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第十五章 电流和电路
第1节 两种电荷
做一做
用摩擦的方法使物体带电
摩擦起电:
一、电荷:物体有了吸引轻小物体的性质就说物体带了”电”或带了电荷.(是一种物质属性)
被丝绸摩擦的玻璃棒能吸轻小物体
被毛皮摩擦的橡胶棒能吸轻小物体
都是带电体
两 种 电 荷
实验观察
同种电荷互相排斥
异种电荷互相吸引
由实验可知,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷种类不同。
大量的实验事实表明:
无论用什么方法带电,物体所带的电荷或者与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同,或者与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同。
自然界只有两种电荷
两 种 电 荷
既然自然界中只有两种电荷,人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。
电荷间的作用规律:
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
两 种 电 荷
电荷的多少叫做电荷量,简称电荷。
一根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有10-7 C;一片雷雨云带电的电荷,大约有几十库仑。
两个电荷量分别为1C的带电体,相距1km,相互作用力约为9 000 N。
可见:库仑是一个很大的单位。
电荷的单位:库仑,简称:库,符号:C
电荷量及其单位
两 种 电 荷
金属球
绝缘垫
金属杆
金属箔
金属罩
接线柱
验电器
如何验证物体带电
验电器的结构
用验电器来检验物体是否带电
用带电体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。金属箔带同种电荷,相互排斥而张开。
原理: 同种电荷相互排斥
所带电荷量越多,
金属箔张开的角度越大
验电器
思考:为什么摩擦能使物体带电?
1.常见物质是由分子、原子构成的。
原子
核外电子
原子核
质子
中子
电中性
带正电
带负电
不带电
带正电
2.原子结构
原子及其结构
电子是带有负电最小电荷的粒子。
人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e表示。
e=1.6×10-19 C
任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子呈电中性,也就是原子整体不显电性,物体对外也不显电性。
原子及其结构
①不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
②失去部分电子的物体带正电,得到多余
电子的物体带等量的负电.
摩擦起电的原因
摩擦起电的实质
摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
电子的转移
原子及其结构
实验研究
实验1:
用橡胶棒连接验电器
验电器A、B金属箔的张角没有变化。
验电器A的电荷量没有变化,验电器B仍不带电。
A
B
实验现象
实验分析
导体和绝缘体
实验2:
验电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。
用金属棒连接两验电器
验电器B上也带了电。
有一部分电荷通过金属棒
从A移动到了B,电荷发生了定向移动。
电荷在金属中可以定向移动, 说明金属是可以导电的。
实验现象
实验分析
实验结论
A
B
导体和绝缘体
1.导体
(1)容易导电的物体,叫做导体。
(2)常见的导体:
金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。
(3)导体导电的原因:
导体中存在自由电荷
金属:自由电子
食盐溶液:阴离子
阳离子
导体和绝缘体
2.绝缘体
(1)不容易导电的物体,叫做绝缘体。
(2)常见的绝缘体:
橡胶、玻璃、塑料、空气、油等。
(3)绝缘体不易导电的原因:
电荷束缚在原子、分子之中,不能自由移动。
注意:
导体与绝缘体之间没有绝对的界线。
导体和绝缘体
两种电荷
原子及
其结构
导体和绝缘体
课堂小结
例1. 如果一个带电体排斥一个轻小物体,
能否判断这个轻小物体也带电 为什么
例2.如果一个带电体吸引一个轻小物体,
能否判断这个轻小物体也带电 为什么
答:能,因为同种电荷相互排斥,
该轻小物体带同种电荷。
答:不能,因为带电体有吸引轻小物体
的性质,因此该轻小物体可能带
异种电荷,有可能不带电。
练一练
例3 用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近轻质小物体a,a被吸引过来,则a是( )
A.带正电
B.带负电
C.不带电
D.可能带负电,也可能不带电
D
因为带电体有吸引轻小物体的性质,因此该轻小物体可能带异种电荷,也可能不带电。
练一练
例4:如图用一段细铁丝做一个支架
和转动轴,把一根中间戳有一个孔
(没有戳穿)的饮料吸管放在转动
轴上,吸管能在水平面上自由转动,
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,哪个失去电子?
哪个得到电子?
练一练
解释:
(1)不能。该物体可能没有带电,因为带电体
具有吸引不带电的轻小物体的性质。
(2)吸管向玻璃棒靠近。吸管带的是负电,
餐巾纸带的是正电。因为丝绸摩擦过的
玻璃棒带正电,而用餐巾纸摩擦过的吸管
向其靠近,被其吸引,说明吸管带的是负电,
再根据相互摩擦的两个物体总是带
等量的异种电荷可知,餐巾纸带正电。
(3)餐巾纸失去了电子,吸管得到了电子。
练一练
例5:运输油的油罐车底部都拖有一根铁链,这样做的目的是什么?
在运输过程中,由于油和油罐的摩擦会使油和油罐带上异种电荷,当电荷积累到一定程度时,会发生放电现象,产生电火花,将汽油点燃。铁链是导体可把所带电荷传导到大地。
练一练
例6 :如图所示,是部分不同物质的原子核对电子束缚能力强弱的排序图,毛皮与图中的_________摩擦最容易起电,且它们摩擦后毛皮带_______电。
梳子
正
练一练