高中物理新教材课公开课导学案9.1　电荷（导学案）（解析版）

第九章静电场及其应用

§9-1电荷

一、学习目标

1.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.

2.理解摩擦起电和感应起电，知道使物体带电的三种方式.

3.掌握电荷守恒定律.

4.知道元电荷的概念，掌握元电荷的值.

二、学习过程

【问题探究】（1）如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体力和8,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移近导体儿金属箔片有什么变化？

②这时把4和月分开，然后移去C,金属箔片是否闭合？

③再让力和8接触，又会看到什么现象？

（2）带正电的物体力与不带电的物体8接触，使物体8带上了什么电荷？在这个过程中电荷

是如何转移的？

【答案】（1）①。移近导体儿/R6下部的金属箔片都张开；

②金属箔片仍张开，但张角变小；

③月、8接触，金属箔片都闭合.

(2)正电荷，在这个过程中，有电子从物体月转移到物体4

【知识点1】一、电荷摩擦起电和感应起电

1.自然界中有两种电荷：亚电荷和兔电荷.

2.电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.

3.电荷量：电莅的多少叫作电荷量，用。或。表示。在国际单位制中，它的单位是隹仑，

简称库，符号是g止电荷的电荷最为止正,负电荷的电荷量为负值。

4.摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，•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负电，失去电子的物体则带正电.

5.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

便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带呈我电荷，远离带电体的一端带回独电

荷，这种现象叫作静电感应.利用静电感应使金属导体带电的过程叫屈感应起电.

例题1、关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()

A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中创生了电子和质子

B.两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，同时带上等量同种电荷

C.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

D.摩擦起电是摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体而形成的

【答案】C

【详解】

A.摩擦起电现象的实质是电子的转移，而不是电荷的创生，故A错误；

B.两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷，故B错误；

C.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，故C正确；

D.摩擦起电是摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的，故D错误。

例题2、如图所示，两个不带电的导体力和用用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触。把一带

负电荷的物体。置于附近，贴在/I、8下部的金属箔都张开()

%™

n

A.此时力带负电，8带正电

B.此时力带正电，8带正电

C.移去G贴在4、/，下部的金属箔仍都张开

D,先把力和6分开，然后移去G贴在力、6卜.部的金属箔都张开

【答案】D

【详解】

AB.把一带负电荷的物体。置于附近，由于静电感应，此时力带正电，8带负电，AB错

误；

C.移去。后，由于电荷间的相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合，C错

误；

D.先把分开，则力带正电，8带负电，移去。后，电荷不能再进行中和，两金属箔仍

然张开，D正确；

【问题探究】(1)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？

(2)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4X1。2C吗？

(3)电子和质子就是无电荷吗？

【答案】(1)摩擦起电的过程并没有创造电荷.一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变.

(2)物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.60义10"C的整数倍.由于4义10一凶C是

1.60X1079C的2.5倍，所以物体所带的电荷量不能是4XI。'9c.

（3）元电荷是最小的电荷量，不是实物粒子；电子和质子是实物粒子，不是元电荷.

【知识点2】电荷守恒定律元电荷

1.电荷守恒定律：电荷既不会创生,也不会消灭,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二W：在转移过程中，电荷的总量保持不变.

2.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，电荷的代数和保持不变.

3.元电荷：最小的电荷量，c=L60X10“C由密立根测得.所有带电体的电荷量都是。

的整数倍.

4.比荷：带电粒子的生血量与其质量的比值.

例题3、下列关于起电的说法错误的是（）

A.不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律

B.摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电

C.摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后

者则使电子从物体的一部分转移到另一部分

D.物体带电量不可能是4.0xl0』C

【答案】D

【详解】

A.不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律，选项A正确，不符合题意；

B.摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，选项B正确，不符合题

意；

C.摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后

者则使电子从物体的一部分转移到另一部分，选项C正确，不符合题意；

【）.因为号群:25（），则物体带电量可能是4QX1O-"C,选项D错误，符合题意。

例题4、有两个完全相同的金属小球力、B,其中力带的电荷量为0,6不带电。若将两个小

球接触后再分开，力带的电荷量变为（）

A.0B.C.QD.2Q

【答案】B

【详解】

由题意知力带的电荷量为。，6不带电，接触时满足先中和，再均分原理，可得两个小球接

触后再分开，月带的电荷量变为号，故B正确，ACD错误。

跟踪训练：有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0x10-5（2的正电荷，

小球B、C不带电。现在让小球C先与小球A接触后取走，再让小球B与小球A接触后分

开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三个小球的带电荷量分别是多少？

【答案】A、B、C三小球的带电量分别是:5X10^C,7.5X10",7.5X10%

【详解】

当小球C和A接触后，A、C球带电为

Q尸Q=2X1O2C=1OX10-5C

22

再让小球B与小球A接触，此时A、B带电为

a="二三Qc二5xiot

22

再让让小球B与小球C接触后，此时B、C带电为

55

IXIO-+O,5XIO-c=75X10t

2

所以最终AB、C三小球的带电量分别是:5X10^C,7.5X106C,7.5X10%

【知识点3】验电器的两种应用方式及原理

1.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•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，如图甲.

2.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5、当用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球时，金属箔片张开。对上述实验

分析正确的是（）

橡胶棒

金属球

金属杆

金属箱

A.金属箔片所带的电荷为正电荷

B.金属箔片的起电方式是感应起电

C.金属箔片张开的原因是同种电荷相互排斥

D.金属箔片与金属球带异种电荷

【答案】C

【详解】

ABD.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用带负电的橡胶棒和不带电的验电器接触的带电方式叫

接触起电，且验电器整体即金属球、金属杆、金属箔都带负电，故ABD错误;

C.电荷间的相互作用是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，橡胶棒和验电器金属球接

触后，两个金属箔片均带负电相互排斥，故金属箔片张开，故C正确。

例题6、如图所示，带正电的小球靠近原来不带电的验电器金属球时，验电器的两金属箔

片（）

A.张开、都带正电B.张开、都带负电

C.不张开、不带电D.不张开、带异种电荷

【答案】A

【详解】

当带正电的小球靠近原来不带电的验电器金属球时，由于静电感应，使得金属箔片中的自

由电子移动到金属球上，从而两金属箔片带正电，相互排斥张开，故选A。

§9-1电荷作业

班级：学号：姓名：

一、选择题

1.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.与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸上的正电荷转移到了玻璃棒上

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

【答案】C

【详解】

A.摩擦起电是电荷的正、负电荷分离，并没有创造出新的电荷，A错误；

B.与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸对电子的束缚能力强，玻璃棒上的负电荷转

移到了丝绸上，B错误；

CD.接触带电才会使电荷从带电的物休转移到原来不带电的物体；而感应起电可以使电荷

从物体的一部分转移到另一个部分，C正确，D错误。

故选C

2.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.不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷

C.摩擦起电过程，是靠摩擦产生了电荷

I）.物体带电+1.60义10%，这是因为该物体失去了个电子

【答案】D

【详解】

A.物体所带的电荷量不能为任意实数，只能为元电荷的整数倍，A错误；

B.不带电的物体，并不是没有正、负电荷，而是正负电荷一样多，没有多余的电荷，B错

误；

C.不同的物质对电荷的束缚本领不同，物体发生摩擦的过程中，只是电荷发生了转移，并

没有产生新的电荷，C错误；

D.正电荷不能随便移动，电子容易移动，由于一个电子带电量为1.6义10山，因此物体失

去了IXlO'o个电子，D正确。

故选Do

3.某同学做静电感应实验，步骤及结论如下：①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝

缘导体球乙，但甲、乙两球不接触；②用手触摸甲球；③手指移开；④移开乙球；⑤甲球

带正电；⑥甲球不带电；⑦甲球带负电。下列操作过程和所得结论正确的有（）

A.①一②~③一④一⑤B.①一②一④一③-*⑦

C.①一②一④一③一⑤D.①一②一③一④一⑥

【答案】A

【详解】

AD.把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触；此时用

手触摸甲球，由于静电感应，甲球带正电，当手指移开之后，甲球所带正电荷确定无法移

走，此时移开乙球，从而甲球带正电，A正确，D错误；

BC.把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触；用手触

摸甲球，此时由于静电感应，甲球带正电，移开乙球后，甲球所带正电荷回到大地，使甲

球不带电，在手指移开后，甲球确定不带点，BC错误。

故选A。

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，如下图表示验电器上感应电

荷的分布情况正确的是（）

A.B.

【答案】B

【详解】

由静电感应特点可知，近瑞感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，ACD错误，B正确。

故选B。

5."和N是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后用带1.6xl()T°C的正电荷。下列判断

中正确的是()

A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷

B.摩擦的过程中电子从N转移到了M

C.N在摩擦后一定带1.6xlOT°C的负电荷

D.M在摩擦过程中失去了16x107°个电子

【答案】C

【详解】

A.摩擦前."和内的内部者:带电荷，且正电荷和负电荷数目相等，故对外不显电性，故A错

误；

BC.互相摩擦后〃带1.6X10汽正电荷，说明失去了负电荷，故电子从"转移到了此则

N带1.6X10T9c的负电荷，故c正确，B错误；

D.M在摩擦过程中失去r二且=31苧=109个电子，故D错误。

e1.6X1O-"C

故选C。

6.如图，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分别为夕、Q，;若虚线2将导体分成A、B两部分，这两部分所带

电荷量分别为PA和GB。则（）

A.Q〉a、0BB.QKQ《、QFQBC.8〈口、Q《QBD.QFQB、Q后QB

【答案】D

【详解】

根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即a和。/为正电，a

和为负电：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部分有多余电子而带负电；A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知，A部

分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部

分的电荷量总是相等的，即。三&〃=Q',ABC错误，D正确

故选D。

7.导体A带电荷量为5g,另一完全相同的导体B带电荷量为p,两导体接触后再分开,

则导体B带的电荷量为（）

【答案】C

【详解】

带异种电荷的相同导体，接触后再分开，电荷先中和，剩余的再平分，故分开后各带电

2°,ABD错误，C正确。

故选C。

8.如图所示，用绝缘支柱固定的两不带电金属导体P和Q彼此接触，将一带正电的小球0

移近导体P后，先把P、。分开，再移走（），关于P、Q电性的说法正确的是（）

OJQ

©q）

<s）（s><s>

A.P带正电，Q带负电B.P带正电，Q带正电

C.P带负电，Q带正电D.P带负电，Q带负电

【答案】C

【详解】

将一带正电的小球。移近导体P后，由于静电感应，P的左端带负电，Q的右端带正电；然

后把P、Q分开，则P带负电，Q带正电，再移走0,P、Q上的电荷不发生变化，仍然是P

带负电，Q带正电。

故选C。

9.如图所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近不带电的验电器B,则（）

A.验电器金属箔片张开，因为验电器金属箔片带上了正电

B.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带上了止电

C.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电

I）.验电器金属箔片不张开，因为球A没有和B接触

【答案】A

【详解】

把一个带正电的物体A,靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，验电器的金属小球由

于静电感应，会带上负电荷，金属箔片会带上等量正电荷，所以验电器的金箔片由于静电

斥力会张开，而整个验电器不带电，故A正确，BCD错误。

故选Ao

10.一个验电器由于带了负电而使金属箔张开了一定的用度。若用一根不带电的绝缘金属

棒接触验电器的金属小球时，验电器金属箔的张角（）

A.变小B.变大

C.不变D.以上三种情况都有可能

【答案】A

【详解】

不带电的绝缘金属棒接触验电器的金属小球时，有一部分电荷转移到金属棒上，使验电器

的带电量减小，因此金属箔的张角变小。

故选A。

二、非选择题

II.如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个

完全相同的枕形导体不带电。试问：

（1）如何使A、B都带等量正电？

（2）如何使A、B都带等量负电？

（3）如何使A带负电B带等量的正电？

【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析

【详解】

（1）使A、B都带等量正电有两种方法：①将C先与A（或B）接触，然后移走C,将AB

接触后再分开，则AB将蓄带等量正电；②把AB紧密靠拢，让C靠近B,则在B端感应出

负电荷，A端感应出等量正电荷，把A与B分开后再用手摸一下B,则B所带的负电荷就被

中和，再把A与B接触后再分开，A和B就带等量正电荷。

(2)使A、B都带等量负电有两种方法：①把AB紧密靠拢，让C靠近B,则在B端感应

出负电荷，A端感应出等量正电荷，再用手摸一下A或B,则A所带的正电荷就被中和，而

B端的负电荷不变，移去C以后再把A与B分开，则A和B就带等量负电荷：②A、B导体

彼此接触，将带正电的C移近B,则由静电感应可知，B端会感应出负电，则A端出现正电

荷；将AB分开后将C移走，A带正电，B带负电，然后将A接地，从大地上来的负电荷将

中和A带的正电荷，再断开A的接地，将A与B接触后分开，则AB将都带等量负电。

(3)让A与B接触，将导体C靠近A端，则由静电感应可知，A端会感应出负电，贝i」B端

出现正电荷，根据电荷守恒定律，则A端带负电，B端带等量的正电，然后将AB分开，则

A带负电B带等量的正电。

12.有三个完全相同的金属球儿B、C,从〃带电，且电荷量都为。，相隔一定的距离放

置，现让第三个不带电的金属小球。先后与力、8接触后再移开。

(1)若力、4带同种电荷，求接触后两球所带的电荷量之比；

(2)若力、8带异种电荷，