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第一章
静电场
第一节
电荷及其守恒定律
课前预习
【学习目标】
1．知道自然界中只有两种电荷，认识各种起电方式及实质．
2．理解电荷守恒定律的内容．
3．知道什么是元电荷，知道电荷量的概念及单位，知道比荷的概念．
【知识储备】
1．初中关于静电现象方面的知识．
2．知道守恒的概念．
【自主预习】
1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相
，异种电荷互相
．
2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝
C．实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的
．所以，电荷量e称为
．电荷量e的数值最早是由美国物理学家
通过
实验测得的．
3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫
．常见的起电方式有
、
和
等．例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带
电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带
电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现
电荷．
4．电荷守恒定律：电荷既不能
，也不会
，只能从一个物体
到另一个物体，或者从物体的一部分
到另一部分；在
的过程中，电荷量的总量保持
．电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一．在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．
5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量
，所以整个原子表现为电中性．
6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同．在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做
．失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中．所以金属导电时只有
在移动．
课后练习
1.1电荷及其守恒定律
一、单选题
1．某同学在研究静电感应时，用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（　　）
A．元电荷就是电子或者质子
B．物体所带的电荷量只能是元电荷整数倍
C．元电荷的电荷量大小是1C
D．只有电子和质子的带电荷量等于元电荷
3．近期有一档关于科学探索的电视直播节目很受欢迎。在某期节目里，一位少女站在绝缘平台上，当她用手触摸一个金周球时，会看到她的头发慢慢竖起，像是孔雀开屏，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．头发竖起是因为她的身上带上了电荷
B．她只有带正电荷时，头发才会竖起
C．她只存带负电荷时，头发才会竖起
D．与电荷无关，这是她的特兄功能
4．一带电量为q的电荷绕带电量为Q的正电荷做椭圆运动，轨迹如图所示。已知|q|?|Q|，M、N为椭圆轨迹上的两点。关于q的带电性质下列判断正确的是（　　）
A．q一定带正电
B．q一定带负电
C．q可以带正电、也可以带负电
D．无法判断q带哪一种电
5．静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图所示，则（　　）
A．a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷
B．a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷
C．a带负电荷，b不带电荷，c带负电荷
D．a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷
6．如图所示是三个用细线悬挂的轻质小球靠近时发生相互作用的情形（只考虑相邻两球的相互作用），关于各小球的带电情况，下列判断正确的是（
）
A．可能是A带负电，B带正电，C带负电
B．可能是A带负电，B不带电，C带正电
C．可能是A带正电，B带正电，C不带电
D．可能是A不带电，B带负电，C带正电
7．静电在各个行业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是带电的物质微粒在电荷间作用力的作用下奔向并吸附到电极上。现有三个粒子A，B，c从P点向下运动，它们的运动轨迹如图所示，则（　　）
A．a带负电，b带正电，c不带电
B．a带正电，b不带电，c带负电
C．a带负电，b不带电，c带正电
D．a带正电，b带负电，c不带电
二、多选题
8．如图所示，有一带正电荷的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B时，验电器金属箔张角减小，则金属球A（　　）
A．可能不带电
B．可能带负电
C．可能带正电
D．一定带负电
9．下列情况可以产生静电的是（　　）
A．一块绝缘体靠近一带电体
B．手摇感应起电机
C．超高压电源
D．范德格拉夫起电机
10．有一个质量很小的小球，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是（　　）
A．接触前，A、B一定带异种电荷
B．接触前，A、B可能带异种电荷
C．接触前，球一定不带任何电荷
D．接触后，球一定带电
三、填空题
11．带有______的空气使人舒适，并对健康______。在瀑布、喷泉、溪流、海滨等附近的空气中，就有大量的______。
12．自然界存在两种电荷，即______和______。
13．用毛皮摩擦过的橡胶棒带的是______电荷，其原因是毛皮对外层电子的吸引力比橡胶棒对外层电子的吸引力______（选填“大”或“小”）。
14．2C电荷量等于______个电子电荷量，这些电子的总质量为______kg。（电子质量）。
四、解答题
15．如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电。试问：
（1）如何使A、B都带等量正电？
（2）如何使A、B都带等量负电？
（3）如何使A带负电B带等量的正电？
16．某同学在探究静电感应时，进行了如图所示实验:：将绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球A，A的表面镀有铝膜，在A的近旁有一绝缘金属球B，开始时A、B球都不带电。若使B带电，该同学会观察到什么现象?为什么?
17．现有三个相同的金属球，其中两个带正电，电荷量为q，一个不带电。请设计使其中某一金属球带电荷量为q的方案，并说明设计思路。
18．如图，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将A、B分开，再移走C，试分析A、B的带电情况；若先将C移走，再把A、B分开，试分析A、B的带电情况。
19．关于电荷，小明有以下认识：
A．电荷量很小的电荷就是元电荷；
B．物体所带的电荷量可以是任意的。
你认为他的看法正确吗？请简述你的理由。
20．有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有的正电荷，小球B、C不带电。现在让小球C先与小球A接触后取走，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，最终三个小球的带电荷量分别是多少？
参考答案
1．AB
【详解】
BC．验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥，张开角度的大小决定于两金属箔所带电荷量的多少。如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金属箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金属箔的张角减小，选项B正确C错误；
AD．如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球上电荷重新分布，靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，因距离的不同而表现为吸引作用，从而使金属箔的张角减小，选项A正确D错误。
故选AB。
2．BCD
【详解】
A．绝缘体中电荷不能移动，靠近带电体之后不会发生静电感应，不会产生静电，A错误；
B
D．这两选项是根据起电方式命名的，B的原理是感应起电，D的原理是摩擦起电，均可产生静电，BD正确；
C．超高压电源附近存在很强的电场，有可能将空气分子电离，电源正负极两端也会存在静电，C正确；
故选BCD。
3．BD
【详解】
接触前橡胶棒B带负电荷，带电体有吸引轻小物体的性质，故可能带正电荷，也可能不带电荷，接触后又互相排斥，故接触后橡胶棒B和小球一定带同种电荷。
故选BD。
4．B
【详解】
由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷。
故选B。
5．B
【详解】
元电荷又称“基本电荷量”，在各种带电微粒中，电子电荷量是最小的，人们把最小的电荷量叫作元电荷，常用符号e表示，任何带电体所带电荷量都是e的整数倍，目前测定的元电荷的值
e＝1.6×10－19
C
所以元电荷是基本电荷量，不是指电子或者质子，也不是只有电子和质子的带电荷量等于元电荷，故ACD错误，B正确。
故选B。
6．A
【详解】
当她用手触摸一个金属球时，金属球上的电荷会转移到她的身上，因为同种电荷相互排斥，头发就会竖起；无论她带正电荷还是负电荷，只要电荷量足够多，就会出现该现象，选项A正确，B、C、D错误。
故选A。
7．B
【详解】
库仑力提供向心力，所以两电荷相互吸引，故q带负电。
故选B。
8．B
【详解】
根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可判断出a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷，B正确。
故选B。
9．C
【详解】
A、B两小球相斥，说明A、B一定都带电，且带的是同种电荷.若A球带正电，则B球也带正电，由于B、C两球相互吸引，故C球可能带负电，也可能不带电；若A球带负电，则B球也带负电，由于B、C两球相互吸引，故C球可能带正电，也可能不带电。
故选C。
10．B
【详解】
根据题图可知，a向左偏转，与负电极吸引，与正电极排斥，所以a带正电；c向右偏转，与负电极排斥，与正电极吸引，所以c带负电；b不偏转，应该不带电。
故选B。
11．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】
（1）使A、B都带等量正电有两种方法：?①将C先与A（或B）接触，然后移走C，将AB接触后再分开，则AB将都带等量正电；②把AB紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，把A与B分开后再用手摸一下B，则B所带的负电荷就被中和，再把A与B接触后再分开，A和B就带等量正电荷。
（2）使A、B都带等量负电有两种方法：?①把AB紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，再用手摸一下A或B，则A所带的正电荷就被中和，而B端的负电荷不变，移去C以后再把A与B分开，则A和B就带等量负电荷；②A、B导体彼此接触，将带正电的C移近B，则由静电感应可知，B端会感应出负电，则A端出现正电荷；将AB分开后将C移走，A带正电，B带负电，然后将A接地，从大地上来的负电荷将中和A带的正电荷，再断开A的接地，将A与B接触后分开，则AB将都带等量负电。
（3）让A与B接触，将导体C靠近A端，则由静电感应可知，A端会感应出负电，则B端出现正电荷，根据电荷守恒定律，则A端带负电，B端带等量的正电，然后将AB分开，则A带负电B带等量的正电。
12．b先吸引a，接触后又把a排斥开，见解析
【详解】
带电物体能够吸引轻小物体，则b球会将a球吸引过来，a与b接触后，a球与b球带上了同种电荷，相互排斥而分开。
13．见解析
【详解】
让一个带电荷量q的金属球与不带电的金属球接触后再分开，则二者带电荷量均为，让其中之一与另一个带电荷量q的金属球接触后再分开，则二者带电荷量均为。
14．见解析
【详解】
先把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电；
若先移走C，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电。
15．见解析
【详解】
A．元电荷是最小的电荷量，不是电荷，故A错误；
B．物体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍，故B错误。
16．A、B、C三小球的带电量分别是：5×10-6C，7.5×10-6C，7.5×10-6C
【详解】
当小球C和A接触后，A、C球带电为
Q1=C=1.0×10-5C
再让小球B与小球A接触，此时A、B带电为
Q2=C=5×10-6C
再让让小球B与小球C接触后，此时B、C带电为
Q3=C=7.5×10-6C
所以最终A、B、C三小球的带电量分别是：5×10-6C，7.5×10-6C，7.5×10-6C
17．负电荷
有益
带负电荷的离子
【详解】
[1][2]研究表明带有正电荷的空气使人感到不适，带有负电荷的空气使人舒适，并对健康有益。
[3]在瀑布、喷泉、溪流、海滨等附近的空气中，就有大量的带负电荷的离子。
18．正电荷
负电荷
【详解】
[1][2]自然界存在两种电荷，正电荷和负电荷。
19．负
小
【详解】
[1][2]毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，其原因是毛皮对外层电子的吸引力比橡胶棒对外层电子的吸引小，相互摩擦时，毛皮失去电子带正电，橡胶棒得到电子带负电。
20．
【详解】
[1]电子的电荷量绝对值为C，则2C的电荷量含有的电子个数为
[2]每个电子质量，则这些电子的总质量为
答案第4页，总5页
第8页，总11页

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