1.1 静电现象与电荷守恒
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道自然界中只存在两种电荷，电荷间的相互作用.
2.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．(难点)
3.理解电荷守恒定律．(重点)
4.知道电荷量和元电荷的概念，电荷量不能连续变化.
物 体 起 电 的 原 因
1．电荷的种类及相互作用
(1)两种电荷
(2)相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
2．物体带电的三种方法
(1)接触起电
①定义：一个带电物体接触另一个导体时，电荷会转移到这个导体上，使这个导体也带电，这种带电方式称为接触起电．
②本质：电荷的转移．
(2)摩擦起电
①定义：通过摩擦使物体带电的现象．
②起电过程：两个物体互相摩擦时，一些受原子核束缚力弱的电子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负电，失去电子的物体则带正电．
③本质：摩擦起电时，电荷并没有凭空产生，其本质是发生了电子的转移，所以两个相互摩擦的物体一定是同时带上性质不同的电荷，且电荷量相等．
(3)感应起电
①感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程．
②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异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷的现象．
3．电荷量：物体所带电荷的多少叫做电荷量，简称电荷或电量．在国际单位制中，单位是库仑，用C表示．
1．用丝绸摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为同种电荷．(×)
2．静电感应就是不带电的导体接触带电体而使导体带上电荷．(×)
3．摩擦起电和感应起电都不是创造了电荷，是电荷的转移．(√)
如图1-1-1所示的现象为感应起电，为什么发生感应起电的是导体而不是绝缘体？
图1-1-1
【提示】 感应起电的实质是在带电体电荷的作用下，物体上的自由电荷的定向移动．而只有导体上的电子(或正、负离子)才能自由移动，而绝缘体上的电子不能自由地移动．所以，导体能发生感应起电，而绝缘体不能．
甲 乙 丙
图1-1-2
如图所示的1-1-2甲、乙、丙分别表示使物体带电的一种方式．
探讨1：试说明甲、乙、丙分别代表哪种起电方式？
【提示】 甲为摩擦起电、乙为接触起电、丙为感应起电．
探讨2：甲中玻璃棒带什么电荷？其带电的原因是什么？
【提示】 玻璃棒带正电．原因是摩擦过程中玻璃棒失去了电子．
1．三种起电方式对比
方式
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生及条件
两种不同物体摩擦时
导体靠近带电体时
导体与带电导体接触时
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”
导体上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能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)
电荷之间的相互排斥
实质
均为电荷在物体之间或物体内部的转移
2.感应起电的步骤
图1-1-3
感应起电有严格的操作步骤：如图1-1-3所示，
(1)使带电体C(假设带正电)移近相互接触的两导体A、B.
(2)保持C不动，再用绝缘工具分开A、B.
(3)移走C，则A带负电，B带正电．
若操作步骤颠倒，如(2)、(3)颠倒，导体最后不带电．
1．(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图1-1-4所示，由此对摩擦起电的说法正确的是( )
图1-1-4
A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子
B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷
C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等
D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同
【解析】 两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小，A错；由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，数量相等，B错，C对；由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D正确．
【答案】 CD
2．如图1-1-5所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则( )
图1-1-5
A．验电器的金属箔片不张开，因为球A没有和B接触
B．验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电
C．验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电
D．验电器的金属箔片张开，因为验电器下部的两金属箔片都带上了正电
【解析】 带正电的A球靠近验电器B，据电荷“同性斥、异性吸”的特点知，验电器金属杆下端箔片中的电子会被A球上的正电荷吸引到验电器上端，则金属杆下端的箔片就会因带正电荷而相斥，使箔片张开，故选D.
【答案】 D
3．(多选)如图1-1-6所示，将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒，移近或接触两个不带电的导体球，开始时两导体球互相接触且对地绝缘，下列说法正确的是( )
图1-1-6
A．毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒上的正电荷转移到毛皮
B．橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，移走橡胶棒，两球都不再带电
C．橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，分开两球再移开橡胶棒，甲球带正电，乙球带负电
D．橡胶棒与甲球接触一下移开，再分开两球，甲球带负电，乙球带正电
【解析】 橡胶棒与毛皮摩擦时，是毛皮上的电子转移到橡胶棒，而使橡胶棒带负电，A错误；橡胶棒靠近甲球时，发生感应起电，甲球带正电，乙球带负电，移走棒后，两球上的电荷中和，都不带电，若先移开两球再移走棒，两球上的电荷不能中和，甲、乙两球仍带电，故B、C正确；橡胶棒与甲球接触，是接触起电，两球都带上负电荷，分开两球，仍都带负电，D错误．
【答案】 BC
感应起电方法
方法(一)：
(1)将导体靠近带电体，导体内的自由电子受到带电体的作用力而定向移动，使导体中的正、负电荷分离；
(2)将导体分离后再移走带电体，则导体上两部分分别带上等量异种电荷．
方法(二)：
(1)将一个导体移近带电体，用手接触一下导体(或用导线将导体短时接地)；
(2)移走带电体，则导体带上异种电荷．
无论接触导体的哪一个位置都会得到相同的结论，因为接地时导体与大地连为一体，地球是远离带电体的一端．
电 荷 守 恒
1．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，电荷的总量不变．
2．元电荷：电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝1.6×10－19 C．实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的整数倍．所以，电荷量e称为元电荷．
1．元电荷是表示跟一个质子所带电荷量数值相等的电荷量．(√)
2．摩擦起电和感应起电是通过不同的方式创造了电荷．(×)
3．带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空间中，经过一段时间该小球上的负电荷几乎为零，可见小球上的负电荷逐渐消失了．(×)
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？
【提示】 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．
如图1-1-7所示，为带有等量异种电荷的相同的金属球A和B.
图1-1-7
探讨1：两金属球接触时，电荷发生了怎样的变化？
【提示】 金属球B中的电子移向金属球A，中和了金属球A上的正电荷．
探讨2：两球接触后发生了电荷的中和，是电荷消失了吗？
【提示】 不是，电荷中和时，电荷并没有消失，只是正、负电荷数值相等，对外不显电性．
1．物体带电的实质：物体带电不是创造了电荷，物体不带电也不是消灭了电荷．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．“中性”与“中和”的理解
(1)中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性．
(2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体接触发生电中性的过程．
3．守恒的广泛性：电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律．
4．两个完全相同的导体的电荷分布规律
(1)两个完全相同的导体，一个带电，另一个不带电．当两个导体接触后再分开时，两导体所带的电荷量相等，都等于原来电荷量的一半．
(2)两个完全相同的导体，都带有一定量的电荷，若两带电体的电荷量分别为Q1、Q2，则它们接触后再分开都带有的电荷量，式中电荷量Q1、Q2均包含它们的正负号．如图1-1-8.
图1-1-8
4．保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍影响我们的学习效率甚至给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的( )
A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 C
C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C
【解析】 电荷量必须是元电荷e＝1.60×10－19C的整数倍，6.4×10－19C是e的4倍，故看不清的关键数字可能是B项．
【答案】 B
5．两个相同的金属小球A、B带有相等的电荷量，且电性相同，相隔一定距离，现让第三个与A、B完全相同的不带电的金属小球C先后与A、B球接触后移开，求接触后A、B两球的电荷量之比是( )
A．1∶3 B．3∶1
C．2∶3 D．3∶2
【解析】 设A、B球的电荷量都为q，则A、C接触后A球的电荷量为，C球的电荷量为，C球与B球接触后，电荷量重新分配，则B上的电荷量为＝q，所以接触后A、B两球的电荷量之比为：，即2∶3，C正确．
【答案】 C
6．(多选)M、N是两个原来都不带电的物体，它们相互摩擦后M带正电荷1.60×10－10 C，且它们与外界无电荷的转移，则下列判断中正确的是( )
A．在摩擦前M和N的内部均无任何电荷
B．摩擦过程中电子从M转移到N
C．N在摩擦后一定带负电荷1.60×10－10 C
D．M在摩擦的过程中共失去1.60×10－10个电子
【解析】 摩擦起电的实质是电子的转移，物体M中的电子转移到物体N上，N在摩擦后一定带负电荷1.60×10－10 C，故选项A错误，B、C正确；物体M失去电子的数目n＝＝1.0×109个，故选项D错误．
【答案】 BC
电荷的分配规律
(1)两个大小完全相同的带同种电荷的金属球接触时，电荷平均分配．
(2)两个大小完全相同的带异种电荷的金属球接触时，电荷先中和，剩余电荷再平分．
(3)两个大小、形状完全相同的非球形带电金属导体接触时，也符合上述规律．
1.2 探究电荷相互作用规律
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道点电荷的概念，明确实际带电体看作点电荷的条件．(难点)
2.理解库仑定律的内容及公式，并说明库仑定律描述的客观规律和适用条件．(重点)
3.会用库仑定律进行有关计算．(难点、重点)
4.了解库仑扭秤实验，知道静电力常量.
点 电 荷
1．点电荷
带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，可将带电体看作带电的点．
2．点电荷是一种理想化的物理模型．
1．点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型．(√)
2．球形带电体一定可以看作点电荷．(×)
3．很大的带电体也有可能看作点电荷．(√)
点电荷就是体积很小的带电体，这种说法对吗？为什么？
【提示】 不对，体积很小的带电体也不一定能看作点电荷．
如图1-2-1所示，两质量分布均匀，半径为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离也为r.
图1-2-1
探讨1：若计算两球之间的万有引力大小，可否将两金属球看作质点？
【提示】 可以．
探讨2：若两球带等量异种电荷，分析两球之间静电力时，可否将两球看作点电荷？
【提示】 不能．
1．点电荷是物理模型
只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．
2．带电体看成点电荷的条件
如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，带电体就能看成点电荷．
一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定．
3．注意区分点电荷与元电荷
(1)元电荷是最小的电荷量，其数值等于一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值．
(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍．
1．(多选)下面关于点电荷的说法正确的是( )
A．点电荷可以是带电荷量很大的带电体
B．带电体体积很大时不能看成点电荷
C．点电荷的带电荷量可能是2.56×10－20 C
D．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看作点电荷
【解析】 点电荷是一个理想化的模型，当带电体的大小和形状对作用力的影响可以忽略时带电体可看成点电荷．点电荷不是以带电荷量的多少来确定的，电荷量必须是元电荷的整数倍．故A、D对．
【答案】 AD
2．下列关于点电荷的说法正确的是( )
A．任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷
B．球状带电体一定可以看成点电荷
C．点电荷就是元电荷
D．一个带电体能否看成点电荷应以具体情况而定
【解析】 一个带电球体能否看成点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此选项D正确，A、B错误；元电荷是电荷量，点电荷是带电体的抽象，两者的内涵不同，所以选项C错．
【答案】 D
3．下列哪些带电体可视为点电荷( )
A．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷
C．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D．带电的金属球一定不能视为点电荷
【解析】 电子和质子在研究的范围非常小，与它的大小差不多时，不能看作点电荷，故A错误；在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体在一定的条件下可视为点电荷，故B错误；带电的细杆在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时，可以视为点电荷，故C正确；带电的金属球在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时，可以视为点电荷，故D错误．
【答案】 C
有关点电荷概念的两点提醒
(1)带电体能否看作点电荷，不取决于带电体的大小，而取决于它们的大小、形状与距离相比能否忽略．
(2)同一带电体，在不同问题中有时可以看作点电荷，有时不能看作点电荷．
决 定 电 荷 相 互 作 用 的 因 素
1．实验装置
(a) (b)
图1-2-2
如图1-2-2所示，把两个带同种电荷的相同小球挂在丝线下端，可以看到两球在静电斥力的作用下分开，静止时细线偏离竖直方向θ角．
2．实验现象和实验结论
实验现象
(1)小球带电量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小.
(2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大.
实验结论
电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小.
3.库仑定律
(1)内容：真空中两个静止的点电荷之间相互作用力的大小，跟它们的电荷量q1与q2的乘积成正比，跟它们的距离r的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线．
(2)表达式：F＝k.式中k是静电力常量，k的大小等于9.0×109 N·m2/C2.
(3)适用条件：真空中的点电荷．
1．库仑定律可以适用于任何带电体之间库仑力的计算．(×)
2．实验表明两个带电体的距离越大，作用力就越小．(√)
3．库仑定律既可以计算静电力的大小，还可以判断静电力的方向．(√)
1．两带电小球间的距离非常小时，库仑力是否会无穷大？
【提示】 当r→0时，两球不能看作点电荷，库仑定律不再适用，即r→0时，F不为无穷大．
2．当两带电球相距较近时，F＝k不再适用，是否意味着两球间不存在库仑力的作用？
【提示】 当r较小时，不能用库仑定律计算库仑力的大小，但二者间仍存在库仑力．
如图1-2-3所示，两带电金属球的球心相距为r，两金属球的半径均为R，且不满足r?R.
图1-2-3
探讨1：若两球带同种电荷，两球间的库仑力F与k间的大小关系如何？
【提示】 因同种电荷相互排斥，距离大于r，所以F<.
探讨2：若两球带异种电荷，两球间的库仑力F与k间的大小关系如何？
【提示】 因异种电荷相互吸引，距离小于r，所以F>.
1．库仑定律的适用对象
(1)库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷间的相互作用力；空气中两点电荷间的相互作用力也可以近似用库仑定律计算．
(2)两个规则的均匀带电球体，相距比较远时，可以看成点电荷，也适用库仑定律，二者间的距离就是球心间的距离．
2．应用库仑定律时应注意的问题
(1)应用库仑定律公式计算库仑力时不必将表示电荷性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中算出力的大小，力的方向根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则另行判断即可．
(2)各物理量要统一用国际单位，只有采用国际单位时，k的值才是9.0×109 N·m2/C2.
3．静电力的叠加
库仑力也称为静电力，它具有力的共性．它与学过的重力、弹力、摩擦力是并列的．它具有力的一切性质，它是矢量，合成与分解时遵循平行四边形定则．
4．如图1-2-4，半径均为r1的两个金属球，彼此之间的距离为L，其中L远远大于球的半径r1.它们都带正电荷，电荷量分别为Q1、Q2，则它们之间的静电力为( )
图1-2-4
A. B.
C. D.
【解析】 将两个金属球看作点电荷，其间距为L＋2r1，根据库仑定律F＝，则B项正确，A、C、D项错误．
【答案】 B
5．半径相同的两个金属球A、B(可以看作点电荷)带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力的大小是( )
A. B.
C. D.
【解析】 两球相互吸引，说明带异种电荷，设电荷量分别为q，假设A球带正电，当第三个不带电的小球C与A球接触后，A、C两球带的电荷量平分，每球带电荷量为＋当再把C球与B球接触后，两球的电量先中和再平分，每球的带电量为－，由库仑定律F＝k可知，当移开C球后，由于r不变，所以A、B两球之间的相互作用力的大小为F1＝，故正确答案为A.
【答案】 A
6．如图1-2-5所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形边长为1 cm，B、C电荷量为qB＝qC＝1×10－6 C，A电荷量为qA＝－2×10－6 C，A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为( )
图1-2-5
A．180 N，沿AB方向
B．180 N，沿AC方向
C．180 N，沿∠BAC的角平分线
D．180 N，沿∠BAC的角平分线
【解析】 qB、qC电荷对qA带电金属球的库仑力大小相等，故：
F＝F1＝F2＝＝ N
＝180 N
两个静电力，夹角为60°，故合力为：
F′＝2Fcos 30°＝2×180 N×＝180 N
方向沿∠BAC的角平分线
故选D.
【答案】 D
计算库仑力的基本步骤
(1)明确研究对象q1、q2，特别是电性和电荷量的关系．
(2)明确q1、q2之间的距离r.
(3)根据库仑定律F＝k列方程．
(4)根据同种电荷相斥，异种电荷相吸确定力的方向．
1.3 静电与生活
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.了解静电现象及其在生活、生产中的应用．(重点)
2.了解尖端放电现象，知道避雷针的原理．(难点)
3.知道静电与现代科技及静电危害与控制.
雷 电 与 避 雷
1．自然界中雷电产生的主要原因是云层的相互摩擦，导致了云层间异种电荷的大量积聚，而靠近地面的云层中电荷的大量积聚，会使地面因静电感应而引起感应电荷．
2．云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏以上的电压．这个电压足以击穿空气，产生几十万安培的电流，电流生热使空气发光产生闪电，空气受热突然膨胀发出巨响形成雷电．
3．避雷针是利用尖端放电的原理避雷的．
1．云层间带有大量的异种电荷，其主要原因是感应起电．(×)
2．云层和云层之间的高电压击穿空气，形成强电流，就产生了雷电．(√)
3．避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(×)
如图1-3-1，验电器的金属杆上端为什么要固定一个金属球？
图1-3-1
【提示】 验电器的金属杆上固定一个金属球是为了防止尖端放电现象，使验电器在电压较高时也不会失去电荷．
探讨1：雷电是怎样形成的？
【提示】 雷电产生的主要原因是云层相互摩擦，云层间产生大量异种电荷，形成很高的电压．这个电压可以击穿空气，产生很强的电流，导致雷电的产生．
探讨2：避雷针是怎样避雷的？
【提示】 避雷针是通过“尖端放电”的原理来避雷的．
1．电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏．导体尖端部位的电荷特别密集，会产生尖端放电．避雷针就是应用了导体尖端放电的原理．
2．带电云层靠近建筑物时，同种电荷受到排斥，流入大地，建筑物上留下了异种电荷．当电荷积累到一定程度时，会发生强烈的放电现象，可能产生雷击．如果建筑物上安装了避雷针，在避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出，逐渐中和云中的电荷，就能保护建筑物，使其免遭雷击．
1．(多选)下列关于雷电现象的认识正确的是( )
A．打雷闪电是天上的雷公电母在控制着
B．闪电是由于高压放电使空气在高温的情况下发光的结果
C．雷声是由于空气在高温下膨胀的结果
D．先发生闪电后发出雷声
【解析】 雷电是一种自然现象，是由于高压放电，产生几十万安培的瞬间电流．电流生热使空气发光，使空气受热突然膨胀发出巨响，是同时发生的，只是光的传播速度比声音快，所以我们是先看到闪电后听到雷声．
【答案】 BC
2．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )
A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷
C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生了电荷
D．以上解释都不正确
【解析】 带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层电性相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击，故B项正确．
【答案】 B
3．在建筑物顶部装有一避雷针，当带正电的云层接近避雷针并放电时，避雷针中( )
A．不会形成电流
B．会形成电流，方向向上
C．会形成电流，方向向下
D．会形成电流，方向不定
【解析】 当带正电的云层接近避雷针时，发生尖端放电，空气中的负离子向云层运动，正离子向避雷针运动，形成方向向下的电流，C正确．
【答案】 C
静 电 与 现 代 科 技， 静 电 的 危 害 及 控 制
1．静电在现代科技中的应用
现代科技中，可以应用静电来净化空气、喷洒农药、静电植绒、静电复印等．
2．静电的危害和控制
1．电子空气净化器工作时，空气先经过带正电的网格，除去带负电的烟尘，再经过带负电的网格，除去带正电的烟尘．(√)
2．保持工作环境的干燥可以防止静电．(×)
3．飞机加油前，油车和飞机不能和地面连接．(×)
春天的时候，空气特别干燥，手一碰到什么东西都会起电，关窗帘、摸暖气片立刻起电，有时和别人的衣服或者手碰一下都会发出“噼啪”的声音！随时可能被“电到”，简直太难受了！静电到底有什么危害呢？如何才能消除人身上的静电呢？
【提示】 静电的危害如混纺衣服上常出现不易拍掉的灰尘，静电火花引起火灾等．
要消除人身上的静电就要及时将人体所带的电荷导走，如保持室内适当的潮湿．
探讨1：静电现象在现代科技中有哪些应用？
【提示】 净化空气、喷洒农药、静电复印、静电植绒等．
探讨2：怎样防止静电的危害？
【提示】 基本方法是将静电引走，如接地装置等．
1．电子空气净化器的基本工作原理
电子空气净化器利用风扇将空气送入机内，空气流经正、负电极间时，首先经过带正电的网格，这时带负电的烟尘等粒子被吸附在其上．接着，空气又通过带负电的网格，这时带正电的烟尘等粒子被吸附在其上．最后，活性炭过滤器再将空气中的剩余尘粒过滤一遍，把洁净的空气送入室内．
2．静电复印机的基本工作原理
激光扫描原稿上的文字或图案，经反射聚焦在携带静电的硒鼓上．激光扫描到原稿上的空白处，硒鼓上相应部位的静电荷就被消除，留在硒鼓上的静电荷就形成了原稿的文字或图案．墨粉被硒鼓上的静电吸引，被转移到复印纸上并被加热固定，复印纸上就出现了原稿上的文字或图案．
3．防止静电危害的主要途径、方法及其措施
(1)尽量减少静电的产生，如改造起电强烈的工艺环节；采用起电较少的设备，使用抗静电材料等．
(2)给静电释放提供通道，如设备接地，适当增加工作环境的湿度等．
4．(多选)下列说法中正确的是( )
A．静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在静电力的作用下，奔向并吸附到带有异种电荷的电极上
B．静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在静电力的作用下，奔向并吸附到带异种电荷的白纸上
C．静电喷涂的原理是让油漆带上电荷，然后在静电力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D．静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方
【解析】 灰尘很容易吸附电子，静电除尘的原理就是吸附有负电荷的灰尘在静电力作用下被吸附到带正电荷的圆筒上，A对．静电复印和静电喷涂是分别使油墨和油漆带电，在静电力作用下吸附到带异种电荷的预期部位；静电复印曝光时，在光学系统作用下，将原稿图像投射到感光片上，并使其形成静电潜像的过程，曝光时，感光片亮区光导体导通，表面电荷迅速消失(亮衰)，暗区光导体绝缘，表面电荷基本保持(不变)．B、C对D错．
【答案】 ABC
5．(多选)下列哪些做法属于防止静电危害的措施( )
A．制药车间要尽量保持干燥
B．油罐车运油时要安装一条拖地的金属链
C．在地毯中夹杂导电纤维
D．寒冷的冬天多穿两件毛衣
【解析】 静电防止的措施是多样的，可以控制静电不产生或少产生，若不可避免地产生了静电，还可以采取导电的方式防止静电积聚．D是为保暖．
【答案】 BC
6．(多选)如图1-3-2所示是静电除尘的原理示意图，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是( )
图1-3-2
A．中间金属丝A与金属管B分别接高压电源的电极
B．金属丝和金属管带电后具有吸引轻小物体的作用
C．烟尘通过该空间时被A、B两个电极的电荷吸引而被吸附，能起到除尘的作用
D．烟筒本身就有除尘作用，没有必要加高压电源
【解析】 烟筒内的两个金属电极必须接在高压电源上，使两个电极被充电而带上等量异号电荷，而电荷又有吸引轻小物体的作用，所以从下而上的烟尘被吸附在电极上，从上面的排烟口排出的气体就清洁了，从而起到除尘的作用，所以A、B、C三项正确，D项错误．
【答案】 ABC
1．静电的应用主要依靠正、负电荷之间的静电力．
2．防止静电危害的基本方法是，尽快把静电引走，避免电荷越积越多．
第1章 电荷的相互作用
章末分层突破
①电子的转移
②创造
③消灭
④形状
⑤大小
⑥k
起电方式和电荷守恒
1.物体的起电方式有三种：摩擦起电、感应起电和接触起电，三种起电的本质都是电荷发生了转移．
2．摩擦起电和感应起电都不是创造了电荷，都遵循电荷守恒定律．
3．大小和形状完全相同的物体发生接触起电时，遵循电荷平分的原则．
如图1-1所示，将不带电的导体A、B接触后去靠近带正电的带电体C，由于静电感应，导体A、B两端出现等量异种电荷，这时先把A、B分开，然后移去C.则A、B两导体分别带上了________、________电荷．
图1-1
【解析】 在带电体C的正电荷作用下，导体AB上的电子做定向移动，使得A端得到电子带负电，B端失去电子而带正电，若先把A、B分开，再移去C，A端的电子无法再转移回B端，使A导体带上负电，B导体带上正电．
【答案】 负 正
使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列图中所表示的验电器上感应电荷的分布情况正确的是( )
【解析】 把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电，箔片带正电；若金属球带负电， 则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电，箔片带负电．选项B正确．
【答案】 B
静电力平衡问题
1.库仑定律适用于真空中的两个点电荷．当两个带电体相距很近不能看作点电荷时，不能用库仑定律直接求出两个电荷间的作用力．
2．库仑力是一种性质力，在与力学的综合问题中，应当在原来重力、弹力、摩擦力的基础上，再分析库仑力．
如图1-2所示的三个点电荷q1、q2、q3，固定在一条直线上，q2和q3的距离为q1和q2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3为( )
图1-2
A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36
C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6
【解析】 q1、q2、q3三个点电荷中任意两个点电荷对第三个点电荷的合力为零，由此可知q1、q3为同种电荷，它们与q2互为异种电荷．q1、q2间距离设为r，对q3有＝，所以＝；对q1有＝，所以＝.
考虑q1、q2、q3的电性，其电荷量之比为q1∶q2∶q3＝(－9)∶4∶(－36)或者9∶(－4)∶(36)，A对．
【答案】 A
?1?三个点电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”或记为“两同夹一异”.
?2?三个点电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷中哪个的电荷量小，中间异性电荷就距哪个近一些，或可记为“两大夹一小，近小远大”.
1．(多选)如图1-3所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开( )
图1-3
A．此时A带正电，B带负电
B．此时A带负电，B带正电
C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
【解析】 将一带正电荷的物体C置于A附近，由于静电感应，此时A带负电，B带正电，则A项错误、B正确；移去C，由于A、B中正负电荷中和，则贴在A、B下部的金属箔闭合，C正确；先把A和B分开，然后移去C，此时A带负电，B带正电，贴在A、B下部的金属箔都张开，则D项错误．
【答案】 BC
2．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是( )
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
【解析】 用塑料梳子梳头发时相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属小球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷，两者相互吸引，选项B属于静电现象；小线圈接近通电线圈过程中，由于电磁感应现象，小线圈中产生感应电流，选项C不属于静电现象；从干燥的地毯上走过，由于摩擦起电，当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流，人有被电击的感觉，选项D属于静电现象．
【答案】 C
3．如图1-4所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，则( )
图1-4
A．乒乓球的左侧感应出负电荷
B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上
C．乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用
D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞
【解析】 两极板间电场由正极板指向负极板，镀铝乒乓球内电子向正极板一侧聚集，故乒乓球的右侧感应出负电荷，选项A错误；乒乓球受到重力、细线拉力和电场力三个力的作用，选项C错误；乒乓球与任一金属极板接触后会带上与这一金属极板同种性质的电荷，而相互排斥，不会吸在金属极板上，到达另一侧接触另一金属极板时也会发生同样的现象，所以乒乓球会在两极板间来回碰撞，选项B错误，D正确．
【答案】 D
4．把一个电荷Q分为电量分别为q和(Q－q)两部分，使两者相隔一定距离，当有最大的斥力时，q与Q的关系是( )
A．q＝ B．q＝
C．q＝ D．q＝
【解析】 将电荷Q分为电量分别为q和(Q－q)两部分，假如两部分相距一定距离r，由库仑定律可得F＝k＝－＋，当q＝时，两者间存在最大斥力，选项A正确．
【答案】 A
5．如图1-5所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个带有同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内．若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置．如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比( )
图1-5
A．两小球间距离将增大，推力F将增大
B．两小球间距离将增大，推力F将减小
C．两小球间距离将减小，推力F将增大
D．两小球间距离将减小，推力F将减小
【解析】 以A球为研究对象，其受力如图所示，小球A受到小球B对它的斥力F斥和墙壁对它的弹力FN的合力与其重力mg平衡．当将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，F斥与竖直方向夹角α减小，则由图可判断斥力F斥减小，因此两小球间距离将增大，弹力FN减小；以A、B两球整体为研究对象，由平衡条件知F＝FN，故推力F将减小．故正确答案为B.
【答案】 B
