高二物理人教选修3-1第一章第1节《电荷及其守恒定律》（新人教）

欢迎进入物理课堂 第一章静电场1电荷及其守恒定律 1 自然界中只存在两种电荷 即 电荷和 电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是 电荷 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是 电荷 同种电荷相互 异种电荷相互 2 物体的带电方式 1 摩擦起电 两个不同的物体相互摩擦 失去电子的带 电 获得电子的带 电 2 感应起电 导体接近 不接触 带电体 使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷 而另一端带上与带电体相 的电荷 正 负 正 负 排斥 吸引 正 负 反 同 3 电荷守恒定律 电荷既不能 也不能 它们只能从一个物体 到另一个物体 或者从物体的一部分 到另一部分 在转移过程中 电荷的总量保持 4 双选 关于元电荷的理解 下列说法正确的是 A 元电荷就是电子 BD B 元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C 元电荷就是质子D 物体所带电量只能是元电荷的整数倍 创生 消灭 转移 转移 不变 知识点1起电的三种方式1 摩擦起电的原因 当两个物体相互摩擦时 一些束缚得不紧的 往往从一个物体转移到另一个物体 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 电子 负电 正电 2 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 电荷 远离带电体的一端带 电荷 这种现象叫做静电感应 利用静电感应使金属导 体带电的过程叫做 起电 异号 3 接触起电 一个带电体接触另一个导体时 由于带电体电荷间的相互排斥 电荷会 到这个导体上 使这个导 体也带电 这种方式称为 起电 转移 4 三种起电方式均能使物体带电 这三种起电方式中物体所带电性有何不同 通过摩擦起电和感应起电的两带电物体的电性相反 而接触起电时 两带电物体的电性相同 同号 感应 接触 三种起电方式的实质 1 摩擦起电 实质是得失电子 两带电物体的电性相反 电量相等 2 感应起电 实质是导体中自由电荷转移 两带电物体的 电性近异远同 3 接触起电 实质是自由电荷从一个物体转移到另一个物 体 两带电物体的电性一定相同 例1 关于摩擦起电与感应起电 以下说法正确的是 A 摩擦起电是因为电荷的转移 感应起电是因为产生电荷B 摩擦起电是因为产生电荷 感应起电是因为电荷的转移C 不论是摩擦起电还是感应起电 都是电荷的转移D 以上说法均不正确 答案 C 解析 不论是摩擦起电还是感应起电 其带电的实质都是电荷的转移 而不是产生电荷 故C正确 触类旁通 1 下列叙述正确的是 A 摩擦起电是创造电荷的过程B 接触起电是电荷转移的过程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 一对正负电子接触后 电荷会消失 这种现象叫电子的湮灭 解析 摩擦起电 接触起电 感应起电都是电荷的转移 A C错 B对 电子 湮灭 不是电子的消失 而是一个正电子结合一个负电子后整体不再显示电性 D错 答案 B 例2 把两个完全相同的金属球A和B接触一下 再分开一定距离 发现两球之间相互排斥 则A B两球原来的带 电情况不可能是 A 带有等量异种电荷B 带有等量同种电荷C 带有不等量异种电荷D 一个带电 另一个不带电解析 当两个完全相同的小球分别带等量异种电荷时 两球接触后 都不带电 不可能相互排斥 故A项是不可能的 答案 A 触类旁通 2 将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后移开 关于导体A的带电分析正确的是 A 因为A导体上的正电荷转移到B导体 故A带负电荷B 因为B导体上的负电荷转移到A导体 故A带负电荷C 因为B导体上的正电荷转移到A导体 故A带正电荷D 无法确定解析 接触起电后两带电物体所带电的电性相同 故A导体一定带负电 C D错误 接触起电过程实质是电子由B导体转移到A导体 所以A带负电荷 故B正确 答案 B 知识点2电荷守恒定律1 电荷既不能创造 也不能消灭 只能从一个物体 到另一个物体 或者从物体的一部分转移到另一部分 在转移过程中 电荷的总量保持 这个结论叫做电荷守恒 定律 转移 不变 2 甲 乙两同学各拿一带电小球做实验 不小心两小球接触了一下 结果两小球都没电了 电荷哪里去了呢 是否违背了电荷守恒定律 两球上的异种电荷中和了 即正 负电荷代数和为0 对外不显电性 没有违背电荷守恒定律 1 电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一 2 起电过程实质上是物体中正 负电荷的分离和转移的过程 不论哪一种起电过程都没有创造电荷 也没有消灭电荷 本质都是电荷发生了转移 也就是说物体所带电荷的重新分配 3 电荷的中和现象实质上是正 负电荷的结合过程 当电荷的种类 数量达到异号 等量时 正 负电荷代数和为0 但在分离 转移 结合等过程中电荷的总量保持不变 例3 双选 原来甲 乙 丙三物体都不带电 今使甲 乙两物体相互摩擦后 乙物体再与丙物体接触 最后 得知甲物体带正电荷1 6 10 15C 丙物体带电荷量8 10 16C 则对 于最后乙 丙两物体的带电情况 下列说法中正确的是 A 乙物体一定带有负电荷8 10 16 C B 乙物体可能带有负电荷2 4 10 15CC 丙物体一定带有正电荷8 10 16CD 丙物体一定带有负电荷8 10 16C 解析 由于甲 乙 丙原来都不带电 即都没有净电荷 甲 乙摩擦导致甲失去电子1 6 10 15C而带正电 乙物体得到电子而带1 6 10 15C的负电荷 乙物体与不带电的丙物体 相接触 从而使一部分负电荷转移到丙物体上 故可知乙 丙两物体都带负电荷 由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为 1 6 10 15C 8 10 16C 8 10 16C 故A D正确 答案 AD 触类旁通 3 如图1 1 1所示 将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘 下列方 法中不能使两球都带电的是 A 先把两球分开 再移走棒B 先移走棒 再把两球分开 C 使棒与甲球瞬时接触 再移走棒 图1 1 1 D 先将两球分开 使棒与甲球瞬时接触再移走棒 然后将两球接触 解析 由于静电感应 甲球感应出正电荷 乙球感应出负电荷 把两球分开后 它们带上了等量异种电荷 若先将棒移走 则两球的异种电荷中和 所以不会带上电荷 使棒与甲球接触 则两球会因接触而带上负电荷 若两球分开 使棒与甲球瞬时接触则甲球带上负电 移走棒后两球会因接触而带上负电荷 答案 B 知识点3元电荷 1 60 10 19 e e的整数倍 1 电荷量 它表示物体所带电荷的多少 在国际单位制中 它的单位是 用字母 表示 库仑 C 2 元电荷 最小的电荷量叫做元电荷 用e表示 e C 所有带电体的电荷量等于 或者 3 有人说质子和电子都是元电荷 这种说法你认为对吗 质子或电子所带电荷的多少叫元电荷 但不能说质子和电子是元电荷 1 76 1011C kg 1 带电体的电荷量不能连续变化 因为最小的电荷量为1 60 10 19C 2 质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等 但不能说它们是元电荷 3 电子的电荷量与质量的比叫做电子的比荷 电子的比荷 为 eme 例4 双选 科学家在研究原子 原子核及基本粒子时 为了方便 常常用元电荷作为电荷量的单位 关于元电荷 下 列论述正确的是 A 把质子或电子叫元电荷 B 1 6 10 19 C的电荷量叫元电荷 C 电子带有最小的负电荷 其电荷量的绝对值叫元电荷D 一个带电物体的带电量为1 0 10 19C 解析 元电荷不是电荷 它是指电荷所带的电荷量 电荷 量1 6 10 19C称为元电荷 质子和电子都不是元电荷 它们 所带电荷量的绝对值是元电荷 所有带电体的电荷量一定等于 1 6 10 19C或者1 6 10 19C的整数倍 答案 BC 触类旁通 4 双选 关于元电荷 下列说法正确的是 A 任何一个带电粒子所带的电荷都是元电荷B 有一个带电体的带电荷量为205 5倍的元电荷C 元电荷是最小的电荷量单位D 元电荷没有正负之分解析 元电荷是最小的电荷量单位 带电体的电荷量均为元电荷的整数倍 元电荷只是电荷量的单位 不是带电粒子 没有电性之说 故C D正确 答案 CD 电荷守恒与电量分配 在分析接触起电物体带电量的问题时必须注意 1 无论哪种起电方式都是电荷发生转移 并没有创造新的 电荷 2 接触带电时 电荷的总量不变 两接触物体所带电的电 性相同 电荷的分配与物体的形状和大小有关 3 只有当两个完全相同的带电绝缘金属小球相接触时 最终所带的电量才相同 若两球各带同种电荷 则只需将电荷量相加 然后均分即可 若为带不等量异种电荷 则电荷量少的要先被中和 剩余的电荷再均分 例5 完全相同的两个金属小球A B带有相等的电荷量 相隔一定的距离 现让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与A B接触后再移开 1 若A B两球带同种电荷 接触后A B两球的带电荷量 之比为多少 2 若A B两球带异种电荷 接触后A B两球的带电荷量 之比为多少 触类旁通 5 有两个完全相同的带电绝缘金属小球A B 分别带有电荷量QA 6 4 10 9C QB 3 2 10 9C 让两绝缘金属小 球接触 问 1 两球最后各带多少电 2 在接触过程中 电子如何转移并转移了多少 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全