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第一节
电荷
一、认识电荷
我们在化学中已经学过关于电荷的诸多知识，例如构成原子的电子带负电，构成原子核的质子带正电，金属原子失去外层电子成为离子等。正是因为电荷的存在，我们的世界也变得丰富多彩。
1.自然界中的电荷
①
电荷分类：正电荷和负电荷
②
特征：同种电荷相互排斥，异种电荷相互排斥
③
性质：自然界中目前只有正负两种电荷，即便是电子，也分我们常见的带负电的和正电子
2.表示电荷
①
符号：或
②
单位：（库仑），定义为1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为1C
③
电荷是标量，虽有正、负，但与方向无关
这里的电荷使我们静电场中的研究对象类似我们前面学习过的物体的属性质量的概念，如，，电荷类似地表示为，。
二、三种起电方式
1.摩擦起电
①
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
本质：橡胶棒对电子的束缚能力更强，毛皮上的自由电子转移到了橡胶棒上
②
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
本质：丝绸对电子的束缚能力更强，玻璃棒上的自由电子转移到丝绸上
2.接触起电
①
两个完全相同的带电金属小球，带电量如图所示，两小球接触后，电荷量相等
完全相同的两带电金属小球接触，电荷量分配满足“先中和，后平分”，需要注意的是，这里的“中和”并不是指电荷消失，而是在宏观上电荷正负代数和为0。
②
本质：电荷从一个物体转移到另一个物体上
3.感应起电
①
验电器
将带正电的带电体靠近验电器的上端金属小球，由于正负电荷相互吸引，下端的自由电子就会沿金属杆移动至上端金属小球，所以金属小球带负电，下端的金属箔片带正电，相互排斥张开一定夹角，带电体带电越多，金属箔片张开夹角越大。
需要注意的是，验电器也可以通过接触的方式检验带电情况。
②
导体枕
在带电体的作用下，金属导体枕上的电荷重新分布，导体枕中的自由电子向左端移动并聚集，所以导体枕的右端带正电。
③
本质：电荷从导体的一部分转移到导体的另一部分。
三、电荷守恒定律
1.电荷守恒定律的两种表述
①
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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
②
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
2.电荷守恒的意义
电荷守恒定律是自然界的普遍规律，既适用于宏观领域，也适用于微观领域。
【典例1】（多选）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2.72×10-9
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M转移到N
C．N在摩擦后一定带负电荷2.72×10-9
C
D．M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子
【答案】BCD
【解析】
在摩擦前，物体内部存在着等量的异种电荷，对外不显电性，A错误；M失去电子带正电，N得到电子带负电，所以电子是从M转移到N，B正确；在摩擦起电过程中，得失电子数目是相等的，根据电荷守恒定律，M带正电荷2.72×10－9
C，则N一定带负电荷2.72×10－9
C，C正确；M失去的电子数为n＝＝个＝1.7×1010个，D正确。
【典例2】使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各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，若金属球带正电荷，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荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷，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荷，箔片带负电荷，选项B正确。
【练习1】如图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
【答案】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。
【练习2】有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10－5
C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA′＝________C，qB′＝________C，qC′＝________C。
【答案】5×10－6 7.5×10－6 7.5×10－6
【解析】
小球C先与球A接触后平分A的电荷，则qA＝qC＝＝1.0×10－5
C，再让小球B与球A接触后分开，则qA′＝qB＝＝5×10－6
C；最后让小球B与小球C接触后分开，则qB′＝qC′＝＝7.5×10－6
C。
【练习3】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量为QA＝＋6.4×10－9
C、QB＝＋3.2×10－9
C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个电子？
【答案】电子由球B转移到球A 1.0×1010个
【解析】
在接触过程中，由于A球带的正电比B球多，B球上的电子会转移到A球上，直至两球带上等量的正电荷。接触后两小球各自的带电荷量QA′＝QB′＝＝＋4.8×10－9
C
共转移的电子电荷量为ΔQ＝QB′－QB＝4.8×10－9
C－3.2×10－9
C＝1.6×10－9
C
转移的电子数为n＝＝＝1.0×1010(个)。
【练习4】如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，C是带正电的小球，当其移近导体A后，分开A和B，之后移去C，最终A带上了－1×10－8
C的电荷，下列关于电荷转移情况正确的是（ ）
A.从A到B转移了6.25×1010个正电荷
B.从A到B转移了1.25×1011个正电荷
C.从B到A转移了6.25×1010个电子
D.从B到A转移了1.25×1011个电子
【答案】C
【解析】
由于A、B都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，A带上负电荷的原因，是电子由B移动到A，其中转移的电子数为n＝＝6.25×1010(个)。这样B失去n个电子，带上1×10－8
C正电，A得到n个电子，带上1×10－8
C负电。故选项C正确。
判断感应起电中导体的带电情况
如图为感应起电示意图，现用手触摸一下导体枕的端或端，导体枕的两端的带电情况如何变化？
【分析】
用手接触导体枕的瞬间，由于旁边带正电小球的作用，大地中的电子通过手导入导体枕，中和了端的正电，因此端仍然带负电，端不带电。
【典例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
【答案】C
【解析】
在S1、S2都闭合前，对枕形导体，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端仍为负电荷，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。
【练习5】如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电的金属球。若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的有（ ）
A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QA
B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QB＝QA
C．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QB>QA
D．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且QB＝QA，而QA、QB的值与所切的位置有关
【答案】D
【解析】
静电感应使得A部分带正电，B部分带负电。导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分有了多余的电子而带负电，A部分缺少了电子而带正电。A部分失去的电子数目和B部分多余电子的数目是相等的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的。但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀。越靠近右端，负电荷密度越大；越靠近左端，正电荷密度越大。所以从不同位置切开时，导体的带电荷量的值是不同的。故只有D正确。
【练习6】（多选）如图所示，把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷.关于使导体带电的以下说法中正确的是（ ）
A.如果用手摸一下导体的B端，B端自由电子将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电
B.如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电
C.如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不带电
D.无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电
【答案】AD
【解析】
无论用手摸一下导体的什么位置，都会使枕形导体通过人体与大地相连，由于静电感应，导体上的自由电子将经人体流入大地，使得导体带正电，手指离开，移去带电体C，导体带正电，故选AD。
四、元电荷
1.定义：自然界中最小的电荷量
2.理解：
①
符号：，大小为
②
元电荷是数值，并不是实际存在的物质
③
质子、电子和正电子的带电量均为元电荷，宏观上所有电荷的电荷量均为元电荷的整数倍，即，为整数
④
元电荷的数值最早由美国物理学家密立根通过油滴实验测得
⑤
描述一个带电体，通常用比荷来体现带电体的属性
【典例4】（多选）关于电荷量，以下说法正确的是（ ）
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值
C．物体带正电荷1.6×10－9
C，这是因为失去了1.0×1010个电子
D．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19
C
【答案】BCD
【解析】
元电荷为1.6×10－19
C，任何带电体电荷量均是元电荷的整数倍，故A错，B、C、D对。
【练习7】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，甚至会给我们的学习带来隐患。小华同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个带电质点的电荷量数字看不清，他只能看清是6.________×10－18
C，拿去问老师，如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列哪一个（ ）
A.6.2×10－18
C
B.6.4×10－18
C
C.6.6×10－18
C
D.6.8×10－18
C
【答案】B
【解析】
任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍，即是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。
【练习8】（多选）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1.6×10－15
C，丙物体带电8×10－16C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法正确的是（ ）
A．乙物体一定带有负电荷8×10－16
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8×10－16
C
D．丙物体一定带有负电荷8×10－16
C
【答案】AD
【解析】
物体经过摩擦后，会带上电。得到电子的带负电，失去电子的带正电。甲、乙两物体相互摩擦后，甲物体带正电1.6×10－15
C，则乙带负电1.6×10－15
C，若乙物体再与丙物体接触，由于丙物体带电8×10－16
C，且一定带负电，则乙也一定带负电，大小为8×10－16
C，故A、D正确，B、C错误。
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电荷
一、认识电荷
我们在化学中已经学过关于电荷的诸多知识，例如构成原子的电子带负电，构成原子核的质子带正电，金属原子失去外层电子成为离子等。正是因为电荷的存在，我们的世界也变得丰富多彩。
1.自然界中的电荷
①
电荷分类：正电荷和负电荷
②
特征：同种电荷相互排斥，异种电荷相互排斥
③
性质：自然界中目前只有正负两种电荷，即便是电子，也分我们常见的带负电的和正电子
2.表示电荷
①
符号：或
②
单位：（库仑），定义为1A恒定电流在1s时间间隔内所传送的电荷量为1C
③
电荷是标量，虽有正、负，但与方向无关
这里的电荷使我们静电场中的研究对象类似我们前面学习过的物体的属性质量的概念，如，，电荷类似地表示为，。
二、三种起电方式
1.摩擦起电
①
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
本质：橡胶棒对电子的束缚能力更强，毛皮上的自由电子转移到了橡胶棒上
②
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
本质：丝绸对电子的束缚能力更强，玻璃棒上的自由电子转移到丝绸上
2.接触起电
①
两个完全相同的带电金属小球，带电量如图所示，两小球接触后，电荷量相等
完全相同的两带电金属小球接触，电荷量分配满足“先中和，后平分”，需要注意的是，这里的“中和”并不是指电荷消失，而是在宏观上电荷正负代数和为0。
②
本质：电荷从一个物体转移到另一个物体上
3.感应起电
①
验电器
将带正电的带电体靠近验电器的上端金属小球，由于正负电荷相互吸引，下端的自由电子就会沿金属杆移动至上端金属小球，所以金属小球带负电，下端的金属箔片带正电，相互排斥张开一定夹角，带电体带电越多，金属箔片张开夹角越大。
需要注意的是，验电器也可以通过接触的方式检验带电情况。
②
导体枕
在带电体的作用下，金属导体枕上的电荷重新分布，导体枕中的自由电子向左端移动并聚集，所以导体枕的右端带正电。
③
本质：电荷从导体的一部分转移到导体的另一部分。
三、电荷守恒定律
1.电荷守恒定律的两种表述
①
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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
②
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
2.电荷守恒的意义
电荷守恒定律是自然界的普遍规律，既适用于宏观领域，也适用于微观领域。
【典例1】（多选）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2.72×10-9
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M转移到N
C．N在摩擦后一定带负电荷2.72×10-9
C
D．M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子
【典例2】使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）
【练习1】如图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
【练习2】有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10－5
C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA′＝________C，qB′＝________C，qC′＝________C。
【练习3】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量为QA＝＋6.4×10－9
C、QB＝＋3.2×10－9
C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少个电子？
【练习4】如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，C是带正电的小球，当其移近导体A后，分开A和B，之后移去C，最终A带上了－1×10－8
C的电荷，下列关于电荷转移情况正确的是（ ）
A.从A到B转移了6.25×1010个正电荷
B.从A到B转移了1.25×1011个正电荷
C.从B到A转移了6.25×1010个电子
D.从B到A转移了1.25×1011个电子
判断感应起电中导体的带电情况
如图为感应起电示意图，现用手触摸一下导体枕的端或端，导体枕的两端的带电情况如何变化？
【分析】
用手接触导体枕的瞬间，由于旁边带正电小球的作用，大地中的电子通过手导入导体枕，中和了端的正电，因此端仍然带负电，端不带电。
【典例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
【练习5】如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电的金属球。若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的有（ ）
A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QA
B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QB＝QA
C．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QB>QA
D．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且QB＝QA，而QA、QB的值与所切的位置有关
【练习6】（多选）如图所示，把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷.关于使导体带电的以下说法中正确的是（ ）
A.如果用手摸一下导体的B端，B端自由电子将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电
B.如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电
C.如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不带电
D.无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电
四、元电荷
1.定义：自然界中最小的电荷量
2.理解：
①
符号：，大小为
②
元电荷是数值，并不是实际存在的物质
③
质子、电子和正电子的带电量均为元电荷，宏观上所有电荷的电荷量均为元电荷的整数倍，即，为整数
④
元电荷的数值最早由美国物理学家密立根通过油滴实验测得
⑤
描述一个带电体，通常用比荷来体现带电体的属性
【典例4】（多选）关于电荷量，以下说法正确的是（ ）
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值
C．物体带正电荷1.6×10－9
C，这是因为失去了1.0×1010个电子
D．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19
C
【练习7】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，甚至会给我们的学习带来隐患。小华同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个带电质点的电荷量数字看不清，他只能看清是6.________×10－18
C，拿去问老师，如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列哪一个（ ）
A.6.2×10－18
C
B.6.4×10－18
C
C.6.6×10－18
C
D.6.8×10－18
C
【练习8】（多选）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1.6×10－15
C，丙物体带电8×10－16C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法正确的是（ ）
A．乙物体一定带有负电荷8×10－16
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8×10－16
C
D．丙物体一定带有负电荷8×10－16
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