(共46张PPT)
第1节 静电的产生及其微观解释
学习任务一 静电的产生
学习任务二 电荷守恒定律
学习任务三 产生静电的微观解释
素养提升
随堂巩固
备用习题
学习任务一 静电的产生
［教材链接］ 阅读教材，完成以下填空.
1.电荷
(1) 电荷量:电荷的______.在国际单位制中，电荷量的单位是______，简称____，符号为___.
(2) 电荷间相互作用:同种电荷相互______，异种电荷相互______.
多少
库仑
库
C
排斥
吸引
2.三种起电方式
(1) 摩擦起电：当两个由不同物质组成的物体互相摩擦时，一个物体中某些原子的电子挣脱了原子核的束缚，转移到另一个物体上，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带______，失去电子的物体则带等量的______.
负电
正电
(2)接触起电：当一个带电体接触导体时，电荷会发生转移，使导体也带电.
(3) 感应起电:当一个带电体靠近导体时，受附近带电体影响而使导体上的电荷重新分布，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.利用__________使金属导体带电的方式叫作感应起电.
异种
同种
静电感应
属箔片带____电荷；第二次金属球和金属箔片都带____电荷.(均选填“正”或“负”)
［科学探究］ 如图所示，第一次用带正电的金属球靠近不带电的验电器的金属球时，发现验电器的金属箔片张开一定的角度；第二次用带正电的金属球与验电器的金属球接触一下，同样金属箔片张开一定角度.第一次金属球带____电荷，金
负
正
正
[解析] 金属球带正电，自由电子由于受到引力作用，转移到金属球，第一次使带负电，金属箔片因失去电子带正电；第二次属于接触带电，自由电子由、转移到，则第二次金属球和金属箔片都带正电.
例1 [2024·厦门一中月考] 我国东汉学者王充早在公元一世纪就有关于静电现象的描述——“顿牟掇芥”，即摩擦过的玳瑁能够吸引芥菜子之类的轻小物体.下列现象与“顿牟掇芥”作用原理相同的是( )
A.秋冬季节用手指触摸金属时手指常感受到刺痛
B.空气中的飞絮很容易附在行进中的汽车挡风玻璃上
C.梳完头发后，部分头发反而根根竖立起来
D.摩擦过的琥珀靠近验电器，验电器的金属箔片张开
√
[解析] “顿牟掇芥”的原理是带电体有吸引轻小物体的性质，秋冬季节用手指触摸金属时手指常感受到刺痛，是静电感应现象，故A错误；空气中的飞絮很容易附在行进中的汽车挡风玻璃上，是因为挡风玻璃与空气摩擦成为带电体，可以吸引轻小物体，故B正确；梳完头发后，部分头发反而根根竖立起来，是因为梳子与头发摩擦使部分头发带上同种电荷相互排斥，故C错误；摩擦过的琥珀，成为带电体，靠近验电器时，由于静电感应，验电器的金属箔片张开，故D错误.
例2 (多选)[2024·同安一中月考] 如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种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.先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开
D.移走带电棒，两球不分开
√
√
[解析] 先把两球分开，再移走棒，两球由于感应起电带上异种电荷，故A错误；先移走棒，此时两球中的电荷又中和，不再带电，再把球分开，同样两球不带电，故B正确；先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分
开，是接触起电，两球带同种电荷，故C错误；移走带电棒，两导体球不分开，两球不会带电，故D正确.
【要点总结】
摩擦起电 接触起电 感应起电
产生及条件 两不同物体摩擦时 导体与带电体接触时 导体靠近带电体时
带电现象 两物体带上等量异种电荷 导体带上与带电体相同电性的电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”
学习任务二 电荷守恒定律
［教材链接］ 阅读教材，完成以下填空.
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.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质量之比叫作比荷.
3.电荷守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，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.在转移的过程中，电荷的总量______.
转移
转移
不变
［科学探究］ 小明同学在研究物理试题时，发现试题中四个带电微粒所带的电荷量数据如下，根据知识判断不可能的是____(填序号).
④
[解析] 最小的电荷量是，我们把这个最小的电荷量叫作元电荷，任何物体的电荷量都是元电荷的整数倍，选项中只有④不是的整数倍.
例3 (多选)关于摩擦起电和感应起电，下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体
√
√
[解析] 摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移，失去电子的带正电，得到电子的带负电，此过程并非创造了电荷，而是总电荷量守恒，A错误，B正确；感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分，是电荷在同一导体内部发生了转移，C正确，D错误.
例4 两个完全相同的金属小球、所带电荷量分别为和，将两小球接触后再分开，小球的电荷量为_______；、两小球接触再分开后，继续让小球和完全相同的不带电的金属小球接触后再分开，小球的电荷量为________.
[解析] 两个完全相同的金属小球、所带电荷量分别为和，将两小球接触后再分开，、两小球的电荷量均为；、两小球接触再分开后，继续让小球和完全相同的不带电的金属小球接触后再分开，小球的电荷量为.
【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..
学习任务三 产生静电的微观解释
［科学思维］ 三种起电方式的微观解释
摩擦起电 感应起电 接触起电
微观解释 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，摩擦时电子从一物体转移到另一物体 导体中的自由电子受到带电体对它的排斥(或者吸引)，而移向导体的远端(或者近端) 电荷间的相互作用，使得自由电子在带电体和导体上转移，且重新分布
实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移
例5 [2024·安溪一中期末] 以下关于摩擦起电、接触起电和感应起电的说法正确的是( )
A.感应起电不符合电荷守恒定律
B.只有接触起电符合电荷守恒定律
C.都符合电荷守恒定律，因为起电实质是电子的转移
D.都符合电荷守恒定律，因为起电过程中创造的正、负电荷是等量的
[解析] 感应起电、摩擦起电、接触起电都符合电荷守恒定律，起电实质是电子的转移，A、B错误，C正确；由电荷守恒定律可知电荷不能被创造，D错误.
√
例6 (多选)[2024·三明二中月考] 和是两个原来不带电的物体，它们相互摩擦后，带的正电荷，则下列判断正确的是( )
A.摩擦前，和的内部没有任何电荷
B.摩擦过程中，电子从转移到
C.摩擦后，一定带的负电荷
D.摩擦过程中，失去个电子
√
√
[解析] 原来不带电的物体处于电中性，不是内部没有电荷，而是正、负电荷的个数相等，整体对外不显电性，故A错误；摩擦起电过程中转移的是自由电子，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，即摩擦过程中A失去电子，转移到了B上，故B正确；由电荷守恒定律可知，在电子的转移过程中电荷的总量保持不变，A带的正电荷，B一定带的负电荷，故C正确；摩擦过程中，A失去个电子，D错误.
验电器的构造、原理及使用
1.构造(如图所示)
2.原理
金属箔片带同种电荷后，由于同种电荷相互排斥而张开.
3.应用
检验物体是否带电.
示例 [2024·泉州一中月考] 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.&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,金属球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.
√
变式 [2024·福州一中月考] 如图所示，第一次用带正电荷的金属球靠近不带电的验电器的金属球时，发现验电器的金属箔片张开一定的角度；第二次用带正电荷的金属球与验电器的金属球接触一下，同样金属箔片张开一定角度，这两次过程中( )
A.第一次金属球带正电荷，金属箔片带负电荷
B.第一次金属球带负电荷，金属箔片带正电荷
C.第二次金属球带正电荷，金属箔片带负电荷
D.第二次金属球带负电荷，金属箔片带正电荷
√
[解析] 第一次用带正电荷的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时，验电器的金属箔片C张开一定的角度，这种使金属箔片带电的方式称为感应起电，金属球B带负电荷，金属箔片C带正电荷，A错误，B正确；当带正电荷的金属球A与验电器上的金属球
B接触时，验电器的金属箔片C张开一定角度，这种使金属箔片带电的方式称为接触起电，金属球B和金属箔片C都带正电荷，C、D错误.
【要点总结】
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)，两个金属箔片在斥力作用下张开，如图乙.
1.下列说法中正确的是 ( )
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.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭
√
[解析] 摩擦过程可以转移电荷,但不能创造电荷,A错误;
接触起电就是通过物体接触产生电荷转移,B正确;
两种物体摩擦,较容易失去电子的物体在摩擦中失去电子而带正电,是否容易失去电子由两物体的材料决定,因此玻璃棒在摩擦后不一定带正电,C错误;
等量异种电荷可以中和但不会消失,只是整体上显中性,D错误.
2.下列对物体带电现象的叙述正确的是 ( )
A.不带电的物体一定没有电荷
B.带电物体一定具有多余的电子
C.一根带电的导体棒放在潮湿的房间,过了一段时间后,发现导体棒不带电了,这个过程中电荷不守恒
D.摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体
√
[解析] 不带电的物体自身含有等量的正电荷和负电荷,对外显示不带电,A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,B错误.
一根带电的导体棒放在潮湿的房间,过了一段时间后,发现导体棒不带电了,是因为电荷被中和了,这个过程中电荷仍然守恒,C错误.
摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体,D正确.
3.如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,关于这种现象产生的原因,下列说法正确的是 ( )
A.人身体上产生电流 B.接触起电
C.摩擦起电 D.感应起电
√
[解析] 天气干燥时,毛衣摩擦起电,脱毛衣时,发生放电现象,产生电火花,故A、B、D错误,C正确.
4. (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
√
√
[解析] 由d吸引a,d吸引b,可知a与b带同种电荷,且与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.
5. (多选)摩擦可以产生静电,原来甲、乙、丙三物体都不带电,现使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后知甲物体带2.8×10-15 C的正电荷,丙物体带电荷量大小为6×10-16 C.则关于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法正确的是 ( )
A.乙物体一定带有2.8×10-15 C的负电荷
B.乙物体一定带有2.2×10-15 C的负电荷
C.丙物体一定带有6×10-16 C的正电荷
D.丙物体一定带有6×10-16 C的负电荷
√
√
[解析] 甲、乙两物体摩擦后,甲带2.8×10-15 C的正电荷,则乙一定带2.8×10-15 C的负电荷,丙原来不带电,乙与丙接触后丙应带有负电荷,所以丙一定带有6×10-16 C的负电荷,根据电荷守恒定律,可知此时乙一定带有2.2×10-15 C的负电荷,故B、D正确.
6. (多选)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
√
√
[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.
7.自制一个静电验电器:把一张薄纸片剪成长10 cm、宽2 cm的长方形,沿长的方向对折,把它平衡地放在铅笔尖上(如图).铅笔尖要稍插入纸片中,但不要戳破它,使纸片能自由转动.将一把梳子在头发或羊毛织品上摩擦,使之带电,并将它靠近这一纸片的一端的边角.观察发生的现象,并试着对这一现象进行解释.
[答案] 见解析
[解析] 薄纸片靠近梳子的边角会向梳子这边旋转靠近,原因:梳子摩擦带负电,因此薄纸片的近端由于静电感应从而带正电,远端带负电,再通过异性电荷相互吸引,同向电荷相互排斥可知,薄纸片靠近梳子的边角会向梳子这边旋转靠近.
1.(电荷、元电荷、感应起电)(多选)如图所示，充气后的气球在头发上摩擦，再
A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同
B.易拉罐两侧出现的电荷量一定都是元电荷的整数倍
C.气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为吸引力
D.气球对易拉罐远侧为斥力，近侧为吸引力
靠近不带电的空易拉罐，易拉罐放在光滑的水平桌面上，则在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐会朝气球方向滚动，关于这一现象，下列说法正确的是( )
√
√
[解析] 根据静电感应,可知靠近气球的一侧与气球带异种电荷,远离气球的一侧与气球带同种电荷,A错误;电荷量一定是元电荷的整数倍,B正确;气球对易拉罐远侧为斥力,近侧为吸引力,并且对近侧的力大于远侧的力,C错误,D正确.
2. (对摩擦起电的理解)和是两个原来都不带电的物体，它们互相摩擦后，带正电荷.下列判断正确的是( )
A.在摩擦前和的内部都没有任何电荷
B.摩擦的过程中电子从转移到
C.在摩擦过程中失去电子
D.在摩擦过程中得到电子
[解析] 物体内部既有正电荷又有负电荷，正、负电荷数量相等，物体对外不显电性，故A错误.、摩擦时，电子从转移到，故带正电荷，B正确，C、D错误.
√
3. (电荷守恒、接触起电)两个相同的金属小球、，带电荷量分别为和.两球接触后分开，、所带电荷量分别为( )
A.， B.， C.， D.，
[解析] 、两小球带异种电荷，接触后分开，电荷量先中和再均分，所以两小球最后的电荷量均为，故D正确.
√
4. (感应起电)(多选)如图所示，在带电体的右侧有两个原来不带电的、相互接触的金属导体和，、、均放在绝缘支座上.由于静电感应，导体、均带电.下列说法正确的是( )
A.如图所示状态中，导体带负电，带正电
B.在图示状态下移走带电体，导体带负电、带正电
C.无论是移走带电体还是将导体、分开，导体、上的总电荷量始终为零
D.在图示状态下将导体、分开，分开后、仍带电，该过程创造了电荷
√
√
[解析] 导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，故A正确；若先移走C，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，故B错误；根据电荷守恒定律，可知无论是移走带电体C还是将导体A、B分开，导
体A、B上的总电荷量始终为零，故C正确；在图示状态下将导体A、B分开，分开后A、B仍带电，该过程不是创造了电荷，是电荷的重新分布，故D错误. 参考答案
第1章 静电力与电场强度
第1节 静电的产生及其微观解释
[教材链接]
1.(1)多少 库仑 库 C (2)排斥 吸引 2.(1)负电 正电 (3)异种 同种 静电感应
[科学探究] 负 正 正
[解析] 金属球A带正电,自由电子由于受到引力作用,转移到金属球B,第一次使B带负电,金属箔片C因失去电子带正电;第二次属于接触带电,自由电子由B、C转移到A,则第二次金属球B和金属箔片C都带正电.
例1 B [解析] “顿牟掇芥”的原理是带电体有吸引轻小物体的性质,秋冬季节用手指触摸金属时手指常感受到刺痛,是静电感应现象,故A错误;空气中的飞絮很容易附在行进中的汽车挡风玻璃上,是因为挡风玻璃与空气摩擦成为带电体,可以吸引轻小物体,故B正确;梳完头发后,部分头发反而根根竖立起来,是因为梳子与头发摩擦使部分头发带上同种电荷相互排斥,故C错误;摩擦过的琥珀,成为带电体,靠近验电器时,由于静电感应,验电器的金属箔片张开,故D错误.
例2 BD [解析] 先把两球分开,再移走棒,两球由于感应起电带上异种电荷,故A错误;先移走棒,此时两球中的电荷又中和,不再带电,再把球分开,同样两球不带电,故B正确;先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开,是接触起电,两球带同种电荷,故C错误;移走带电棒,两导体球不分开,两球不会带电,故D正确.
[教材链接] 1.1.60×10-19 3.转移 转移 不变
[科学探究] ④
[解析] 最小的电荷量是1.6×10-19 C,我们把这个最小的电荷量叫作元电荷,任何物体的电荷量都是元电荷的整数倍,选项中只有④不是1.6×10-19 C的整数倍.
例3 BC [解析] 摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电,此过程并非创造了电荷,而是总电荷量守恒,A错误,B正确;感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分,是电荷在同一导体内部发生了转移,C正确,D错误.
例4 +2.5Q +1.25Q
[解析] 两个完全相同的金属小球A、B所带电荷量分别为+7Q和-2Q,将两小球接触后再分开,A、B两小球的电荷量均为=+2.5Q;A、B两小球接触再分开后,继续让小球A和完全相同的不带电的金属小球C接触后再分开,小球C的电荷量为=+1.25Q.
例5 C [解析] 感应起电、摩擦起电、接触起电都符合电荷守恒定律,起电实质是电子的转移,A、B错误,C正确;由电荷守恒定律可知电荷不能被创造,D错误.
例6 BC [解析] 原来不带电的物体处于电中性,不是内部没有电荷,而是正、负电荷的个数相等,整体对外不显电性,故A错误;摩擦起电过程中转移的是自由电子,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,即摩擦过程中A失去电子,转移到了B上,故B正确;由电荷守恒定律可知,在电子的转移过程中电荷的总量保持不变,A带1.6×10-10 C的正电荷,B一定带1.6×10-10 C的负电荷,故C正确;摩擦过程中,A失去1.0×109个电子,D错误.
素养提升
示例 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,金属球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.
变式 B [解析] 第一次用带正电荷的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时,验电器的金属箔片C张开一定的角度,这种使金属箔片带电的方式称为感应起电,金属球B带负电荷,金属箔片C带正电荷,A错误,B正确;当带正电荷的金属球A与验电器上的金属球B接触时,验电器的金属箔片C张开一定角度,这种使金属箔片带电的方式称为接触起电,金属球B和金属箔片C都带正电荷,C、D错误.
随堂巩固
1.BD [解析] 根据静电感应,可知靠近气球的一侧与气球带异种电荷,远离气球的一侧与气球带同种电荷,A错误;电荷量一定是元电荷的整数倍,B正确;气球对易拉罐远侧为斥力,近侧为吸引力,并且对近侧的力大于远侧的力,C错误,D正确.
2.B [解析] 物体内部既有正电荷又有负电荷,正、负电荷数量相等,物体对外不显电性,故A错误.M、N摩擦时,电子从N转移到M,故N带正电荷,B正确,C、D错误.
3.D [解析] M、N两小球带异种电荷,接触后分开,电荷量先中和再均分,所以两小球最后的电荷量均为-q,故D正确.
4.AC [解析] 导体A的左端感应出负电荷,导体B的右端感应出等量的正电荷,故A正确;若先移走C,此时导体A和B中的电荷又发生中和,不再带电,故B错误;根据电荷守恒定律,可知无论是移走带电体C还是将导体A、B分开,导体A、B上的总电荷量始终为零,故C正确;在图示状态下将导体A、B分开,分开后A、B仍带电,该过程不是创造了电荷,是电荷的重新分布,故D错误. 参考答案
第1章 静电力与电场强度
第1节 静电的产生及其微观解释
1.C [解析] 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,同时,带电物体还可吸引轻小物质,故甲、乙两个小球可能带异种电荷,也可能一个带电,一个不带电,故选C.
2.A [解析] 实验员头发竖起来是因为她的头发带同种电荷,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;绝缘地板是防止积累在实验员身上的电荷被导入大地,故D错误.
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] 玻璃棒反复在毛皮上摩擦,摩擦过程中玻璃棒会失去电子,而毛皮会得到电子,失去电子后的玻璃棒带正电,而得到电子的毛皮带负电,在这个过程中电子发生了转移,而在自然界中电荷是守恒的,即电荷不可能凭空产生也不可能凭空消失,一个物体失去多少电子那么另一个物体就得到多少电子,失去电子的物体所带正电荷的电荷量一定等于得到电子的物体所带负电荷的电荷量,故选A.
5.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,验电器的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,选项D正确.
6.CD [解析] 小球上的电荷减少是由于电子通过潮湿空气导电转移到外界,小球上电荷量减少,但这些电子并没有消失,对于小球和外界组成的系统,其总电荷量不变,A、B错误,C、D正确.
7.C [解析] 两个完全一样的导体接触后电荷先中和再平分,所以qB==2q,故C正确.
8.A [解析] 由题意可知,甲、乙两物体相互摩擦后,甲物体带正电荷1.6×10-9 C,则乙物体带负电荷1.6×10-9 C,若乙物体再与丙物体接触,两物体都带负电,由于丙物体带电荷量为8×10-10 C,则乙物体带电荷量为1.6×10-9 C-8×10-10 C=8×10-10 C,A正确.
9.C [解析] 摩擦只能转移电荷,不能创造电荷,故A错误;下雨天空气潮湿,使得实验中电荷很容易流失,实验效果不明显,故B错误;所有带电体所带电荷量一定为元电荷的整数倍,故C正确;细水流偏转是因为感应起电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的PVC管带负电,虽然二者带电种类不同,但细水流依然会向靠近带电的玻璃棒方向偏转,故D错误.
10.BD [解析] 因a、b分别带正、负电,而异种电荷相互吸引,金属球b固定在杆上,轻质小球a悬挂在绝缘细线上,因此轻质小球a将因为金属球b的吸引而靠拢并与之接触,当轻质小球a与金属球b接触后,正负电荷会先进行中和,若正负电荷量大小不相同,则中和后剩余其中一种电荷进行重新分配,最终结果是两球带上同种电荷,而同种电荷相互排斥,两球会因为相互排斥而最终分开,故A、C错误,B正确;若两球所带正负电荷量相同,则接触后正负电荷中和,两球将都不再带电,因此接触后a、b将会自由分开,故D正确.
11.B [解析] 由于静电感应的作用,导体B右端带正电荷,当闭合开关S时,导体B右端的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以导体B右端不再显电性,左端带负电,再断开S,移走A,则导体B带负电,故B正确.
12.BD [解析] 根据静电感应可知,带正电的导体C放在枕形导体附近,则A端带负电荷,B端带正电荷,同一端的金属箔片上带同种电荷,则A、B端金属箔片均张开,故A错误;用手触摸枕形导体B端后,A端仍带负电,金属箔片张开,B端不再带正电,金属箔片闭合,故B正确;用手触摸枕形导体B端后,只有A端带负电,先将手移走,再将C移走,则A端所带的负电荷便会均匀分布在整个枕形导体上,A、B端均带负电,两对金属箔片均张开,故C错误,D正确.
13.(1)带正电荷 带负电荷 (2)不带电 不带电
(3)带负电荷 带负电荷
[解析] (1)由于静电感应,左端A球感应出正电荷,右端B球感应出负电荷,将A、B两球分开,再移去C,则A球带正电荷、B球带负电荷;
(2)先移去C球,则A、B两球的电荷重新分布,再把A、B两球分开,则A、B均不带电;
(3)用手指接触B球后,大地上的电子跑到A、B两球上,先移开手指再移去C球,A、B两球均带负电荷.
14.(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,剩余电荷量为-,两者再平分,B球电荷量为-,故A、B最后电荷量之比为∶=2∶1.第1节 静电的产生及其微观解释
学习任务一 静电的产生
[教材链接] 阅读教材,完成以下填空.
1.电荷
(1)电荷量:电荷的 .在国际单位制中,电荷量的单位是 ,简称 ,符号为 .
(2)电荷间相互作用:同种电荷相互 ,异种电荷相互 .
2.三种起电方式
(1)摩擦起电:当两个由不同物质组成的物体互相摩擦时,一个物体中某些原子的电子挣脱了原子核的束缚,转移到另一个物体上,于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带 ,失去电子的物体则带等量的 .
(2)接触起电:当一个带电体接触导体时,电荷会发生转移,使导体也带电.
(3)感应起电:当一个带电体靠近导体时,受附近带电体影响而使导体上的电荷重新分布,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.利用 使金属导体带电的方式叫作感应起电.
[科学探究] 如图所示,第一次用带正电的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时,发现验电器的金属箔片C张开一定的角度;第二次用带正电的金属球A与验电器的金属球B接触一下,同样金属箔片C张开一定角度.第一次金属球B带 电荷,金属箔片C带 电荷;第二次金属球B和金属箔片C都带 电荷.(均选填“正”或“负”)
例1 [2024·厦门一中月考] 我国东汉学者王充早在公元一世纪就有关于静电现象的描述——“顿牟掇芥”,即摩擦过的玳瑁能够吸引芥菜子之类的轻小物体.下列现象与“顿牟掇芥”作用原理相同的是( )
A.秋冬季节用手指触摸金属时手指常感受到刺痛
B.空气中的飞絮很容易附在行进中的汽车挡风玻璃上
C.梳完头发后,部分头发反而根根竖立起来
D.摩擦过的琥珀靠近验电器,验电器的金属箔片张开
例2 (多选)[2024·同安一中月考] 如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种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.先将棒接触一下其中的一球,再把两球分开
D.移走带电棒,两球不分开
[反思感悟]
【要点总结】
摩擦起电 接触起电 感应起电
产生及 条件 两不同物体摩擦时 导体与带电体接触时 导体靠近带电体时
带电 现象 两物体带上等量异种电荷 导体带上与带电体相同电性的电荷 导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同”
学习任务二 电荷守恒定律
[教材链接] 阅读教材,完成以下填空.
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,元电荷的数值,最早是由美国物理学家密立根测得.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质量之比叫作比荷.
3.电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,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.在转移的过程中,电荷的总量 .
[科学探究] 小明同学在研究物理试题时,发现试题中四个带电微粒所带的电荷量数据如下,根据知识判断不可能的是 (填序号).
①3.2×10-17 C ②-6.4×10-19 C
③-1.6×10-18 C ④2.4×10-19 C
例3 (多选)关于摩擦起电和感应起电,下列说法中正确的是 ( )
A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体
例4 两个完全相同的金属小球A、B所带电荷量分别为+7Q和-2Q,将两小球接触后再分开,小球B的电荷量为 ;A、B两小球接触再分开后,继续让小球A和完全相同的不带电的金属小球C接触后再分开,小球C的电荷量为 .
[反思感悟]
【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'=.
学习任务三 产生静电的微观解释
[科学思维] 三种起电方式的微观解释
摩擦起电 感应起电 接触起电
微观解释 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,摩擦时电子从一物体转移到另一物体 导体中的自由电子受到带电体对它的排斥(或者吸引),而移向导体的远端(或者近端) 电荷间的相互作用,使得自由电子在带电体和导体上转移,且重新分布
实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移
例5 [2024·安溪一中期末] 以下关于摩擦起电、接触起电和感应起电的说法正确的是 ( )
A.感应起电不符合电荷守恒定律
B.只有接触起电符合电荷守恒定律
C.都符合电荷守恒定律,因为起电实质是电子的转移
D.都符合电荷守恒定律,因为起电过程中创造的正、负电荷是等量的
[反思感悟]
例6 (多选)[2024·三明二中月考] A和B是两个原来不带电的物体,它们相互摩擦后,A带1.6×10-10 C的正电荷,则下列判断正确的是( )
A.摩擦前,A和B的内部没有任何电荷
B.摩擦过程中,电子从A转移到B
C.摩擦后,B一定带1.6×10-10 C的负电荷
D.摩擦过程中,A失去1.6×10-10个电子
[反思感悟]
验电器的构造、原理及使用
1.构造(如图所示)
2.原理
金属箔片带同种电荷后,由于同种电荷相互排斥而张开.
3.应用
检验物体是否带电.
示例 [2024·泉州一中月考] 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 ( )
变式 [2024·福州一中月考] 如图所示,第一次用带正电荷的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时,发现验电器的金属箔片C张开一定的角度;第二次用带正电荷的金属球A与验电器的金属球B接触一下,同样金属箔片C张开一定角度,这两次过程中 ( )
A.第一次金属球B带正电荷,金属箔片C带负电荷
B.第一次金属球B带负电荷,金属箔片C带正电荷
C.第二次金属球B带正电荷,金属箔片C带负电荷
D.第二次金属球B带负电荷,金属箔片C带正电荷
【要点总结】
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),两个金属箔片在斥力作用下张开,如图乙.
1.(电荷、元电荷、感应起电)(多选)如图所示,充气后的气球在头发上摩擦,再靠近不带电的空易拉罐,易拉罐放在光滑的水平桌面上,则在气球未接触易拉罐的情况下,可观察到易拉罐会朝气球方向滚动,关于这一现象,下列说法正确的是 ( )
A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同
B.易拉罐两侧出现的电荷量一定都是元电荷的整数倍
C.气球对易拉罐远、近两侧的作用力均为吸引力
D.气球对易拉罐远侧为斥力,近侧为吸引力
2.(对摩擦起电的理解) M和N是两个原来都不带电的物体,它们互相摩擦后,N带正电荷.下列判断正确的是( )
A.在摩擦前M和N的内部都没有任何电荷
B.摩擦的过程中电子从N转移到M
C.M在摩擦过程中失去电子
D.N在摩擦过程中得到电子
3.(电荷守恒、接触起电)两个相同的金属小球M、N,带电荷量分别为-4q和+2q.两球接触后分开,M、N所带电荷量分别为 ( )
A.+3q,-3q
B.-2q,+4q
C.+2q,-4q
D.-q,-q
4.(感应起电)(多选)如图所示,在带电体C的右侧有两个原来不带电的、相互接触的金属导体A和B,A、B、C均放在绝缘支座上.由于静电感应,导体A、B均带电.下列说法正确的是 ( )
A.如图所示状态中,导体A带负电,B带正电
B.在图示状态下移走带电体C,导体A带负电、B带正电
C.无论是移走带电体C还是将导体A、B分开,导体A、B上的总电荷量始终为零
D.在图示状态下将导体A、B分开,分开后A、B仍带电,该过程创造了电荷第1节 静电的产生及其微观解释
建议用时:40分钟
◆ 知识点一 电荷
1.[2024·泉州一中月考] “通草球”是五加科植物通脱木的茎髓.秋天取茎,放置干燥处晾干,将其茎髓制成小球.这种小球密度很小,且绝缘,过去常用来做静电实验.现在这种东西较少见,一般中药店里有售.如图所示,两个通草球甲和乙悬挂在支架上,彼此吸引.关于该现象判断正确的是 ( )
A.甲小球一定带了电
B.乙小球一定带了电
C.两个小球中有一个可能不带电
D.甲、乙小球可能带有同种电荷
2.[2024·同安一中月考] 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,随着金属球对地电压升高,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排斥所致
B.实验员头发竖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
◆ 知识点二 起电的三种方式
3.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.[2024·厦门双十中学月考] 老师在讲台上给同学们做摩擦起电实验:将玻璃棒反复在毛皮上摩擦,玻璃棒就带上了正电荷,毛皮就带上了负电荷.在老师做这个实验的过程中,下面说法正确的是 ( )
A.摩擦起电过程中会发生电荷转移
B.摩擦起电过程中不会发生电荷转移
C.摩擦起电过程中会创造新的电荷
D.摩擦起电后,玻璃棒所带电荷量大于毛皮所带电荷量
5.如图所示,用起电机使金属球A带上正电荷,并靠近不带电的验电器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
◆ 知识点三 电荷守恒定律
6.(多选)一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上净电荷几乎不存在,这说明 ( )
A.小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.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电荷导走了
D.该现象是由于电子的转移产生的,仍然遵循电荷守恒定律
7.导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体带的电荷量为 ( )
A.-q B.q
C.2q D.4q
8.[2024·福清一中期末] 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1.6×10-9 C,丙物体带电荷量的大小为8×10-10 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8×10-10 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8×10-10 C
D.丙物体可能带有正电荷8×10-10 C
9.[2024·长乐一中月考] 如图所示,某同学将用毛皮摩擦过的PVC管靠近一细水流时,发现细水流向靠近PVC管的方向偏转,下列说法正确的是( )
A.摩擦可以创造更多的电荷
B.下雨天,实验效果更明显
C.PVC管所带的电荷量一定是元电荷e的整数倍
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的PVC管,细水流会向远离玻璃棒的方向偏转
10.(多选)[2024·莆田一中月考] 绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的附近有一绝缘金属球b.开始时,a、b都不带电,如图所示,现使a、b分别带正、负电,则下列情况可能发生的是
( )
A.b将吸引a,吸引后不放开
B.b先吸引a,接触后又把a排斥开
C.a、b之间不发生相互作用
D.b先吸引a,接触后a、b自由分开
11.[2024·漳平一中月考] 如图所示,放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B用导线经开关接地,现把S先合上再断开,再移走A,则导体B ( )
A.带正电
B.带负电
C.不带电
D.不确定
12.(多选)[2024·长汀一中月考] 如图所示,不带电的枕形导体A、B两端各贴有一对金属箔片.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时 ( )
A.A端金属箔片张开,B端金属箔片闭合
B.用手触摸枕形导体B端后,A端金属箔片仍张开,B端金属箔片闭合
C.用手触摸枕形导体B端后,先将手移走,再将C移走,两对金属箔片均闭合
D.选项A中两对金属箔片带异种电荷,选项C中两对金属箔片带同种电荷
13.[2024·福州一中期末] 如图所示,A、B是两个相互接触但不带电的相同金属球,它们靠近带正电荷的金属球C.在下列所述的各种情况中,试判断A、B两球的带电情况.
(1)将A、B两球分开,再移去C,则A球 ,B球 ;
(2)先移去C球,再把A、B两球分开,则A球 ,B球 ;
(3)用手指接触B球后,先移开手指再移去C球,则A球 ,B球 .
14.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,求最后的电荷量之比.
(2)若A、B两球带有异种电荷,求最后的电荷量之比.
