【人教版(2019)】高中物理必修3 同步学案 9.1电荷及其守恒定律(学生版+教师版)

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名称 【人教版(2019)】高中物理必修3 同步学案 9.1电荷及其守恒定律(学生版+教师版)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-07-16 13:15:56

文档简介

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谁是纵火犯?
北方的冬天,天气干燥,时常会听到一些人体放电的怪事.某公司一职员,脚穿橡胶底鞋从铺有化纤地毯的屋子里走出来,在握门上的金属把手时,手指尖突然向金属把手放电,把他狠狠地打了一下,手臂麻木了好半天.据说,在西伯利亚的冬天,有时会遇到极少数身上带电的人,人们与他们握手时就会产生放电,而遭电火花打击.
在通常环境中,人体放电时最多挨一下电火花的“打”.在某些特殊环境,人体放电就可能酿成惨剧.有一年冬天,北京某液化石油气供应站,两名工人正在充气,其中一名女工头戴尼龙纱巾,她感到头巾碍事,转身进室内用手拉下尼龙织物,这时,突然冒出火花并引起爆炸,这名女工被严重烧伤.事后调查发现,该液化气站漏气现象严重,室内又无通风设备,以致室内液化气与空气的混合气体处于爆炸浓度范围内.该女工的头发比较于燥,与尼龙纱巾摩擦产生静电.当她很快将头巾拉下时就产生了电火花,引爆了房间中的混合气体.
【思考】为什么一条尼龙纱巾竟会导致液化气站着火爆炸呢?
用玻璃棒、尺子与头发摩擦后分别靠近碎纸屑和水流,观察以下图片你有什么发现?
【笔记】
观察以下图片,你发现了什么?
【笔记】
用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为( )
A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷
B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷
C.被吸引的轻小物体一定是带电体
D.被吸引的轻小物体可能不是带电体
对于摩擦起电现象,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,一定带有等量异种电荷
D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同种电荷
如图所示,当将带正电的球移近不带电的枕形绝缘金属导体时,枕形导体上的电荷移动情况是
A.枕形金属导体上的正电荷向端移动,负电荷不移动
B.枕形金属导体中的带负电的电子向端移动,正电荷不移动
C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向端和端移动
D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向端和端移动
如图所示,在带电的带电体附近有两个相互接触的金属导体和,均放在绝缘支座上.若先将移走,再把、分开,则 电, 电;若先将、分开,再移走,则 电, 电.
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电荷
B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,橡胶棒带负电.这是因为( )
A.空气中的正电荷转移到了毛皮上 B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上 D.橡胶捧上的电子转移到了毛皮上
地毯中加入少量金属丝的目的是( )
A.增大地毯的强度和韧性 B.避免人走时产生静电
C.将人走动时产生的静电导走 D.以上说法都不对
下列说法正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷
C.摩擦起电的过程,是靠摩擦产生了电荷
D.利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体
如下图所示,将带电棒移近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.先把两球分开,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球,再把两球分开
D.棒的电荷量不变,两导体球不能带电
1913年美国科学家密立根通过油滴实验( )
A.发现了中子
B.发现了电子
C.测出了中子的质量
D.测出了电子的电荷量
一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中、经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在,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子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律
带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的:
A. B. C. D.
导体带的正电荷,另一完全相同的导体带的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则导体的带电荷量为( )
A. B. C. D.
原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后得知甲物体带正电,丙物体带电.则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是( )
A.乙物体一定带有负电荷
B.乙物体可能带有负电荷
C.丙物体一定带有正电荷
D.丙物体一定带有负电荷
目前普遍认为,质子和中子都是由被称为夸克和夸克的两类夸克组成.夸克带电荷量为,夸克带电荷量为,为元电荷.下列论断可能正确的是( )
A.质子由1个夸克和2个夸克组成,中子由1个夸克和2个夸克组成
B.质子由2个夸克和1个夸克组成,中子由1个夸克和2个夸克组成
C.质子由1个夸克和2个夸克组成,中子由2个夸克和1个夸克组成
D.质子由2个夸克和1个夸克组成,中子由2个夸克和1个夸克组成
半径相同的两金属小球、带有相同的电荷量,相隔一定的距离,现让第三个半径相同的不带电金属小球,先后与、接触后移开.
(1)若、两球带同种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大?
(2)若、两球带异种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大?
为了判断物体是否带电、所带电荷的种类及电荷的多少,从18世纪起,物理学研究者们经常应用一种叫做验电器的简单装置:玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一条导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出,如下图所示:
根据上图所示装置,思考以下问题:
(1)用验电器如何检验物体是否带电?
(2)用验电器检验物体是否带电时,必须直接接触吗?
(3)用验电器如何检验物体所带电荷的多少?
(4)用验电器如何检验物体所带电荷的种类?
【笔记】
当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开.此时,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )
A.正电荷 B.负电荷 C.接触起电 D.感应起电
将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列哪个图是正确的( )
一个带正电的验电器如图所示,当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则( )
A.金属球A可能不带电 B.金属球A一定带正电
C.金属球A可能带负电 D.金属球A一定带负电
用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断( )
A.验电器所带电荷量部分被中和 B.验电器所带电荷量部分跑掉了
C.验电器一定带正电 D.验电器一定带负电
如图所示,用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B,B的金属箔片张开,这时金属箔片带
电;若在带电棒离开前,用手摸一下验电器的小球后离开,然后移开A,这时B的金属箔片也能张开,它带 电.
以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是( )
A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷
B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移
C.橡胶棒和毛皮摩擦,橡胶棒带正电
D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移
如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触.现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走.关于A、B的带电情况,下列判断正确的是
A.A带正电,B带负电 B.A带负电,B带正电
C.A、B均不带电 D.A、B均带正电
如下图所示,挂在绝缘细线下的小轻质通电球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )
A.甲图中的两球一定带异种电荷
B.乙图中的两球一定带同种电荷
C.甲图中的两球至少有一个带电
D.乙图中的两球只有一个带电
用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 ( )
A.a带正电,b带负电 B.a带负电,b带正电
C.a、b均带正电 D.a、b均带负电
富兰克林
本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)是18世纪美国的实业家、科学家、社会活动家、思想家、文学家和外交家.他是美国历史上第一位享有国际声誉的科学家和发明家,在很多领域都做出了杰出的贡献.下面我们就通过他取得的一些成就来了解一下这位18世纪的科学家和发明家.
放电实验
富兰克林通过一个简单的放电实验,取得了他在静电学中的第一个重要发现.他让A、B两人分别站在木箱上,用莱顿瓶使他们分别带上玻璃电和松香电,又让A、B向站在地上的第三个人C放电,结果都有火花闪现.但是如果A、B带电后先互相握手,再向C放电,结果都没有火花闪现.
富兰克林由此发现玻璃电、松香电可以互相抵消,于是总结出电荷有两类,他把玻璃电叫做正电,把松香电叫做负电,分别用"+"、"-"符号来表示.并提出了电的单流体学说,他认为:每个物体都有一定量的电,电只有一种;摩擦不能创造出电,只是使电从一个物体转移到另一个物体上,它们的总电量不变;物体上带过量电的称为带正电,不足的称为带负电.由于这些概念的引入,使电成为可以定量的物理量了.
富兰克林在历史上第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质,并提出电荷不能创生,也不能消灭的思想.后人在他的基础上,发现了电荷守恒定律.
风筝实验
18世纪40年代,当时的人们知道莱顿瓶,知道怎样将电储存在那里面,知道会产生电击,但却不知道电到底是什么,电击又是如何发生的.富兰克林试图通过实验确立电力的工作原理,寻找存储电力和应用电力的方法.他最早提出了电流的理论,认为电会沿着导体从正极流动到负极.
在1749年到1751年间,富兰克林仔细观察和研究了雷、闪电和云的形成,提出了云中的闪电和摩擦所产生的电性质相同的推测.1752年他在费城进行了震动世界的电风筝实验:在天空乌云密布时,富兰克林和儿子威廉做了只风筝放到空中.很快富兰克林就注意到牵引风筝的线绳开始分裂,这说明有电荷产生.于是他在牵引线上挂了把钥匙,摩擦指关节后与钥匙接触,结果火花出现了,这证明闪电实际上就是大量的静电,由此证明了他所提出的"闪电和静电的同一性"的设想.富兰克林的理论后来被法国人证实,这奠定了他的科学家地位.从此,人类历史上诞生了一句名言,描绘他的这一成就,“他从天空抓到了雷电,从专制统治者手中夺回了权力”.
根据这一理论和他对尖端接地导体放电现象的发现,富兰克林提出了关于避雷针的建议.他精心设计了避雷针的大小、地面设备的类型以及如何将其与建筑物连接,直到今天避雷针仍基本保持了他当年的设计.避雷针首先于1852年在法国马利大学得到应用,避雷针的发明不仅可以防止闪电所招致的严重危害,同时也破除了迷信,揭示了自然力的真实性质.
玻璃琴
1763年富兰克林发明了一种乐器——玻璃琴,它是一组放至于水平纺锤中的玻璃器皿,经由演奏者的脚踏瓣使纺锤中充满水,再经由手指精巧的摩擦而发出声音.
曾经为这种乐器写作曲子,或是在乐曲中使用这种乐器的作曲家并不多,但是几乎包含了整个音乐的世界,除了莫扎特,赖夏德,罗利格,舒兹,瑙曼外,贝多芬与理查德·史特劳斯亦曾在作品中用到这项乐器.
它就像"阿贝鸠尼琴"一般,爱乐者仅能就有限的曲子来怀念它优美而神秘的身影.玻璃琴如空谷回响般的飘邈琴音,鹤立在传统古典乐器中,它的奇特与精致令人感觉意犹未尽.
其它科学贡献
富兰克林的研究范围极广,在数学上,他创造了8次和16次幻方,这两个幻方性质特殊,变化复杂,至今仍为学者称道.热学方面,他改良了取暖的炉子,能够节省四分之三的燃料.光学方面,他发明了老年人用的双焦距眼镜,即能看清楚近处又能看清楚远处的事物.他发明了摇椅,避雷针,电轮(电动机的雏形),还改进了路灯.发现了墨西哥湾的海流.制定了新闻传播法.最先绘制暴风雨推移图.发现人们呼出气体的有害性.最先解释清楚北极光.被称为近代牙科医术之父.最先组织了消防厅.创立了近代的邮信制度.创立了议员的近代选举法.发现了感冒的原因.发明了颗粒肥料.设计出夏天穿的白色亚麻服装,设计了最早的游泳眼镜和蛙蹼.此外,他对气象、地质、声学及海洋航行等方面都有研究,并取得了不少成就.
1 / 14中小学教育资源及组卷应用平台
谁是纵火犯?
北方的冬天,天气干燥,时常会听到一些人体放电的怪事.某公司一职员,脚穿橡胶底鞋从铺有化纤地毯的屋子里走出来,在握门上的金属把手时,手指尖突然向金属把手放电,把他狠狠地打了一下,手臂麻木了好半天.据说,在西伯利亚的冬天,有时会遇到极少数身上带电的人,人们与他们握手时就会产生放电,而遭电火花打击.
在通常环境中,人体放电时最多挨一下电火花的“打”.在某些特殊环境,人体放电就可能酿成惨剧.有一年冬天,北京某液化石油气供应站,两名工人正在充气,其中一名女工头戴尼龙纱巾,她感到头巾碍事,转身进室内用手拉下尼龙织物,这时,突然冒出火花并引起爆炸,这名女工被严重烧伤.事后调查发现,该液化气站漏气现象严重,室内又无通风设备,以致室内液化气与空气的混合气体处于爆炸浓度范围内.该女工的头发比较于燥,与尼龙纱巾摩擦产生静电.当她很快将头巾拉下时就产生了电火花,引爆了房间中的混合气体.
【思考】为什么一条尼龙纱巾竟会导致液化气站着火爆炸呢?
用玻璃棒、尺子与头发摩擦后分别靠近碎纸屑和水流,观察以下图片你有什么发现?
【答案】由上述图片可以看出,摩擦后的玻璃棒能吸引碎纸屑,尺子能吸引水流.
物体通过摩擦有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了“电”,或者说带了电荷.
【笔记】电荷——电荷是物体的一种物质属性,自然界中有两种电荷,美国科学家富兰克林将其命名为:
正电荷——用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷;
负电荷——用毛片摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷;
异种电荷相互吸引,同种电荷相互排斥.
观察以下图片,你发现了什么?
【答案】由上述图片可以看出:
(1)梳子在梳头发的过程中,带上了电荷;
(2)放在带电小球旁边的导体,带上了电荷;
(3)与带电小球的接触的导体,带上了电荷.
【笔记】1、物质的微观结构:
原子核中质子和中子之间有强相互作用力(核力),所以原子核比较稳定;而核外电子中离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子.
2、使物体带电的三种方法:
(1)摩擦起电:由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,当两个不同材料的物体甲、乙相互摩擦时,束缚能力弱的物体将失去电子而带正电,束缚能力强的物体将得到电子而带负电,这种利用摩擦而使物体带电的现象叫做摩擦起电,具体情况如下图所示:
(2)感应起电:带正电的小球移近不带电的金属导体时,导体上的自由电子会被小球吸引过来,从而使靠近小球这边的导体带负电,而远离小球那边的导体带正电,这种由于电荷移近而使导体带电的现象叫做静电感应,利用静电感应使物体带电叫做感应起电,具体情况如下图所示:
(3)接触起电:带正电的小球接触不带电的金属导体时,小球上的电荷会转移到金属导体上,这种利用接触而使物体带电的现象叫做接触起电,具体情况如下图所示:
注意:A、两个带有同种电荷的导体接触,电荷会重新分配;若不受外界影响,两个完全相同的带电导体接触后再分开,二者将原来所带电量的总和进行平均分配;
B、两个带有异种电荷的导体,接触后先发生正负电荷的中和,然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配;如果两带电体完全相同,则剩下的电荷平均分配.
电荷中和现象:带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性的现象;
电荷平均分配现象:两个相同的带电金属导体接触后电荷平均分配的现象.
通过物体带电三种方法的讨论,我们可以看出无论哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷,物理学上把这称为电荷守恒定律.
3、电荷守恒定律:
(1)电荷既不能创造,也不能消灭,它只能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,在转移的过程中,系统的电荷总数保持不变.
(2)一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变.
4、元电荷
(1)电荷量:电荷的多少,简称电量,单位是库仑,符号是C;
(2)元电荷:
A、定义:一个电子或质子所带的电荷量,是电荷量的最小单位;
B、性质:任何一个物体所带的电荷量一定等于元电荷的整数倍;
C、大小:,最早由美国科学家密立根用实验测得;
D、比荷:电荷量和质量的比值,电子的比荷为:
E、正负:电荷量的正负只表示电荷的性质,不表示电荷量的大小.
用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为( )
A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷
B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷
C.被吸引的轻小物体一定是带电体
D.被吸引的轻小物体可能不是带电体
【答案】AD
对于摩擦起电现象,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,一定带有等量异种电荷
D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同种电荷
【答案】BC
如图所示,当将带正电的球移近不带电的枕形绝缘金属导体时,枕形导体上的电荷移动情况是
A.枕形金属导体上的正电荷向端移动,负电荷不移动
B.枕形金属导体中的带负电的电子向端移动,正电荷不移动
C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向端和端移动
D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向端和端移动
【答案】B
如图所示,在带电的带电体附近有两个相互接触的金属导体和,均放在绝缘支座上.若先将移走,再把、分开,则 电, 电;若先将、分开,再移走,则 电, 电.
【答案】不带,不带;负,正.
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电荷
B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
【答案】BC
毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,橡胶棒带负电.这是因为( )
A.空气中的正电荷转移到了毛皮上 B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上 D.橡胶捧上的电子转移到了毛皮上
【答案】C
地毯中加入少量金属丝的目的是( )
A.增大地毯的强度和韧性 B.避免人走时产生静电
C.将人走动时产生的静电导走 D.以上说法都不对
【答案】C
下列说法正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷
C.摩擦起电的过程,是靠摩擦产生了电荷
D.利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体
【答案】D
如下图所示,将带电棒移近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.先把两球分开,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球,再把两球分开
D.棒的电荷量不变,两导体球不能带电
【答案】AC
1913年美国科学家密立根通过油滴实验( )
A.发现了中子
B.发现了电子
C.测出了中子的质量
D.测出了电子的电荷量
【答案】D
一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中、经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在,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子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律
【答案】CD
带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的:
A. B. C. D.
【答案】AD
导体带的正电荷,另一完全相同的导体带的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则导体的带电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后得知甲物体带正电,丙物体带电.则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是( )
A.乙物体一定带有负电荷
B.乙物体可能带有负电荷
C.丙物体一定带有正电荷
D.丙物体一定带有负电荷
【答案】AD
目前普遍认为,质子和中子都是由被称为夸克和夸克的两类夸克组成.夸克带电荷量为,夸克带电荷量为,为元电荷.下列论断可能正确的是( )
A.质子由1个夸克和2个夸克组成,中子由1个夸克和2个夸克组成
B.质子由2个夸克和1个夸克组成,中子由1个夸克和2个夸克组成
C.质子由1个夸克和2个夸克组成,中子由2个夸克和1个夸克组成
D.质子由2个夸克和1个夸克组成,中子由2个夸克和1个夸克组成
【答案】B
半径相同的两金属小球、带有相同的电荷量,相隔一定的距离,现让第三个半径相同的不带电金属小球,先后与、接触后移开.
(1)若、两球带同种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大?
(2)若、两球带异种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大?
【解析】(1)、带同种电荷,设电荷量为,
与接触后,由于形状相同,二者平分电荷量,、所带的电荷量均为,
与接触后平分二者电荷量,则、的电荷量均为,
、最终的电荷量之比为.
(2)、带异种电荷,设电荷量分别为、,
、接触后,平分电荷量,、的电荷量均变为,
与接触后平分二者电荷量,则、的电荷量均为,
则、最终的电荷量之比为.
为了判断物体是否带电、所带电荷的种类及电荷的多少,从18世纪起,物理学研究者们经常应用一种叫做验电器的简单装置:玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一条导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出,如下图所示:
根据上图所示装置,思考以下问题:
(1)用验电器如何检验物体是否带电?
(2)用验电器检验物体是否带电时,必须直接接触吗?
(3)用验电器如何检验物体所带电荷的多少?
(4)用验电器如何检验物体所带电荷的种类?
【答案】(1)将检验物体接触验电器的金属球,如果物体带电,则会将电荷传到金属箔片上,是两个金属箔片带上同种电荷,同种电荷会相互排斥,使两个箔片张开一定角度,从而判断被检验物体带电,如果箔片不张开,则被测物体不带电,具体情况如下图所示:
(2)不需要,可以让物体靠近验电器的金属球,如果物体带电,则会产生静电感应,两个金属箔片也会带上同种电荷,同种电荷会相互排斥,使两个箔片张开一定角度,具体情况如下图所示:
(3)将检验物体接触验电器金属球,验电器的金属箔片张开的角度越大,说明物体所带的电荷越多,具体情况如图所示:
(4)先用一根丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器,使验电器带正电,再将检测物体接触验电器金属球,观察金属箔片的角度变化,如果角度变小,则检测物体带负电,如果角度变大,则检测物体带正电,反之也可以.具体情况如图所示:
【笔记】5、验电器的使用——让物体接触或靠近验电器的金属球,通过金属箔片来检验:
(1)物体是否带电:金属箔片是否张开来判断,张开—带电,不张开—不带电;
(2)物体所带电荷的多少:金属箔片张开的角度大小来判断,角度大—电荷多,角度小—电荷少;
(3)物体所带电荷的种类:先让验电器带某种电荷,金属箔片张开一定的角度,然后让物体接触或靠近验电器的金属球,如果角度变小—带异种电荷,角度变大—带同种电荷.
当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开.此时,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )
A.正电荷 B.负电荷 C.接触起电 D.感应起电
【答案】AC
将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列哪个图是正确的( )
【答案】C
一个带正电的验电器如图所示,当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则( )
A.金属球A可能不带电 B.金属球A一定带正电
C.金属球A可能带负电 D.金属球A一定带负电
【答案】C
用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断( )
A.验电器所带电荷量部分被中和 B.验电器所带电荷量部分跑掉了
C.验电器一定带正电 D.验电器一定带负电
【答案】C
如图所示,用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B,B的金属箔片张开,这时金属箔片带
电;若在带电棒离开前,用手摸一下验电器的小球后离开,然后移开A,这时B的金属箔片也能张开,它带 电.
【答案】正电;负电.
以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是( )
A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷
B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移
C.橡胶棒和毛皮摩擦,橡胶棒带正电
D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移
【答案】D
如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触.现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走.关于A、B的带电情况,下列判断正确的是
A.A带正电,B带负电 B.A带负电,B带正电
C.A、B均不带电 D.A、B均带正电
【答案】A
如下图所示,挂在绝缘细线下的小轻质通电球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )
A.甲图中的两球一定带异种电荷
B.乙图中的两球一定带同种电荷
C.甲图中的两球至少有一个带电
D.乙图中的两球只有一个带电
【答案】BC
用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球A和金箔b的带电情况是 ( )
A.a带正电,b带负电 B.a带负电,b带正电
C.a、b均带正电 D.a、b均带负电
【答案】C
富兰克林
本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)是18世纪美国的实业家、科学家、社会活动家、思想家、文学家和外交家.他是美国历史上第一位享有国际声誉的科学家和发明家,在很多领域都做出了杰出的贡献.下面我们就通过他取得的一些成就来了解一下这位18世纪的科学家和发明家.
放电实验
富兰克林通过一个简单的放电实验,取得了他在静电学中的第一个重要发现.他让A、B两人分别站在木箱上,用莱顿瓶使他们分别带上玻璃电和松香电,又让A、B向站在地上的第三个人C放电,结果都有火花闪现.但是如果A、B带电后先互相握手,再向C放电,结果都没有火花闪现.
富兰克林由此发现玻璃电、松香电可以互相抵消,于是总结出电荷有两类,他把玻璃电叫做正电,把松香电叫做负电,分别用"+"、"-"符号来表示.并提出了电的单流体学说,他认为:每个物体都有一定量的电,电只有一种;摩擦不能创造出电,只是使电从一个物体转移到另一个物体上,它们的总电量不变;物体上带过量电的称为带正电,不足的称为带负电.由于这些概念的引入,使电成为可以定量的物理量了.
富兰克林在历史上第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质,并提出电荷不能创生,也不能消灭的思想.后人在他的基础上,发现了电荷守恒定律.
风筝实验
18世纪40年代,当时的人们知道莱顿瓶,知道怎样将电储存在那里面,知道会产生电击,但却不知道电到底是什么,电击又是如何发生的.富兰克林试图通过实验确立电力的工作原理,寻找存储电力和应用电力的方法.他最早提出了电流的理论,认为电会沿着导体从正极流动到负极.
在1749年到1751年间,富兰克林仔细观察和研究了雷、闪电和云的形成,提出了云中的闪电和摩擦所产生的电性质相同的推测.1752年他在费城进行了震动世界的电风筝实验:在天空乌云密布时,富兰克林和儿子威廉做了只风筝放到空中.很快富兰克林就注意到牵引风筝的线绳开始分裂,这说明有电荷产生.于是他在牵引线上挂了把钥匙,摩擦指关节后与钥匙接触,结果火花出现了,这证明闪电实际上就是大量的静电,由此证明了他所提出的"闪电和静电的同一性"的设想.富兰克林的理论后来被法国人证实,这奠定了他的科学家地位.从此,人类历史上诞生了一句名言,描绘他的这一成就,“他从天空抓到了雷电,从专制统治者手中夺回了权力”.
根据这一理论和他对尖端接地导体放电现象的发现,富兰克林提出了关于避雷针的建议.他精心设计了避雷针的大小、地面设备的类型以及如何将其与建筑物连接,直到今天避雷针仍基本保持了他当年的设计.避雷针首先于1852年在法国马利大学得到应用,避雷针的发明不仅可以防止闪电所招致的严重危害,同时也破除了迷信,揭示了自然力的真实性质.
玻璃琴
1763年富兰克林发明了一种乐器——玻璃琴,它是一组放至于水平纺锤中的玻璃器皿,经由演奏者的脚踏瓣使纺锤中充满水,再经由手指精巧的摩擦而发出声音.
曾经为这种乐器写作曲子,或是在乐曲中使用这种乐器的作曲家并不多,但是几乎包含了整个音乐的世界,除了莫扎特,赖夏德,罗利格,舒兹,瑙曼外,贝多芬与理查德·史特劳斯亦曾在作品中用到这项乐器.
它就像"阿贝鸠尼琴"一般,爱乐者仅能就有限的曲子来怀念它优美而神秘的身影.玻璃琴如空谷回响般的飘邈琴音,鹤立在传统古典乐器中,它的奇特与精致令人感觉意犹未尽.
其它科学贡献
富兰克林的研究范围极广,在数学上,他创造了8次和16次幻方,这两个幻方性质特殊,变化复杂,至今仍为学者称道.热学方面,他改良了取暖的炉子,能够节省四分之三的燃料.光学方面,他发明了老年人用的双焦距眼镜,即能看清楚近处又能看清楚远处的事物.他发明了摇椅,避雷针,电轮(电动机的雏形),还改进了路灯.发现了墨西哥湾的海流.制定了新闻传播法.最先绘制暴风雨推移图.发现人们呼出气体的有害性.最先解释清楚北极光.被称为近代牙科医术之父.最先组织了消防厅.创立了近代的邮信制度.创立了议员的近代选举法.发现了感冒的原因.发明了颗粒肥料.设计出夏天穿的白色亚麻服装,设计了最早的游泳眼镜和蛙蹼.此外,他对气象、地质、声学及海洋航行等方面都有研究,并取得了不少成就.
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