·汕头市第一中学高二期末)验电器可以用来检验物体是否带电和所带电性.如图6，现将一带电物体靠近原来已带电的验电器的金属球，下列判断正确的是()图6A.验电器带正电时，若金箔张角变小，可知物体带正电B.验电器带正电时，若金箔张角变大，可知物体带负电C.验电器带负电时，若金箔张角变大，可知物体带负电D.验电器带负电时，若金箔张角变大，可知物体带正电(2020·北京高三一模)新型冠状病毒防疫期间，医用一次性口罩是必备的呼吸防护用品，口罩的核心材料是中间一层熔喷无纺布。为了提高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理，就是在熔喷无纺布上加入静电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘粒，称为静电吸引沉积，静电吸附效果直接影响着口罩的使用寿命。根据这些信息，下列说法正确的是()A．医用一次性口罩可以进行高温蒸汽消毒再使用效果会更好B．医用一次性口罩可以防护天然放射现象中放射出的α、β和γ射线C．在防控期间口罩出现严重紧缺，为了节约资源刚用完的医用一次性口罩可以及时清洗晒干后使用D．防疫期间不法分子为了谋取暴利，制造销售假冒医用一次性驻极口罩，除了从专业技术上鉴定外，还可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断真假关于起电，下列说法正确的是()A.摩擦起电是电荷的转移

B.接触起电可能是产生电荷的过程

C.感应起电时，由于带电体和被感应导体不接触，所以一定是产生了电荷

D.摩擦起电和感应起电都可能是创造了电荷如图1所示，绝缘的细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在离a很近处有一放在绝缘支架上的金属球b，开始时，a、b都不带电，现使b带电，则()图1A.a、b间不发生相互作用B.b将吸引a，吸住后不放开C.b立即把a排斥开D.b先吸引a，接触后又把a排斥开(2020·浙江省高一月考)如图所示，用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触，起初它们不带电，贴在两端下部的金属箔是闭合的．把带正电的物体C移近A端，然后把A和B分开较远的距离，再移去C，则A．C移近A端时，A端的金属箔张开，B端的金属箔闭合B．C移近A端时，A端的金属箔闭合，B端的金属箔张开C．A和B分开，移去C后，B端的金属箔会立即闭合D．A和B分开，移去C后，A端的金属箔仍会张开使带电的金属球靠近不一带电量为q的电荷绕带电量为Q的正电荷做椭圆运动，轨迹如图所示。已知|q|≪|Q|，M、N为椭圆轨迹上的两点。关于q的带电性质下列判断正确的是()A．q一定带正电B．q一定带负电C．q可以带正电、也可以带负电D．无法判断q带哪一种电如图所示，当一个金属球A靠近一个带正电的验电器上的的金属小球B时，验电器中金属箔片的张角增大，下列关于A的带电情况判断正确的是()可能不带电 B．一定带正电 C．可能带正电 D．一定带负电带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的()A.2.4×10－19C B.－1.6×10－19CC.－1.6×10－18C D.4.0×10－17C关于元电荷和点电荷，下列说法中正确的是()A.电子就是元电荷 B.元电荷等于电子或质子所带的电荷量的绝对值C.电子一定是点电荷 D.带电小球也可视为点电荷(多选)如图3所示，把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷.关于使导体带电的以下说法中正确的是()图3A.如果用手摸一下导体的B端，B端自由电子将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电B.如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电C.如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不带电D.无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电某同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习题时，他发现有一个关键数据（电荷量）看不清，便拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列数据中的()A. B. C. D.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，其中正确的是()

A. B.C. D.如图所示，不带电导体B在靠近带正电荷的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是()

A.若用导线将Q接地，然后断开，再取走A，则导体B将带负电B.若用导线将Q接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电C.若用导线将Q接地，然后断开，再取走A，则导体B将不带电D.若用导线将P接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带－Q电荷，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时A．P、R上均出现感应电荷B．P上没有，而R上有感应电荷C．P上有，而R上没有感应电荷D．P、R上均没有感应电荷有一质量较小的小球A，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的橡胶棒B靠近它时，看到它们先相互吸引，接触后又相互排斥。则以下判断中正确的是()A.接触前，一定带异种电荷 B.接触前，可能带异种电荷C.接触前，A球一定不带任何电荷 D.接触后，A球一定带有电荷(多选)M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10－10C，下列判断正确的有()A．摩擦前在M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从M转移到NC．N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为1.6×10－10CD．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子如图所示，不带电导体B在靠近带正电荷的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是()A.若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带负电B.若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电C.若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将不带电D.若用导线将P接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电(多选)有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)