1[2].1 电荷及其守恒定律 课件（人教版选修3-1）

(共28张PPT)
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 1.6×10－15 C，丙物体带电荷量 8×10－16 C．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 2.4×10－15 C
C．丙物体一定带有正电荷 8×10－16 C
D．丙物体一定带有负电荷 8×10－16 C
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 1.6×10－15 C 而带正电，乙物体得
到电子而带 1.6×10－15 C 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
1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，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．
＝1.76×1011 C/kg.
1．带电体的电荷量不能连续变化，因为最小的电荷量为
1.60×10－19 C.
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
e
me
【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 1.0×10－19 C
解析：元电荷不是电荷，它是指电荷所带的电荷量，电荷
量 1.6×10－19 C 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
1.6×10－19 C 或者 1.6×10－19 C 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？
(2)
设
A
带的电荷量为
q
，
B
带的电荷量为－
q
，则第三个小
球先与
A
接触，净电荷平均分配，两球带电荷
量均为
q
2
，第三个
小球再与
B
接触，先中和，然后净电荷再平均分配，带电荷量
均为
q
2
＋
(
－
q
)
2
＝－
q
4
.
所以，接触后
A
、
B
两球的电荷量之比为
2
∶1.
【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 ＝6.4×10－9 C、QB＝－3.2×10－9 C，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？