河南省焦作市沁阳一中高中物理 第一章第一节 电荷守恒定律导学案 新人教版选修3-1

第1章静电场第1节电荷及其守恒定律教材分析与导入设计本节教材分析一、三维目标（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。

（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质二、教学重点电荷守恒定律的初识和应用。

三、教学难点对物体带电产生的原因的理解。

四、教学建议电荷是电磁场中一种重要的研究对象，也是研究微观世界的原子物理及核物理中不可避免要出现的。

在高中的必修一、二，学生未曾接触过有关电荷及电磁场方面的学习，因而，它既是对初中所学的电学知识的深化和加强，也为即将学习的电磁场以及电荷在电磁场中的运动奠定了知识基础。

物理教学是以实验为基础的，重在启发思维，教会方法。

让学生在教师的指导下，亲身体验摩擦生电及静电产生电荷的实验研究过程，理解电荷转移的规律及方法，了解运用电荷守恒定律消除静电的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。

通过和学生共同处理实验教会他们动脑分析和动手操作实验的过程及处理技巧，体会动手在研究物理问题中的重要性。

在学生深刻理解摩擦生电和静电感应这两个产生电荷的过程以后，通过例题的讲解，提高学生分析解决物理问题的能力。

学生是课堂教学的主体，现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导。

本节课的教学过程中要注意引导学生以学过的初中电学概念为基础，在实验中总结出电荷在电中性导体和介质中运动的规律。

巧用提问，评价激活学生的积极性，调动起课堂气氛，让学生在轻松，自主，讨论的学习环境下完成学习任务。

高中物理电荷及其守恒定律导学案新人教版选修【学习目标】1、知道两种电荷及其相互作用、知道电量的概念、2、知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开、3、知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开、4、知道电荷守恒定律、5、知道什么是元电荷、【学习重点】电荷守恒定律【学习难点】利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

【学习过程】目标一、电荷1、电荷的种类：自然界中有_________种电荷①、用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫_________电荷；②、用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫_______电荷。

2、电荷间相互作用的规律：同种电荷相互____________，异种电荷相互_________。

目标二、使物体带电的三种方法问题一：思考a：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？物质的微观结构是怎样的？思考b：什么是摩擦起电，为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释（原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。

）（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同、实质：电子的转移、结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷、1、摩擦起电产生？结果？实质：摩擦起电实质是电子从一个物体到另一个物体上。

得到电子，带；失去电子，带例1、毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（）A、毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了B、毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了C、橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了D、橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了问题二：思考a：接触带电的实质是什么呢？思考b：两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者所带电量怎样分配呢？电中和现象及电荷均分原理：a、两个带电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。

b、两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新分配，这种现象叫做电荷均分原理。

第一节电荷及其守恒定律【学习目标】1.知道电荷的种类和电荷相互作用的规律。

2.了解摩擦起电、感应起电等现象，知道摩擦起电和感应起电的本质是电子的转移。

3.理解电荷守恒定律。

并能运用电荷守恒定律分析摩擦起电和感应起电现象。

4.知道电荷量概念及其单位，知道元电荷的值。

【新知预习】1．自然界存在两种电荷：、2．电荷间的作用：同种电荷，异种电荷。

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。

3．电荷守恒定律：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，所以电荷守恒定律现在的表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的保持。

4．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测得的。

5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为电中性。

6．自由电子：在金属中，离原子核的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中，这种电子叫自由电子。

失去自由电子的原子便成为带的离子，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。

【导析探究】导析一: 感应起电的判断方法①当一个带电体靠近导体时，产生静电感应现象，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；②凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端物体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷；③绝缘体不能被感应起电。

感应起电的实质是导体中的正负电荷在带电体的作用下，发生了分离。

1 电荷及其守恒定律问题探究同学们都有这样的生活经历，在干燥的冬天梳头或脱下毛衣，会有叭叭的响声，在暗处会看到火光.请同学们分析其原因.自学导引1.电荷：电荷是物质的一种属性，分为_____电荷和_____电荷，同种电荷相互__________、异种电荷相互__________.答案：正 负 排斥 吸引2.电荷量：物体所带电荷的多少叫_______________，简称__________，常用符号Q 或q 表示. 答案：电荷量 电量3.常见的起电方法：(1)摩擦起电：用摩擦使物体__________的方法叫摩擦起电.(2)感应起电：把带电体移近不带电导体时，导体中自由电子重新分布，导体两端出现等量异种电荷.这种现象称为_______________.利用这种方式使物体带电叫_______________.(3)接触起电：一个不带电的导体与一个带电的导体接触后分开，使不带电的物体带上电荷的方法，叫接触起电.答案：（1）带电（2）静电感应 感应起电4.带电的实质：物体带电的实质就是电子的__________，是电子从一个物体__________到另一个物体，或从物体的一部分____________________到另一部分.答案：得失 转移 转移5.电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能被消灭，只能从一个物体_______________到另一个物体，或从物体的一部分_______________到另一部分.答案：转移 转移6.元电荷e ：与质子(或电子)电荷量绝对值相等的电荷量.1e=_____________C ，所有带电物体的电荷量都是元电荷的__________倍.答案：1.6×10-19 整数7.比荷：带电粒子的电荷量q 和带电粒子的质量m 之比叫做比荷.电子的比荷为em e =1.76×1011 C/kg(一个常用的物理量).8.金属导体：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______________，它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的_________________上振动而不移动，只有________________穿梭其中. 答案：自由电子 离子 平衡位置 电子疑难剖析一、物体带电的实质：1.物体是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，电子带负电、原子核带正电，整个原子对外显示电中性.2.物体失去电子则带正电，得到电子则带负电，物体带电的实质就是电子的得与失.二、感应起电：使物体带电有不同的方式，在初中阶段我们已经认识到摩擦起电，现在再通过演示实验确认另一种起电方式——感应起电．用一根与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属球(注意：不要接触)，会看到验电器的指针发生偏转，这说明验电器的指针带上了电．保持玻璃棒的位置不变，用手接触验电器的金属球，发现指针偏角为零．先把手移开，再把玻璃棒移开，会发现指针又发生了偏转．这种把一带电物体靠近导体也可以使导体带电的方式叫感应起电．感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触只是靠近，后者必须直接接触．三、正、负电子对的湮灭与电荷守恒定律：在近代物理学中，一对正、负电子的湮灭，转化为一对光子；一个中子衰变成一个质子和一个电子.这种事实与电荷守恒定律矛盾吗？不矛盾.这种情况下带电粒子总是成对湮灭和产生，两种电荷数目相等、正负相反，而光子或中子都是中性的，本身不带电，所以电荷的代数和不变.因此电荷守恒定律也可以叙述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的.【例1】如图1-1-1所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则（）图1-1-1A．金属球可能不带电 B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电 D．金属球一定带负电思路分析：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箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减小，选项B正确，同时否定选项C．如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象，使A球电荷发生极性分布，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，从而使金箔张角减小．答案：AB温馨提示：本题主要考查了电荷间的相互作用规律和静电感应现象．在解决这类问题时根据电荷间相互作用规律和静电感应现象，判断电荷的重新分布情况，进而判断验电器金箔张角大小等问题．【例2】如图1-1-2所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球.下列说法正确的是（）图1-1-2A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合思路分析：虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B同种的电荷．由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A正确．C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不能变，金属箔片仍张开，B正确．但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的库仑力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错．先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，D错．答案：AB温馨提示：本题提供了一个使物体带电的方法.四、完全相同的带电金属球接触后的电量分配原则：1．若带同种电荷，两金属球接触后总电荷量平分.2．若带异种电荷，两金属球接触后电荷量先中和再平分.【例3】绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的附近有一绝缘金属球b.开始时，a、b都不带电，如图1-1-3所示，现使a、b分别带正、负电，则（）图1-1-3A．b将吸引a，吸引后不放开 B．b先吸引a，接触后又把a排斥开C．a、b之间不发生相互作用 D．b立即把a排斥开思路分析：因a带正电、b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球将向b靠拢并与b接触，当小球a与b 接触后，将对两球所带的电荷进行重新分配，结果两球带同种电荷将会被排斥开；若a、b原来带电荷量相等，则a、b接触后中和而都不带电，a、b将自由分开.答案：B温馨提示：电场的性质就在于对放入其中的电荷或微小物体有力的作用，两球原来带异种电荷一定会相互吸引.虽然两小球不一定完全相同，但相互接触后电荷量仍然会重新分配，相互作用力会发生变化.拓展迁移1.为什么能发生感应起电的是导体而不是绝缘体？答案提示：感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分．只有导体上的电子才能自由移动，绝缘体上的电子不能那么自由地移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能．2.我们知道，摩擦可以起电，摩擦后的正负电荷是被束缚在带电体上的，它不能像电线中的电荷那样定向移动．所以，人们称之为静电荷，简称静电．在日常生产和生活中静电有哪些危害？答案提示：静电的危害很多．它的第一种危害来源于带电体的相互作用．在飞机机体与空气、水汽、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如果不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电，会使纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧光屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；就连混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼．静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸．漆黑的夜晚，我们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“啪啪”的响声，这对人体基本无害．但在手术台上，静电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，导致工人死伤，矿井报废．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

1.1 电荷及其守恒定律进入冬季后,各地长期晴朗无雨,多次降温又造成干冷天气,不少市民在工作、生活中经常受到静电的困扰。

记者随机采访20个读者、网友,有八成人表示今冬已不止一次感受到静电:临睡前脱毛衣、开启汽车门、抓公交车扶手……似乎“危机四伏”。

【学习目标】1.知道自然界存在两种电荷,并且只存在两种电荷。

知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

2.经历摩擦起电和感应起电的实验过程,了解使物体带电的方法,能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。

3.理解电荷守恒定律。

4.知道电荷量的概念及其国际单位。

5.关注存在元电荷的事实,知道元电荷的概念,知道电荷量不能连续变化。

【知识导学】1.电荷(1)电荷是物质的一种属性,自然界中有两种电荷,物理学中规定,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作①正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫作②负电荷。

(2)电荷之间存在相互作用,同种电荷相互③排斥,异种电荷相互④吸引。

(3)原子核的⑤正电荷数量与核外电子的⑥负电荷数量一样多,所以整个原子对外界较远的位置表现为⑦电中性。

(4)电荷的多少叫⑧电荷量。

在国际单位制中,它的单位是库仑,简称⑨库 ,用符号⑩C 表示。

(5)元电荷:科学实验中发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,人们把这个最小的电荷量叫作元电荷,一般用e表示,通常取e= 1.60×10-19C。

实验还发现,所有带电体的电荷量都是一个最小量的整数倍,这就是说电荷量是不能连续变化的物理量。

2.常见的起电方法(1)摩擦起电:通过摩擦使物体带电的方法叫摩擦起电。

当两个物体相互摩擦的时候,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多余的电子而带负电,失去了部分电子的物体则带正电。

(2)感应起电:当一个带电的物体靠近一个导体时,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带电体,使导体靠近带电体的一端带与带电体异号的电荷,远离带电体的一端带与带电体同号的电荷。

课前自主学案 一、电源使电路中保持____的电流，能把____从一个位置搬运到另一位置的装置就是电源． 二、恒定电场1．导线中的电场是由____________等电路元件所积累的电荷共同形成的．2．尽管这些电荷在运动，但电荷的分布是_____的，这种由稳定分布的电荷所产生的______的电场，称为恒定电场． 三、恒定电流1．把______、______都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．电流：(1)定义：通过导体横截面的_______与通过这些电荷量所用_____的比值，叫做电流强度，简称电流．(2)公式表达： I ＝_______.(3)单位：在国际单位制中是_____，简称安，符号是A.更小的单位还有______ (mA)、_____ (μA)，换算关系为：1 A ＝103 mA ＝106μA. (4)物理意义：表示电流_____的物理量．(5)标量：电流虽然有方向，但不是矢量，不符合矢量对方向的要求．电流的方向是这样规定的：导体内______定向移动的方向为电流的方向 思考感悟在电解液和金属导体中都可以形成电流，它们形成电流时有什么不同？提示：金属导体中是自由电子定向移动形成电流，而电解液中是正、负离子定向移动形成电流．核心要点突破一、对电流概念的理解1．电流虽有大小和方向，运算遵循代数法则，但不是矢量．2．q ＝It 是求电荷量的重要公式，其变形公式I ＝q t求出的是电流在时间t 内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均值相等．3．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I ＝q t时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． 4．不能说I ∝q ，I ∝1t，因为由I ＝nq ′Sv (决定式)，可知I 与q 及t 无关．特别提醒：计算电流时，首先要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负离子同时存在．其次要注意计算电流大小时，只需代入电量的绝对值．另外公式是I ＝q/t 而不是I ＝q/(St)． 即时应用1．某电解池中，若在2 s 内有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( ) A ．0 B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A解析：选D.由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s 内通过截面的总电荷量应为：q ＝1.6×10－19×2×1.0×1019C ＋1.6×10－19×1×2.0×1019C ＝6.4 C ．由电流的定义式知：I ＝q /t ＝6.42 A ＝3.2 A.二、电流的微观表达式1．建立模型：如图2－1－1所示，AD 表示粗细均匀的一段导体l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q.2．理论推导：AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS .总电荷量Q ＝Nq ＝mlSq .所有这些电荷都能通过横截面D 所需要的时间：t ＝l v .根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t ＝nlSq l /v＝nqSv .3．结论：由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关． 三、三种速率的比较 1．电子定向移动的速率(1)物理意义：电流就是由电荷的定向移动形成，电流I ＝neSv ，其中v 就是电子定向移动的速率，一般为10－5 m/s 的数量级． (2)大小：10－5 m/s 2．电子热运动的速率(1)物理意义：构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为105 m/s. (2)大小：105 m/s 3．电流传导的速率(1)物理意义：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c 建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流．(2)大小：3×108 m/s特别提醒：由于电荷定向移动的速率很小，所以当电路闭合后，电荷并不是瞬间从电源运动到用电器，而是瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷同时做定向移动形成电流． 即时应用2．以下说法正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B ．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C ．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D ．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了解析：选B.要有持续电流必须有电压，A 不对．导体中形成电流的原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向移动形成电流，B 正确．电流的传导速率等于光速，电子定向移动的速率很小，C 不对．在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其实电子仍然做无规则的热运动，D 不对．1．下列叙述中正确的是( ) A ．导体中电荷运动就形成电流 B ．国际单位制中电流的单位是安C ．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D ．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流必定不为零 2．关于电源以下说法正确的是( )A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量3．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是( )A．粗的地方电流大，细的地方电流小B．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小C．各处的电流大小相同D．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大4．一个电解槽中，单位体积的正、负离子数都是n，每个离子带电荷量为q，正、负离子的平均定向运动速度都为v，电解槽的横截面积为S，试求通过电解槽的电流．一、选择题1．(2011年临沂高二检测)关于电源的作用，下列说法正确的是( )A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B．电源的作用是能直接释放出电能C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电源的作用就是使自由电荷运动起来2．金属导体中有电流时，自由电子定向移动的速率为v1，电子热运动速率为v2，电流的传导速率为v3，则( )A．v1最大B．v2最大C．v3最大D．无法确定3．在示波管中，电子枪2 s内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A．4.8×10－6 A B．3×10－13 AC．9.6×10－6 A D．3×10－6 A4．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A．甲、乙两导体的电流相同B．乙导体的电流是甲导体的两倍C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等5．北京正负电子对撞机的储存环是长为240 m的近似圆形轨道，当环中的电流为10 mA时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为( )A．5.0×1011B．5×1019C．1.0×1013D．1.0×1036．如图2－1－3所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A．vq B.q vC．qvS D．qv/S．7．如图2－1－4所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设基元电荷为e，以下解释中正确的是( )A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从B→AB．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消C．溶液内电流方向从A→B，电流I＝n1＋n2e 2tD ．溶液内电流方向A →B ，电流I ＝n 1＋n 2et图2－1－4 8．来自质子源的质子(初速度为零)，经一直线加速器加速，形成电流为I 的细柱形质子流．已知质子源与靶间的距离为d ，质子电荷量为e ，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀强电场，质子到达靶时的速度为 v ，则质子源与靶间的质子数为( ) A.Id ev B.2Id evC.Id vD.2Id v9．铜的原子量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( )A ．光速c B.IneSC.ρI neSmD.mI neSρ二、计算题10．(1)在金属导体中，若10 s 内通过横截面的电荷量为10 C ，则导体中的电流为多少安？(2)某电解槽横截面积为0.5 m 2，若10 s 内沿相反方向通过横截面的正、负离子的电荷量均为10 C ，则电解液中的电流为多少安？11．导线中的电流是1 A ，导线的横截面积为1 mm 2.(1)在 1 s 内，有多少个电子通过导线的横截面(电子电荷量 e ＝1.6×10－19C)?(2)自由电子的平均移动速率是多大(设导体每立方米内有8.5 ×1028个自由电子)? (3)自由电子沿导线移动 1 cm ，平均要多少时间？12．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？答案：同步测控1、解析：选BD.电流产生的条件包括两个方面：一是有自由电荷；二是有电势差．导体中有大量的自由电子，因此只需其两端具有电势差即可产生电流，在国际单位制中电流的单位为安．2、解析：选B.电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，这需要电源不断地将负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A 错．从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，B 对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，故C 错．电源是对电路提供能量的装置，故D 错．3、解析：选CD.同一根导线上的电流相等，故C 对．由I ＝nqSv 知，D 对．4、解析：在电解槽中，在垂直于v 的方向上我们取一横截面，在单位时间内通过这个横截面的正、负离子数均为N ＝vSn ，由于正负离子形成的电流同向，所以，电解槽中的电流为：I ＝2Nq t ＝2nqSv 1＝2nqSv .答案：2nqSv 课时训练1、解析：选C.电源并不是产生电荷的装置，它的作用是保持导体两端有一定的电势差，从而使电路中有持续的电流产生，故只有C 正确．2、解析：选C.电场传播的速率(或电流的传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，常温下数量级为105m/s ，自由电子定向移动的速率数量级一般为10－5m/s ，所以C 选项正确．3、解析：选A.I ＝q t ＝ne t ＝6×1013×1.6×10－192A＝4.8×10－6A.4、解析：选B.由I ＝q t 知A 错B 对；由I ＝nqSv 得：v 甲＝14v 乙，所以C 、D 错．5、解析：选A.电子运动一周所需要的时间：t ＝240110×3×108s ＝8×10－6s在圆形轨道上任取一横截面，则在t 时间内整个环中的电子刚好都通过该截面，故环中具有电子的电量为：q ＝It ＝8×10－6×10×10－3C ＝8×10－8C环中具有电子数N ＝q e ＝8×10－81.6×10－19个＝5×1011个．故A 对．6、解析：选A.在运动方向假设有一截面，在t 时间内通过截面的电量Q ＝vt ·q .等效电流I ＝Qt＝vq ，故A 项正确 7、解析：选D.正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向和电流方向相反，正、负离子向相反方向移动，电流不能抵消，故A 、B 错．由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的，故C 错，D 对．8、解析：选B.设质子源与靶间的质子数为n ，则I ＝ned v 2＝nev 2d ，n ＝2Idev.9、解析：选D.假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt ·S 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtSρ，摩尔数为vtSρm，所以电量q ＝vtSρne m .因电流I ＝q t ＝vSρen m ，于是得：v ＝ImneSρ. 10、解析：(1)10 s 内通过某一横截面的电量是10 C ，所以 I ＝q t ＝10 C10 s＝1 A(2)正电荷形成的电流为I 1＝10 C10 s＝1 A负电荷形成的电流为I 2＝10 C10 s＝1 A因负电荷形成的电流方向与其定向移动方向相反，所以两种电荷形成电流方向相同． 故电解液中的电流为：I ＝I 1＋I 2＝2 A. 答案：(1)1 A (2)2 A 11、解析：(1)N ＝q e ＝It e ＝1×11.6×10－19 个＝6.25 ×1018个． (2)由公式I ＝neSv .v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×10－6m/s ＝7.4×10－5m/s.(3)以这样的速率沿导线传播1 m 需用时 t ＝17.4×10－5s ＝3.8 h.答案：(1)6.25×1018(2)7.4×10－5m/s (3)3.8 h12、解析：取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量q ＝e ，则有：I ＝q T ＝e T再由库仑力提供向心力有：k e 2r 2＝m 4π2T 2·r 得T ＝2πr e mr k解得I ＝e 22πr 2m kmr . 答案：e 22πr 2mkmr。

1.1 电荷及其守恒定律学习目标1．知道自然界存在两种电荷，并且只存在两种电荷。

知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2．经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。

3．理解电荷守恒定律。

4．知道电荷量的概念及其国际单位。

5．关注存在元电荷的事实，知道元电荷的概念，知道电荷量不能连续变化。

学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】1．电荷(1)物质的电结构：原子由带______的原子核和带____的电子组成，电子绕原子核高速旋转。

原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量______，所以整个原子对外界较远位置表现为________。

金属原子中离原子核较远的电子，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做__________，失去电子的原子便成了带正电的________。

(2)三种起电方式。

①摩擦起电：用丝绸摩擦的玻璃棒带________，则丝绸带上________，这是因为玻璃棒上的部分______转移到了丝绸上；用毛皮摩擦过的橡胶棒带________，毛皮带________，这是因为毛皮上的部分________转移到了橡胶棒上。

②感应起电：把带电体移近不带电的导体，可以使靠近带电体的一端带______电荷，远离的一端带________电荷，这种现象叫做__________，利用静电感应使物体带电的过程叫做________。

③接触起电：不带电的物体与带电的物体接触后会带上电荷，这种使物体带电的方式叫做________，两个完全相同的带同种电荷的物体接触后，会使电荷量______。

2．电荷守恒定律电荷既不会________，也不会______，它只能从物体的一部分转移到__________，或者从一个物体转移到______。

在转移过程中，电荷的______保持不变。

另叙为：一个与外界没有________交换的系统，电荷的________保持不变。

1.1《电荷及其守恒定律》学案【课标要求】1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．【重点难点】1.电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用；2.静电感应的原因、感应起电的方法【课前预习】1.两种电荷：（1）电性：物体吸引轻小物体的性质。

（2）用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为电荷，用数表示．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为电荷，用数表示．(3)电荷及其相互作用：同种电荷相互，异种电荷相互．2.摩擦起电的微观解释（1）原子的核式结构原子包括带正电的和带负电的；原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量，所以整个原子对外界较远位置表现为。

（2）摩擦起电用摩擦的方法使物体带电的过程，叫摩擦起电。

例如：用丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子，带正电；丝绸电子，带电。

用毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子，带负电；毛皮电子，带电。

（3）摩擦起电的实质摩擦起电的本质是电子发生了转移，表明电子从物体的一个部分到另一部分或者从一个物体转移到另一个物体上。

（4）摩擦起电的结果：两个相互摩擦的物体带上了。

3.用静电感应及感应起电（1）静电感应现象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电荷。

这种现象叫做静电感应。

利用静电感应使金属导体带电的过程叫做。

（2 ）感应起电的微观解释从物质的微观分子结构来看，把带电体移近金属导体时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来或者排斥远离，从而自由电子由一端移动到另一端，使得导体的一端带正电，另一端带负电。

因此感应起电使导体两端带上了。

（3静电感应的本质感应起电的实质是自由电荷的重新分布。

1 电荷及其守恒定律学习目标1.知道两种电荷及其相互作用,知道电荷量的概念.2.知道摩擦起电和接触带电的实质.3.知道静电感应现象及其本质.4.知道电荷守恒定律及元电荷,了解比荷的概念.自主探究1.自然界中只存在两种电荷: 和.(1)丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是.(2)毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是.2.同号电荷相互,异号电荷相互.合作探究一、起电的三种方式【提出问题】1.摩擦起电:当两个物体互相摩擦时,一些束缚的不紧的从一个物体转移到,使得原来呈电中性的物体由于得到而带负电,失去的物体带正电.【例题1】毛皮与硬橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为( )A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了B.毛皮上的一些正电荷转移到了硬橡胶棒上了C.硬橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了D.硬橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了【归纳总结】(1)相互摩擦的物体一定是同时带上了量的号电荷.(2)摩擦起电的本质是.2.接触带电:指一个的金属导体跟另一个的金属导体后分开,而使不带电的导体带上电荷的方式.【例题2】两个完全一样的金属小球A、B,其中A带电为Q,B不带电,将A与B接触后再分开,则A、B 的带电情况怎样?【归纳总结】(1)接触带电的本质: .(2)电荷量分配:两个完全相同的导体球相互接触后,总电荷量.3.感应起电(1)当一个带电体导体时,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,远离带电体的一端带.这种现象叫静电感应.(2)感应起电:利用而使金属导体带电的过程.(3)感应起电的本质: .二、电荷守恒定律1.表述一:电荷既不会,也不会,它只能从一个物体转移到,或者从物体的一部分转移到.在转移过程中,电荷的总量.2.表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和.三、元电荷1.电荷量:电荷的多少.其国际制单位是,简称,用表示.2.元电荷:最小的,即所带的电荷量,用表示,等于C,最早由美国物理学家测得.3.电子的比荷:电子的与电子的之比.【例题3】关于元电荷的理解,下列说法正确的是( )A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍课堂检测一、选择题1.如图所示,挂在绝缘细线下的轻质带电小球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )A.甲图中两球一定带异号电荷B.乙图中两球一定带同号电荷C.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球至少有一个带电2.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3.一带负电绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上净电荷几乎不存在,这说明( )A.小球上原有的负电荷逐渐消失了B.在此现象中,电荷不守恒C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电荷导走了D.该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律4.下列说法正确的是( )A.电子和质子都是元电荷B.一个带电体的电荷量为元电荷的205.5倍C.元电荷是最小的电荷量单位D.元电荷没有正、负之分5.关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是( )A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异号电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同号电荷6.如图所示,将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )A.枕形导体中的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形导体中电子向A端移动,正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动二、非选择题7.在如图所示的实验中,最终A带上了-10-8 C的电荷.实验过程中,是电子由A转移到B还是由B转移到A?A、B得到或失去的电子数各是多少?8.A为带正电的小球,B为原来不带电的导体.把B放在A附近,A、B之间存在吸引力还是排斥力?高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。