电荷 考情分析： 重难点 重点 难点 题型 三种起电方式以及电荷守恒定律 选择 三种起电方式的理解和应用 计算 分值 4-6 分 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′＝ q1 + q2 q2′＝ 2 。 （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 +q 2| q1′＝q2′＝ 2 ，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　 产生及 条件 现象 摩擦起电 接触起电 两不同绝缘体摩擦时 实质 时 两物体带上等量异种 导体上带上与带电体 电荷 相同电性的电荷 不同物质的原子核对 原因 导体与带电导体接触 核外电子的束缚力不 电荷之间的相互排斥、 感应起电 导体靠近带电体时 导体两端出现等量异 种电荷，且电性与原 带电体“近异远同” 导体中的自由电子受 带电物体吸引（排 吸引 同而发生电子得失 斥）而靠近（远离） 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 2 1 的。u 夸克带电荷量为 3 e，d 夸克带电荷量为－ 3 e，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 2 1 【解析】对质子 11H：带电荷量为 2× 3 e＋（－ 3 e）＝e，故由 2 个 2 1 u 夸克和 1 个 d 夸克组成；对中子 01n：带电荷量为 1× 3 e＋2×（－ 3 e）＝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。 −5 Q 2. 0×10 Q1 = = C=1 . 0×10−5 C 2 2 当小球 C 和 A 接触后，A、C 球带电为 ， 再让小球 B 与小球 A 接触，此时 A、B 带电为 Q2 = Q1 1 .0×10−5 = C=5. 0×10−6 C 2 2 ，再让让小球 B 与小球 C 接触后，此时 B、C 带电为 Q3 = Q1 +Q2 1. 0×10−5 +5×10-6 = C=7 . 5×10−6 C 2 2 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。