高中物理必修第三册知识点归纳（附同步练习）9.1电荷-人教版（2019）

电荷
考情分析：
重难点
题型
分值
重点
三种起电方式以及电荷守恒定律
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4-6分
难点
三种起电方式的理解和应用
知识脉络：
知识精讲：

电荷
1. 自然界两种电荷：正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2. 电荷量：电荷的多少叫作电荷量，用Q表示，有时也可以用q来表示。在国际单位制中，它的单位是库仑，简称库，符号是C。正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。

核心知识：
三种起电方式：
1. 摩擦起电：相互摩擦的物体带上等量的异种电荷。
原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同。
实质：相互作用的物体间电子的转移。
2. 接触起电：用一个带电体接触一个不带电的物体，使这个不带电的物体带上同种电荷的现象。
实质：电子在不同物体间的转移。
3. 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异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
实质：电子在物体内部转移。
4. 三种起电方式的实质：物体带电的实质是得失电子。
5. 对接触起电的深入研究——完全相同的带电体接触后电荷的分配原则
（1）若两带电体带同种电荷q1、q2，则接触后电荷量平均分配，即q1′＝q2′＝false。
（2）若两带电体带异种电荷q1、q2，则接触后电荷量先中和后平分，即q1′＝q2′＝false，电性与带电荷量大的带电体相同。


电荷守恒定律
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，电荷的总量保持不变。
2. 电荷守恒定律另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。


元电荷和比荷
1. 元电荷：最小的电荷量叫作元电荷，用e表示。
所有带电体的电荷量都是e的整数倍。电荷量是不能连续变化的物理量。一般取e＝1.60×10-19 C。
元电荷e的数值，最早是由美国物理学家密立根测得的。
2. 比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。

归纳总结：
三种起电方式的比较
方式
内容　
摩擦起电
接触起电
感应起电
产生及条件
两不同绝缘体摩擦时
导体与带电导体接触时
导体靠近带电体时
现象
两物体带上等量异种电荷
导体上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”
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
电荷之间的相互排斥、吸引
导体中的自由电子受带电物体吸引（排斥）而靠近（远离）
实质
电荷在物体之间或物体内部的转移
同步练习：
（答题时间：40分钟）
1. 关于电荷量，下列说法错误的是（　　）
A. 物体的带电荷量可以是任意值
B. 物体的带电荷量只能是某些值
C. 物体带电荷量的最小值为1. 6×10－19 C
D. 一个物体带1.6×10－9 C的正电荷，这是它失去了1.0×1010个电子的缘故
2. 关于元电荷，下列说法正确的是（ ）
A. 元电荷实质上是指电子和质子本身　　
B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷整数倍
C. 元电荷的数值通常取e =1. 60×10－19 C
D. 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
3. 如图所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近不带电的验电器B，则（　　）

A. 验电器金属箔不张开，因为球A没有和B接触
B. 验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C. 验电器金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D. 验电器金属箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电
4. M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷1.60×10－19 C，下列判断正确的有（　　）
A. 在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B. 摩擦过程中电子从N转移到M
C. N在摩擦后一定带负电荷1. 60×10－19 C
D. N在摩擦过程中失去1. 60×10－19 C个电子
5. 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克带电荷量为falsee，d夸克带电荷量为－falsee，e为元电荷。下列论断可能正确的是（　　）
A. 质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C. 质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成
6. 如图所示，在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置，原先A、B都不带电，开关S1、S2均断开，现在将一个带正电的小球C放置在A左侧，以下判断正确的是（ ）
A. 小球距离A较近，所以A左端电荷量大于B右端电荷量
B. 只闭合S1，则A左端不带电，B右端带负电
C. 只闭合S2，则B右端不带电，A左端带负电
D. 只闭合S2，接着移走带电小球，最后将A、B分开，A带负电
*7. 如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则下列说法中正确的是（　　）

A. 导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷并且电荷量小于左端
B. 若A不动，将B沿图中aa′分开，则两边电荷量一定不相等
C. 若A向B靠近，B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化
D. 若A、B接触一下，A、B均带正电，但总电荷量不变
*8. 两个原来不带电的金属球B、C接触放置，将带负电的A球靠近B（不接触），如图所示，则（ ）
A. B球将带正电
B. C球不带电
C. 用手摸一下B球，B球不再带电
D. 将B、C分开，移走A，再讲B、C接触，B球带正电
9. 有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中A小球带有2. 0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电。现在让小球C先和小球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，最终三小球的带电量分别是多少？
答案：
1.【答案】A
【解析】物体实际带电荷量只能是元电荷的整数倍。一个物体失去1.0×1010个电子，则其带正电荷量为1. 0×1010×1. 6×10－19 C＝1. 6×10－9 C，故选项B、C、D的说法都对。
2.【答案】BCD
【解析】元电荷实际上是指电荷量，数值约为1. 60×10－19 C，不要误以为元电荷是指某种具体的带电物质，如电子。元电荷是电荷量值，没有正、负电性的区别。宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍。元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得，测量精度相当高。
3.【答案】D
【解析】A球带正电，靠近验电器B时发生静电感应，使验电器金属杆上端带负电，下端金属箔片带上正电而张开，故选D。
4.【答案】C
【解析】M和N相互摩擦，M带正电是因为M对核外电子的束缚能力小而失去核外电子的结果；由于电荷守恒，故N一定带等量负电荷，选项C正确。
5.【答案】B
【解析】对质子11H：带电荷量为2×falsee＋（－falsee）＝e，故由2个u夸克和1个d夸克组成；对中子01n：带电荷量为1×falsee＋2×（－falsee）＝0，故由1个u夸克和2个d夸克组成。故选项B正确。
6.【答案】C
【解析】根据静电感应的特点，当S1、S2断开时，A、B两端将感应出等量异种电荷，A项错误；不管闭合S1，还是S2，A的左端都是近端，地球为远端，A左端将带负电，B右端不带电，B项错误，C项正确；当只闭合开关S2，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，左端带负电，接着移走带电小球，负电荷流向大地，故A、B都不带电，D项错误。
7.【答案】D
【解析】B靠近带电体A时，由于静电感应，B的左端带负电，右端带正电，B原来不带电，故靠近A后，左、右端带电量相等；B原来显示中性，沿aa′分开，两边电荷量一定相等；B靠近A的过程，B两端电荷不能连续变化，因为所有物体带电量只能是e＝1. 6×10－19 C的整数倍；A、B接触一下，A原来带的正电荷将在A、B导体上重新分配。综上所述，选项D正确。
8.【答案】A
【解析】将带负电的A球靠近B球，由于感应起电，B球带上正电，C球带上负电，A正确，B错误；用手摸B球时，人是导体，人的脚部是最远端，C球的负电荷会到更远端显示出来，而B球仍带正电荷，C错误；将B球、C球分开，再移走A球，B球、C球将带等量的异种电荷，接触后将会中和，不带电，D错误。
9.【答案】5×10-6C 7. 5×10-6C 7. 5×10-6C
【解析】完全相同的带电小球接触时，若是同种电荷则将总电量平分，若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分。
当小球C和A接触后，A、C球带电为false，再让小球B与小球A接触，此时A、B带电为false，再让让小球B与小球C接触后，此时B、C带电为false
所以最终ABC三小球的带电量分别是：5×10-6C，7. 5×10-6C，7. 5×10-6C。