1．电荷
探究点一 电荷及三种起电方式
1．两种电荷
(1)正电荷：和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷．
(2)负电荷：和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷．
2．电荷的多少叫作________，在国际单位制中，单位是________，符号是________．
3．原子是由带________的质子、不带电的中子以及带________的电子组成的．每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量________，所以整个原子对外界表现为电中性．
4．金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作________．
5．三种起电方式
(1)摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的________会转移到另一个物体上．于是，原来电中性的物体由于________电子而带负电，________电子的物体则带正电．
(2)感应起电
①静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互________，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．
②感应起电：利用________使金属导体带电的过程．
(3)接触起电：带电体接触导体时，电荷转移到导体上，使导体带同种性质的电荷．
【情境思考】
图甲是古老的摩擦起电机，图乙是感应起电机．结合图片，思考下列问题．
(1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷？
(2)感应起电能发生在绝缘体上吗？原因是什么？
【思维提升】
三种起电方式的比较
题型1 摩擦起电
例1公元1世纪，东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”．顿牟即琥珀，芥指芥菜籽，统喻干草、纸等微小屑末．这个词的意思就是经过摩擦过的琥珀能够吸引干草、纸等轻小的物体．下列关于这个现象的解释正确的是( )
A．经过摩擦的琥珀带了电
B．经过摩擦的琥珀有了磁性
C．琥珀与干草带异种电荷
D．琥珀与干草带同种电荷
[解题心得]
题型2 接触起电
例2两相同金属小球所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后分开，它们所带的电荷量都为( )
A．＋3Q B．＋2Q
C．＋Q D．－Q
[解题心得]
题后反思
两个完全相同的导体的电荷分布规律
题型3 静电感应
例3(多选)如图所示，A、B为相互接触的用绝缘柱支撑的金属导体，在它们的下部贴有金属箔片，起初它们不带电．C是带正电的小球，下列说法正确的是( )
A．把C靠近A时，A、B上的金属箔片都张开
B．把C靠近A稳定后，先把A、B分开，然后移走C，A、B上的金属箔片仍张开
C．把C靠近A稳定后，先移走C，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
D．把C靠近A稳定后，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
[解题心得]
题后反思
1.感应出异种电荷
注意：若先移C，再将A、B分开，A、B不带电，因为移走C后感应电荷会立即中和．
2．感应出同种电荷
题型4 验电器的原理和使用验电器的两种应用方式及原理
(1)带电体接触验电器：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)带电体靠近验电器：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感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开，如图乙．
例 4(多选)某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后，先后进行了如下操作：①将橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图1)；②保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球(如图2)；③接着先把手移开，再把橡胶棒移开(如图3)．关于验电器的金属箔张开的情况及分析，以下正确的是( )
A．操作①中，验电器金属箔不张开，因为棒与金属球没有接触
B．操作①中，随着棒靠近验电器金属球的过程，金属箔张开的角度越来越大，因为产生的感应电荷越来越多，金属箔上聚集的负电荷也增多
C．操作②中，手接触验电器，金属箔闭合，金属球上的电荷通过手导入到大地中
D．操作③中，金属箔从闭合到又张开一定的角度，因为金属球上的电荷重新分布
[解题心得]
练1 下列关于起电现象的描述，正确的是( )
A．摩擦起电的本质是创造了新的电荷
B．一带正电物体靠近不带电的导体时，不带电的导体将带负电荷
C．无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷
D．两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，则每球带电荷量是＋0.3 C
练2 如图，用一根丝绸摩擦过的玻璃棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下验电器小球a，然后拿开玻璃棒，验电器小球a和金箔b的带电情况是( )
A．手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，a不带电、b带正电
B．手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，a、b均带正电
C．拿开玻璃棒后a、b带负电
D．拿开玻璃棒后a带负电、b带正电
探究点二 电荷守恒定律 元电荷
可类比能量守恒定律理解
1．电荷守恒定律：电荷既不会____________，也不会________，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一部分；在转移过程中，电荷的________保持不变．
2．电荷守恒定律更普遍的表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的________保持不变．
3．元电荷
(1)实验发现，电子、质子和正电子所带的电荷量最小，人们把这个________的电荷量叫作元电荷，用e表示．
(2)所有带电体的电荷量都是e的________．这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量．
(3)电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比．
【情境思考】
如图所示
(1)在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？在一个封闭的系统中，电荷的总量会增多或减少吗？
(2)物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是4×10－19 C吗？
(3)电子和质子就是元电荷吗？
【思维提升】
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．对元电荷的认识
(1)一个电子、一个质子或一个正电子所带的电荷量都是e，所有带电体的电荷量等于e或者是e的整数倍．
(2)元电荷既不是电子，也不是质子，只是一个电荷量．因为物体的带电荷量通常较小，因此可用元电荷的整数倍方便地表示，如电子的带电荷量为－e，即表示电子的带电荷量为－1.60×10－19 C．
题型1 电荷守恒定律的应用
例5为了研究起电方式，某实验小组的同学取了三个不带电的物体A、B、C，然后进行了如下顺序的操作：①使A、B相互摩擦；②使B、C相互接触；③测出A物体的带电荷量为3.2×10－17 C，最终C物体的带电荷量为8.0×10－18 C(电性未知)．则下列说法正确的是( )
A．操作①时，从B物体向A物体转移了3.2×10－17 C的正电荷
B．操作②时，从B物体向C物体转移了8.0×10－18 C的正电荷
C．最终C物体带8.0×10－18 C的负电荷
D．最终B物体带2.4×10－17 C的正电荷
[解题心得]
题型2 对元电荷的理解
例6(多选)关于元电荷，下列说法正确的有( )
A．元电荷就是指电子和质子
B．元电荷的数值通常取e＝1.60×10－19 C
C．所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍
D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用扭秤实验测得的
[解题心得]
练3 甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了1.6×10－15 C的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是( )
A．乙物体也带了1.6×10－15 C的正电荷
B．甲物体失去了104个电子
C．乙物体失去了104个电子
D．甲、乙两物体共失去了2×104个电子
1．不带电的玻璃棒与丝绸，相互摩擦后都带上了电，如图所示．其原因是( )
A．丝绸创造了负电荷
B．玻璃棒创造了正电荷
C．玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
D．丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
2．关于元电荷、电荷与电荷守恒定律，下列说法正确的是( )
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
B．利用静电感应可使任何物体带电，质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等
C．单个物体所带的电荷量总是守恒的，电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换
D．元电荷是指电子，电量等于电子的电量，体积很小的带电体就可以看成点电荷
3．用毛皮摩擦过的橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金属箔b的带电情况是( )
A．a带正电，b带负电
B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电
D．a、b均不带电
4．用带正电的小球靠近不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开，如图甲所示；用带正电的小球接触不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开，如图乙所示．关于甲、乙两验电器金属箔带电情况，下列说法正确的是( )
A．甲带正电、乙带负电
B．甲带负电、乙带正电
C．都带正电
D．都带负电
5．(多选)原来甲、乙、丙三个完全相同的物体都不带电，现使甲、乙两个物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后得知甲物体所带电荷量为＋1.6×10－15 C，则对于最后乙、丙两个物体的带电情况，下列说法中正确的是( )
A．乙物体一定带有电荷量为8×10－16 C的负电荷
B．乙物体可能带有电荷量为2.4×10－15 C的负电荷
C．丙物体一定带有电荷量为8×10－16 C的正电荷
D．丙物体一定带有电荷量为8×10－16 C的负电荷
1．电荷
导学 掌握必备知识 强化关键能力
探究点一
2．电荷量 库仑 C
3．正电 负电 一样多
4．自由电子
5．(1)电子 得到 失去 (2)①吸引或排斥 异种 同种 ②静电感应
情境思考
提示：(1)两个绝缘体摩擦时，其中一个物体失去电子，另一个物体得到电子，分别带上了正、负电荷．
(2)感应起电不会发生在绝缘体上，因为绝缘体中的电子不能自由移动．
[例1] 解析：“顿牟掇芥”属于静电现象，是经过摩擦的琥珀带了电，B错误，A正确；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，带电体都有吸引轻小物体的性质，干草不一定带电，C、D错误．
答案：A
[例2] 解析：根据两个相同的带电金属球接触再分开后带电的原则是先中和再平分可知，两小球的带电量都为＝＋Q.
答案：C
[例3] 解析：虽然A、B起初都不带电，但带正电的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A积累了负电荷，B积累了正电荷，其下部贴的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷，由于同种电荷间有斥力，所以金属箔片都张开，选项A正确；把C靠近A稳定后，先把A、B分开，则A、B分别带上了等量的异种电荷，移走C后，A、B上的电性和电荷量不变化，两金属箔片仍张开，选项B正确；如果先移走C，A、B上的感应电荷会在其相互之间力的作用下吸引而中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，选项C错误；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上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，选项D错误．
答案：AB
[例4] 解析：操作①中，橡胶棒用毛皮摩擦后，橡胶棒带负电，橡胶棒靠近验电器的金属球时，由于静电感应，验电器的金属小球将带上正电，则验电器的金属箔片会带负电，根据两金属箔片带同种电荷而相互排斥，导致金属箔片张开，随着橡胶棒靠近验电器金属球的过程中，金属箔片张开的角度越来越大，因产生的感应电荷越来越多，金属箔片上聚集的负电荷也增多，故A错误，B正确；操作②中，手接触验电器，金属箔上多余的电子会通过手导入到大地中，致使金属箔不再带电而闭合，故C错误；操作③中，若先把手移开，再把橡胶棒移开，金属箔与金属球因带多余正电荷，导致金属箔又张开，故D正确．
答案：BD
练1 解析：摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移，若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电荷，若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带负电荷．使物体带电并不是创造出电荷，故A错误； 带正电的物体靠近不带电的金属导体，由于电子被吸引，导体上靠近物体的部分带负电，导体远离物体的部分带正电，整体不带电，故B错误； 无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷，故C正确； 两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，电荷先中和再均分，每球带电荷量是＋0.1 C，故D错误．
答案：C
练2 解析：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，根据感应起电可知，a带负电，b不带电，故A、B错误；拿开玻璃棒后，a、b电荷重新分布，导致a、b带负电，故C正确，D错误．
答案：C
探究点二
1．创生 消灭 总量
2．代数和
3．(1)最小 (2)整数倍
情境思考
提示：(1)摩擦起电的过程并没有创造电荷．一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变．
(2)物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19 C的整数倍．由于4×10－19 C是1.60×10－19 C的2.5倍，所以物体所带的电荷量不能是4×10－19 C.
(3)元电荷是最小的电荷量，是一个数值，不是实物粒子；电子和质子是实物粒子，不是元电荷，带电荷量等于元电荷．
[例5] 解析：操作①时，从A物体向B物体转移了3.2×10－17 C的负电荷，A物体失去电子带正电，A错误；操作②前，B物体带负电，C不带电，当B、C相互接触最终C物体的带电荷量为8.0×10－18 C，可知从B物体向C物体转移了8.0×10－18 C的负电荷，B错误；根据电荷守恒定律，最终C物体带8.0×10－18 C的负电荷，B物体带2.4×10－17 C的负电荷，C正确，D错误．
答案：C
[例6] 解析：元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故A错误；元电荷的值通常取e＝1.60×10－19 C，故B正确；任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，故C正确；元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用油滴实验测得的，故D错误．
答案：BC
练3 解析：甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1.6×10－15 C的正电荷，那么由电荷守恒定律可知，乙应带1.6×10－15 C的负电荷，即甲失去了104个电子，乙得到了104个电子，所以正确的选项是B.
答案：B
导练 落实创新应用 提升学科素养
1．解析：不带电的玻璃棒与丝绸，相互摩擦后玻璃棒带正电，丝绸带负电，是因为玻璃棒上有些电子转移到丝绸上，玻璃棒由于失去电子带正电，丝绸由于得到电子带负电，C正确．
答案：C
2．解析：元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，故A正确；静电感应不能使绝缘体带电，电子和质子所带电荷量相等，但它们的质量不相等，比荷不相等，故B错误；在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故C错误；元电荷的电量等于电子的电量，但不是电子，元电荷是带电量的最小单元，没有电性之说，当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，故体积很小的带电体未必就是点电荷，故D错误．
答案：A
3．解析：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近验电器金属小球a，发生静电感应，用手指接触金属杆的瞬间，电子从金属杆转移到手指上，故拿开橡胶棒后，小球a和金属箔b都带正电，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
4．解析：甲图中，验电器本来不带电，由于异种电荷相互吸引，带正电的小球靠近验电器的金属球时，使得金属球带负电荷，从而导致金属箔带上正电荷；乙图中，用带正电的小球接触不带电验电器的金属球，这时验电器无论是金属球还是金属箔都带上了正电荷，因此C正确，A、B、D错误．
答案：C
5．解析：甲、乙、丙三个物体原来都不带电，甲、乙两个物体相互摩擦导致甲物体失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，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，由于乙、丙两物体完全相同，故可知乙、丙两物体带等量负电荷，由电荷守恒定律可知乙、丙两物体最终所带电荷量均为8×10－16 C，A、D正确．
答案：AD
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1．电荷
核 心 素 养 学 习 目 标
物理观念 (1)知道自然界只存在正、负两种电荷；知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；知道电荷量的概念及其国际单位．
(2)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认识物体带电的本质．
(3)理解电荷守恒定律．
科学思维 运用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象，并通过元电荷的学习了解电荷的不连续性．
科学探究 通过观察和动手实验感受起电现象，理解电荷守恒定律．
科学态度与责任 通过学习电荷守恒定律，体会自然界中无处不在的守恒，感悟科学的美，体验学习的乐趣．
探究点一 电荷及三种起电方式
1．两种电荷
(1)正电荷：和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷．
(2)负电荷：和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷．
2．电荷的多少叫作________，在国际单位制中，单位是_____，符号是___．
3．原子是由带_____的质子、不带电的中子以及带_____的电子组成的．每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量________，所以整个原子对外界表现为电中性．
4．金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动，这种电子叫作________．
电荷量
库仑
C
正电
负电
一样多
自由电子
5．三种起电方式
(1)摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的_____会转移到另一个物体上．于是，原来电中性的物体由于_____电子而带负电，_____电子的物体则带正电．
电子
得到
失去
(2)感应起电
①静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互________，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．
②感应起电：利用________使金属导体带电的过程．
(3)接触起电：带电体接触导体时，电荷转移到导体上，使导体带同种性质的电荷．
吸引或排斥
异种
同种
静电感应
【情境思考】
图甲是古老的摩擦起电机，图乙是感应起电机．结合图片，思考下列问题．
(1)两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷？
(2)感应起电能发生在绝缘体上吗？原因是什么？
提示：(1)两个绝缘体摩擦时，其中一个物体失去电子，另一个物体得到电子，分别带上了正、负电荷．
(2)感应起电不会发生在绝缘体上，因为绝缘体中的电子不能自由移动．
【思维提升】
三种起电方式的比较
题型1 摩擦起电
例1公元1世纪，东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”．顿牟即琥珀，芥指芥菜籽，统喻干草、纸等微小屑末．这个词的意思就是经过摩擦过的琥珀能够吸引干草、纸等轻小的物体．下列关于这个现象的解释正确的是( )
A．经过摩擦的琥珀带了电 B．经过摩擦的琥珀有了磁性
C．琥珀与干草带异种电荷 D．琥珀与干草带同种电荷
答案：A
解析：“顿牟掇芥”属于静电现象，是经过摩擦的琥珀带了电，B错误，A正确；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，带电体都有吸引轻小物体的性质，干草不一定带电，C、D错误．
题型2 接触起电
例2两相同金属小球所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后分开，它们所带的电荷量都为( )
A．＋3Q B．＋2Q C．＋Q D．－Q
答案：C
题后反思
两个完全相同的导体的电荷分布规律
题型3 静电感应
例3(多选)如图所示，A、B为相互接触的用绝缘柱支撑的金属导体，在它们的下部贴有金属箔片，起初它们不带电．C是带正电的小球，
下列说法正确的是( )
A．把C靠近A时，A、B上的金属箔片都张开
B．把C靠近A稳定后，先把A、B分开，然后移走C，A、B上的金属箔片仍张开
C．把C靠近A稳定后，先移走C，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
D．把C靠近A稳定后，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
答案：AB
解析：虽然A、B起初都不带电，但带正电的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A积累了负电荷，B积累了正电荷，其下部贴的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷，由于同种电荷间有斥力，所以金属箔片都张开，选项A正确；把C靠近A稳定后，先把A、B分开，则A、B分别带上了等量的异种电荷，移走C后，A、B上的电性和电荷量不变化，两金属箔片仍张开，选项B正确；如果先移走C，A、B上的感应电荷会在其相互之间力的作用下吸引而中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，选项C错误；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上的感应电荷完全中和，金属箔片都不会张开，选项D错误．
题后反思
1.感应出异种电荷
注意：若先移C，再将A、B分开，A、B不带电，因为移走C后感应电荷会立即中和．
2．感应出同种电荷
题型4 验电器的原理和使用验电器的两种应用方式及原理
(1)带电体接触验电器：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)带电体靠近验电器：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感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开，如图乙．
例 4(多选)某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后，先后进行了如下操作：①将橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图1)；②保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球(如图2)；③接着先把手移开，再把橡胶棒移开(如图3)．
关于验电器的金属箔张开的情况及分析，以下正确的是( )
A．操作①中，验电器金属箔不张开，因为棒与金属球没有接触
B．操作①中，随着棒靠近验电器金属球的过程，金属箔张开的角度越来越大，因为产生的感应电荷越来越多，金属箔上聚集的负电荷也增多
C．操作②中，手接触验电器，金属箔闭合，金属球上的电荷通过手导入到大地中
D．操作③中，金属箔从闭合到又张开一定的角度，因为金属球上的电荷重新分布
答案：BD
解析：操作①中，橡胶棒用毛皮摩擦后，橡胶棒带负电，橡胶棒靠近验电器的金属球时，由于静电感应，验电器的金属小球将带上正电，则验电器的金属箔片会带负电，根据两金属箔片带同种电荷而相互排斥，导致金属箔片张开，随着橡胶棒靠近验电器金属球的过程中，金属箔片张开的角度越来越大，因产生的感应电荷越来越多，金属箔片上聚集的负电荷也增多，故A错误，B正确；操作②中，手接触验电器，金属箔上多余的电子会通过手导入到大地中，致使金属箔不再带电而闭合，故C错误；操作③中，若先把手移开，再把橡胶棒移开，金属箔与金属球因带多余正电荷，导致金属箔又张开，故D正确．
练1 下列关于起电现象的描述，正确的是( )
A．摩擦起电的本质是创造了新的电荷
B．一带正电物体靠近不带电的导体时，不带电的导体将带负电荷
C．无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷
D．两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，则每球带电荷量是＋0.3 C
答案：C
解析：摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移，若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电荷，若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带负电荷．使物体带电并不是创造出电荷，故A错误； 带正电的物体靠近不带电的金属导体，由于电子被吸引，导体上靠近物体的部分带负电，导体远离物体的部分带正电，整体不带电，故B错误； 无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷，故C正确； 两个完全一样的金属球，一球带电荷量＋0.4 C，另一球带电荷量－0.2 C，两球接触后再分开，电荷先中和再均分，每球带电荷量是＋0.1 C，故D错误．
练2 如图，用一根丝绸摩擦过的玻璃棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下验电器小球a，然后拿开玻璃棒，验电器小球a和金箔b的带电情况是( )
A．手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，a不带电、b带正电
B．手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，a、b均带正电
C．拿开玻璃棒后a、b带负电
D．拿开玻璃棒后a带负电、b带正电
答案：C
解析：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，手指接触验电器小球a后拿开玻璃棒前，根据感应起电可知，a带负电，b不带电，故A、B错误；拿开玻璃棒后，a、b电荷重新分布，导致a、b带负电，故C正确，D错误．
探究点二 电荷守恒定律 元电荷
可类比能量守恒定律理解
1．电荷守恒定律：电荷既不会_____，也不会_____，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一部分；在转移过程中，电荷的_____保持不变．
2．电荷守恒定律更普遍的表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的______保持不变．
创生
消灭
总量
代数和
3．元电荷
(1)实验发现，电子、质子和正电子所带的电荷量最小，人们把这个____的电荷量叫作元电荷，用e表示．
(2)所有带电体的电荷量都是e的_______．这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量．
(3)电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比．
最小
整数倍
【情境思考】如图所示
(1)在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？在一个封闭的系统中，电荷的总量会增多或减少吗？
(2)物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是4×10－19 C吗？
(3)电子和质子就是元电荷吗？
提示：(1)摩擦起电的过程并没有创造电荷．一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变．
(2)物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19 C的整数倍．由于4×10－19 C是1.60×10－19 C的2.5倍，所以物体所带的电荷量不能是4×10－19 C.
(3)元电荷是最小的电荷量，是一个数值，不是实物粒子；电子和质子是实物粒子，不是元电荷，带电荷量等于元电荷．
【思维提升】
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．对元电荷的认识
(1)一个电子、一个质子或一个正电子所带的电荷量都是e，所有带电体的电荷量等于e或者是e的整数倍．
(2)元电荷既不是电子，也不是质子，只是一个电荷量．因为物体的带电荷量通常较小，因此可用元电荷的整数倍方便地表示，如电子的带电荷量为－e，即表示电子的带电荷量为－1.60×10－19 C．
题型1 电荷守恒定律的应用
例5为了研究起电方式，某实验小组的同学取了三个不带电的物体A、B、C，然后进行了如下顺序的操作：①使A、B相互摩擦；②使B、C相互接触；③测出A物体的带电荷量为3.2×10－17 C，最终C物体的带电荷量为8.0×10－18 C(电性未知)．则下列说法正确的是( )
A．操作①时，从B物体向A物体转移了3.2×10－17 C的正电荷
B．操作②时，从B物体向C物体转移了8.0×10－18 C的正电荷
C．最终C物体带8.0×10－18 C的负电荷
D．最终B物体带2.4×10－17 C的正电荷
答案：C
解析：操作①时，从A物体向B物体转移了3.2×10－17 C的负电荷，A物体失去电子带正电，A错误；操作②前，B物体带负电，C不带电，当B、C相互接触最终C物体的带电荷量为8.0×10－18 C，可知从B物体向C物体转移了8.0×10－18 C的负电荷，B错误；根据电荷守恒定律，最终C物体带8.0×10－18 C的负电荷，B物体带2.4×10－17 C的负电荷，C正确，D错误．
题型2 对元电荷的理解
例6(多选)关于元电荷，下列说法正确的有( )
A．元电荷就是指电子和质子
B．元电荷的数值通常取e＝1.60×10－19 C
C．所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍
D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用扭秤实验测得的
答案：BC
解析：元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故A错误；元电荷的值通常取e＝1.60×10－19 C，故B正确；任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，故C正确；元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用油滴实验测得的，故D错误．
练3 甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了1.6×10－15 C的电荷量(正电荷)，下列说法正确的是( )
A．乙物体也带了1.6×10－15 C的正电荷
B．甲物体失去了104个电子
C．乙物体失去了104个电子
D．甲、乙两物体共失去了2×104个电子
答案：B
解析：甲、乙两个物体相互摩擦，甲带1.6×10－15 C的正电荷，那么由电荷守恒定律可知，乙应带1.6×10－15 C的负电荷，即甲失去了104个电子，乙得到了104个电子，所以正确的选项是B.
1．不带电的玻璃棒与丝绸，相互摩擦后都带上了电，如图所示．其原因是( )
A．丝绸创造了负电荷
B．玻璃棒创造了正电荷
C．玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
D．丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
答案：C
解析：不带电的玻璃棒与丝绸，相互摩擦后玻璃棒带正电，丝绸带负电，是因为玻璃棒上有些电子转移到丝绸上，玻璃棒由于失去电子带正电，丝绸由于得到电子带负电，C正确．
2．关于元电荷、电荷与电荷守恒定律，下列说法正确的是( )
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
B．利用静电感应可使任何物体带电，质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等
C．单个物体所带的电荷量总是守恒的，电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换
D．元电荷是指电子，电量等于电子的电量，体积很小的带电体就可以看成点电荷
答案：A
解析：元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，故A正确；静电感应不能使绝缘体带电，电子和质子所带电荷量相等，但它们的质量不相等，比荷不相等，故B错误；在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故C错误；元电荷的电量等于电子的电量，但不是电子，元电荷是带电量的最小单元，没有电性之说，当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，故体积很小的带电体未必就是点电荷，故D错误．
3．用毛皮摩擦过的橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金属箔b的带电情况是( )
A．a带正电，b带负电
B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电
D．a、b均不带电
答案：C
解析：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近验电器金属小球a，发生静电感应，用手指接触金属杆的瞬间，电子从金属杆转移到手指上，故拿开橡胶棒后，小球a和金属箔b都带正电，故C正确，A、B、D错误．
4．用带正电的小球靠近不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开，如图甲所示；用带正电的小球接触不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开，如图乙所示．关于甲、乙两验电器金属箔带电情况，下列说法正确的是( )
A．甲带正电、乙带负电
B．甲带负电、乙带正电
C．都带正电
D．都带负电
答案：C
解析：甲图中，验电器本来不带电，由于异种电荷相互吸引，带正电的小球靠近验电器的金属球时，使得金属球带负电荷，从而导致金属箔带上正电荷；乙图中，用带正电的小球接触不带电验电器的金属球，这时验电器无论是金属球还是金属箔都带上了正电荷，因此C正确，A、B、D错误．
5．(多选)原来甲、乙、丙三个完全相同的物体都不带电，现使甲、乙两个物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后得知甲物体所带电荷量为＋1.6×10－15 C，则对于最后乙、丙两个物体的带电情况，下列说法中正确的是( )
A．乙物体一定带有电荷量为8×10－16 C的负电荷
B．乙物体可能带有电荷量为2.4×10－15 C的负电荷
C．丙物体一定带有电荷量为8×10－16 C的正电荷
D．丙物体一定带有电荷量为8×10－16 C的负电荷
答案：AD
解析：甲、乙、丙三个物体原来都不带电，甲、乙两个物体相互摩擦导致甲物体失去电子而带1.6×10－15 C的正电荷，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，由于乙、丙两物体完全相同，故可知乙、丙两物体带等量负电荷，由电荷守恒定律可知乙、丙两物体最终所带电荷量均为8×10－16 C，A、D正确．
1．古人发现摩擦过的琥珀能吸引小物体，这种现象称之为摩擦起电．美国科学家富兰克林将丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电命名为正电荷，将毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电命名为负电荷．
下列说法正确的是( )
A．玻璃棒经过与丝绸摩擦带正电，说明正电荷是在摩擦过程新生成的
B．摩擦过的琥珀能吸引小物体，说明小物体一定带异种电荷
C．毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，因此跟它接触的毛皮也是带负电的
D．不管是摩擦的玻璃棒还是橡胶棒，带电原因都是电子在不同物体上转移
答案：D
解析：玻璃棒经过与丝绸摩擦带正电，说明玻璃棒上的部分电子转移到了丝绸上，正电荷不是在摩擦过程新生成的，故A错误；摩擦过的琥珀能吸引小物体，小物体可能不带电或带异种电荷，故B错误；毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，根据电荷守恒定律，因此跟它接触的毛皮带正电，故C错误；不管是摩擦的玻璃棒还是橡胶棒，带电原因都是电子在不同物体上转移，故D正确．
2．如图所示，科技馆里，小红站到绝缘台上，用手触碰高压静电球；工作人员按下电源开关后，看到小红的头发竖起散开，则头发带( )
A．同种电荷，相互吸引
B．异种电荷，相互吸引
C．同种电荷，相互排斥
D．异种电荷，相互排斥
答案：C
解析：小红用手触碰高压静电球，她的每根头发都带上跟高压静电球相同电性的电，每根头发带同种电荷，会相互排斥，所以头发才会散开，故A、B、D错误，C正确．
3．《博物志》云：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声．”有关产生这种现象的原因，下列说法正确的是( )
A．产生这种现象的原因是接触起电
B．产生这种现象的原因是感应起电
C．产生这种现象的原因是摩擦起电
D．产生这种现象的原因是摩擦导致正电荷从一个物体转移到了另一个物体
答案：C
解析：产生这种现象的原因是摩擦起电，摩擦起电的实质是带负电的电子由一个物体转移到另一个物体．
4．(多选)下列说法中正确的是( )
A．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
B．摩擦起电和感应起电都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分
C．摩擦起电时，一个电中性物体失去一些电子而带正电，另一个电中性物体得到这些电子而带负电
D．一个带电体接触一个不带电的物体，两个物体可能带上异种电荷
答案：ABC
解析：静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分，故A正确；摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分，故B正确；摩擦起电时，一个电中性物体失去一些电子而带正电，另一个电中性物体得到这些电子而带负电，故C正确；一个带电体接触一个不带电的物体时，电荷在两个物体间分配，两个物体一定带同种电荷，故D错误．
5．原来不带电的两个物体M和N相互摩擦后分开，M带上了1.6×10－8 C的负电荷，则N( )
A．带1.6×10－8 C的负电荷 B．带1.6×10－8 C的正电荷
C．可能不带电 D．带2.0×10－8 C的正电荷
答案：B
解析：物体相互摩擦后会带电，这就是摩擦起电，在摩擦起电过程中，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电；摩擦起电过程中，电荷是守恒的，两个物体带等量异种电荷，所以N带1.6×10－8 C的正电荷．
6．甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂，相互作用情况如图所示．如果丙带正电，则甲( )
A．一定带正电 B．一定带负电
C．一定不带电 D．可能带正电
答案：B
解析：由图知，甲球与乙球靠近时相互排斥，所以甲球和乙球一定带同种电荷，甲可能带负电荷，也可能带正电荷，乙球和丙球相互吸引，丙带正电，则乙带负电，甲带负电．
7．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，如图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是( )
答案：B
解析：把带电金属球移近不带电的验电器，会改变验电器上的电荷分布；由于电荷间同性相斥、异性相吸，使得验电器上靠近带电金属球的一端与其电性相反，而远离带电金属球的一端与其电性相同，故选项B正确．
8．如图所示，在某次实验中老师用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)去吸引细碎的锡箔屑，发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速向空中散开，下列说法正确的是( )
A．锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电
B．散开时锡箔屑带负电
C．最后锡箔屑散开主要是因为碰撞
D．散开时锡箔屑带正电
答案：D
解析：根据带电物体能够吸引轻小物体和接触起电可知，A错误；锡箔屑与玻璃棒接触后带上与玻璃棒相同性质的电荷，同种电荷相互排斥，锡箔屑散开，B、C错误，D正确．
9．如图所示，梳过头发的梳子，常能吸引轻小物体，这属于摩擦起电．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荷的物体中产生了电荷
B．头发和梳子互相摩擦后，带上了等量异种电荷
C．如果梳子带正电，是因为摩擦导致头发上的正电荷转移到梳子上而形成的
D．头发和梳子互相摩擦后带的电量可以是任意数
答案：B
解析：摩擦起电现象的本质是使一个物体上的自由电子转移到另一个物体上，从而使两物体分别带上等量的异种电荷，故A、C错误，B正确；头发和梳子互相摩擦后带的电量只能是元电荷的整数倍，故D错误．
10.绝缘泡沫板上安装有一绝缘支架，支架一端通过丝线悬吊着一个金属球．现通过接触使金属球带上一定量的负电，然后在小球下方(带上绝缘手套)不断叠放原本不带电的金属硬币，硬币始终未和小球接触，则下列说法正确的是( )
A．丝线上的拉力保持不变
B．丝线上的拉力会不断减小
C．最上方的硬币会带正电
D．用不带绝缘手套的手触摸硬币，上方硬币所带电荷会消失
答案：C
解析：根据感应起电原理可知，最上方的硬币会带正电，硬币与小球相互吸引，丝线拉力变大，故A、B错误，C正确；用不带绝缘手套的手触摸硬币，最上方硬币始终带正电，故D错误．
11．(多选)将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体．若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为Q′A和Q′B.下列判断正确的是( )
A．沿虚线1切割时，A带正电，B带负电，|QA|＝|QB|
B．沿虚线1切割时，A带正电，B带负电，|QA|<|QB|
C．沿虚线2切割时，A带正电，B带负电，|Q′A|＝|Q′B|
D．沿虚线2切割时，A带负电，B带正电，|Q′A|<|Q′B|
答案：AC
解析：将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体时，由于静电感应，导体内部的电子将向B端移动、聚集，使导体B端因电子的聚集而带上负电，同时因导体A端失去电子而带上正电，但由于导体起初不带电，则可知导体内部正、负电荷相等，因此，在因静电感应电荷重新分布后，无论沿着虚线1切割还是沿着虚线2切割时，A、B两部分导体所带正负电荷量必然相等．
12．(10分)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．
