高考物理三轮冲刺导学案电荷及其守恒定律含解析 9页

三轮冲刺导学案---电荷及其守恒定律 考点剖析 一、电荷的性质 1．自然界的两种电荷 正电荷：规定与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。 负电荷：规定与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。 相互作用规律：同种电荷相互排斥；异种电荷相互吸引。 2．电荷量：电荷的多少叫电荷量。单位：库仑，简称：库，符 号：C。 3．元电荷：电荷量的最小基元，一个元电荷的电荷量为 1.60×10–19 C，是一个电子（或一个质子）所带的电荷量。这是美 国物理学家密立根通过油滴实验得到的结论。任何带电体的电荷量都 是元电荷电荷量的整数倍。 4．比荷：带电体的电荷量与质量的比值。 电子的电荷量 e=1.60×10–19 C，电子的质量 me=9.1×10–31 kg， 电子的闭合为 =1.76×1011 C/kg 二、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。 三、物体带电 1．物体带电的实质：物体得失了电子 2．相互接触的带电导体间电荷分配的原则 两个完全相同的带电导体相接触，同种电荷总电荷量平均分配， 异种电荷先中和后平分。 e e m 3．使物体带电的方式： （1）摩擦起电——通过摩擦，使被原子核束缚得不紧的电子从 一个物体转移到另一个物体。 （2）接触起电——导体相互接触后净电荷先中和后平均分配。 （3）感应起电——带电体接近导体（导体在电场中）时，由于 电荷间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离接近带 电体。靠近带正电物体（场源正电荷）的一端会感应出负电荷，靠近 带负电物体（场源负电荷）的一端会感应出正电荷。 注意： 1．三种起电方式的本质都是电子转移，电子转移的动力是同种 电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。 2．绝缘体一般通过摩擦起电，不能通过接触或静电感应起电； 导体一般通过接触或静电感应起电，导体摩擦起电的效果不明显，导 体间摩擦起电后，又立刻全部中和。 3．原来不带电的导体感应起电后，导体的净电荷仍为零。 四、验电器与静电计 1．验电器：玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒 的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出。 2．静电计：把验电器的金属箔换成指针，并用金属做外壳，这 样的验电器就是静电计。 （1）以金属箔片的张开与闭合显示电荷的有无的，即为验电器； 以指针张角显示电荷的有无及电荷多少的，即为静电计。 （2）静电计的金属外壳与导体棒之间是绝缘的，但二者之间可 以发生静电感应。 （3）不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的 原因都是同种电荷相互排斥。 （4）静电计实质上是用来测电势差的，其刻度的单位常为静伏 （1 静伏=30 伏）。 典例精析 1、一个静电计放在绝缘平台上，它的金属外壳用一根金属线接 地。将一根用丝绸摩擦过的玻璃棒与静电计的金属小球接触，看到它 的指针张开，说明已经带上电，如图所示。现进行下面的操作： ①首先把静电计外壳的接地线撤去； ②用手指摸一下静电计的金属小球； ③把手指从金属小球上移开。 下面关于最后结果的说法中正确的是 A．静电计指针合拢，说明静电计的金属杆没有带电 B．静电计指针张开一定角度，金属杆带有正电 C．静电计指针张开一定角度，金属杆带有负电 D．静电计指针合拢，但不能说明金属杆不带电 【答案】B 【解析】开始时静电计指针张开，说明它已带电，而且带的电与 玻璃棒上的电荷相同，即正电荷；由于静电感应，金属外壳的内表面 感应出负电荷，又由于金属外壳接地，金属外壳的其他部分不带电。 撤去接地线后，金属外壳内表面的负电荷被保留下来，这时用手指摸 一下静电计的金属小球，金属杆及指针受到金属外壳内表面上的负电 荷的影响而发生静电感应，带有正电荷，移开手指后，指针上仍带着 感应的正电荷，从而张开一定角度，选 B。 考点：静电计、静电感应 点拨：本题的易错点是认为接地就不再带电，而从最开始分析金 属外壳的带电情况时就出现错误。如果只有一个孤立的导体，那么接 地就会由于电子的转移而将净电荷中和，不再带电；但如果除了导体 外，还有与其绝缘的带电体，就必须要考虑静电感应的影响。 2、如图所示，金属球壳 A 带正电，其上方有一小孔 a，静电计 B 的金属球 b 用导线与金属小球 c 相连，以下操作所发生的现象中正确 的是 A．将 c 移近 A，但不与 A 接触，B 的指针会张开一定角度 B．将 c 与 A 外表面接触后移开 A，B 的指针不会张开 C．将 c 与 A 内表面接触时，B 的指针不会张开 D．将 c 从导线上解下，然后用绝缘细绳吊着从 A 中小孔置入 A 内，并与其内壁接触，再提出空腔，与 b 接触，B 的指针会张开一定 角度 【答案】A 【解析】把 c 移近 A，c 上会感应出负电荷，B 的指针末端会感 应出正电荷，同种电荷相互排斥，则 B 的指针张开，A 正确；c 与 A 的外表面接触后带上正电，B 的指针也带上正电，会张开，B 错误；c 与 A 的内表面接触时，A、b、c 成为一个导体，B 的指针带上正电， 会张开，C 错误；由于同种电荷相互排斥，A 所带的正电荷分布在外 表面，内壁不带电，c 与 A 的内壁接触再提出，不带电，与静电计金 属球接触，静电计指针不会张开，D 错误。 考点：静电计、静电感应 点拨：本题的易错点在于用导线和绝缘线连接 c 移动的情况分析， 用导线连接时导线两侧的导体要看成一个整体，用绝缘线连接时被连 接的物体则在静电分析中是孤立的。 对点训练 1．下列说法正确的是 A．元电荷就是质子 B．带电体带正电是因为得到正电荷 C．处于静电平衡的导体的内部没有净电荷 D．有的物体内部有电荷，有的物体内部没有电荷，所以有带电 的物体，也有不带电的物体 【答案】C 【解析】元电荷是指 1.6×10–19 C 的电荷量，而非质子或电子， A 错误；带电体带正电是因为得到了正电荷或失去了负电荷，正电荷 数目大于负电荷数目，B 错误；处于静电平衡的导体内部没有净电荷， C 正确；任何物体内部都有电荷，当物体内部的正负电荷不相等时， 物体对外显示电性，物体不带电是因为所带的正电荷数目和负电荷数 目相等，D 错误。 2．摩擦起电是一种常见的起电方式，关于摩擦起电，下列说法正确 的是 A．用梳子和头发摩擦后能够吸引小物体，因为万有引力的作用 B．用梳子和头发摩擦后，梳子带电后头发就不带电了 C．摩擦起电产生了电荷，使自然界中的电荷数增加了 D．摩擦起电的本质是电荷发生了转移 【答案】D 【解析】用梳子和头发摩擦后能够吸引小物体，因为梳子带上了 电的缘故，A 错误；用梳子和头发摩擦后，梳子带电是因为有电荷的 转移，若梳子带电，头发一定带等量电性相反的电荷，B 错误；根据 电荷守恒定律，自然界中的电荷数的总量保持不变，C 错误；摩擦起 电的本质是电荷从一个物体转移到了另一物体，D 正确。 3．如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边 C 是后来靠近的 带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体 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 结论正确的是 A．沿虚线 d 切开，A 带负电，B 带正电，且 QA>QB B．只有沿虚线 b 切开，才有 A 带正电，B 带负电，且 QA=QB C．沿虚线 a 切开，A 带正电，B 带负电，且 QA