高中物理人教必修三第1节电荷

第1节　电　荷

核心素养	冶金材料物理观念	科学思维	科学探究
核心素养	知道元电荷、比荷、电荷量、静电感应的概念。	能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析带电现象。	1.通过实验，知道自然界中的两种电荷及其相互作用。 2.通过多种方式知道使物体带电的三种方法。

知识点一　电荷及起电方式

[观图助学]

控制与决策

以上四个图，均发生了带电现象，物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？怎样使物体带上电呢？

1.两种电荷

(1)电荷的分类

①正电荷：和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷。

②负电荷：和用毛皮摩擦过的教育公平之我见橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷。

(2)电荷的性质：同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引；且带电体有吸引轻小物体的性质。

2.物质的微观结构

(1)原子结构

原子

(2)原子电性：原子核的正电荷的数量与核外电子负电荷的数量一样多，整个原子对外界表现为电中性。

(3)离子的电性：失去电子的原子为带正电的离子；得到电子的原子为带负电的离子。

3.摩擦起电

两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，丢失电子的物体则带正电。

4.感应起电

(1)自由电子：金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。

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(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种电荷，远离带电体的一端带同种电荷的现象。

(3)感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。

[思考判断]

(1)两个正电荷之间的作用力为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力。(×)

(2)摩擦起电是创造电荷的过程。(×)

(3)玻璃棒和其他物体摩擦后不一定带正电。(√)

知识点二　电荷守恒定律及元电荷

[观图助学]

如上图，甲、乙两同学各拿一带电小球做实验时不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了。电荷到哪里去了呢？是否违背了电荷守恒定律？

1.电荷守恒定律

(1)内容：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，这个结论叫作电荷守恒定律。

(2)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。

点拨　(1)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。

(2)三种起电过程都没有创造电荷，其本质都是电子的转移，即起电过程是物体所带电荷的重新分配。

2.元电荷

(1)电荷量：用来表示电荷的多少。其单位是“库仑”，简称“库”，用C表示。世界因生命而精彩

(2)元电荷

①最小的电荷量叫作“元电荷”，用e表示，则e＝1.60×10－19 C。

②对元电荷的三点理解：a.元电荷没有正、负之分，也不是实物粒子；b.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，但不能说它们是元电荷；c.电荷量不能连续变化，自然界中带电体的电荷量都是元电荷e我爱小人书的整数倍。

3.比荷

带电粒子的电荷量与质量的比。电子的比荷为＝1.76×1011 C/kg。

[思考判断]

(1)摩擦起电就是通过摩擦创造了电荷。(×)

(2)元电荷是最小的带电体。(×)

(3)所有带电体的电荷量或者等于元电荷，或者是元电荷的整数倍。(√)

(4)元电荷也有正负之分，电子带电就是负的元电荷。(×)

自然界中有且只有正、负两种电荷，这是由美国科学家富兰克林命名的。

通常情况下，原子核中正电荷的数量与核外电子(负电荷)的数量一样多，整个原子呈电中性(不带电)。

如图所示的现象为感应起电过程，导体球瞬时接地时，导走负电荷，小球最终带正电；若先移走施感电荷，球上感应出来的正、负电荷相互吸引而中和，小球最终不带电。因此，一定要先使导体球瞬时接地再移走施感电荷，而不是先移走施感电荷再接地。

电荷不能创生和消灭，只能在两个物体间或同一物体的两部分间转移，在转移过程中电荷的总量不变。

带有等量异号电荷的金属球接触后会发生电荷的中和，中和时，系统所带电荷的代数和不

变，电荷并没有消失，只是正、负电荷数相等，从而对外显电中性。

元电荷是最小的电荷量，不是物质；电子和质子是实实在在的粒子，不是元电荷。

物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19 C的整数倍。

核心要点　对三种起电方式的理解

[观察探究]

(1)如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的。

①把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？

②这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？

③再让A和B接触，又会看到什么现象？

(2)带正电的物体A与不带电的物体B接触，使物体B带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？

答案　(1)①C移近导体A，两侧金属箔片都张开；

②金属箔片仍张开，但张角变小；

③A、B接触，金属箔片都闭合。

(2)正电荷，在这个过程中，有电子从物体B转移到物体A，物体B中电子数量减少，因此带正电。

[探究归纳]

三种起电方式的比较

	摩擦起电	感应起电	接触起电
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	导体带上与带电体同性的电荷
原因	不同物质原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电	电子在电荷间相互作用下发生转移，近端带异种电荷，远端带同种电荷	在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体上
实质	电荷在物体之间或物体内部的转移
说明	无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移