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1、第1节 电荷及其守恒定律 一、电荷1两种电荷自然界只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。规定2电荷间的作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。3原子的组成原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电中性。4自由电子和离子金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。判一判1当物体不带电时，物体内部不存在电荷()2金属中的电子和正离子都属于自由电荷()3用丝绸摩擦过的任何物质都带正电荷()二、摩擦起电和感应起电1摩
2、擦起电当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子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负电，失去电子的物体则带正电。如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去电子而带正电，丝绸因有了多余的电子而带负电。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异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷，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感应起电。三、电荷守恒定律及元电荷1电荷守恒定律的两种表述方式(1)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
3、一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。(2)一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。2元电荷(1)电荷量：电荷的多少叫电荷量，常用符号Q或q表示，其国际单位是库仑，符号为C。(2)元电荷：科学实验发现质子和电子所带的电荷量最小，且其他带电体所带电荷量是质子电荷量的整数倍，这个最小的电荷量叫元电荷，用e表示，在计算中通常取e1.601019 C。(3)比荷：电子的电荷量e跟电子的质量me之比，叫做电子的比荷，其值为1.761011 C/kg。选一选毛皮与硬橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电，这是因为( ) A空气中的正电荷转移到毛皮上B空气中的负电荷转移到橡胶棒上C毛皮上的一
4、些电子转移到橡胶棒上D橡胶棒上的电子转移到毛皮上解析：选C摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，中性的物体若缺少了电子则带正电，多了电子则带负电。由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，使缺少了电子的毛皮带正电，C正确。判一判1元电荷不是电荷，而是一个数值()2元电荷实质上是指电子和质子本身()3一个带正电的金属球与一个不带电的金属球接触，带正电的金属球电荷量减少是因为带正电金属球的部分正电荷转移到不带电的金属球中()典型例题例1.多选如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部有贴金属箔片，C是
5、带正电的小球，下列说法正确的是( )A把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合解析虽然A、B起初都不带电，但带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触起电，也分别带上了与A、B同种的电荷，由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A正确；C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B
6、上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经分开，所带电荷量也不变，金属箔片仍张开，B正确；如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的吸引力作用下中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错；先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷会完全中和，箔片都不会张开，D错误。答案AB点评感应起电的两个重要特点(1)近异远同：用带电体靠近不带电的导体时，会在靠近带电体的一端感应出与带电体电性相反的电荷，远离端感应出与带电体电性相同的电荷。(2)等量异性：用带电体靠近不带电的导体(或两不带电的相互接触的导
7、体)时，会在原不带电的导体两端(或两不带电的相互接触的导体上)感应出等量异性的电荷。即时巩固1多选如图所示，把架在绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷，关于使导体带电的以下说法正确的是( )A如果用手摸一下导体的B端，B端负电荷将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体将带正电B如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体，与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电C如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，则手指离开，移去带电体C，导体不带电D无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手
8、指离开，移去带电体C，导体带正电解析：选AD无论用手摸一下导体的什么位置，都会使枕形导体通过人体与大地相连，由于静电感应，导体上的自由电子将经人体流入大地，使得导体带正电，手指离开，移去带电体C，导体所带正电不变。 1. 物体带电的实质 使物体带电不是创造了电荷，也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间或物体内部电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电，均符合电荷守恒定律。2两个完全相同的导体的电荷分布规律(1)两个完全相同的导体，一个带电，另一个不带电。当两个导体接触后再分开时，两导体所带的电荷量相等，都等于原来电荷量的一半。(2)两个完全相同的导体，都带有一定量的
9、电荷，若两带电体的电量分别为Q1、Q2，则它们接触后再分开都带有的电量，式中电量Q1、Q2均包含它们的正负号。(3)两个完全相同的导体的电荷分布规律如图所示。典型例题例2.两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量QA6.4109 C，QB3.2109 C，让两金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个(元电荷e1.61019 C)?解析两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。即接触后两小球的电荷量分别为QQ C1.6109 C在接触过程中，电子由B球转移到A球，自身的净电荷全部中和后，继续转移，直至其带电荷量Q的正电，这样，共转移的电子电荷量大小为Q
10、|QB|Q3.2109 C1.6109 C4.8109 C则转移的电子数n3.01010(个)答案电子由B球转移到A球，转移的电子数为3.01010个点评用电荷量分配原则解题时的注意事项(1)电荷均分的前提条件是两导体完全相同。(2)不同的导体接触后再分开，每个导体上所带电荷量不满足平均分配规律。即时巩固2半径相同的两个金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C先后与A、B接触后移开。(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比多大？(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？解析：(1)若A、B带同种电荷，设其电荷量为Q，C与
11、A接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A、C所带的电荷量均为Q；C与B接触后平分二者电荷量，则B、C的电荷量均为Q，故A、B最终的电荷量之比为QQ23。(2)若A、B带异种电荷，设其电荷量分别为Q、Q，A、C接触后，平分电荷量，A、C的电荷量均变为Q，C与B接触后，先中和再平分二者的电荷量，C、B的电荷量均为Q，则A、B最终的电荷量之比为Q21。答案：（1）23 （2）21 1关于摩擦起电和感应起电，下列说法正确的是( )A摩擦起电是电荷的转移，感应起电是创造了电荷B摩擦起电是创造了电荷，感应起电是电荷的转移C不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移D以上说法均不正确解析：选C无论哪种方式起
12、电，都不是创造了电荷，而是电荷的转移，选项A、B、D错误，选项C正确。2对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是( )A物体上一定有多余的电子B物体上一定缺少电子C物体带的电荷量一定是e1.61019 C的整数倍D物体带的电荷量可以是任意的一个值解析：选C带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余电子，选项A、B错误；物体带的电荷量一定等于元电荷或元电荷的整数倍，选项C正确，选项D错误。3.如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则( )A验电器金箔不张开，因为球A没有和B接触B验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电C验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电D验
13、电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电解析：选D因球A带正电，靠近验电器B，根据同种电荷相斥、异种电荷相吸的原理，验电器金箔中的电子就会被金属球A中正电荷吸引到验电器的上端小球上，所以下端的验电箔片就会带上正电。因为同种电荷相互排斥，故箔片张开，D正确。4多选下列说法正确的是( )A电子和质子都是元电荷B一个带电体的电荷量为205.5倍的元电荷C元电荷是最小的带电单位D元电荷没有正、负之分解析：选CD元电荷是最小的带电单位，带电体的带电荷量均为元电荷的整数倍；元电荷不是带电粒子，没有电性之说，A、B错误，C、D正确。5如图所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是( )A枕形金属导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动解析：选B金属导体中能够移动的自由电荷是电子，自由电子的移动导致A、B端带不同的电荷，B正确，A、C、D错误。6
