(共43张PPT)
第十五章 电流和电路
15.1 两种电荷
人教版·九年级上册
学习目标
1.了解电荷的定义及其相互作用规律(重点)
2.了解摩擦起电现象及其规律(重点)
3.了解验电器原理(难点)
4.认识绝缘体与导体
预习检测
请同学们自学课文,找出答案。
1.用摩擦的方法可以使 ,这种方法叫做 。
2.电荷在金属中可以 ,有的物体容易导电,叫做 ,有的物体不容易导电,叫做 。
物体带电
摩擦起电
定向移动
导体
绝缘体
新课导入
想一想:为什么橡胶棒摩擦之后会出现吸引现象呢?
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你了解微观世界吗?
分子:由原子按照一定的键合顺序和空间排列而结合在一起的整体,这种键合顺序和空间排列关系称为分子结构。
物质:由同一种分子组成的物的最小单位简而言之,就是组成各种形态、生命,乃至宇宙的基本元素。
原子:是指化学反应不可再分的基本微粒。原子在化学反应中不可分割,但在物理状态中可以分割。原子由原子核和绕核运动的电子组成。
知识点1
摩擦起电
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观察与探究
为什么女孩的头发会被吸起来呢?
实验探究
分小组完成实验,进行探讨:
小组一:用塑料笔杆与毛巾摩擦,然后靠近碎纸屑
小组二:用毛巾与毛巾摩擦,然后靠近碎纸屑
小组三:用塑料直尺与湿润毛巾摩擦,然后靠近碎纸屑
通过实验发现,小组一能够将碎纸屑吸引起来,小组二和小组三都不可以将碎纸屑吸引起来
摩擦起电必须在干燥的环境下进行
只有两种不同的物质相互摩擦,物体才会带电
物体经过摩擦后能够吸引小物体,这种现象称为物体带“电”,或者说带了电荷,这种通过摩擦的方法使物体带点称为摩擦起电。
拓展延伸
使物体带电的方法不仅仅只有摩擦起电,还有接触带电和感应起电.
(1)用带电体去接触不带电的物体,使原来不带电的物体带电, 即接触带电;
(2)让带电体靠近不带电的物体(不接触),使原来不带电的物体带电,即感应起电.
小练笔
如图所示的“吸引现象”由静电引起的是( )
A.磁铁吸引硬币
C.摩擦后的气球吸引头发
B.压紧的铅块互相吸引
D.吸盘吸引在墙壁上
C
知识点2
电荷
观察与探究
为什么摩擦后的塑料棒和摩擦后的玻璃棒不一样呢?
实验现象:用毛皮摩擦后的玻璃棒与用丝绸摩擦后的橡胶棒相互吸引,用丝绸摩擦后两根橡胶棒互相排斥
用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷是不同的
(摩擦使物体带电荷)
同种电荷相吸,异种电荷相斥
自然界只有两种电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷。
巧计歌诀
电荷本来只两种,一正一负互吸引.
丝绸摩玻玻带正,毛皮摩橡橡带负.
电荷之间有作用,同斥异吸须记清.
小练笔
甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂, 相互作用情况如图所示,如果丙带正电荷,则甲( )
A.一定带正电荷
B.一定带负电荷
C.可能带负电荷
D.可能带正电荷
C
知识点3
电荷量和验电器
观察与探究
为什么摩擦后的橡胶棒会让金属箔张开。
实验现象:橡胶棒摩擦之后带负电荷,接触验电器后,金属箔张开。
金属箔张开,说明金属箔也带电
验电器原理:同种电荷相斥,异种电荷相吸
实验探究
分小组完成实验,进行讨论:
小组一:用毛皮摩擦橡胶棒30秒,然后接触验电器,观察金属箔张开角度。
小组二:用毛皮摩擦橡胶棒2分钟,然后接触验电器,观察金属箔张开角度。
实验现象:小组一的金属箔张开角度比小组二小
金属箔角度越大,说明物体带电越多
结论:物体摩擦越久,所带电荷越多。
金属箔的张开的角度不同,证明了物体的带电荷数不同,电荷的多少我们可以用电荷量来表示。
电荷的多少叫电荷量,用符号“Q”表示,电荷量的单位是库伦,简称库,用符号“C”表示。电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×C,这个电荷量称为元电荷,用字母e表示。
任何带电体所带的电荷量是e的整数倍
拓展延伸
为什么电荷分为正电荷和负电荷?
原子的中心是原子核,一般带正电,原子核外是自由移动的电子,一般带负电,整体不带电。例如碳原子,原子核带6个正电的质子,核外是6个负电的电子。
当两个物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的能力弱,那么这个物体的电子就会转移到另一个物体上。
摩擦起电的实质:电荷发生了转移
巧计歌诀
摩擦起电不造荷,只是转移两电荷.
电子本带负电荷,还要受到核束缚.
核束电子有强弱,弱核电子被强夺.
失去电子带正电,强核得电带负电.
小练笔
如图所示,用毛皮摩擦过的 橡胶棒接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上,这两片金属箔带 (选填“同种”或“异种”)电荷,由于互相 (选 “吸引”或“排斥”)而张开.
同种
排斥
如图是锂(Li)原子结构示意图,下列说法正确的是( )
A.锂原子由质子和中子组成
B.锂原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成 C.锂原子的质子数是电子数的两倍,所以锂原子带正电 D.锂原子失去电子后带负电
B
原子
原子核
电子(带负电)
质子(带正电)
中子(不带电)
知识点4
导体和绝缘体
观察与探究
实验现象:橡胶棒接触两个验电器,金属箔没有变化,用金属棒接触,金属箔的张开角度发生了变化。
结论:A验电器上的电荷没有通过橡胶棒传递到B验电器上,而金属棒上却可以通过。
电荷一直沿同一个方向移动叫做电荷的定向移动
通过实验可以看出,电荷在金属棒中可以移动,那么这种容易传递电子的物体,我们称为导体。例如金属、人体、大地等。
像橡胶棒这样电荷不能在其中移动,这种不容易导电的物体,我们称为绝缘体。例如橡胶、玻璃、塑料等。
拓展延伸
半导体
导电性能介于导体与绝缘体之间的物体叫做半导体.常见的半导体有硅、锗和砷化镓.半导体的一些电学特性:(1)压敏性:有的半导体在受到压力后电阻发生很大的变化.用途:制成压敏元件,接入电路,测出电流变化,以确定压力的变化.(2)热敏性:有的半导体在受热后电阻随温度升高而迅速减小.用途:制成热敏电阻用来测量 一定范围内的温度变化.
小练笔
如图所示的物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.木铲
B.不锈钢锅
C.玻璃杯
D.陶瓷盘
B
归纳总结
1.两种干燥的不同物体相互摩擦可以生电,吸引小物品,摩擦起电的实质是电子的转移。
2.电荷在金属中可以定向移动,这种可以让电荷定向移动的物体叫做导体,而不能定向移动的物体就是绝缘体。
随堂练习
摩擦起电
1.在空气干燥的冬天,化纤衣服表面很容易吸附灰尘.主要原因是( )
A.冬天气温低 B.冬天灰尘多
C.化纤衣服表面粗糙 D.化纤衣服摩擦带了电
D
电荷
2.某同学用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近悬挂着的泡沫小球,发现泡沫小球被排斥.泡沫小球被排斥的原因是 种电荷相互排斥,由此可知泡沫小球一定带 电.
同
正
电荷量和验电器
3.下列关于验电器的说法中,错误的是( )
A.验电器可检验物体是否带电
B.验电器可直接检验物体带正电还是带负电
C.验电器是根据同种电荷互相排斥的规律制成的
D.验电器的金属球、金属杆和外壳绝缘
B
导体和绝缘体
4.通常情况下,下列都属于导体的一组物质是( )
A.铁、铜、大地、食盐水
B.铝、石墨、陶瓷、铅
C.水银、锡箔、橡胶、镍
D.铜、塑料、人体、黄金
A
课堂小结
两种电荷
来源:摩擦生电,实质上是电子的转移
特点:可分为正电荷和负电荷,同种相斥,异种相吸。
电荷能定向移动的是导体,不能定向移动的是绝缘体。
课后习题
1.将一根带正电的玻璃棒靠近一颗以绝缘细线悬挂的不带电金属球,但玻璃棒与金属球不互相接触.关于金属球两侧所带电性与受力达到平衡状态时的示意图,下列何者最合理 ( )
B
2.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球(如图所示),发现验电器的两个金属箔片张开.以下说法正确的是( )
A.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中创造了电子
B.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒得到电子
C.验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷
D.橡胶棒接触验电器的金属球时,电子向橡胶棒转移
B
3.关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体对电流阻碍作用大,但能够带电
B.绝缘体不能导电的原因是绝缘体内没有电子
C.能够导电的物体叫导体,如金属,酸碱盐水溶液,橡胶等
D.导体易导电是因为内部有正电荷自由移动
A
4.有四个小球甲、乙、丙、丁,已知甲带负电,乙排斥甲,丙吸引乙,丁吸引丙,则丁球( )
A.一定不带电 B.一定带负电
C.一定带正电 D.无法判断
D
5.原子核由哪些粒子组成( )
A.质子和电子 B.中子和电子
C.质子和中子 D.质子、中子和电子
C
1. 有甲、乙、丙三个带电体,甲物体排斥乙物体,乙物体吸引丙物体。如果丙物体带正电,甲物体带哪种电?
动手动脑学物理
【解析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。甲、乙、丙三个均是带电体,丙物体带正电,乙物体吸引丙物体,所以乙物体带负电,而甲物体排斥乙物体,所以甲物体也带负电。
【答案】甲物体带负电。
2.如图15.1-6,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电。
(1)把某个物体放在带电吸管一端的附近,发现吸管向物体靠近,由此是否可以判断该物体已经带电?
(2)把丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近,观察吸管运动的方向,并回答:吸管带的是哪种电?餐巾纸带哪种电?为什么?
(3)吸管和餐巾纸摩擦起电时,哪个失去了电子?哪个得到了电子?
图15.1-6 饮料吸管的静电实验
【解析】吸管的原子核束缚电子的本领强,当餐巾纸与吸管摩擦时,电子会从餐巾纸上转移到吸管上,吸管得到了电子而带负电,餐巾纸失去了电子而带正电。
【答案】(1)不能判断靠近吸管的物体已经带电。因为带电体有吸引轻小物体的性质,即使物体不带电,物体和带电的吸管也会出现吸引现象。
(2)吸管向玻璃棒运动。吸管带负电,餐巾纸带正电。原因:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,把玻璃棒靠近用餐巾纸摩擦过的吸管时,观察到玻璃棒吸引吸管,故吸管带负电。摩擦起电的两个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,两个物体一定是带上等量异种电荷,所以当吸管带负电时,餐巾纸一定带正电。
(3)吸管带负电,所以吸管得到了电子。餐巾纸带正电,所以餐巾纸失去了电子。
3.金属锡的原子核带有50个大小与电子电荷相等的正电荷,它的原子核外有多少个电子?这些电子总共带有多少库仑的电荷?为什么金属锡对外不显电性?
【解析】一个电子所带电荷量为1.6×10-19 C,则50个电子所带电荷量Q=50×1.6×10-19 C= 8×10-18 C。
【答案】原子核外有50个电子 8×10-18 C 因为金属锡的原子核所带的正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相等,所以金属锡对外不显电性。