1、第一节电荷及其守恒定律第一节电荷及其守恒定律课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.经历摩擦起电和感应起电的实验过程，经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质认识物体带电的本质2理解电荷守恒定律理解电荷守恒定律3知道什么是元电荷，知道电荷量的概念及其单位知道什么是元电荷，知道电荷量的概念及其单位，知道比荷的概念，知道比荷的概念重点难点：起电的实质与电荷守恒定律的理解和应重点难点：起电的实质与电荷守恒定律的理解和应用用核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第一一
2、节节电电荷荷及及其其守守恒恒定定律律课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、电荷一、电荷1物质的电结构物质的电结构原子由带原子由带_的原子核和带的原子核和带_的电子组成，电子的电子组成，电子绕原子核高速旋转原子核的正电荷的数量跟核外电绕原子核高速旋转原子核的正电荷的数量跟核外电子的负电荷的数量子的负电荷的数量_，所以整个原子对外界较远，所以整个原子对外界较远位置表现为位置表现为_正电正电负电负电相等相等电中性电中性金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由
3、活动的电子叫做电子叫做_，失去电子的原子便成了带，失去电子的原子便成了带正电的离子正电的离子自由电子自由电子2三种起电方式三种起电方式(1)摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带_，则，则丝绸带有丝绸带有_，这是因为玻璃棒上的部分，这是因为玻璃棒上的部分_转移到了丝绸上；用毛皮摩擦过的橡胶棒带转移到了丝绸上；用毛皮摩擦过的橡胶棒带_，毛皮带毛皮带_，这是因为毛皮上的部分，这是因为毛皮上的部分_转移转移到了橡胶棒上到了橡胶棒上正电正电负电负电电子电子负电负电正电正电电子电子(2)感应起电：把带电体移近不带电的导体，可以使靠感应起电：把带电体移近不带电的导体，可以使靠近带电体
4、的一端带近带电体的一端带_电荷，远离的一端带电荷，远离的一端带_电电荷，这种现象叫做荷，这种现象叫做_，利用静电感应使物，利用静电感应使物体带电的过程叫做体带电的过程叫做_(3)接触起电：不带电的物体与带电的物体接触后会带接触起电：不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷，这种使物体带电的方式叫做上电荷，这种使物体带电的方式叫做_，两个完全相同的物体接触后，会使电荷量两个完全相同的物体接触后，会使电荷量_异号异号同号同号静电感应静电感应感应起电感应起电接触起电接触起电平分平分思考感悟思考感悟1感应起电的方式能使绝缘体带电吗？感应起电的方式能使绝缘体带电吗？提示：提示：不能绝缘体中几乎没有自由电
5、荷不能绝缘体中几乎没有自由电荷二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律表述一：电荷既不会表述一：电荷既不会_，也不会，也不会_，只，只能从一个物体转移到能从一个物体转移到_，或者从物体的，或者从物体的一部分转移到一部分转移到_在转移过程中，电荷在转移过程中，电荷的的_保持不变保持不变表述二：一个与外界没有表述二：一个与外界没有_交换的系统，电荷交换的系统，电荷的的_保持不变保持不变创生创生消灭消灭另一个物体另一个物体另一部分另一部分总量总量电荷电荷代数和代数和三、元电荷三、元电荷1电荷量：电荷的多少其国际单位是电荷量：电荷的多少其国际单位是_，简称库，用简称库，用C表示表示2元电荷：最小的电荷量，即元
6、电荷：最小的电荷量，即_所带的电荷所带的电荷量，用量，用e表示，表示，e_C，最早由美国物，最早由美国物理学家理学家_测得测得3电子的比荷：电子的电子的比荷：电子的_与电子的与电子的_之比之比库仑库仑电子电子1.61019密立根密立根电荷量电荷量质量质量思考感悟思考感悟2有人说电子或质子是元电荷，对吗？质子或电有人说电子或质子是元电荷，对吗？质子或电子的比荷相同吗？子的比荷相同吗？提示：提示：元电荷是电量的单位，电子或质子的带电元电荷是电量的单位，电子或质子的带电量等于量等于1个元电荷的带电粒子，质子或电子的比荷个元电荷的带电粒子，质子或电子的比荷不同不同核心要点突破核心要点突破一、三种起电方
7、式的比较一、三种起电方式的比较摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触起电接触起电产生产生条件条件两不同绝缘体摩擦时两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时导体靠近带电体时导体与带电导体导体与带电导体接触时接触时现象现象两物体带上等量异种两物体带上等量异种电荷电荷导体两端出现等量异种电导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体荷，且电性与原带电体“近异远同近异远同”导体上带上与带导体上带上与带电体相同电性的电体相同电性的电荷电荷原因原因不同物质的原子核对不同物质的原子核对核外电子的束缚力不核外电子的束缚力不同而发生电子得失同而发生电子得失导体中的自由电子受带正导体中的自由电子受带正(负负)电物体吸引电物
8、体吸引(排斥排斥)而而靠近靠近(远离远离)电荷之间的相互电荷之间的相互排斥排斥实质实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移均为电荷在物体之间或物体内部的转移即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为为()A毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上B毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上D橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上解析：解析：选选A.摩擦起电的实质是电子从一个物
9、体转移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带正电到另一个物体上，中性的物体若缺少了电子带正电，多余了电子就带负电由于毛皮的原子核束缚电，多余了电子就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，缺少了电子的毛皮带正电些电子转移到橡胶棒上，缺少了电子的毛皮带正电而正电荷是原子核内的质子，不能自由移动，所而正电荷是原子核内的质子，不能自由移动，所以以A正确正确二、电荷守恒定律的理解二、电荷守恒定律的理解1“中性中性”、“中和中和”的本质的本质电中性的物体是有电荷存在的，只
10、是代数和为电中性的物体是有电荷存在的，只是代数和为0，对，对外不显电性；电荷的中和是指电荷的种类、数量达外不显电性；电荷的中和是指电荷的种类、数量达到异号、等量时，正负电荷代数和为到异号、等量时，正负电荷代数和为0.2“总量总量”含义：指电荷的代数和含义：指电荷的代数和3起电过程中电荷变化起电过程中电荷变化不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭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带电荷的重新分配4守恒的广泛性守恒的广泛性电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最电荷守恒定律同能量
11、守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律如：由一个高能光子可以产生一个正遵守的规律如：由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮没、电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮没、转化为光子在这种情况下，带电粒子总是成对产转化为光子在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮没，电荷的代数和不变生或湮没，电荷的代数和不变即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空
12、气中，经过一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上净电荷几乎不存在了，一段时间后，发现该小球上净电荷几乎不存在了，这说明这说明()A小球上原有负电荷逐渐消失了小球上原有负电荷逐渐消失了B在此现象中，电荷不守恒在此现象中，电荷不守恒C小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了电子导走了D该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律荷守恒定律解析：解析：选选CD.绝缘小球上电荷量减少是由于电子通绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过潮湿空气导电转移到外界，只是小球上电荷量减过潮湿空气
13、导电转移到外界，只是小球上电荷量减小，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组小，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组成的系统而言，电荷总量保持不变，因此成的系统而言，电荷总量保持不变，因此C、D选项选项正确正确课堂互动讲练课堂互动讲练电荷间的相互作用电荷间的相互作用 (2011年盐城调研年盐城调研)如图如图111所示，挂在所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以用而靠近或远离，所以()图图111A甲图中两球一定带异种电荷甲图中两球一定带异种电荷B乙图中两球一定带同种电荷乙图中两球一定带同种电荷C甲图中两球至少有一个
14、带电甲图中两球至少有一个带电D乙图中两球只有一个带电乙图中两球只有一个带电【精讲精析精讲精析】若两物体相互排斥，必定带同种电若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，也可能一个带电荷，另一个不带电荷当只有一个物可能一个带电荷，另一个不带电荷当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作体带电时，不带电物体由于受到带电物体电荷的作用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋向于远离带电物体，这一过程类似于静电种电荷趋向于远离带电物体，这一过程类似于静电感应，因此
15、两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力综上知，上显示的是吸引力综上知，B、C选项正确选项正确【答案答案】BC【规律总结规律总结】两个带异种电荷的物体相互吸引，两个带异种电荷的物体相互吸引，一个带电体和一个不带电的物体也相互吸引一个带电体和一个不带电的物体也相互吸引变式训练变式训练1绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的的表面镀有铝膜，在表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球的近旁有一绝缘金属球b，开，开始时始时a、b不带电，如图不带电，如图112所示，现使所示，现使b球带球带电，则电，则()Aa、
16、b之间不发生相互作用之间不发生相互作用Bb将吸引将吸引a，吸在一起不分开，吸在一起不分开Cb立即把立即把a排斥开排斥开Db先吸引先吸引a，接触后又把，接触后又把a排斥开排斥开图图112解析：解析：选选D.b球带电就能吸引轻质小球球带电就能吸引轻质小球a，接触后电，接触后电荷量重新分配，那么荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要球带同种电荷，然后就要相互排斥因此本题突出相互排斥因此本题突出“近旁近旁”，以表达吸引并，以表达吸引并能接触能接触 如图如图113所示，将带有负电的绝缘棒移近两所示，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个不带电的导体球，两个导体球开
17、始时互相接触且对地绝缘，下列方法中能使两球都带电的是对地绝缘，下列方法中能使两球都带电的是()A先把两球分开，再移走棒先把两球分开，再移走棒B先移走棒，再把两球分开先移走棒，再把两球分开C使棒与甲球瞬时接触，再移走棒使棒与甲球瞬时接触，再移走棒D先使乙球瞬时接地，再移走棒先使乙球瞬时接地，再移走棒感应起电的理解感应起电的理解图图113【思路点拨思路点拨】移近金属球，是感应起电；接触金移近金属球，是感应起电；接触金属球则是接触起电，弄清实质则可解决此类问题属球则是接触起电，弄清实质则可解决此类问题【精讲精析精讲精析】由于静电感应，甲球感应出正电荷由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，
18、把两球分开后，它们带上了，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，所以等量异种电荷，所以A正确；若先将棒移走，则两正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所以负电荷，所以C正确；若使乙球瞬时接地，则乙球正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷会重新，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷会重新分布在甲、
19、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以，所以D正确正确【答案答案】ACD【规律总结规律总结】对每一种起电方法要理解起电过程对每一种起电方法要理解起电过程，如感应起电是由于外来电荷，如感应起电是由于外来电荷(电场电场)的作用使某导的作用使某导体内电荷重新分布，接触起电是由于电荷间作用使体内电荷重新分布，接触起电是由于电荷间作用使两导体间电荷发生转移两导体间电荷发生转移变式训练变式训练2(2011年广州六校联考年广州六校联考)如图如图114所示，不带电的枕形导体的所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金属箔片两端各贴有一对金属箔片当枕形导体的当枕
20、形导体的A端靠近一带正电端靠近一带正电导体导体C时时()AA端金属箔片张开，端金属箔片张开，B端金属端金属箔片闭合箔片闭合图图114B用手触摸枕形导体后，用手触摸枕形导体后，A端金属箔片仍张开，端金属箔片仍张开，B端金属箔片闭合端金属箔片闭合C用手触摸枕形导体后，将手和用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金都移走，两对金属箔片均张开属箔片均张开D选项选项A中两对金属箔片分别带异种电荷，选项中两对金属箔片分别带异种电荷，选项C中两对金属箔片带同种电荷中两对金属箔片带同种电荷解析：解析：选选BCD.根据静电感应现象，带正电的导体根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体放在枕形导体A端附近，
21、在端附近，在A端出现了负电，在端出现了负电，在B端端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布金属箔片上带电相斥而张，只是电荷的重新分布金属箔片上带电相斥而张开，选项开，选项A错误用手摸枕形导体后，错误用手摸枕形导体后，B端不是最远端不是最远端了，人是导体，这样端了，人是导体，这样B端不再有电荷，端不再有电荷，B端金属箔端金属箔片闭合，片闭合，A端金属箔片仍张开，选项端金属箔片仍张开，选项B正确用手触正确用手触摸导体时，只有摸导体时，只有A端带负电，将手和端带负电，将手和C移走后，不再移走后，不再有静电感应，有静电感应，A端所带
22、负电便分布在枕形导体上，端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金属箔片均张开，选项端均带有负电，两对金属箔片均张开，选项C正正确从以上分析看出，选项确从以上分析看出，选项D正确正确 如图如图115所示，有一带正电的验电器，当所示，有一带正电的验电器，当一金属球一金属球A靠近验电器的小球靠近验电器的小球B(不接触不接触)时，验电器时，验电器的金箔张角减小，则的金箔张角减小，则()A金属球可能不带电金属球可能不带电B金属球可能带负电金属球可能带负电C金属球可能带正电金属球可能带正电D金属球一定带负电金属球一定带负电验电器与静电感应验电器与静电感应图图115【思路点拨思路点拨】靠近和
23、接触验电器金属球都可以判靠近和接触验电器金属球都可以判断其是否带电，前者发生的是静电感应现象，后者断其是否带电，前者发生的是静电感应现象，后者是因为带电体所带的电荷可以转移到验电器上是因为带电体所带的电荷可以转移到验电器上【精讲精析精讲精析】验电器的金箔之所以张开，是因为验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少如果度的大小决定于两金箔带电荷量的多少如果A球球带负电，靠近验电器的带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐，使金箔上的正电荷逐
24、渐“上移上移”，从而使两金箔，从而使两金箔张角减小，选项张角减小，选项B正确，同时否定选项正确，同时否定选项C.如果如果A球不带电，在靠近球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象球时，发生静电感应现象使使A球靠近球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷球的端面出现正的感应电荷A球上负的感应电荷球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项小，选项A正确，同时否定选项正确，同时否定选项D
25、.【答案答案】AB【规律总结规律总结】验电器可以判断物体是否带电、带验电器可以判断物体是否带电、带电荷的种类及电荷量的多少当带电体靠近验电器电荷的种类及电荷量的多少当带电体靠近验电器金属球或接触验电器金属球时，验电器的金属箔都金属球或接触验电器金属球时，验电器的金属箔都会张开，但要注意区分带电体靠近验电器金属球和会张开，但要注意区分带电体靠近验电器金属球和接触金属球时，验电器所带电荷的不同接触金属球时，验电器所带电荷的不同变式训练变式训练3使带电的金属球靠近不带电的验电器，使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如图验电器的金属箔片张开，如图116所示表示验电所示表示验电器上感
26、应电荷的分布情况，正确的是器上感应电荷的分布情况，正确的是()图图116解析：解析：选选B.验电器原来不带电，由于静电感应，带验电器原来不带电，由于静电感应，带电金属球与验电器的金属球带异种电荷，验电器的电金属球与验电器的金属球带异种电荷，验电器的金属球与金属箔片也应带异种电荷，故金属球与金属箔片也应带异种电荷，故B正确正确 有两个完全相同的带电绝缘金属小球有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带电荷量为分别带电荷量为QA6.4 109 C，QB3.2109 C，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？如何转移并转移了多少？【思
27、路点拨思路点拨】两完全相同的球接触后，正、负电两完全相同的球接触后，正、负电荷先中和再平分，参与的只是导体中的自由电子荷先中和再平分，参与的只是导体中的自由电子电荷守恒定律的应用电荷守恒定律的应用【答案答案】电子由电子由B球转移到球转移到A球，共转移了球，共转移了31010个电子个电子【题后反思题后反思】当两个完全相同的金属球接触后，当两个完全相同的金属球接触后，根据对称性，两个球一定带等量的电荷量若两个根据对称性，两个球一定带等量的电荷量若两个球原先带同号电荷，电荷量相加后均分；若两个球球原先带同号电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异号电荷，则电荷先中和再均分原先带异号电荷，则电荷先中和再均分
