2027高中物理必修第三册（新教材）第1节　电　荷

第九章静电场及其应用第1节电荷学习目标1．知道两种电荷及其相互作用，知道电荷量的概念。2.知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，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，而是使物体中的正负电荷分开。4.知道电荷守恒定律。5.知道什么是元电荷。基础自主梳理第一部分一、电荷1．两种电荷：________电荷和________电荷。2．电荷量：________的多少叫作电荷量，用Q或q表示。在国际单位制中，它的单位是________，简称库，符号是________。正电荷的电荷量为________，负电荷的电荷量为________。正负电荷库仑C正值负值3．摩擦起电(1)原子的组成：由带正电的________、不带电的中子以及带负电的________组成。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为________。(2)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，原来电中性的物体得到电子而带________，失去电子的物体带________。质子电子电中性负电正电4．自由电子和离子(1)自由电子：如金属中原子的外层电子，其往往会脱离原子核的束缚而在金属中________运动。(2)离子：失去自由电子的原子便成为带正电的离子。自由二、静电感应1．静电感应：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。2．感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。远离异种同种三、电荷守恒定律1．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________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．电荷守恒定律更普遍的表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的________保持不变。创生消灭另一个总量代数和四、元电荷1．元电荷：________的电荷量叫作元电荷，用e表示。所有带电体的电荷量都是e的________。元电荷e的数值最早是由美国物理学家________测得的，在我们的计算中，可取e＝____________C。2．电子的比荷电子的________与电子的质量me之比。最小整数倍密立根1.60×10-19

电荷量e深化辨析判断下列说法是否正确(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为正电荷从丝绸上转移到玻璃棒上。(

)(2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程。(

)(3)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷，说明通过摩擦可以创造电荷。(

)(4)某一带电体的电荷量可能等于5×10-19C。(

)×√××核心知识深度探究第二部分知识点一电荷三种起电方式物理情境探究情境探究11．如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体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？[提示]

两侧金属箔片都张开。(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？[提示]

金属箔片仍张开，但张角变小。(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？[提示]

金属箔片都闭合。2．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？[提示]

正电荷在这个过程中，有电子从物体B转移到物体A，物体B中电子数量减少，因此带正电。三种起电方式项目摩擦起电接触起电感应起电现象原因实质说明两物体带上等量异种电荷导体带上与带电体同种的电荷导体两端出现等量异种电荷不同物质对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上电子在电荷间相互作用下发生转移，近端带异种电荷，远端带同种电荷电荷在物体之间或物体内部的转移无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移例1

(2026·黑龙江齐齐哈尔市期中)晋张华《博物志》云：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。”这里记载了两个起电现象。使物体带电有三种方式：摩擦起电、接触起电和感应起电。关于三种起电的本质，下列说法正确的是(

)A．摩擦起电中，带负电的物体失去了正电荷，带正电的物体得到了正电荷B．用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器上的金属球后，验电器带了正电C．感应起电过程物体总的电荷量增加D．起电的三种不同方式，都没有产生电荷，都符合电荷守恒定律典型例题共研D[解析]摩擦起电的本质是电子的转移，而非正电荷的移动，带负电的物体获得了电子，带正电的物体失去了电子，故A错误；毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带负电，接触验电器后，验电器因获得电子而带负电，故B错误；感应起电是电荷的重新分布，总电荷量保持不变，故C错误；三种起电方式均未创造电荷，仅通过电荷转移或分布变化实现，符合电荷守恒定律，故D正确。例2

(2026·河南南阳市期中)某同学采用如图所示的装置做静电感应的实验：在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置，原先M、N都不带电，贴在它们下部的两金属箔是闭合的。初始时开关S断开，将带正电小球P放置在M左侧(不接触M)。(1)开关S断开，贴在N下部的金属箔______；开关S闭合后，贴在N下部的金属箔________。(均选填“张开”或“闭合”)[解析]

根据静电感应规律“近异远同”，可知开关S断开，远离带正电小球的N带正电，贴在N下部的金属箔将张开；开关S闭合后，地面变为远离带正电小球的位置，N不带电，贴在N下部的金属箔闭合。张开闭合(2)开关S断开，手持绝缘棒将M、N分开，然后移开P，贴在M下部的金属箔________(选填“张开”或“闭合”)。若导体分开后M带上了－4×10-9C的电荷，元电荷e＝1.6×10-19C，则实验过程中电子______________(选填“由M转移到N”或“由N转移到M”)且转移的电子数为________个。张开由N转移到M2.5×10101．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，所以导体能够发生静电感应，而绝缘体不能。2．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。说明：用手摸一下导体，再移开手指，相当于先把导体接地，再把导体与大地断开。知识点二电荷守恒定律元电荷物理情境探究情境探究21．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？[提示]

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．物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是4×10-19C吗？[提示]

物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.60×10-19C的整数倍，由于4×10-19C是1.60×10-19C的2.5倍，所以物体所带的电荷量不能是4×10-19C。3．什么是元电荷？电子和质子是元电荷吗？[提示]

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。1．物体带电的实质使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配。2．守恒的广泛性电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律。物体的起电过程，其本质都是电子发生了转移，也就是说物体所带电荷的重新分配。不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷。3．“中性”与“中和”(1)中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性。(2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。4．元电荷(1)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。(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。角度1

元电荷例3

(2026·福建福州市期中)关于元电荷，下列说法正确的是(

)A．元电荷是最小的电荷量，等于1CB．元电荷实际上是指电子和质子本身C．元电荷e等于电子的电荷量，质子的电荷量等于－eD．科学家密立根最早经实验发现，物体带的电荷量总是某一数值的整数倍典型例题共研D[解析]元电荷是最小的电荷量，数值约为1.6×10-19C，故A错误；元电荷是最小的电荷量，不是实物粒子，并非电子或质子本身，故B错误；元电荷e等于电子的电荷量的大小，质子的电荷量等于e，故C错误；密立根通过油滴实验首次精确测量元电荷的值，并证实电荷量子化，即物体带的电荷量总是元电荷的整数倍，故D正确。角度2电荷守恒定律的理解

例4

(2026·广东湛江市期中)如图所示，绝缘水平面上放有不带电的空易拉罐，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近空易拉罐，在未接触的情况下，可观察到空易拉罐会朝玻璃棒方向滚动，关于这一现象，下列说法正确的是(

)

A.丝绸摩擦过的玻璃棒带电说明摩擦可以创造电荷B．空易拉罐靠近玻璃棒的一侧带正电，远离玻璃棒的一侧带负电C．空易拉罐两侧感应电荷的代数和不为零D．空易拉罐靠近玻璃棒的一侧得到电子，远离玻璃棒的一侧失去电子D[解析]丝绸摩擦过的玻璃棒带电是因为电荷的转移，电荷不可以被创造，故A错误；丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，根据静电感应原理可知，空易拉罐靠近玻璃棒的一侧得到电子，远离玻璃棒的一侧失去电子，故空易拉罐靠近玻璃棒的一侧带负电，远离玻璃棒的一侧带正电，故B错误，D正确；根据电荷守恒定律可知，空易拉罐两侧感应电荷的代数和为零，故C错误。例5

(2026·河南商丘市期中)有甲、乙两个完全相同的小球，甲小球带＋3.2×10-9C的电荷量，乙小球带－4.8×10-9C的电荷量，现将甲小球与乙小球接触一下分开。下列说法正确的是(

)A．分开后甲小球带＋0.8×10-9C的电荷量B．分开后乙小球带－0.8×10-9C的电荷量C．分开后甲小球带－1.6×10-9C的电荷量D．甲小球与乙小球接触时，有－3.2×10-9C的电荷从乙小球转移到甲小球B甲初始带＋3.2C的电荷，接触后变－0.8C，电荷变化量ΔQ＝－0.8C－(＋3.2C)＝－4.0C，即有－4.0C的电荷从乙转移到甲，故D错误。两金属导体接触后电荷量的分配规律(1)当两个导体材料、形状不同时，其中一个带电，另一个不带电，接触后再分开，两者均带电，但无法确定电荷量的多少。(2)若使两个完全相同的金属球所带电荷量大小分别为q1、q2，则有知识点三验电器1．验电器的结构及工作原理

如图所示，验电器主要由导体棒、金属丝、金属箔片、玻璃瓶外壳等构成。其工作原理是同种电荷相互排斥。2．常见的两种使用方法(1)带电体接触验电器：当带电体与验电器的金属球接触时，金属球带上电荷，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，带电体所带电荷量越多，两个金属箔片所带电荷量越多，张开的角度也越大。(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，两箔片在斥力作用下张开。典型例题共研例6

用丝绸摩擦过的玻璃棒先靠近不带电的验电器的金属球，验电器的金属箔张开，如图甲所示；再将玻璃棒与金属球接触，验电器的金属箔仍张开，如图乙所示，则(

)A．甲、乙两图使验电器的带电方式相同B．甲、乙两图中验电器的总带电量均为零C．甲图中，玻璃棒靠近金属球的过程中，验电器金属杆有向上的瞬时电流D．甲、乙两图中的金属箔均带正电D[解析]丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，题图甲中为感应起电，金属球带负电，金属箔带正电，题图乙中接触起电，金属球、金属箔均带正电，故A错误，D正确；题图甲中验电器的总带电量为零，题图乙中验电器的总带电量为正，故B错误；玻璃棒靠近金属球的过程中，金属球上的负电荷增多，验电器金属杆有向下的瞬时电流，故C错误。第三部分随堂演练巩固落实B1．(摩擦起电)(2026·山东省学业考试)现有不带电的甲、乙两物体，相互摩擦之后，经检验甲带正电，下列说法正确的是(

)A．甲在与乙摩擦时得到了乙的电子B．乙在与甲摩擦时得到了甲的电子C．甲带的电荷量小于乙带的电荷量D．甲带的电荷量大于乙带的电荷量解析：甲带正电，说明甲失去电子，而非得到电子，A错误；摩擦时，电子从甲转移到乙，乙获得甲的电子而带负电，B正确；根据电荷守恒可知，甲和乙的电荷量大小相等，C、D错误。D2．(感应起电)如图所示，用绝缘柱支持的不带电枕形导体A和B彼此接触。现把带正电的带电体C靠近导体A，下列说法正确的是(

)A.导体A的电荷量大于导体B的电荷量B．若将导体A接地，导体A下部的金属箔闭合C．移走C，然后手持绝缘柱把导体A和B分开，则导体A和B下部的金属箔依旧张开D．手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移走C，则导体A和B下部的金属箔依旧张开解析：C靠近A时，由于静电感应，A、B中的自由电子向左移动，使得A上积累了负电荷，B上积累了等量的正电荷，故A错误；若将导体A接地，A、B以及大地相