【精准解析】高中物理人教版选修3-1教师用书：第1章1　电荷及其守恒定律含解析

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1　电荷及其守恒定律
[学习目标]　1.[物理观念]知道自然界中只存在两种电荷，知道电荷间的相互
作用。2.[科学思维]了解使物体带电的方法，会从物质微观结构的角度认识物体带
电的本质。(难点)3.[科学方法]理解电荷守恒定律。(重点)4.[物理观念]知道电荷量
和元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。
一、电荷
1．两种电荷
自然界只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。
规定
2．电荷间的作用
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
3．原子的组成
原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，
核外电子带负电。通常原子内正、负电荷的数量相同，故整个原子对外表现为电
中性。
4．自由电子和离子
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，
这种能自由活动的电子叫作自由电子，失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
二、摩擦起电和感应起电
1．摩擦起电
当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一
个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正
电。如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去电子而带正电，丝绸因有了多余电
子而带负电。
2．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号电荷，远离带电体的一
端带同号电荷，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。
三、电荷守恒定律及元电荷
1．电荷守恒定律的两种表述方式
(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．元电荷
(1)电荷量：电荷的多少叫电荷量，常用符号 Q或q表示，其国际单位是库仑，
符号为 C。
(2)元电荷：科学实验发现电子所带的电荷量最小，且其他带电体所带电荷量
是电子或质子电荷量的整数倍，这个最小的电荷量叫元电荷，用 e表示，在计算
中通常取 e＝1.60 × 10 －
19
C。
(3)电子的比荷：电子的电荷量 e跟电子的质量 me之比，叫作电子的比荷，其
值为＝1.76×1011 C/kg。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，证明正电荷从丝绸转移到玻璃棒上。
(×)
(2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程。 (√)
(3)电子的电荷量 e的数值最早是由库仑通过实验测出的。 (×)
(4)元电荷就是质子或电子。 (×)
(5)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。 (√)
2．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给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物
理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老
师，你认为可能是下列几个数字中的(　　)
A．6.2×10－19 C　　 B．6.4×10－19 C
C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C
B　[电荷量必须是元电荷 e＝1.60×10－19 C 的整数倍，6.4×10－19 C 是e的4
倍，故看不清的关键数字可能是 B项。]
3.如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则(　　)
A．验电器金箔不张开，因为球A没有和 B接触
B．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D．验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电
D　[因球 A带正电，靠近验电器 B，根据同种电荷相斥、异种电荷相吸的原
理，验电器金箔中的电子就会被金属球 A中正电荷吸引到验电器的上端小球上，
所以下端的验电箔片就会带上正电。因为同种电荷相互排斥，故箔片张开，D正
确。]
三种起电方式
1.三种起电方式的比较
摩擦起电 感应起电 接触起电
产
生
条
件
两种物体摩擦 导体靠近带电体 导体与带电体接
触
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，且电性与原带电
体“近异远同”
导体带上与带电
体相同电性的电
荷
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
导体中的自由电子受带
正(负)电物体吸引(排
斥)而靠近(远离)
自由电荷在带电
体与导体之间发
生转移
2.三种起电方式的本质
三种起电方式都不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，
或者从物体的一部分转移到了另一部分，它们的本质都是电荷的转移，电荷总量
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