高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电荷学案

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[学习目标] 1.知道自然界中的两种电荷及它们之间相互作用的规律，知道电荷量的概念及单位。2.理解摩擦起电、感应起电和接触起电(重难点)。3.理解电荷守恒定律的内容(重点)。
4.知道元电荷的概念，体会电荷量是不连续的。
一、电荷
1．自然界中有两种电荷：______电荷和________电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
2．电荷间的相互作用：同种电荷相互________，异种电荷相互________。
3．电荷量：电荷的多少，用Q或q表示，国际单位制中的单位是________，符号是C。正电荷的电荷量为________值，负电荷的电荷量为________值。
4．每个原子中________的正电荷数量与________的负电荷数量________，所以原子对外界表现为________。
(1)电荷的正负是人为规定的。( )
(2)摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，说明羽毛带了电。( )
二、物体的三种起电方式 验电器
1．摩擦起电
(1)由于________而使物体带电的方式叫作摩擦起电。
(2)原因：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的________会________到另一个物体上，于是原来电________的物体由于________________而带负电，________________的物体则带正电。
2．接触起电
将一个带电体与另一个不带电的导体接触，就可以使不带电的物体带上与带电体电性________的电荷，叫作接触起电。
3．感应起电
(1)如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的。
①手握绝缘棒把带正电荷的带电体C移近导体A，金属箔有什么变化？
②这时手持绝缘棒把导体A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么变化？
③再让导体A和B接触，又会看到什么现象？
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(2)静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互______或________，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。这种现象叫作静电感应。(如图)
感应起电：利用________________使金属导体带电的过程，叫作感应起电。
4．验电器
(1)作用：检验物体________________。
(2)原理：同种电荷相互________。
(3)静电计：把金属箔换成________，并用________制作外壳的验电器，如图所示。
例1 (多选)关于摩擦起电现象，下列说法正确的是( )
A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
B．两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷
C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
例2 如图所示，用起电机使金属球A带正电，将A靠近验电器上的金属小球B，则( )
A．验电器的金属箔不会张开，因为球A没有和B接触
B．验电器的金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C．验电器的金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D．验电器的金属箔张开，因为验电器下部的两片金属箔都带上了正电
验电器的两种应用
1．当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，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，如图甲。
2．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带异种电荷，而金属箔片上会带同种电荷(感应起电)，两个金属箔片在斥力作用下张开，如图乙。
例3 如图所示，不带电导体B在靠近带正电荷的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是( )
A．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带负电
B．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电
C．若用导线将Q接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将不带电
D．若用导线将P接地，然后断开，再取走导体A，则导体B将带正电
1．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，所以导体能够发生感应起电，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。
三、电荷守恒定律 元电荷
三种起电方式的比较
1．电荷守恒定律
(1)内容：电荷既不会________，也不会________，它只能从一个物体________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________保持不变。
(2)电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的________保持不变。
2．元电荷
(1)元电荷：最小的________，即________所带电荷量的大小。所有带电体所带电荷量只能是元电荷的________。
(2)元电荷的值e＝____________， 由物理学家________测定。
(3)比荷：带电体的________与________的比值叫作比荷。
电子的比荷为：eq \f(e,me)＝1.76×1011 C/kg。
(1)所谓“电荷的中和”是正、负电荷一起消失了。( )
(2)电荷有正负之分，元电荷也有正负之分。( )
(3)物体所带的电荷量可以为任意实数。( )
(4)物体带电荷量为＋1.60×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子。( )
例4 完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，让第三个完全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，求接触后两球带电荷量大小之比；
(2)若A、B两球带异种电荷，求接触后两球带电荷量大小之比。
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接触起电时电荷量的分配规律
当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配。
(1)若两个完全相同的金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分；
(2)若两个完全相同的金属球最初带异种电荷，则接触后电荷先中和再均分。
针对训练 有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有q＝2.0×10－5 C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA′＝________C，qB′＝________C，qC′＝________ C。使物体带电的方法
本质
电荷的总量
起电的共性本质
摩擦起电
电子从一个物体转移到另一个物体
不变
本质都是______
_____________，起电并不是创造了电荷，也没有电荷消失
接触起电
电子从一个物体________________
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感应起电
电子从物体的一部分____________
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