【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第四节电势能和电势课件
【问题导思】 1．在重力场中，重力做功与路径无关，那么在电场中静电 力做功也与路径无关吗？ 2．电荷只受电场力作用时，电场力一定做正功吗？
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物理[新课标· 选修3-1]
1．对电场力做功特点的理解 (1)电场力对电荷所做的功，与电荷的初末位置有关，与电 荷经过的路径无关．该结论既适用于匀强电场，又适用于非匀强 电场，即适用于任何静电场． (2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动，无论 带电体只受电场力作用还是受多个力作用，无论电场力做正功还 是做负功，电场力做功的特点不变．
(3)单位：国际单位制中，电势的单位是 伏特 ，符号是V,1 V＝1 J/C.
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物理[新课标· 选修3-1]
(4)特点 ①相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势的位 置有关，一般情况下取 无穷远 或地球为零电势位置． ②标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有 正负 ． (5)与电场线关系：沿电场线方向电势 逐渐降低 ．
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静电力做功的特点
1.基本知识 (1)特点：在静电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的 起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径 无关 ． (2)适用范围：该结论对于匀强电场和非匀强电场均适用．
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物理[新课标· 选修3-1]
【答案】 AD
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对电势能的理解
【问题导思】 1．为什么说电势能具有相对性？ 2．电势能的变化量的含义是什么？
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物理[新课标· 选修3-1]
1．电势能的特点 (1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所 共有的，我们习惯上说成电荷的电势能． (2)电势能是标量，有正负但没有方向，其正负表示大小． (3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关．确定电 荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置．
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(3)根据电势能的变化情况判断，由电场力做功与电势能变 化的关系可知：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减 小，则电场力做正功． (4)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断， 根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的 动能减少，则电场力做负功．
⇓ 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 ⇒
步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】
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物理[新课标· 选修3-1]
课
标
解
读
重
点
难
点
1.电势能、电势的概 1.知道电场力做功的特点和电势能的概 念． 念．(重点) 2.理解电场力做功与电势能变化的关 2.电场力做功与电势能 系． 变化的关系．(重点) 3.知道电势的定义方法及其相对性． 4.知道等势面的概念，知道电荷在等势 3.对电势、电势能的理 面上运动电场力不做功. 解．(难点)
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3．探究交流 如何确定电荷在电场中某点的电势能？
【提示】 (1)先规定零势能点．
(2)电荷在某点的电势能，等于把它从该点移动到零势能位 置时静电力所做的功.
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物理[新课标· 选修3-1] 电势
1.基本知识 (1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比 值． (2)公式：φ＝ Ep/q .
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物理[新课标· 选修3-1]
2．思考判断 (1)等势面上各点的电场强度也是相同的．( × ) (2)点电荷电场中的等势面，是以点电荷为球心的半径不同 的同心球面．(√ ) (3)等量异种电荷连线的中垂线一定是等势线．( √ )
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物理[新课标· 选修3-1]
●教学地位 本节知识是电学的基础知识，也是高考的重点，在历年高考 中，既有单独命题，也有与其它知识的/赠
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●新课导入建议 夏季的雨天，电闪雷鸣，被雷电击毁的生物、建筑物等常见 诸报端，说明雷电蕴藏着巨大的能量．美国科学家富兰克林就曾 收集过雷电，不幸被雷电击伤．你能说明一下为什么说从天而降 的闪电做了功吗？通过本节课的学习，就可以解决这个问题．
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2．思考判断 (1)在匀强电场中，沿电场线方向电势降低最快．( √ ) (2)负电荷产生的电场中，离场源电荷越远，电势越高．(√ ) (3)负电荷具有的电势能越大，其所处位置的电势越高．(× )
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●教学流程设计 课前预习安排： 1.看教材 2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生
步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标 课 后 知 能 检 测
教 学 方 案 设 计
4
电势能和电势
课 前 自 主 导 学
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物理[新课标· 选修3-1]
●课标要求 知道电势能、电势． ●课标解读 1．知道电势能的概念及大小计算方法． 2．知道电势的概念及其决定因素． 3．知道等势面的概念及特点．
图1－4－2
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A．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电 势能减少 B．若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势 能增加 C．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电 势能增加 D．若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电 势能减少
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物理[新课标· 选修3-1]
【解析】
若在C点释放正电荷，由于它只受到向右的电场
力作用，故电荷在电场力作用下沿直线由C向B运动，电场力做 正功，电势能减少，A对，B错．若从C点释放负电荷，电荷在 向左的电场力作用下由C向A运动，电场力做正功，电势能减 少，C错D对．
图1－4－1
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物理[新课标· 选修3-1]
【解析】
由功的定义W＝Flcos θ可得，静电力所做的功等
于静电力与静电力方向的分位移lcos θ的乘积．因为无论沿哪个 路径移动电荷，静电力的方向总是水平向左，静电力方向的分位 移都是lcos θ，所以静电力做的功都是qElcos θ，即静电力做功的 特点是与路径无关，只与初、末位置有关．
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2．电场力做功正负的判断 (1)根据电场力和位移方向的夹角判断，此法常用于匀强电 场中恒定电场力做功情况的判断．夹角为锐角电场力做正功，夹 角为钝角电场力做负功． (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判 断曲线运动中变化电场力的做功情况，夹角是锐角时电场力做正 功，夹角是钝角时电场力做负功，电场力和瞬时速度方向垂直时 电场力不做功．
⇒ ⇒ ⇒
⇓
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物理[新课标· 选修3-1]
步骤7：完成“探究3”重在讲解【规律总结】技巧 ⇐ 步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”相同 ⇐ 步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 ⇐
步骤4：教师通过例题讲解静电力做功的特点及静电力做功与电势能的关系
2．思考判断 (1)静电力做功虽然与电荷经过的路径无关，但与电荷移动 的速度有关．( × ) (2)只有在电场中移动正电荷时，静电力做功才与路径无 关．( × ) (3)电场力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径 无关．( √ )
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物理[新课标· 选修3-1]
2．电势能增减的判断方法 (1)做功判断法：无论正、负电荷，只要电场力做正功，电 荷的电势能一定减小；只要电场力做负功，电荷的电势能一定增 大． (2)电场线判断法：正电荷顺着电场线的方向移动时，电势 能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大． 负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电 场线的方向移动时，电势能逐渐减小． (3)电势判断法：由公式Ep＝qφ知，正电荷在电势高的地方 电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小．
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物理[新课标· 选修3-1]
如图1－4－1所示，在电场强度为E的匀强电场中 有间距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷 量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，静电 力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，静电力做 的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，静电力做的功 W3＝________.由此可知，电荷在电场中移动时，静电力做功的 特点是 ________.
【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第六节电势差与电场强度的关系课件
(2)由U＝Ed可得 U U 60 E＝ d ＝ ＝ V/m＝375 V/m ab· cos 37° 0.2×0.8 场强方向平行于ac，垂直指向bc边向右．
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2．思考判断 U (1)电场强度公式E＝ d 不仅适用于匀强电场，也适用于非匀 强电场．( × ) (2)在电场中沿电场强度方向电势降低最快．( √ ) U (3)在匀强电场中电场强度可由E＝ d 来计算，显然E与U成正 比与d成反比．( × )
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课
标
解
读
重
点
难
点
1.理解匀强电场中电势差与电场强度的 关系UAB＝Ed，并且能够推导出这个关 1.匀强电场中公式
系式．
2.知道电场强度的另一种求法，了解场 强的另一个单位“伏特每米”的意义． 关的计算.
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物理[新课标· 选修3-1]
如图1－6－4所示，A、B两平行金属板间的匀强电 场的场强E＝2×105 V/m，方向如图所示．电场中a、b两点相距 10 cm，ab连线与电场线成60° 角，a点距A板2 cm，b点距B板3 cm，求：
图1－6－4
(1)电势差UAa、Uab和UAB； (2)用外力F把电荷量为1×10－7 C的正电荷由b点匀速移动到 a点，那么外力F做的功是多少？
【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第一节电荷及其守恒定律课件
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物理[新课标· 选修3-1]
3．探究交流 三种起电方式都能使绝缘体带电吗？说明理由．
【提示】 不能．摩擦带电可以使绝缘体带电．因为绝缘体
中几乎没有自由移动的电荷，因而感应起电、接触起电只能使导 体带电，而不能使绝缘体带电.
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物理[新课标· 选修3-1] 电荷守恒定律
1.基本知识 (1)电荷量 电荷的 多少 ．其国际制单位是库仑，简称库，用C表示． (2)元电荷 最小的 电荷量 ，叫做元电荷．等于 电子 所带的电荷量，用e 表示．e＝1.60×10－19 C. 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．
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物理[新课标· 选修3-1]
●教学流程设计
课前预习安排： 1.看教材 2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生
步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路
【答案】
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AC
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物理[新课标· 选修3-1]
对电荷守恒定律的理解
【问题导思】 1．静电感应的实质是什么？是不是创造了电荷？ 2．电荷均分规律适用于什么样的导体间？ 1．物体带电的实质：使物体带电不是创造了电荷，使物体不 带电也不是消灭了电荷．物体带电的实质是电荷发生了转移，也 就是物体间电荷的重新分配．摩擦起电、感应起电和接触起电， 均符合电荷守恒定律．
【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第一节电荷及其守恒定律教师用教案解析
1电荷及其守恒定律(教师用书独具)●课标要求1．了解静电现象及其在生活和生产中的应用．2．用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象．●课标解读1．了解原子结构及自然界中两种电荷间的相互作用．2．了解起电的过程，认清起电的本质．3．理解电荷守恒定律及其应用．●教学地位本节知识在高考中尽管很少直接命题，但它是物理的最基本知识，是以后学习的基础.(教师用书独具)●新课导入建议刚洗过头发后，干燥的头发越梳越乱，你知道这其中的原因吗？等量异种电荷中和时，这些被中和的电荷是不是消失了？通过本节课的学习，我们就能明白这些问题了．●教学流程设计课前预习安排：1.看教材⇒2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论)步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生)⇒错误!⇓步骤7：完成“探究3”(重在讲解起电的实质)⇐步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同)⇐步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇐步骤4：教师通过例题讲解加深对电荷守恒定律的理解⇓步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒错误!1.(1)物质的电结构①构成物质的原子包括两部分带电粒子：带正电的质子和不带电的中子构成原子核，核外有带负电的电子．②原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，对外界较远位置表现为电中性．③通常离原子核较远的电子受到原子核的束缚较弱，容易受到外界的作用而脱离原子，使物体带电．④金属导体中自由电子在金属中自由活动，失去电子的正离子在金属内部排列起来，都在自己的平衡位置上振动而不移动．(2)两种电荷自然界中只有两种电荷．用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫做负电荷．(3)起电方式①摩擦起电如图1－1－1所示：图1－1－1丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电；毛皮摩擦硬橡胶棒，硬橡胶棒得到电子带负电，毛皮失去电子而带正电．②感应起电如图1－1－2示：图1－1－2带电体靠近导体A、B，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A、B导体分别聚集负电荷和正电荷，先将A、B分开再移走带电体，则A、B导体分别带负、正电荷．③接触起电：如图1－1－3所示：图1－1－3使带电体与不带电的导体接触，由于电荷间的相互作用，电子从A转移到带电体上，分开后导体A带正电荷．2．思考判断(1)摩擦带电、接触起电这两种方式都能使绝缘体带电．(×)(2)静电感应现象是导体内部电荷的重新分布，显现出了电性．(√)(3)接触带电的实质是电荷的转移．(√)3．探究交流三种起电方式都能使绝缘体带电吗？说明理由．【提示】不能．摩擦带电可以使绝缘体带电．因为绝缘体中几乎没有自由移动的电荷，因而感应起电、接触起电只能使导体带电，而不能使绝缘体带电.1.(1)两种表述表述一：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．表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．(2)起电本质微观带电粒子(如电子)在物体之间或物体内部转移，而不是创造出了电荷．2．思考判断(1)正、负电荷可以中和，故电荷守恒定律不正确．(×)(2)近代物理实验发现，在一定条件下，带电粒子可以产生和湮灭，但仍遵守电荷守恒定律．(√)(3)带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间，该小球的负电几乎为零，可见小球上的负电荷逐渐消失了．(×)3．探究交流自然界中一切有关电荷转移的现象是否都遵守电荷守恒定律？【提示】都遵守．正、负电子的湮灭，正、负电荷的中和以及三种起电方式都遵守电荷守恒定律，只是电荷的显现方式发生了改变.1.(1)电荷量电荷的多少．其国际制单位是库仑，简称库，用C表示．(2)元电荷最小的电荷量，叫做元电荷．等于电子所带的电荷量，用e表示．e＝1.60×10－19 C.所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．(3)电子的比荷电子的电荷量e与电子的质量m e之比．2．思考判断(1)科学实验发现的最小电荷量是库仑．(×)(2)元电荷就是质子或是电子．(×)(3)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍．(√)3．探究交流元电荷和电子有没有区别？【提示】有区别，电子所带的电荷量等于元电荷e，但不能把电子称为元电荷.1．两个绝缘体发生摩擦为何会产生电荷？2．感应起电能否发生在绝缘体之间？感应起电的实质是什么？三种起电方式的比较1．摩擦起电适用于绝缘体，感应起电和接触起电适用于导体．2．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．(多选)如图1－1－4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1－1－4A．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，然后移动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【解析】虽然A、B起初都不带电，但带正电的小球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．由于同种电荷间存在斥力，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库仑力作用下吸引中和，不再带电，所以金属箔片都不会张开，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，金属箔片都不会张开，D错．【答案】AB1．(多选)如图1－1－5所示，将带电棒移近甲、乙两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是()A．先把球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D．棒带的电荷量不变，两导体球不能带电图1－1－5【解析】当带电棒移近甲、乙两球时，甲、乙两球由于静电感应分别感应出与带电棒相反和相同的电荷．若移走棒前先把两球分开，则甲、乙所带电荷无法中和而带上等量异种电荷；若把球分开前，已移走棒，甲、乙两球感应出的电荷立即中和而不会带电，可判定选项A正确，选项B错误．若棒与其中一个球接触，则由于接触带电，甲、乙都会带上与带电棒相同性质的电荷，分开后仍带电，选项C正确．由选项A可知，棒的带电荷量即使不变，仍可在满足一定条件下，甲、乙感应出等量异号电荷而带电，选项D错误．【答案】AC1．静电感应的实质是什么？是不是创造了电荷？2．电荷均分规律适用于什么样的导体间？1．物体带电的实质：使物体带电不是创造了电荷，使物体不带电也不是消灭了电荷．物体带电的实质是电荷发生了转移，也就是物体间电荷的重新分配．摩擦起电、感应起电和接触起电，均符合电荷守恒定律．2．“中性”与“中和”的理解(1)中性：物体内有电荷存在，但正、负电荷的绝对值相等，对外不显电性．(2)中和：两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程．3．守恒的广泛性：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，也涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律．如：由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变．4．接触带电现象中电荷量的分配导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关．完全相同的金属球接触时，电荷量平均分配；形状、大小不同的导体接触时电荷量不能平均分配．无论哪种情况，接触前后电荷总量不变．完全相同的两个金属小球接触后再分开，两球的带电荷量一定相同，且带电荷量为原来两球所带总电荷量的一半．若原来两球带同种电荷，电荷量相加后均分；若原来两球带有异种电荷，则电荷先中和再均分．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量Q A＝6.4×10－9 C，Q B＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，接触后A、B所带的电荷量各是多少？在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？【解析】当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q A′＝Q B′＝(Q A＋Q B)/2＝6.4×10－9－3.2×10－92C＝1.6×10－9 C.在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带Q B′的正电，这样，共转移的电子电荷量为ΔQ＝－Q B＋Q B′＝3.2×10－9C＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C.转移的电子数n＝ΔQe ＝4.8×10－9 C1.6×10－19 C＝3.0×1010(个)．【答案】均为1.6×10－9 C电子由B球转移到了A球，共转移了3.0×1010个．2．(多选)(2012·浙江高考)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图1－1－6所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()图1－1－6A．摩擦使笔套带电B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和【解析】笔套与头发摩擦后，能够吸引圆环，说明笔套上带了电荷，即摩擦使笔套带电，选项A正确；笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环上、下部感应出异号电荷，选项B正确；圆环被吸引到笔套的过程中，是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力，故选项C正确；笔套接触到圆环后，笔套上的部分电荷转移到圆环上，使圆环带上相同性质的电荷，选项D错误．【答案】ABC(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是()A．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷B．摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C．感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D．感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体【规范解答】摩擦起电的实质是电子在相互摩擦的物体间发生转移，失电子的显示正电，得电子的显示负电，此过程并非创造了电荷，而是总电荷量守恒，A错，B对；感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分，是电荷在同一导体内部发生了转移，C对，D错．【答案】BC1．摩擦起电的过程并不是创造了电荷，也不是改变了电荷．2．感应起电的实质是电荷从导体的一部分转移到另一部分，而不是从外界获取．【备课资源】(教师用书独具)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B．毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C．橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上D．橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电．由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中，毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，从而使失去电子的毛皮带正电，得到电子的橡胶棒带负电，故A正确．【答案】 A2．(多选)关于电荷量，以下说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．物体所带的电荷量只能是某些值C．物体带正电荷1.6×10－9C，这是因为失去了1.0×1010个电子D．物体所带电荷量的最小值为1.6×10－19C【解析】元电荷是最小的电荷量，任何一个带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，不可能为任意实数，故B、C、D正确．【答案】BCD3．为了测定水分子是极性分子还是非极性分子，可做如下实验：(1)在酸式滴定管中注入适量蒸馏水，打开活塞，让水慢慢如线状流下，把用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明() A．水分子是非极性分子B．水分子是极性分子C．水分子是极性分子且带正电D．水分子是极性分子且带负电(2)如果将用毛皮摩擦过的塑料棒靠近水流，则()A．水流将向远离塑料棒的方向偏转B．水流将向靠近塑料棒的方向偏转C．水流先靠近再远离塑料棒D．水流不偏转【解析】由于丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，而水分子又是极性分子，故当玻璃棒靠近水流时，先使水分子显负电的一端靠近玻璃棒，显正电的一端远离玻璃棒．而水分子两极的电荷量相等，这就使带正电的玻璃棒对水分子显负电的一端的引力大于对水分子显正电的一端的斥力，因此水分子所受的合力指向玻璃棒，故水流向靠近玻璃棒的方向偏转．由于用毛皮摩擦过的塑料棒带负电，同理水流仍向靠近塑料棒的方向偏转，分析同上．【答案】(1)B(2)B4．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成．u夸克带电量为23e，d夸克带电量为－13e，e为元电荷，下列判断正确的是()A．质子由一个u夸克和一个d夸克组成，中子由一个u夸克和两个d夸克组成B．质子由两个u夸克和一个d夸克组成，中子由一个u夸克和两个d夸克组成C．质子由一个u夸克和一个d夸克组成，中子由两个u夸克和两个d夸克组成D．质子由两个u夸克和一个d夸克组成，中子由两个u夸克和两个d夸克组成【解析】根据质子的带电量为e，所以质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，2×23e－13e＝e；中子不显电性，所以中子是由一个u夸克和两个d夸克组成，23e－2×13e＝0.【答案】 B1．下列关于物体带电的说法，正确的是()A．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另外一部分B．摩擦起电前，两物体都不带电，说明两物体内都没有电荷C．摩擦起电时，一个物体得到一些电子而带正电，另一物体失去一些电子而带负电D．一个带电体跟一个不带电物体接触，两物体可能带上异种电荷【解析】不管哪种起电方式，都不能创造电荷，带电的本质都是电荷从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，在起电过程中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，电荷仍是守恒的，所以A对，C 错；两个相互摩擦的物体，摩擦前不带电，是因为每个物体内正、负电荷总数都相等，物体呈电中性，B错．接触起电时，两个物体带同种电荷，D错．【答案】 A2．(多选)把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是() A．带等量异种电荷B．带等量同种电荷C．带不等量异种电荷D．一个带电，另一个不带电【解析】若两球带等量异种电荷，则接触后完全中和，均不带电，A错误．若两球带等量同种电荷或带不等量异种电荷或一个带电、另一个不带电，则接触后再分开，两球由于带同种电荷而相互排斥，故B、C、D正确．【答案】BCD3．如图1－1－7所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则()图1－1－7A．验电器金箔张不开，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带上了正电【解析】因球带正电，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，所以D正确．【答案】 D4．(多选)(2013·青岛二中检测)下列关于元电荷的说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的【解析】实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的．由以上可知正确选项为B、C、D.【答案】BCD。
人教版高中物理选修3-1学案：第一章静电场1.4电势能和电势
4电势能和电势学习目标1.明确静电力做功的特色.2.理解电势能的观点.3.弄安静电力做功与电势能变化之间的关系.4.理解电势的观点、等势面的特色.自主研究一、静电力做功的特色是.二、电势能1.电势能的定义 :.用表示.2.静电力做功与电势能变化的关系:.3.如何求电荷在某点处拥有的电势能?.4.零势能面的选择:.三、电势1.定义 :.2.电势是,它只有,没有方向 ,但有正负 .3.电场线指向电势的方向.顺着电场线方向,电势愈来愈.4.零电势地点的规定:.四、等势面1.等势面 :.2.等势面与电场线的关系:.合作研究一、静电力做功的特色【思虑议论1】如下图 ,质量为 m 的物体在重力场中,分别 :(1)沿折线从 A 运动到 B;(2)沿直线从 A 运动到 B;(3)沿曲线从 A 运动到 B.重力分别做多少功?重力做功的特色是什么?重力做功与重力势能的关系是什么?【自主试试】联合教材图 1.4-1,剖析如下图的尝试电荷q 在电场强度为 E 的匀强电场中沿不一样路径从 A 运动到 B 电场力做功的状况.(1)q 沿直线从 A 到 B;(2)q 沿折线从 A 到 M、再从 M 到 B;(3)q 沿随意曲线从 A 到 B.二、静电力做功与电势能的关系【思虑议论 2】在重力场中由静止开释质点 ,质点必定加快运动 ,动能增添 ,势能减少 ; 如下图 ,在静电场中 ,静电力做功使尝试电荷获取动能 ,是什么转变为尝试电荷的动能的 ?【思虑议论3】重力做的正功等于减少的重力势能,战胜重力做的功等于增添的重力势能,用公式表示为W AB=E pA-E p B=- E p.那么 ,静电力做功与电势能的关系呢?【事例剖析】剖析对不一样的电荷从 A 运动到 B 的过程中电势能的变化状况.【思虑议论4】如何确立电荷在某点处拥有的电势能?(类比剖析 :如何求出 A 点的重力势能呢 ?从而总结出电势能的求法.)【拓展】零势能面的选择:往常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面上的电势能规定为零.【思虑议论5】重力势能是物体和地球构成的系统所共有的,那么电势能能否也是电荷和电场所共有的呢?(1)若被挪动电荷的极性、电荷量不一样,对其电势能有何影响?(2)若电荷所处电场发生变化,对位于此中的电荷的电势能有何影响?(3)若电场中没有电荷或许空间不存在电场,还有电势能吗 ?【稳固训练】1.对于在电场中挪动电荷与电势能的关系,以下说法中正确的选项是()A. 电荷沿电场线方向挪动,电势能必定增添B.电荷沿电场力方向挪动,电势能必定增添C.电荷逆电场力方向挪动,电势能必定增添D.电荷沿垂直于电场线方向挪动,电势能必定不变2.有一电荷量q=- 3×10-6C 的电荷 ,从电场中的A 点移到 B 点时 ,战胜静电力做功6×10- 4J.求 :(1)电荷的电势能如何变化?变化了多少 ?(2)以 B 为零势能点 ,电荷在 A 点的电势能E p A是多少 ?(3)假如把这一电荷从 B 点移到 C 点时静电力做功9×10-4J,电荷的电势能如何变化?变化了多少 ?(4)假如选用 C 点为零势能点 ,则电荷在 A 点的电势能E pA'又是多少 ?(5)经过这一例题你有什么收获?三、电势【思虑议论6】如何判断电势的高低呢?四、等势面【思虑议论7】在地理课上常用等高线来表示地势的高低 .今日学习了电势的知识后 ,那我们能够用什么来表示电势的高低呢 ?【体验性实践】找寻等势面 :找正点电荷和带电平行金属板中的等势面.【思虑议论8】什么状况下会出现力做功为零的状况?电场线跟等势面有什么关系?讲堂检测1.对于等势面的说法,正确的选项是 ()A.不一样样势面上各点的电势也可能相等B.各等势面永不订交C.等势面老是和电场线垂直D.等势面都是关闭的曲面2.如图展现了等量异号点电荷的电场线和等势面.对于场中的A、 B、 C、D 四点 ,以下说法正确的选项是 ()A. A、B 两点的电势和电场强度都同样B.A、 B 两点的电场强度同样,电势不一样C.C、D 两点的电势和电场强度都不一样D.C、D 两点的电势同样,电场强度不一样3.对于等势面、电场力做功和电场的关系,以下说法正确的选项是()A. 在等势面上挪动电荷,电场力老是不做功B.电荷从 A 点移到 B 点 ,电场力做功为零,则电荷必定是沿等势面挪动的C.在同一个等势面上的各点,电场强度的大小必定是相等的D.电场线老是从电势高的等势面指向电势低的等势面4.如下图 ,展现了不规则形状的带电导体四周的电场线和等势面.从图中能够看出,越靠,近导体 ,等势面的形状就越趋近导体表面的形状,这是因为 ,导体的表面自己就是一个并且导体内部的电势也到处相等,因此导体是一个; 而越是远离导体,等势面的形状就越趋近球面 ,这是因为 ,从足够远的地方看导体, 它就是一个点电荷,而点电荷的就是球面 .5.电场线和等势面都能够形象、直观地描述电场.因为电场线和等势面有着固定的空间位置关系,我们只需知道了此中之一,就能够依据互相关系描述出另一个.并且 ,从丈量方便性的角度看 ,我们一般是描述更简单 (选填“电场线”或“等势面”).6.如图展现了等量同号点电荷的电场线和等势面.从图中能够看出,这三点的电势关系是φa φbφ(均填“> ”“<”或“= ”)c。
人教板―新课标物理选修3―1教案 - --第一章静电场
人教板―新课标物理选修3―1教案 - --第一章、静电场人教板―新课标物理选修3―1教案-----第一章、静电场第一节、电荷及其守恒定律（1课时）教学目标（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）过程与方法重点：电荷守恒定律难点：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。
教学过程：（一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。
第一章静电场【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电．【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．自然界中的两种电荷正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．（二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律 1、电荷（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。
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．（3）金属导体模型也是一个物理模型P3用静电感应的方法也可以使物体带电．1得出电荷守恒定律．2、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，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．另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。
【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第五节电势差课件
【解析】
(1)因为杆是光滑的，所以小球从A到B过程中只
有两个力做功：静电力做功WE和重力做功mgh，由动能定理 1 2 得：WE＋mgh＝ mvB，代入已知条件vB＝ 3gh得静电力做功WE 2 1 1 ＝ m· 3gh－mgh＝ mgh. 2 2
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物理[新课标· 选修3-1]
【答案】
(1)电势能增加了2.4×10－6 J (2)60 V
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物理[新课标· 选修3-1]
WAB 对公式UAB＝ q 和WAB＝qUAB的理解
【问题导思】 1．静电力做功与电势差存在怎样的关系？ 2．公式WAB＝qUAB对任何电场都适用吗？
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电势能与电荷量的比 电场力做功与电荷量 Ep 值 φ＝ q W 的比值U＝ q
由电场和在电场中的 由电场和场内两点位 位置决定 置决定
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物理[新课标· 选修3-1]
区 别
相对性 数值关系
有，与零电势点的选 无，与零电势点的选取 取有关 无关
UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 相同，均是伏特(V)，常用的还有kV，mV等 都是标量，但均具有正负 均是描述电场能的性质的物理量
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物理[新课标· 选修3-1]
【解析】 WAB＝3×10
－4
由A点到B点，电势能减少，故静电力做正功， WAB J，由UAB＝ q ，
3×10－4 得UAB＝ V＝－200 V， －1.5×10－6 又因为UCA＝100 V， UBC＝UBA＋UAC＝－UAB－UCA＝100 V 故WBC＝qUBC＝－1.5×10－4 J.
【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第八节电容器的电容
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物理[新课标· 选修3-1]图1－8－2图 Nhomakorabea－8－3
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物理[新课标· 选修3-1]
(2)通过Q－U图象理解，如图1－8－3所示，Q－U图象是一 条过原点的直线，其中Q为一个极板上所带电荷量的绝对值，U 为两板间的电势差，直线的斜率表示电容大小．因而电容器的电 ΔQ 容也可以表示为C＝ ，即电容的大小在数值上等于两极板间的 ΔU 电压增大(或减小)1 V所增加(或减少)的电荷量．
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物理[新课标· 选修3-1]
3．探究交流 在选用电容器时应注意什么问题？ 【提示】 压. 要注意电容器上所标的两个参数即电容和额定电
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物理[新课标· 选修3-1]
平行板电容器的电容
【问题导思】 1．电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么？ 2．如何描述一个电容器容纳电荷的本领高低呢？
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物理[新课标· 选修3-1]
2．理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单 位，并会应用定义式进行简单的计算． 3．通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解 平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的 方法． ●教学地位 本节知识是电学的重点，也是高考的重点，在历年高考中几 乎都被考查到了，既有单独命题，也有与其他知识的综合命题.
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物理[新课标· 选修3-1]
εrS 2．C＝Q/U与C＝ 的比较 4πkd
【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第九节带电粒子在电场中的运动
乙
荧光屏
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物理[新课标· 选修3-1]
(2)原理 ①扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯 齿形电压． ②灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经 加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在Y偏转极 板上加一个信号电压 ，在X偏转极板上加一 扫描电压，在荧光屏 上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图象．
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物理[新课标· 选修3-1]
1．带电粒子的加速 当带电粒子以很小的速度进入电场中，在静电力作用下做加 速运动，示波器、电视显像管中的电子枪，回旋加速器都是利用 电场对带电粒子加速的．
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物理[新课标· 选修3-1]
2．处理方法 可以从动力学和功能关系两个角度进行分析，其比较如下：
⇓ 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 ⇒
步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】
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物理[新课标· 选修3-1]
课
标
解
读
重
点
难
点
1.知道带电粒子在电场中的运动 特点，能够处理相关的问题． 2.会解决带电粒子在电场中的能 1.带电粒子在电场中的加速 量转化问题． 和偏转．(重点) 2.示波管的 工作原理．(难点) 3.了解示波器的构造和工作原 理，体会静电场知识对科学技术 的影响.
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物理[新课标· 选修3-1]
【解析】 1 2 加速过程，由动能定理得eU＝ mv0① 2
【非常学案】2014-2015学年高中物理新人教版选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用课件
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物理[新课标·选修3-1]
(2)静电感应因果关系
存在外电场 自由电荷定向
及导体中有 移动，导体两端 自由电荷 带等量异种电荷
原因
现象
―→
―→
自由电荷不再 定向移动 ， E感＝－E外
结果
―→
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物理[新课标·选修3-1]
(3)静电平衡状态的特征 ①处于静电平衡状态的导体，内部的场强 处处为零 ． ②处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强 方向必跟该点的表面 垂直 ． ③处于静电平衡状态的整个导体是个 等势体 ，导体的表面 为 等势面 ． ④带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的 外表面 ．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置 几乎 没有电荷 ．
重点难点
1.掌握静电平衡的概 念，理解静电平衡的 特征．(重点) 2.应用静电平衡的知 识，认识导体的电荷 分布特点、尖端放电 现象、静电屏蔽现 象．(难点)
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物理[新课标·选修3-1]
静电平衡状态下导体的电场 1.基本知识 (1)静电感应现象 把导体放入电场，导体内部的 自由电荷 在电场力作用下定 向移动，而使导体两端出现 等量异种 电荷的现象．
物理[新课标·选修3-1]
教
课
学
堂
教
互
法
动
分
探
析
究
教
学 方
7 静电现象的应用
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设
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当 堂 双 基 达 标
课
课
后
前
知
自
能
主
高中物理：电场学案(新人教版选修3-1第一章学案)(原创)
第一章静电场第一节电荷及其守恒定律前置诊断：本节重点讲述了电荷守恒定律和起电方法。
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；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。
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：。
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。
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，这种电子叫做自由电子。
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。
答案：1.排斥吸引 2. 1.6×10-19整数倍元电荷密立根 3.起电摩擦起电接触起电感应起电负正等量异种 4.创生消灭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. 电中性 6.自由电子专家说课：在干燥的冬天，你也许有过这样的经历：当你经过铺有地毯的走道来到房间门口，在伸手接触金属门把的一刹那，突然听到“啪”的一声，手被麻了一下，弄得你虚惊一场，是谁在恶作剧？回答可能有点意外，原来是电荷在作怪。