9.1電荷

學(xué)習(xí)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)■物理素養(yǎng)

物理觀念：分析摩擦起電和帶電體間的相互作用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，知道自然界存在

兩種電荷。知道電荷量的概念及其國(guó)際單位。知道元電荷概念，體會(huì)電荷量

是不連續(xù)的。通過不同起電方式的分析得出電荷守恒定律，理解電荷守恒定

3.1.1通過實(shí)驗(yàn)，了解靜律，體會(huì)守恒觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性。

電現(xiàn)象。能用原子結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)思維：會(huì)用原子結(jié)構(gòu)模型解釋摩擦起電的原因，觀察并分析靜電感應(yīng)現(xiàn)

型和電荷守恒的知識(shí)分析象，進(jìn)一步提高應(yīng)用物理模型解釋現(xiàn)象的能力。

靜電現(xiàn)象?？茖W(xué)探究：通過觀察摩擦起電、靜電感應(yīng)等現(xiàn)象，激發(fā)對(duì)自然界的好奇心。

通過不同起電方式的分析得出電荷守恒定律，理解電荷守恒定律，體會(huì)守恒

觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過觀察摩擦起電、靜電感應(yīng)等現(xiàn)象，激發(fā)對(duì)自然界的好

奇心。

思維導(dǎo)圖

起電實(shí)質(zhì)是

電子的轉(zhuǎn)移

三電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也

種不會(huì)消滅，它只能從

起一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另

電一次麻標(biāo),統(tǒng)者從揚(yáng)

方

式體的一部分轉(zhuǎn)移到

另一部分。在轉(zhuǎn)移過

點(diǎn)電荷是一種理程中，：電荷的總量］

保持不夠------

一個(gè)帶電體想模型，不考慮其

大小和分布情況,

靠近導(dǎo)體時(shí),

近端帶異種把電荷量看作集電荷量：物體帶電的多

電荷,遠(yuǎn)端帶中于一點(diǎn)的電荷少，常常簡(jiǎn)稱電量。

同種電荷，元電荷：最小的電荷量,

e=1.60xl0-19C

知識(shí)梳理

(-)課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)：

一、電荷

1.原子的組成：由帶正電的原子核和帶寬電的電子組成，整體對(duì)外呈現(xiàn)電中性。

2.摩擦起電的原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同.

摩擦起電的實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移.

摩擦起電的結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.

3.金屬組成：正離子和自由電子

4.電荷的分配原則：兩個(gè)形狀、大小相同且?guī)N電荷的同種導(dǎo)體，接觸后再分開，二者帶等量同種電

荷，若兩導(dǎo)體原來帶異種電荷，則電荷先中和,余下的電荷再平分。

二、靜電感應(yīng)

1.感應(yīng)電荷的分布

分布在離場(chǎng)源最近和最遠(yuǎn)處(近端帶異種電荷,遠(yuǎn)端帶等量的同種電荷)

2.驗(yàn)電器

構(gòu)造？

用途？

3.靜電計(jì)：又叫電勢(shì)差計(jì)、指針式驗(yàn)電器，它是中學(xué)靜電實(shí)驗(yàn)中常用的半定量測(cè)量?jī)x器。

構(gòu)造？指針，金屬外殼

用途？

靜電計(jì)屬于驗(yàn)電器，是更高級(jí)的驗(yàn)電器

三、電荷守恒定律

1.內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分

轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中，申,荷的總量保持不變。

2.三種起電方式：摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸起電。

3.帶電實(shí)質(zhì)：物體得失電子。

四、元電荷

1.元電荷

e=1.60Xl(Fi9c,所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。

2.測(cè)量

美國(guó)密立根油滴實(shí)驗(yàn)

3.比荷？又叫荷質(zhì)比、帶電率。

電子的比荷？電子的電荷量e和電子的質(zhì)量妹的比值，為二=L76xlOUC/kg

me

題型精講

【題型一】接觸起電與摩擦起電

【典型例題1】為了研究空腔導(dǎo)體內(nèi)外表面的電荷分布情況，取兩個(gè)驗(yàn)電器A和B,在B上裝一個(gè)幾乎封

閉的空心金屬球C（僅在上端開有小孔），D是帶有絕緣柄的金屬小球，如圖所示.實(shí)驗(yàn)前他們都不帶電,

實(shí)驗(yàn)時(shí)首先將帶正電的玻璃棒（圖中未畫出）與C接觸使C帶電.以下說法正確的是

A.若將帶正電的玻璃棒接觸C外表面，則B的箔片帶負(fù)電

B.若將帶正電的玻璃棒接觸C內(nèi)表面，則B的箔片不會(huì)帶電

C.使D接觸C的外表面，然后接觸A,操作若干次，觀察到A的箔片張角變大

D.使D接觸C的內(nèi)表面，然后接觸A,操作若干次，觀察到A的箔片張角變大

答案：C

解析：A.若將帶正電的玻璃棒接觸C外表面，則C以及與C連接的B的箔片都帶正電；故A錯(cuò)誤.

B.若將帶正電的玻璃棒接觸C內(nèi)表面，則C以及與C連接的B的箔片都帶正電；故B錯(cuò)誤.

C.若使D接觸C的外表面，D上的電荷只有一部分轉(zhuǎn)移到C上，D仍然帶電；然后接觸A,則A的一部分

電荷又轉(zhuǎn)移到A上；操作若干次，觀察到A的箔片張角變大；故C正確.

D.若使D接觸C的內(nèi)表面，則D上的電荷全部轉(zhuǎn)移到C上，D不再帶電；然后接觸A,A不能帶電；操作

若干次，觀察到A的箔片張角不變；故D錯(cuò)誤.

【典型例題2】（多選）M和N是兩個(gè)不帶電的物體，它們互相摩擦后〃帶正電且所帶電荷量為L(zhǎng)6X

10—1。C,下列判斷正確的有（）

A.摩擦前在M和N的內(nèi)部沒有任何電荷

B,摩擦的過程中電子從M轉(zhuǎn)移到N

C.N在摩擦后一定帶負(fù)電且所帶電荷量為1.6X10-"C

D.M在摩擦過程中失去1.6X10—1。個(gè)電子

答案BC

解析摩擦前M和N都不帶電，是指這兩個(gè)物體都呈電中性，沒有“凈電荷”，也就是沒有得失電子，但

內(nèi)部仍有正電荷和負(fù)電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；〃■和N摩擦后初帶正電荷，說明M失去電子，電子從M轉(zhuǎn)移到

N,選項(xiàng)B正確；根據(jù)電荷守恒定律，M■和N這個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)原來電荷量的代數(shù)和為0,摩

擦后電荷量的代數(shù)和應(yīng)仍為0,選項(xiàng)C正確；元電荷的值為1.60Xl（pi9c,摩擦后M帶正電且所帶電荷量

為1.6義10—1。（2,由于〃帶電荷量應(yīng)是元電荷的整數(shù)倍，所以河在摩擦過程中失去109個(gè)電子，選項(xiàng)D錯(cuò)

、口

沃.

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】導(dǎo)體A帶5q的正電荷,另一完全相同的導(dǎo)體B帶q的負(fù)電荷,將兩導(dǎo)體接觸后再分

開，則B導(dǎo)體的帶電量為（）

A.-qB.q

C.2qD.4q

【答案】C

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】如圖所示，某同學(xué)在用毛皮摩擦過的PVC管靠近一細(xì)水流，發(fā)現(xiàn)細(xì)水流向靠近PVC管的方

向偏轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）

A.摩擦可以創(chuàng)造更多電荷

B.下雨天，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更明顯

C.PVC管所帶的電荷量一定是元電荷e的整數(shù)倍

D.用絲綢摩擦過的玻璃棒代替本實(shí)驗(yàn)的尸VC管，細(xì)水流會(huì)向遠(yuǎn)離玻璃棒的方向偏轉(zhuǎn)

答案：C

解析：A.摩擦只能轉(zhuǎn)移電荷，不能夠創(chuàng)造電荷，A錯(cuò)誤；

B.下雨天，對(duì)細(xì)水流的偏轉(zhuǎn)會(huì)有著一定的影響，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)不明顯，B錯(cuò)誤；

C.所有帶電體所帶電荷量一定為元電荷的整數(shù)倍，C正確；

D.用絲綢摩擦過的玻璃棒，玻璃棒會(huì)帶正電，毛皮摩擦過的PVC管帶負(fù)電，雖然二者帶電種類不同，但

細(xì)水流依舊會(huì)向靠近玻璃棒方向偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。

故選C。

【題型二】靜電感應(yīng)

【典型例題3】如圖所示，將帶電棒移近兩個(gè)相同且不帶電的導(dǎo)體球，開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣，哪些方

法能使兩球帶等量的電荷？

答案：將帶電棒移近兩個(gè)導(dǎo)體球，然后將兩個(gè)導(dǎo)體球分開，最后撤去帶電棒，則兩球帶上等量異種電荷;

讓帶電棒接觸某個(gè)導(dǎo)體球，然后撤去帶電棒，則兩球帶上等量同種電荷。

【典型例題4】如圖所示，A帶正電，若原來不帶電的條形金屬C端接地，問B、C端各帶什么電荷？B

端帶負(fù)電，C端不帶電。若此時(shí)斷開C與地的連線，B、C端帶什么電荷？B端帶負(fù)電，C端不帶電。整個(gè)

導(dǎo)體凈余什么電荷？負(fù)電荷

若B端接地，整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷？負(fù)電荷

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3］如圖所示,原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔.若使

帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（）

A

A.只有M端驗(yàn)電箔張開

B.只有N端驗(yàn)電箔張開

C.兩端的驗(yàn)電箔都張開

D.兩端的驗(yàn)電箔都不張開

【答案】C

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】如圖所示，A、B是兩個(gè)架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用

導(dǎo)線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B,用手摸一下B球，再撤去導(dǎo)線，

然后移走C球，則A、B帶電情況：

?c

A.A球帶正電，B球帶負(fù)電

B.A球帶正電，B球不帶電

C.A球不帶電，B球帶負(fù)電

D.以上說法都不正確

答案：D

【題型三】元電荷與電荷守恒定律

【典型例題5】（多選）關(guān)于元電荷下列說法中正確的是（）

A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身

B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍

C.元電荷的值通常取作le=1.60X10-i9c

D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用試驗(yàn)測(cè)得的

【答案】BCD

【典型例題6】有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶有電荷量Q4=6.4xl0-9c,。2=-3.2、10

PC,讓兩絕緣金屬小球接觸。在接觸后，A、B帶電荷量各是多少？此過程中電子發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)

移了多少電荷量？

答案：1.6x10-9C,電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,-4.8x10-9c

解析：接觸后兩小球帶電量

2/=雷="；""xlO"C

在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，不僅將自身凈電荷中和，且繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶。夕的正電荷。

這樣，共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為

^Q=QB-QB'=（-3-2X10^-1.6X10-9）C=-4.8X10-9C

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5】（多選）關(guān)于元電荷，下列說法正確的有（）

A.元電荷就是指電子和質(zhì)子

B.元電荷的數(shù)值通常取e=1.6Oxio-i9c

C.所有帶電體的電荷量都等于元電荷的整數(shù)倍

D.元電荷e的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得的

答案：BC

解析：A.元電荷是指最小的電荷量，不是指質(zhì)子或者是電子，故A錯(cuò)誤；

B.元電荷的值通常取e=1.60xl0」9c,故B正確；

C.任何帶電體所帶電荷都等于元電荷或者是元電荷的整數(shù)倍，故C正確；

D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，故D錯(cuò)誤。

故選BCo

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練6】放在絕緣支架上的兩個(gè)完全相同的金屬小球A、B分別帶有電荷量04=6.4x10-9（2、QB=~

3.2x10-9c,讓兩個(gè)金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少個(gè)？

答案：電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，3.0x10"（個(gè)）

解析：兩小球接觸時(shí)，電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配，由于兩小球完全相同，剩

余正電荷一定平分，即接觸后兩小球帶電荷量

QA'=QB'=/&=L6'10-9C

在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，自身的凈電荷全部中和后，繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶0'的正電，這

樣共轉(zhuǎn)移的電荷量為

△。=。'一03=4.8x10-9c

則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)

n=—=3.0TOI。（個(gè)）

e

強(qiáng)化訓(xùn)練

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1.（多選）關(guān)于元電荷的理解，下列說法正確的是：[]

A.元電荷就是電子

B.元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量

C.元電荷就是質(zhì)子

D.物體所帶的電量只能是元電荷的整數(shù)倍

答案：BD

2.4、2帶等量的異種電荷，不帶電物體C先后與/、2接觸后/、B、C三者電荷量之比為.

答案：2：1：1

解析：假設(shè)/帶電量為。，3帶電量為-。，第三個(gè)不帶電的金屬小球C與A接觸后，/和C的電量都

Q_0_

為2,。與8接觸時(shí)先中和再平分，則C、5分開后電量均為4,所以N、8、C三者電荷量之比為2：

1：1

3.5個(gè)元電荷的電量是,16C電量等于e.

答案：8.00X1019C,1O20

4.保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，抵制盜版是我們每個(gè)公民的責(zé)任與義務(wù).盜版書籍影響我們的學(xué)習(xí)效率，甚至給我們的

學(xué)習(xí)帶來隱患.小華有一次不小心購(gòu)買了盜版的物理參考書，做練習(xí)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)關(guān)鍵數(shù)字看不清，

拿來問老師，如果你是老師，你認(rèn)為可能是下列數(shù)字中的（）

A.6.2X10-19CB.6.4X10Rc

C.6.6X10-19cD.6.8X10-19c

答案：B

解析：任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，即是1.6X10-19C的整數(shù)倍，由計(jì)算可知，只有B選項(xiàng)

是1.6X10-19c的整數(shù)倍，故選項(xiàng)B正確.

5.（多選）如圖所示，/、8為相互接觸的用絕緣支架支撐的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有

金屬箔片，。是帶正電的小球，下列說法正確的是（）

&

A.把C移近導(dǎo)體/時(shí)，A、8上的金屬箔片都張開

B.把。移近導(dǎo)體/,先把/、2分開，然后移去C,/、2上的金屬箔片仍張開

C.先把C移走，再把/、3分開，A、8上的金屬箔片仍張開

D.先把/、2分開，再把。移走，然后重新讓/、2接觸，/上的金屬箔片張開，8上的金屬箔片閉合

答案：AB

解析：C移近N時(shí)，帶正電的小球C對(duì)N、8內(nèi)的電荷有力的作用，使/、8中的自由電子向左移動(dòng)，使得

/上積累了負(fù)電荷，3上積累了正電荷，其下部的金屬箔片也分別帶上了與N、8同種性質(zhì)的電荷.由于同

種電荷間的斥力作用，所以金屬箔片都張開，選項(xiàng)A正確.C靠近后保持不動(dòng)，把/、8分開，/、8上的

電荷因受C的作用力不可能中和，因而/、8仍帶等量的異種感應(yīng)電荷，此時(shí)再移走C,因/、8已經(jīng)絕緣，

所帶電荷量不會(huì)變，金屬箔片仍張開，選項(xiàng)B正確.先移走C,/、2上的感應(yīng)電荷會(huì)馬上在其相互之間的

引力作用下中和，不再帶電，所以金屬箔片都不會(huì)張開，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.先把/、B分開，移走C,然后重新

讓/、8接觸，A,8所帶的異種電荷馬上中和，金屬箔片都不會(huì)張開，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

6關(guān)于物體所帶電荷量，以下說法中正確的是（）

A.物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)

B.不帶電的物體上，既沒有正電荷也沒有負(fù)電荷

C.物體帶電+1.60xl0-9c,這是因?yàn)樵撐矬w失去了1.0x101。個(gè)電子

D.摩擦起電過程，是靠摩擦產(chǎn)生了電荷

【答案】C

7.下列說法正確的是（）

A.摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程

B.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程

C.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會(huì)帶正電

D.帶等量異種電荷的兩個(gè)導(dǎo)體接觸后，電荷會(huì)被中和，這種現(xiàn)象說明電荷會(huì)消失

【答案】B

8.將不帶電的導(dǎo)體A和帶有負(fù)電荷的導(dǎo)體B接觸后，在導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)（）

A.增加B.減少

C.不變D.先增加后減少

答案：C

9、有A、B、C三個(gè)塑料小球，A和B,B和C,C和A間均相互吸引，如果A帶正電，則（）

A.B、C球均帶負(fù)電B.B球帶負(fù)電，C球帶正電

C.B、C球中必有一個(gè)帶負(fù)電，而另一個(gè)不帶電D.B、C球都不帶電

答案：C

10.如圖，把一帶正電的小球a放在光滑絕緣面上，欲使球。能靜止在斜面上，需在/WN間放一帶電小球b,

則b應(yīng)（）

A.帶負(fù)電，放在點(diǎn)B.帶正電，放在B點(diǎn)

C.帶負(fù)電，放在C點(diǎn)D.帶正電，放在C點(diǎn)

【答案】C

【素養(yǎng)提升】

11.公元1世紀(jì)，東漢王充《論衡?亂龍》中記錄了“頓牟掇芥”。頓牟即琥珀，芥指芥菜籽，統(tǒng)喻干草、紙

等微小屑末。這個(gè)詞的意思就是經(jīng)過摩擦過的琥珀能夠吸引干草、紙等輕小的物體。下列關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象的

解釋正確的是（）

A.經(jīng)過摩擦的琥珀帶了電B.經(jīng)過摩擦的琥珀有了磁性

C.琥珀與干草帶異種電荷D.琥珀與干草帶同種電荷

答案：A

解析：AB.“頓牟掇芥”屬于靜電現(xiàn)象，是經(jīng)過摩擦的琥珀帶了電，B錯(cuò)誤A正確；

CD.同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。帶電體都有吸引輕小物體的性質(zhì)，干草不一定帶電，CD錯(cuò)

誤。

故選Ao

12.下列說法正確的是（）

A.摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程

B.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程

C.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會(huì)帶正電

D.帶等量異種電荷的兩個(gè)導(dǎo)體接觸后，電荷會(huì)被中和，這種現(xiàn)象說明電荷會(huì)消失

【答案】B

13.如圖所示，某同學(xué)在桌上放兩摞書，然后把一塊潔凈的玻璃板放在上面，使玻璃板離開桌面2?3cm,在

寬約0.5cm的紙條上畫出各種舞姿的人形用剪刀把它們剪下來，放在玻璃板下面再用一塊硬泡沫塑料在玻

璃上來回擦動(dòng)，此時(shí)會(huì)看到小紙人翩翩起舞，下列哪種做法能使實(shí)驗(yàn)效果更好（）

A.將玻璃板換成鋼板B.向舞區(qū)哈一口氣

C.將玻璃板和地面用導(dǎo)線連接D.用一根火柴把舞區(qū)烤一烤

答案：D

解析：A