第九章靜電場及其應用1電荷學習目標學法指導1．知道自然界中只存在兩種電荷，知道電荷間的相互作用2．了解使物體帶電的方法，會從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認識物體帶電的本質(zhì)3．理解電荷守恒定律4．知道電荷量和元電荷的概念，知道電荷量不能連續(xù)變化1．通過復習初中有關(guān)知識，進一步認識自然界中只有兩種電荷2．通過摩擦起電、感應起電和接觸起電等方式使物體帶電，觀察了解靜電現(xiàn)象3．通過原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識分析靜電現(xiàn)象，理解帶電本質(zhì)知識導圖

預習導學|新知領(lǐng)悟電荷正電荷負電荷排斥吸引4．原子的組成原子由__________和核外電子組成，原子核由帶正電的________和不帶電的________組成，核外電子帶__________．通常原子內(nèi)正、負電荷的數(shù)量相同，故整個原子對外表現(xiàn)為電中性．5．自由電子和離子金屬中原子的外層電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由運動，這種電子叫作____________，失去自由電子的原子便成為帶正電的________．原子核質(zhì)子中子負電自由電子離子用絲綢摩擦過的玻璃棒為什么帶正電？用毛皮摩擦過的橡膠棒為什么帶負電？微思考【答案】玻璃棒及橡膠棒中的正電荷數(shù)量與負電荷數(shù)量一樣多，則顯中性．被絲綢摩擦過的玻璃棒失去電子，則帶正電；被毛皮摩擦過的橡膠棒得到電子，則帶負電．

有甲、乙、丙三個小球，將它們兩兩相互靠近，它們都相互吸引，如圖所示．那么，下面的說法中正確的是(

)A．三個小球都帶電B．只有一個小球帶電C．有兩個小球帶同種電荷D．有兩個小球帶異種電荷【答案】D【解析】由于甲和乙、甲和丙、乙和丙兩兩相互吸引，不可能有兩個小球帶有同種電荷，也不可能三個小球都帶電，A、C錯誤．若只有一個小球帶電，也不可能兩兩相互吸引，B錯誤．若有兩個小球帶異種電荷，另外一個小球不帶電，可以產(chǎn)生兩兩吸引的現(xiàn)象，D正確．1．摩擦起電．當兩種物質(zhì)組成的物體互相摩擦時，一些受束縛較弱的電子會________到另一個物體上．于是，原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電．如玻璃棒與絲綢摩擦時，玻璃棒容易失去______而帶正電，絲綢因獲得__________而帶負電．轉(zhuǎn)移摩擦起電和感應起電電子多余電子2．感應起電當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶__________電荷，遠離帶電體的一端帶________電荷，這種現(xiàn)象叫作_________．利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫作_____________．異號同號靜電感應感應起電用梳子梳頭時?？吹绞嶙游^發(fā)的現(xiàn)象，有時梳子還能吸引紙屑等輕小物體．干燥的冬季脫外衣時常聽到“叭叭”的聲響且伴有閃光，這些都是摩擦起電的結(jié)果．摩擦起電的電荷是從哪來的？微思考【答案】不同的物質(zhì)相互摩擦，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電．

如圖所示，用起電機使金屬球A帶正電，靠近驗電器B，則(

)A．驗電器金箔不張開，因為球A沒有和B接觸B．驗電器金箔張開，因為整個驗電器都帶上了正電C．驗電器金箔張開，因為整個驗電器都帶上了負電D．驗電器金箔張開，因為驗電器下部箔片都帶上了正電【答案】D【解析】因球A帶正電，靠近驗電器B，根據(jù)同種電荷相斥、異種電荷相吸的原理，驗電器金箔中的電子就會被金屬球A中正電荷吸引到驗電器的上端小球上，所以下端的驗電箔片就會帶上正電．因為同種電荷相互排斥，故箔片張開，D正確．1．電荷守恒定律的兩種表述方式(1)電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一個物體________到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持________．(2)一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的____________保持不變．轉(zhuǎn)移電荷守恒定律及元電荷不變代數(shù)和2．元電荷．(1)電荷量：電荷的__________叫作電荷量，常用符號Q或q表示，其國際單位是________，簡稱庫，符號為C.(2)元電荷：科學實驗發(fā)現(xiàn)______所帶的電荷量最小，且所有帶電體的電荷量是電子電荷量的________，這個最小的電荷量叫作元電荷，用e表示，在計算中通常取e＝________________C.質(zhì)子、正電子所帶電荷量與電子相等、電性相反．多少庫侖電子整數(shù)倍1.60×10－19

比如圖所示的現(xiàn)象為感應起電過程，為什么一定要先使導體球瞬時接地再移走施感電荷，而不是先移走施感電荷再接地？

微思考【答案】導體球瞬時接地時，導走負電荷，小球最終帶正電；若先移走施感電荷，球上感應出來的正、負電荷相互吸引而中和，小球最終不帶電．

保護知識產(chǎn)權(quán)，抵制盜版是我們每個公民的責任與義務，盜版書籍影響我們的學習效率甚至給我們的學習帶來隱患．小華有一次不小心購買了盜版的物理參考書，做練習時，他發(fā)現(xiàn)有一個物體所帶電荷量的數(shù)字看不清，拿來問老師，如果你是老師，你認為可能是下列幾個數(shù)字中的(

)A．6.2×10－19C

B．6.4×10－19CC．6.6×10－19C

D．6.8×10－19C【答案】B【解析】電荷量必須是元電荷e＝1.60×10－19C的整數(shù)倍，6.4×10－19C是e的4倍，故看不清的關(guān)鍵數(shù)字可能是B項．多維課堂|素養(yǎng)初培1．摩擦起電是使物體帶電的方式之一，也是一種常見的起電方式，試舉出摩擦起電的幾個實例．【答案】用塑料梳子梳頭時，頭發(fā)會飄起來；在春冬季節(jié)的晚間脫衣服時，會見到閃光；在干燥的冬天，手抓金屬把手瞬間會有被電擊的感覺．三種起電方式2．帶電體接觸驗電器的金屬球，驗電器指針會張開，此現(xiàn)象說明了什么？分析指針張開的原因．【答案】此現(xiàn)象說明接觸能使物體帶電．當帶電體接觸金屬球時，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗電器上，與金屬球相連的兩個指針帶上了同種電荷，因帶上同種電荷互相排斥而張開．3．帶電體接觸驗電器金屬球，兩指針張開一定角度，而帶電體靠近驗電器金屬球，兩指針也張開一定角度，試分析張開的原因．【答案】帶電體接觸驗電器的金屬球時，電荷轉(zhuǎn)移到驗電器上，是接觸帶電．當帶電體靠近金屬球時，金屬球一端就會聚集與帶電體電性相反的電荷，而指針端就會相對聚集與帶電體電性相同的電荷，從而張開，此現(xiàn)象實質(zhì)上屬于靜電感應現(xiàn)象．1．三種起電方式的比較方式摩擦起電感應起電接觸起電產(chǎn)生條件兩種物體摩擦帶電體靠近導體導體與帶電體接觸現(xiàn)象兩物體帶上等量異種電荷導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，且電性與原帶電體“近異遠同”導體與帶電體帶相同電性的電荷原因不同物質(zhì)的原子核對核外電子的束縛力不同而發(fā)生電子轉(zhuǎn)移導體中的自由電子受帶正(負)電物體吸引(排斥)而靠近(遠離)自由電荷在帶電體與導體之間發(fā)生轉(zhuǎn)移2．三種起電方式的本質(zhì)三種起電方式都不是創(chuàng)造了電荷，只是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分，它們的本質(zhì)都是電荷的轉(zhuǎn)移，電荷總量保持不變．三種起電方式的比較精例1關(guān)于摩擦起電、接觸起電、感應起電，下列說法中不正確的是(

)A．三種方式的實質(zhì)是一樣的，都是電子的轉(zhuǎn)移B．三種方式都產(chǎn)生了新電荷C．三種方式都符合電荷守恒定律D．摩擦起電、接觸起電需要接觸，而感應起電不需要接觸【答案】B【解析】摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體．感應起電是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分．摩擦起電、接觸起電、感應起電是起電的三種不同方式，實質(zhì)是一樣的，都是電子的轉(zhuǎn)移，都符合電荷守恒定律，故A、C、D正確，B錯誤．變式1下列關(guān)于電荷、起電的說法正確的是(

)A．自然界存在有三種電荷：正電荷、負電荷和元電荷B．靜電感應不是創(chuàng)造了電荷，只是電荷從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到另外一個部分C．摩擦起電是創(chuàng)造了電荷，從而使物體帶電D．一個帶電體接觸另外一個不帶電的物體，兩個物體會帶上異種電荷【答案】B三種起電方式的本質(zhì)精例2下列關(guān)于起電的說法錯誤的是(

)A．不管是何種起電方式，都要遵循電荷守恒定律B．摩擦起電時，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電C．摩擦和感應都能使電子轉(zhuǎn)移，只不過前者使電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，而后者則使電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分D．一個帶電體接觸一個不帶電的物體，則兩個物體帶上等量異種電荷【答案】D【解析】不管是何種起電方式，都要遵循電荷守恒定律，故A正確；摩擦起電時，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電，故B正確；摩擦和感應起電的原因均為電荷的轉(zhuǎn)移，摩擦和感應都能使電子轉(zhuǎn)移，只不過前者使電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，而后者則使電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，故C正確；接觸起電時，兩物體只能帶上同種電荷，并且只有兩物體完全相同時才能帶等量電荷，故D錯誤．變式2關(guān)于摩擦起電和感應起電的實質(zhì)，下列說法正確的是(

)A．摩擦起電現(xiàn)象說明了機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說明通過做功可以創(chuàng)造電荷B．摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體C．感應起電說明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體D．感應起電說明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體上去了【答案】B【解析】摩擦起電現(xiàn)象說明機械能可以轉(zhuǎn)化為電能，但并沒有創(chuàng)造電荷，電荷只是發(fā)生轉(zhuǎn)移，故A錯誤；摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，即說明了電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，故B正確；感應起電過程中電荷在電場力作用下，從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，故C、D錯誤．

起電的本質(zhì)起電本質(zhì)是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，構(gòu)成物質(zhì)的原子是由帶正電的原子核和核外帶負電的電子組成．一般情況下，原子核的正電荷數(shù)量與電子的負電荷數(shù)量一樣多，整個原子顯電中性．起電過程的實質(zhì)都是使電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，從而破壞了原子的電中性，得到電子的物體(或物體的一部分)帶上負電荷，失去電子的物體(或物體的一部分)帶上正電荷．1．我們晚上睡覺脫毛衣時，會發(fā)現(xiàn)脫毛衣的過程中，毛衣上常發(fā)出亮光，并伴有“噼哩啪啦”的響聲，這時我們通常會說毛衣帶電了，這個帶電過程其實是由摩擦引起的．那么物體摩擦怎么會起電呢？【答案】原子中的原子核結(jié)構(gòu)一般是很穩(wěn)定的，而核外的電子靠原子核中質(zhì)子的吸引力維系在原子核附近，這樣離原子核較遠的電子受到的束縛較小，容易受到外界的作用而脫離原子，當兩個物體互相摩擦時，一些受束縛較弱的電子就會發(fā)生轉(zhuǎn)移而使物體帶電．電荷守恒定律的理解及應用2．試用電荷守恒定律解釋物體帶電的實質(zhì)．【答案】無論是摩擦起電、接觸起電還是感應起電，其起電的原因都是電荷的轉(zhuǎn)移，在起電過程中總電荷量保持不變，即起電過程并沒有創(chuàng)造電荷．1．“中性”與“中和”的理解(1)中性：物體內(nèi)有電荷存在，但正、負電荷的絕對值相等，對外不顯電性．(2)中和：兩個帶有等量異種電荷的帶電體相接觸達到電中性的過程．2．守恒的廣泛性電荷守恒定律同能量守恒定律一樣，是自然界中最基本的規(guī)律之一，任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律，也涵蓋了近代物理實驗發(fā)現(xiàn)的微觀粒子在變化中遵守的規(guī)律．如：由一個高能光子可以產(chǎn)生一個正電子和一個負電子，一對正、負電子可同時湮滅，轉(zhuǎn)化為光子．在這種情況下，帶電粒子總是成對產(chǎn)生或湮滅，電荷的代數(shù)和不變．電性的判斷精例3有一個質(zhì)量很小的小球A，用絕緣細線懸掛著，當用毛皮摩擦過的硬橡膠棒B靠近它時，看到它們互相吸引，接觸后又互相排斥，則下列說法正確的是(

)A．接觸前，A、B一定帶異種電荷B．接觸前，A、B可能帶同種電荷C．接觸前，A球一定不帶任何電荷D．接觸后，A球一定帶電【答案】D【解析】毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷．如果小球A帶電，根據(jù)異種電荷相互吸引可知，小球A帶正電．帶同種電荷會相互排斥，接觸前，A、B不可能帶同種電荷．橡膠棒帶負電，根據(jù)帶電體吸引輕小物體可知，小球A可能不帶電，A、B、C錯誤；當接觸后，出現(xiàn)相互排斥，則小球A一定帶電，D正確．變式3

(2021年雙鴨山名校月考)驗電器可以用來檢驗物體是否帶電和所帶的電性．現(xiàn)將一帶電物體靠近如圖所示的驗電器金屬球，下列判斷正確的是(

)A．若驗電器帶正電，金箔張角變小，可知物體帶正電B．若驗電器帶正電，金箔張角變大，可知物體帶負電C．若驗電器帶負電，金箔張角變大，可知物體帶負電D．若驗電器帶負電，金箔張角變大，可知物體帶正電【答案】C【解析】驗電器上帶正電荷后，驗電器上的金箔張開一定角度，如果用另一個帶電體接觸驗電器的金屬球，若金箔張角變大，說明電荷量變大，則帶電體一定帶正電；若金箔張角變小，則帶電體可能帶負電，也可能帶正電，但電荷量比原來小，故A、B錯誤；驗電器上帶負電荷后，驗電器上的金箔張開一定角度，如果用另一個帶電體接觸驗電器的金屬球，若金箔張角變大，說明電荷量變大，則帶電體一定帶負電；若金箔張角變小，則帶電體可能帶正電，也可能帶負電，但電荷量比原來小，故C正確，D錯誤.電荷量的計算精例4

(多選)完全相同的兩個金屬小球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個完全相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后移開．這時，A、B兩球的電荷量之比為(

)A．2∶3

B．3∶2C．2∶1

D．1∶2【答案】AC變式4

(2021年綏化名校期末)有完全相同的金屬小球A和B，A球帶電荷量為＋16Q，B球帶電荷量為－8Q.現(xiàn)將A與B接觸后分開，則A、B兩球帶電荷量分別為(

)A．－8Q，＋16Q B．＋8Q，＋8QC．＋4Q，＋4Q D．－4Q，－4Q【答案】C核心素養(yǎng)微專題跳舞的小紙人如圖所示，在桌上間隔一定距離放兩本書，將一塊潔凈的玻璃板放置于兩書之上，使玻璃板離開桌面2～3cm．用寬0.5cm的紙條剪出各種姿態(tài)的人形小紙片，放在玻璃板下面，然后用一塊硬泡沫塑料在玻璃上摩擦，可見小紙人翩翩起舞．小紙人為什么會翩翩起舞呢？是因為玻璃板與硬泡沫塑料摩擦后，分別帶上等量異種電荷，帶電玻璃板能夠吸引輕小物體，小紙人接觸玻璃板，帶上與玻璃板相同性質(zhì)的電荷，小紙人落下，如此反復，小紙人就翩翩起舞了．如果實驗前把“舞區(qū)”烤一烤，實驗效果會更好．這說明在干燥環(huán)境中容易起電，其原因是干燥的空氣不會把摩擦后玻璃板上所帶的電荷導走．【專練】古希臘貴族婦女外出時都喜歡穿柔軟的絲綢衣服，戴琥珀做的首飾．人們發(fā)現(xiàn)，不管將琥珀首飾擦得多干凈，它很快就會吸上一層灰塵，這主要是因為(

)A．琥珀是一種樹脂化石，樹脂具有粘性，容易吸附灰塵B．室外的灰塵比較多，在琥珀上積聚的速度比較快C．經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電，能吸引灰塵D．琥珀本身帶電，能吸引灰塵【答案】C【解析】琥珀本身不帶電，琥珀首飾經(jīng)絲綢摩擦后，便帶有了電荷，由于帶電體能夠吸引輕小物體，所以帶電的琥珀會將輕小的灰塵吸附在它上面，導致琥珀比較容易臟，故C正確，A、B、D錯誤．課堂小練|素養(yǎng)達成1．(多選)(2021年南京名校期中)關(guān)于電荷，下列說法正確的(

)A．同種電荷相互吸引，異種電荷相互排斥B．電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分C．絲綢和玻璃棒原本不帶電，經(jīng)過摩擦就帶電了，電荷被創(chuàng)造出來D．一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變

【答案】BD2．(多選)用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的硬橡膠棒都能吸引輕小物體，下列說法正確的是(

)A．被摩擦過的玻璃棒和硬橡膠棒一定帶上了電荷B．被摩擦過的玻璃棒和硬橡膠棒一定帶有同種電荷C．被吸引的輕小物體一定是帶電體D．被吸引的輕小物體可能不是帶電體【答案】AD【解析】絲綢和玻璃棒摩擦，玻璃棒上的電子轉(zhuǎn)移到絲綢上，玻璃棒因缺少電子而帶正電，絲綢因有多余電子而帶負電，毛皮與橡膠棒