参考答案
第九章 静电场及其应用
1 电荷
[教材链接] (2)库仑 (3)排斥 吸引 (5)正 电子转移 (6)自由电子 离子 自由电子
例1 C [解析] 摩擦起电是因为电子由一个物体转移到另一个物体上,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电.毛皮与橡胶棒摩擦,毛皮上的电子转移到了橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带负电,故选项C正确.
[教材链接] (1)自由电荷 异种 同种
[科学探究] (1)张开 (2)变小 (3)闭合
例2 C [解析] 由于静电感应,a、b两端出现等量的负、正电荷.当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与枕形导体连通,使大地与枕形导体组成一个新的大导体,枕形导体为近端,感应出负电荷,大地为远端,感应出正电荷,因此无论是闭合开关S1还是闭合开关S2,都有电子从大地流向枕形导体,故选项C正确.
变式 D [解析] 当带正电荷的金属球A靠近原来不带电的验电器的金属小球时,金属小球由于静电感应会带上负电荷,金属箔片由于静电感应会带上正电荷,验电器的金属箔片张开的原因是金属箔片上感应出了正电荷,同种电荷相互排斥,故选项D正确.
[教材链接] (1)转移 转移 不变 (2)交换 代数和
例3 -2.5×10-4 C +6.25×10-4 C +6.25×10-4 C
[解析] 让小球C与小球A接触后分开,则这时A、C各带有1.5×10-3 C的正电荷,再让小球B与小球A接触后分开,则A、B所带电荷量均为=-2.5×10-4 C,最后让小球B与小球C接触后分开,则B、C所带电荷量均为=+6.25×10-4 C,则最终A、B、C所带电荷量分别为-2.5×10-4 C、+6.25×10-4 C、+6.25×10-4 C.
[教材链接] (1)1.60×10-19 (2)质量
例4 BCD [解析] 物体带电的原因是电子的得失,带正电是因为失去了电子,带负电是因为得到了电子.物体所带电荷量是不能连续变化的,只能是e=1.60×10-19 C的整数倍,物体的带电荷量为+1.60×10-9 C,则它失去电子的个数为 个=1.0×1010个.
随堂巩固
1.B [解析] 根据电荷守恒定律知,电荷即不会创生也不会消灭,只会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,电荷的总量保持不变,选项A错误,B正确;玳瑁壳摩擦后不一定带正电,要看它与什么材料摩擦,选项C错误;带电体可以吸引轻小物体,轻小物体原本可以不带电,选项D错误.
2.A [解析] 根据电荷守恒定律可知,单个物体所带的电荷量是可以改变的,A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,B正确;根据电荷守恒定律可知,C正确;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,D正确.
3.B [解析] 带电的金属球靠近不带电的验电器时,发生静电感应,在验电器的金属球上感应出异种电荷,在金属箔片上感应出同种电荷,故选项B正确.
4.B [解析] 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,即1.6×10-19 C的整数倍,由计算可知,只有B选项是1.6×10-19 C的整数倍,故选项B正确. 参考答案
第九章 静电场及其应用
1 电荷
1.A [解析] 自然界中只存在正、负两种电荷,故A正确;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故B错误;摩擦起电是由于电子的转移,并非说明电荷可以创生,故C错误;带电物体可能有多余的正电荷,也可能有多余的负电荷,故D错误.
2.D [解析] 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,这是因为在摩擦过程中玻璃棒失去了电子而带正电,D正确.
3.B [解析] 任何起电方式都不能创造电荷,也不能消灭电荷,电荷只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移的过程中电荷的总量保持不变,故A、C、D正确,B错误.
4.A [解析] 实验员头发竖起来是她头发带同种电荷,而同种电荷间相互排斥,故A正确,B错误;起电机起电的过程是电荷转移的过程,故C错误;绝缘地板能防止积累在实验员身上的电荷被导入大地,故D错误.
5.C [解析] 同种电荷相互排斥,由塑料丝“躲开”可知塑料丝和PVC管带同种电荷,由于不知道塑料丝与哪一种物体摩擦,所以不能判断出塑料丝带正电还是带负电,A、B、D错误,C正确.
6.B [解析] 导电平板靠近带电绝缘板并接地,导电平板与大地组成“大导体”,发生静电感应,使导电平板带上负电荷,选项B正确.
7.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,选项B正确.
8.C [解析] 两个完全一样的带异种电荷的导体接触后电荷先中和再平分,所以qB==2q,故C正确.
9.BCD [解析] 在各种带电粒子中,电子所带的电荷量的绝对值是最小的,人们把这个最小的电荷量叫元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷量都等于元电荷的整数倍,将电子或质子所带电荷量的绝对值称为元电荷,而不是把质子或电子叫作元电荷,故选项A错误,C、D正确;电子或质子所带电荷量的绝对值都是1.6×10-19 C,可把1.6×10-19 C的电荷量叫元电荷,故选项B正确.
10.ACD [解析] 密立根的油滴实验最先测出了电子的电荷量约为1.6×10-19 C,故A正确;物体的电荷量都是元电荷e的整数倍,e≈1.6×10-19 C,物体所带的电荷量最小值为元电荷,故B错误,C、D正确.
11.AC [解析] 验电器上的金属箔片和金属球B都带有正电荷,金属箔片之所以张开,是由于箔片上的正电荷互相排斥.当验电器金属箔片的张角减小时,说明箔片上的正电荷一定比原来减少了,由于金属球A只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球B发生接触,要考虑感应起电的影响,当金属球A靠近验电器时,验电器的金属球B、金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体,金属球A离金属球B较近,而离金属箔片较远,如果金属球A带正电,验电器上的正电荷一定向远处移动,则金属箔片上的正电荷不会减少,选项B错误;如果金属球A带负电,验电器上的正电荷会由于静电感应向近端移动,造成金属箔片上的正电荷减少,选项C正确;如果金属球A不带电,由于受到金属球B上正电荷的影响,金属球A上靠近B的部分也会由静电感应出现负电荷,而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球B移动,效果与金属球A带负电荷一样,选项A正确,D错误.
12.AC [解析] 三个球同时接触后可以各带有4.0×10-5 C的正电荷,选项A正确;根据电荷守恒定律可知,接触前、后三球的总电荷量不变,选项B、D错误;将B球先与A球接触,再与C球接触,分开后A、B、C分别带有6.0×10-5 C、3.0×10-5 C和3.0×10-5 C的正电荷,选项C正确.
13.CD [解析] 金属箔片几乎闭合,是因为带负电的验电器在潮湿的空气中,经过一段时间后,金属球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了,但电荷在转移的过程中仍然守恒,故A、B错误,C、D正确.
14.ABC [解析] 摩擦使笔套带电,带电的笔套靠近圆环的时候,圆环发生静电感应,上、下部分感应出等量的异种电荷;吸引过程中,圆环加速向上,吸引力大于圆环重力;绝缘材料做成的笔套,自由电子无法移动,电荷无法立刻被中和,故A、B、C正确,D错误.
15.C [解析] 带正电的玻璃棒停在金属球上方时,由于静电感应现象,金属球的上端区域感应出负电荷,下端区域感应出等量正电荷,A错误;玻璃棒停在金属球上方时,因为异种电荷互相吸引,故金属球受到向上的吸引力,由平衡条件和牛顿第三定律可知,电子秤示数小于泡沫板与球的总质量,B错误;玻璃棒靠近过程中,金属球上感应电荷的电荷量逐渐增大,故金属球受到向上的吸引力逐渐增大,则电子秤示数逐渐减小,且示数小于泡沫板与球的总质量,远离过程中吸引力逐渐减小,则电子秤示数逐渐增大,且示数小于泡沫板与球的总质量,C正确,D错误.
16.(1)2∶3 (2)2∶1
[解析] (1)若A、B带同种电荷,设电荷量为Q,则第三个小球C与A接触后,平分A的电荷量,A剩余电荷量为;C球与B接触后,总电荷量为,二者平分,B带电荷量为,故A、B电荷量之比为=2∶3.
(2)若A、B带异种电荷,设A的电荷量为+Q,B的电荷量为-Q,则C球与A接触后,带电荷量均为;C球与B接触时,先中和,总电荷量为-,两者再平分,B球电荷量为-,故A、B最后电荷量的绝对值之比为=2∶1.第九章 静电场及其应用
1 电荷
学习任务一 电荷
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)两种电荷:正电荷和负电荷.
(2)电荷量(Q或q):电荷的多少.电荷量的单位是 ,符号为C.
(3)电荷间相互作用:同种电荷相互 ,异种电荷相互 .
(4)电中性:原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的,每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外界表现为电中性.
(5)摩擦起电的实质:当两种物质组成的物体相互摩擦时,一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上,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 电,本质上是 造成的.
(6)金属导电的原因: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,这种能自
由运动的电子叫作 ,失去自由电子的原子便成为带正电的 ,它们在金属内部排列起来,每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动,只有 穿梭其中,这就使金属成为导体.绝缘体之所以不导电是因为其中几乎不存在能自由移动的电荷.
例1 如图所示,均不带电的橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,这是因为 ( )
A.空气中的正电荷转移到了毛皮上
B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上
D.橡胶棒上的电子转移到了毛皮上
[反思感悟]
学习任务二 静电感应
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)静电感应: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 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.
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程.
[科学探究] 如图所示,分别用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触.起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的.
(1)把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔片 (选填“张开”或“不变”).
(2)这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片张角 (选填“变小”“变大”或“不变”)
(3)再让A和B接触,金属箔片 (选填“闭合”或“张角变小”).
例2 如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是 ( )
A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地
B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体
D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2
[反思感悟]
变式 如图所示,用起电机使金属球A带上正电荷,并靠近验电器B,则 ( )
A.验电器金属箔片不张开,因为金属球A没有和验电器上的金属小球接触
B.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都感应出了正电荷
C.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都感应出了负电荷
D.验电器金属箔片张开,因为验电器的金属箔片上感应出了正电荷
【要点总结】
三种起电方式的比较
摩擦起电 感应起电 接触起电
产生及 条件 两物质组成物体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电体接触时
(续表)
摩擦起电 感应起电 接触起电
现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同” 导体带上与带电体相同电性的电荷
原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 自由电荷在带电体与导体之间发生转移
实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移
学习任务三 电荷守恒定律
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)电荷守恒定律:电荷既不会创生,也不会消灭,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,电荷的总量保持 .
(2)电荷守恒定律更普遍的表述:一个与外界没有电荷 的系统,电荷的 保持不变.
例3 有三个相同的金属小球A、B、C,其中A小球带有3×10-3 C的正电荷,B小球带有2×10-3 C的负电荷,小球C不带电.先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球的带电荷量分别为多少
【要点总结】
电荷的分配规律
(1)在两小球接触时,电荷先中和后分配.
(2)两个完全相同的金属球接触后再分开,电荷的分配规律:
①若两球带同种电荷,电荷量分别为Q1和Q2,则接触后两球的电荷量相等.Q1'=Q2'=.
②若两球带异种电荷,电荷量分别为Q1和-Q2,则接触后两球的电荷量相等.Q1'=Q2'=.
学习任务四 元电荷
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)元电荷:迄今为止,实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量.人们把这个最小的电荷量叫作元电荷,用e表示.e= C,元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的.所有带电体的电荷量都是e的整数倍.
(2)比荷:带电粒子的电荷量与 之比叫作比荷.
[物理观念] (1)元电荷是最小的电荷量,而不是实物粒子,元电荷无正、负之分.
(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷.
例4 (多选)关于电荷量,以下说法中正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.物体所带的电荷量只能是某些特定值
C.物体带电荷量为+1.60×10-9 C,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D.物体所带电荷量的最小值为1.60×10-19 C
1.(电荷)东汉王充在《论衡·乱龙篇》中有“顿牟掇芥,磁石引针”的描述,显示了中国古人对电磁的正确认知.“顿牟掇芥”意思是玳瑁的壳经摩擦后会产生静电,可以吸引芥一类的轻小物体.下列说法正确的是( )
A.玳瑁壳摩擦后创造了电荷
B.玳瑁壳摩擦后转移了电荷
C.玳瑁壳摩擦后一定带正电
D.轻小物体原本一定也带电
2.(电荷守恒定律)关于电荷守恒定律,下列叙述不正确的是 ( )
A.一个物体所带的电荷量总是守恒的
B.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
C.在电荷转移的过程中,电荷的总量保持不变
D.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
3.(静电感应)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是 ( )
A
B
C
D
4.(元电荷)一个带电质点的电荷量数据不完整,只能看清6. ×10-18 C,你认为该带电质点的电荷量可能是 ( )
A.6.2×10-18 C
B.6.4×10-18 C
C.6.6×10-18 C
D.6.8×10-18 C第九章 静电场及其应用
1 电荷建议用时:40分钟
◆ 知识点一 电荷
1.下列对电现象及规律的认识中正确的是 ( )
A.自然界中只存在正、负两种电荷
B.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
C.摩擦起电说明了电荷可以创生
D.带电物体一定具有多余的电子
2.[2024·天津一中期末] 用丝绸摩擦玻璃棒后,玻璃棒带正电,这是因为在摩擦过程中玻璃棒( )
A.得到质子 B.失去质子
C.得到电子 D.失去电子
◆ 知识点二 起电的三种方式
3.[2024·河北正定中学月考] 关于摩擦起电、接触起电、感应起电,下列说法错误的是 ( )
A.这是起电的三种不同方式
B.这三种方式都产生了电荷
C.这三种起电方式的实质是一样的,都是电荷在转移
D.这三种方式都符合电荷守恒定律
4.如图所示,中国科技馆中有一实验项目,一实验员站在绝缘地板上,用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球,她的头发会竖起来.关于以上现象,下列说法正确的是 ( )
A.实验员头发竖起来是她头发带同种电荷相互排斥所致
B.实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C.起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D.绝缘地板是起防滑作用的
5.[2024·重庆外国语学校期末] 如图所示,将通过摩擦起电的塑料丝靠近带电的PVC管,塑料丝“躲开”状似章鱼,所以称为“静电章鱼”.由此现象可以判断( )
A.塑料丝和PVC管都带正电
B.塑料丝和PVC管都带负电
C.塑料丝和PVC管带同种电荷
D.塑料丝和PVC管带异种电荷
6.如图甲、乙、丙、丁是伏打起电盘示意图,其起电原理是 ( )
A.摩擦起电
B.感应起电
C.接触起电
D.以上三种方式都不是
◆ 知识点三 电荷守恒定律
7.[2024·清华附中月考] 甲、乙两个原来不带电的物体相互摩擦(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
8.[2024·江苏徐州一中月考] 导体A带有5q的正电荷,另一完全相同的导体B带有q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体的电荷量为( )
A.-q B.q C.2q D.4q
◆ 知识点四 元电荷
9.(多选)关于元电荷,下列说法正确的是 ( )
A.质子或电子叫元电荷
B.1.6×10-19 C的电荷量叫元电荷
C.电子带负电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷
D.质子带正电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷
10.(多选)[2024·北京八中月考] 关于电荷量和元电荷,下列说法正确的是 ( )
A.电子的电荷量的精确数值最早是由密立根用油滴实验测得的
B.物体所带的电荷量可以是任意值
C.物体所带的电荷量最小值为元电荷,可取为1.6×10-19 C
D.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
11.(多选)[2024·沈阳二中月考] 一个带正电的验电器如图所示,当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时,验电器中金属箔片的张角减小, 则 ( )
A.金属球A可能不带电
B.金属球A一定带正电
C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电
12.(多选)有A、B、C三个完全相同的金属球,A带1.2×10-4 C的正电荷,B、C不带电,现用相互接触的方法使它们都带电,则A、B、C所带的电荷量可能为( )
A.4.0×10-5 C 4.0×10-5 C 4.0×10-5 C
B.6.0×10-5 C 4.0×10-5 C 4.0×10-5 C
C.6.0×10-5 C 3.0×10-5 C 3.0×10-5 C
D.5.0×10-5 C 5.0×10-5 C 5.0×10-5 C
13.(多选)[2024·福州一中月考] 小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验.如图所示,小明使验电器带了负电荷,经过一段时间后,他发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了.关于此问题,他跟学习小组讨论后形成了下列观点,你认为正确的是 ( )
A.金属球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中,电荷不守恒
C.金属球上的负电荷被潮湿的空气导走了
D.该现象是由电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律
14.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上而下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上,如图所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是 ( )
A.摩擦使笔套带电
B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部分感应出异种电荷
C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受吸引力大于圆环的重力
D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和
15.如图所示,不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫板,两者一起放在电子秤上,现用带正电的玻璃棒从上方缓慢靠近金属球(未接触),停留一会儿后再缓慢远离.则 ( )
A.玻璃棒停在金属球上方时,金属球下端区域带负电
B.玻璃棒停在金属球上方时,电子秤示数等于泡沫板与球的总质量
C.玻璃棒靠近过程中,电子秤示数逐渐减小,且示数小于泡沫板与球的总质量
D.玻璃棒远离过程中,电子秤示数逐渐增大,且示数大于泡沫板与球的总质量
16.[2024·湖北宜昌期末] 完全相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量,相隔一定距离,今让第三个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两球带有同种电荷,求金属小球A、B最后的电荷量之比.
(2)若A、B两球带有异种电荷,求金属小球A、B最后的电荷量的绝对值之比.(共42张PPT)
1 电荷
学习任务一 电荷
学习任务二 静电感应
学习任务三 电荷守恒定律
学习任务四 元电荷
备用习题
练习册
◆
随堂巩固
学习任务一 电荷
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1)两种电荷：正电荷和负电荷.
(2) 电荷量或电荷的多少.电荷量的单位是______,符号为C.
(3) 电荷间相互作用：同种电荷相互______,异种电荷相互______.
库仑
排斥
吸引
(4)电中性：原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的，每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性.
(5) 摩擦起电的实质：当两种物质组成的物体相互摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上，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____电，本质上是__________造成的.
正
电子转移
(6) 金属导电的原因：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，这种能自由运动的电子叫作__________，失去自由电子的原子便成为带正电的_____，它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动，只有__________穿梭其中，这就使金属成为导体.绝缘体之所以不导电是因为其中几乎不存在能自由移动的电荷.
自由电子
离子
自由电子
例1 如图所示，均不带电的橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒带负电，毛皮带正电，这是因为( )
C
A.空气中的正电荷转移到了毛皮上 B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上 D.橡胶棒上的电子转移到了毛皮上
[解析] 摩擦起电是因为电子由一个物体转移到另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电.毛皮与橡胶棒摩擦，毛皮上的电子转移到了橡胶棒上，毛皮带正电，橡胶棒带负电，故选项C正确.
学习任务二 静电感应
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1)静电感应：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___________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.
(2)感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程.
自由电荷
异种
同种
［科学探究］ 如图所示，分别用绝缘柱支撑的导体和，使它们彼此接触.起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的.
(1) 把带正电荷的物体移近导体，金属箔片______(选填“张开”或“不变”).
(2) 这时把和分开，然后移去，金属箔片张角______(选填“变小”“变大”或“不变”)
(3) 再让和接触，金属箔片______(选填“闭合”或“张角变小”).
张开
变小
闭合
例2 如图所示，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在、两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是( )
C
A.闭合开关，有电子从枕形导体流向大地 B.闭合开关，有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关，有电子从大地流向枕形导体 D.闭合开关，没有电子通过开关
[解析] 由于静电感应，、两端出现等量的负、正电荷.当闭合开关、中的任何一个以后，便把大地与枕形导体连通，使大地与枕形导体组成一个新的大导体，枕形导体为近端，感应出负电荷，大地为远端，感应出正电荷，因此无论是闭合开关还是闭合开关，都有电子从大地流向枕形导体，故选项C正确.
变式 如图所示，用起电机使金属球带上正电荷，并靠近验电器，则( )
D
A.验电器金属箔片不张开，因为金属球没有和验电器上的金属小球接触
B.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了正电荷
C.验电器金属箔片张开，因为整个验电器都感应出了负电荷
D.验电器金属箔片张开，因为验电器的金属箔片上感应出了正电荷
[解析] 当带正电荷的金属球A靠近原来不带电的验电器的金属小球时，金属小球由于静电感应会带上负电荷，金属箔片由于静电感应会带上正电荷，验电器的金属箔片张开的原因是金属箔片上感应出了正电荷，同种电荷相互排斥，故选项D正确.
【要点总结】
三种起电方式的比较
摩擦起电 感应起电 接触起电
产生及 条件 两物质组成物体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电体接触时
现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同” 导体带上与带电体相同电性的电荷
原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 自由电荷在带电体与导体之间发生转移
实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移
学习任务三 电荷守恒定律
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 电荷守恒定律：电荷既不会创生,也不会消灭,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,电荷的总量保持______.
(2) 电荷守恒定律更普遍的表述：一个与外界没有电荷______的系统，电荷的________保持不变.
转移
转移
不变
交换
代数和
例3 有三个相同的金属小球、、，其中小球带有的正电荷，小球带有的负电荷，小球不带电.先让小球与小球接触后分开，再让小球与小球接触后分开，最后让小球与小球接触后分开，试求这时三个小球的带电荷量分别为多少？
[答案] ; ;
[解析] 让小球与小球接触后分开，则这时、各带有的正电荷，再让小球与小球接触后分开，则、所带电荷量均为，最后让小球与小球接触后分开，则、所带电荷量均为,则最终、、所带电荷量分别为、、.
【要点总结】
电荷的分配规律
(1)在两小球接触时,电荷先中和后分配.
(2)两个完全相同的金属球接触后再分开,电荷的分配规律：
①若两球带同种电荷,电荷量分别为和,则接触后两球的电荷量相等..
②若两球带异种电荷,电荷量分别为和,则接触后两球的电荷量相等..
学习任务四 元电荷
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 元电荷：迄今为止,实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量.人们把这个最小的电荷量叫作元电荷,用表示._____________C,元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的.所有带电体的电荷量都是的整数倍.
(2) 比荷：带电粒子的电荷量与______之比叫作比荷.
质量
［物理观念］(1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分.
(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷.
例4 (多选)关于电荷量，以下说法中正确的是( )
BCD
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.物体所带的电荷量只能是某些特定值
C.物体带电荷量为，这是因为该物体失去了个电子
D.物体所带电荷量的最小值为
[解析] 物体带电的原因是电子的得失，带正电是因为失去了电子，带负电是因为得到了电子.物体所带电荷量是不能连续变化的，只能是的整数倍，物体的带电荷量为,则它失去电子的个数为 个个.
1.如图所示,导体A带正电,当带负电的导体B靠近A(未接触)时,导体A带( )
A.正电荷增加
B.负电荷增加
C.正、负电荷均增加
D.电荷量不变
D
[解析] 当带负电的导体B靠近导体A时,两导体之间无接触,由电荷守恒定律可知,A带的电荷量不变,只是电荷在导体端面上重新分布(电荷的重新分布是由电荷之间的相互作用力引起的).
2. (多选)如图所示,a、b、c、d为四个带电小球,两球之间的作用分别为a吸引d、b排斥c、c排斥a、d吸引b,则 ( )
A.仅有两个小球带同种电荷
B.仅有三个小球带同种电荷
C.c、d小球带同种电荷
D.c、d小球带异种电荷
BD
[解析] 由d吸引a、d吸引b,可知a与b带同种电荷,且a与d带异种电荷;由c排斥a、c排斥b,可知c与a、b带同种电荷,c与d带异种电荷,故选项A、C错误,选项B、D正确.
3. 如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是 ( )
A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地
B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体
D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2
C
[解析] 在S1、S2都闭合前,对于枕形导体,它的电荷是守恒的,由于静电感应,a、b两端出现等量的负、正电荷,当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与枕形导体连通,使大地与枕形导体组成一个新的大导体,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统电荷守恒,由于静电感应,a端仍带负电荷,大地为远端,感应出正电荷,因此无论是闭合开关S1还是闭合开关S2,都有电子从大地流向枕形导体,故选项C正确.
4.如图所示,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
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a带负电电,b不带电,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.
1.(电荷)东汉王充在《论衡·乱龙篇》中有“顿牟掇芥，磁石引针”的描述，显示了中国古人对电磁的正确认知.“顿牟掇芥”意思是玳瑁的壳经摩擦后会产生静电，可以吸引芥一类的轻小物体.下列说法正确的是( )
B
A.玳瑁壳摩擦后创造了电荷 B.玳瑁壳摩擦后转移了电荷
C.玳瑁壳摩擦后一定带正电 D.轻小物体原本一定也带电
[解析] 根据电荷守恒定律知，电荷即不会创生也不会消灭，只会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，电荷的总量保持不变，选项A错误，B正确；玳瑁壳摩擦后不一定带正电，要看它与什么材料摩擦，选项C错误；带电体可以吸引轻小物体，轻小物体原本可以不带电，选项D错误.
2.(电荷守恒定律)关于电荷守恒定律，下列叙述不正确的是( )
A
A.一个物体所带的电荷量总是守恒的
B.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
C.在电荷转移的过程中，电荷的总量保持不变
D.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
[解析] 根据电荷守恒定律可知，单个物体所带的电荷量是可以改变的，A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，B正确；根据电荷守恒定律可知，C正确；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，D正确.
3.(静电感应)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是( )
B
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 带电的金属球靠近不带电的验电器时,发生静电感应,在验电器的金属球上感应出异种电荷,在金属箔片上感应出同种电荷,故选项B正确.
4.(元电荷)一个带电质点的电荷量数据不完整,只能看清6.________,你认为该带电质点的电荷量可能是( )
B
A. B. C. D.
[解析] 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，即的整数倍，由计算可知，只有B选项是的整数倍，故选项B正确.
知识点一 电荷
1.下列对电现象及规律的认识中正确的是( )
A
A.自然界中只存在正、负两种电荷 B.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
C.摩擦起电说明了电荷可以创生 D.带电物体一定具有多余的电子
[解析] 自然界中只存在正、负两种电荷,故A正确;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故B错误;摩擦起电是由于电子的转移,并非说明电荷可以创生,故C错误;带电物体可能有多余的正电荷,也可能有多余的负电荷,故D错误.
2.[2024·天津一中期末] 用丝绸摩擦玻璃棒后，玻璃棒带正电，这是因为在摩擦过程中玻璃棒( )
D
A.得到质子 B.失去质子 C.得到电子 D.失去电子
[解析] 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，这是因为在摩擦过程中玻璃棒失去了电子而带正电，D正确.
知识点二 起电的三种方式
3.[2024·河北正定中学月考] 关于摩擦起电、接触起电、感应起电,下列说法错误的是( )
B
A.这是起电的三种不同方式
B.这三种方式都产生了电荷
C.这三种起电方式的实质是一样的,都是电荷在转移
D.这三种方式都符合电荷守恒定律
[解析] 任何起电方式都不能创造电荷,也不能消灭电荷,电荷只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移的过程中电荷的总量保持不变,故A、C、D正确,B错误.
4.如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，她的头发会竖起来.关于以上现象，下列说法正确的是( )
A
A.实验员头发竖起来是她头发带同种电荷相互排斥所致
B.实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C.起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D.绝缘地板是起防滑作用的
[解析] 实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥，故A正确，B错误；起电机起电的过程是电荷转移的过程，故C错误；绝缘地板能防止积累在实验员身上的电荷被导入大地，故D错误.
5.[2024·重庆外国语学校期末] 如图所示，将通过摩擦起电的塑料丝靠近带电的管，塑料丝“躲开”状似章鱼，所以称为“静电章鱼”.由此现象可以判断( )
C
A.塑料丝和管都带正电 B.塑料丝和管都带负电
C.塑料丝和管带同种电荷 D.塑料丝和管带异种电荷
[解析] 同种电荷相互排斥，由塑料丝“躲开”可知塑料丝和管带同种电荷，由于不知道塑料丝与哪一种物体摩擦，所以不能判断出塑料丝带正电还是带负电，A、B、D错误，C正确.
6.如图甲、乙、丙、丁是伏打起电盘示意图，其起电原理是( )
B
A.摩擦起电 B.感应起电
C.接触起电 D.以上三种方式都不是
[解析] 导电平板靠近带电绝缘板并接地，导电平板与大地组成“大导体”，发生静电感应，使导电平板带上负电荷，选项B正确.
知识点三 电荷守恒定律
7.[2024·清华附中月考] 甲、乙两个原来不带电的物体相互摩擦(没有第三者参与)，结果发现甲物体带了的正电荷，下列说法正确的是( )
B
A.乙物体也带了的正电荷 B.甲物体失去了个电子
C.乙物体失去了个电子 D.甲、乙两物体共失去了个电子
[解析] 甲、乙两个物体相互摩擦，甲带的正电荷，那么由电荷守恒定律可知，乙应带的负电荷，即甲失去了个电子，乙得到了个电子，选项B正确.
8.[2024·江苏徐州一中月考] 导体带有的正电荷,另一完全相同的导体带有的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则导体的电荷量为( )
C
A. B. C. D.
[解析] 两个完全一样的带异种电荷的导体接触后电荷先中和再平分,所以,故C正确.
知识点四 元电荷
9.(多选)关于元电荷，下列说法正确的是( )
BCD
A.质子或电子叫元电荷
B.的电荷量叫元电荷
C.电子带负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷
D.质子带正电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷
[解析] 在各种带电粒子中，电子所带的电荷量的绝对值是最小的，人们把这个最小的电荷量叫元电荷，常用符号表示，任何带电体所带电荷量都等于元电荷的整数倍，将电子或质子所带电荷量的绝对值称为元电荷，而不是把质子或电子叫作元电荷，故选项A错误,C、D正确；电子或质子所带电荷量的绝对值都是，可把的电荷量叫元电荷，故选项B正确.
10.(多选)[2024·北京八中月考] 关于电荷量和元电荷,下列说法正确的是( )
ACD
A.电子的电荷量的精确数值最早是由密立根用油滴实验测得的
B.物体所带的电荷量可以是任意值
C.物体所带的电荷量最小值为元电荷,可取为
D.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
[解析] 密立根的油滴实验最先测出了电子的电荷量约为,故A正确;物体的电荷量都是元电荷的整数倍，，物体所带的电荷量最小值为元电荷，故B错误,C、D正确.
11.(多选)[2024·沈阳二中月考] 一个带正电的验电器如图所示，当一个金属球靠近验电器上的金属球时，验电器中金属箔片的张角减小，则( )
AC
A.金属球可能不带电 B.金属球一定带正电
C.金属球可能带负电 D.金属球一定带负电
[解析] 验电器上的金属箔片和金属球B都带有正电荷，金属箔片之所以张开，是由于箔片上的正电荷互相排斥.当验电器金属箔片的张角减小时，说明箔片上的正电荷一定比原来减少了，由于金属球A只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球B发生接触，要考虑感应起电的影响，当金属球A靠近验电器时，验电器的金属球B、金属杆包括
金属箔片整体相当于一个导体，金属球A离金属球B较近，而离金属箔片较远，如果金属球A带正电，验电器上的正电荷一定向远处移动，则金属箔片上的正电荷不会减少，选项B错误；如果金属球A带负电，验电器上的正电荷会由于静电感应向近端移动，造成金属箔片上的正电荷减少，选项C正确；如果金属球A不带电，由于受到金属球B上正电荷的影响，金属球A上靠近B的部分也会由静电感应出现负电荷，而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球B移动，效果与金属球A带负电荷一样，选项A正确，D错误.
12.(多选)有、、三个完全相同的金属球，带的正电荷，、不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则、、所带的电荷量可能为( )
AC
A.
B.
C.
D.
[解析] 三个球同时接触后可以各带有的正电荷，选项A正确；根据电荷守恒定律可知，接触前、后三球的总电荷量不变，选项B、D错误；将B球先与A球接触，再与C球接触，分开后A、B、C分别带有、和的正电荷，选项C正确.
13.(多选)[2024·福州一中月考] 小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验.如图所示，小明使验电器带了负电荷，经过一段时间后，他发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了.关于此问题，他跟学习小组讨论后形成了下列观点，你认为正确的是( )
CD
A.金属球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中，电荷不守恒
C.金属球上的负电荷被潮湿的空气导走了
D.该现象是由电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律
[解析] 金属箔片几乎闭合，是因为带负电的验电器在潮湿的空气中，经过一段时间后，金属球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了，但电荷在转移的过程中仍然守恒，故A、B错误，C、D正确.
14.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )
ABC
A.摩擦使笔套带电
B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异种电荷
C.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受吸引力大于圆环的重力
D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
[解析] 摩擦使笔套带电，带电的笔套靠近圆环的时候，圆环发生静电感应，上、下部分感应出等量的异种电荷；吸引过程中，圆环加速向上，吸引力大于圆环重力；绝缘材料做成的笔套，自由电子无法移动，电荷无法立刻被中和，故A、B、C正确，D错误．
15.如图所示，不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫板，两者一起放在电子秤上，现用带正电的玻璃棒从上方缓慢靠近金属球(未接触)，停留一会儿后再缓慢远离.则( )
C
A.玻璃棒停在金属球上方时，金属球下端区域带负电
B.玻璃棒停在金属球上方时，电子秤示数等于泡沫板与球的总质量
C.玻璃棒靠近过程中，电子秤示数逐渐减小，且示数小于泡沫板与球的总质量
D.玻璃棒远离过程中，电子秤示数逐渐增大，且示数大于泡沫板与球的总质量
[解析] 带正电的玻璃棒停在金属球上方时，由于静电感应现象，金属球的上端区域感应出负电荷，下端区域感应出等量正电荷，A错误；玻璃棒停在金属球上方时，因为异种电荷互相吸引，故金属球受到向上的吸引力，由平衡条件和牛顿第三定律可知，电子秤示数小于泡沫板与球的总质量，B错误；玻璃棒靠近过程中，金属球上感应电荷的电荷量逐渐增大，故金属球受到向
上的吸引力逐渐增大，则电子秤示数逐渐减小，且示数小于泡沫板与球的总质量，远离过程中吸引力逐渐减小，则电子秤示数逐渐增大，且示数小于泡沫板与球的总质量，C正确，D错误.
16.[2024·湖北宜昌期末] 完全相同的两个金属小球、带有相等的电荷量,相隔一定距离,今让第三个相同的不带电金属小球先后与、接触后移开.
(1) 若、两球带有同种电荷,求金属小球、最后的电荷量之比.
[答案]
[解析] 若、带同种电荷，设电荷量为，则第三个小球与接触后，平分的电荷量，剩余电荷量为；球与接触后，总电荷量为，二者平分，带电荷量为，故、电荷量之比为.
(2) 若、两球带有异种电荷,求金属小球、最后的电荷量的绝对值之比.
[答案]
[解析] 若、带异种电荷，设的电荷量为，的电荷量为，则球与接触后，带电荷量均为；球与接触时，先中和，总电荷量为，两者再平分，球电荷量为，故、最后电荷量的绝对值之比为.
