15.1两种电荷
【要点梳理】
要点一、原子结构
1、原子结构:物体由分子、原子构成,分子由原子构成,原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。
质子带正电,核外电子带负电,且质子数=核外电子数,则原子带的正电荷与负电荷等量,原子不显电性,呈电中性,物体也呈电中性,但不能说物体没有电荷。
2、电荷量:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是Q。电荷的单位是库仑(C)。
3、元电荷:精确的实验表明,任何带电体所带的电荷量总是等于某一个最小电荷量的整数倍,即电子所带电荷量的整数倍。因此人们把一个电子所带电荷量的绝对值叫“基本电荷”,也叫“元电荷”(带电量最小的电荷),用符号“e”表示,则e=1.6×10-19C。
要点二、摩擦起电
不同物质的原子核束缚电子的能力不同,两种不同物质相互摩擦时,束缚能力弱的物体失去电子而带正电,束缚能力强的物体得到电子而带负电。这样,得到电子的物体因获得多余的电子而带负电荷,失去电子的物体因缺少电子而带正电荷。这两个摩擦起电的物体就会带上等量的异种电荷;摩擦起电的过程是电荷的转移过程,而非创造了电荷。
要点三、自然界的两种电荷
1、带电物体的性质:
带电物体具有吸引轻小物体的性质;轻小物体是指质量和体积都很小的物体如:通草球,轻质小球、碎纸屑、泡沫、毛发、细小水流等。家里的电扇(或厨房里的排气扇,或电脑里的散热扇)工作时间长了,扇叶上有许多灰尘、绒毛;这是因为它们工作时扇叶与空气摩擦带电,能够吸引轻小的灰尘颗粒和绒毛,所以要定期清理。
2、正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷。
3、负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷。
4、电荷量:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷;单位:库仑,符号是C。
类型一、摩擦起电
1.甲、乙两种干燥的绝缘物体,甲的原子核对核外电子的束缚能力较弱,将它们相互摩擦后分开,下列叙述中错误的是( )
A.乙得到了电子带负电 B.甲失去了电子带正电
C.甲、乙靠近会相互吸引 D.摩擦产生了电荷,使甲乙带电
2.将塑料袋剪成细丝制成“章鱼”,用毛巾分别摩擦“章鱼”和塑料管,将摩擦后的“章鱼”抛向空中,在其下方用摩擦后的塑料管靠近“章鱼”,使“章鱼”飞起来如图所示,下列说法正确的是( )
A. 摩擦后,“章鱼”、塑料管带的是异种电荷,毛巾不带电
B. 摩擦后,“章鱼”、毛巾带的是同种电荷
C. 摩擦后,“章鱼”的细丝带的是同种电荷
D. 毛巾与塑料管摩擦的过程中,正电荷发生了转移
3.与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,这是因为摩擦使得( )
A.电子从玻璃棒转移到丝绸上 B.中子从玻璃棒转移到丝绸上
C.质子从丝绸转移到玻璃棒上 D.原子核从丝绸转移到玻璃棒上
4.小伟妈妈做饭时,不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智,拿塑料小勺在毛料布上摩擦了几下,然后把小勺靠近胡椒粉,胡椒粉立刻被吸到勺子上,成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是( )
A.塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电 B.塑料小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷
C.若塑料小勺带负电是因为它失去了电子 D.塑料小勺摩擦毛料布带了电说明小勺是导体
要点四、实验——探究电荷间的相互作用
【实验步骤】
①用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒靠近被吊起的玻璃棒;
实验现象: 吊起来的玻璃棒被推开了
实验结论: 同种电荷互相排斥
②用毛皮摩擦两根橡胶棒,手持一根橡胶棒靠近被吊起的橡胶棒;
实验现象: 吊起来的橡胶棒被推开了
实验结论: 同种电荷互相排斥
③手持一根与毛皮摩擦的橡胶棒靠近被吊起的玻璃棒;
实验现象: 吊起来的玻璃棒靠近橡胶棒
实验结论: 异种电荷互相吸引
规律总结:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
类型二、两种电荷的相互作用
1.如图所示,有四个带等量电荷的小球a、b、c、d,已知d带正电荷,相互作用的情况如图所示,则下列判断正确的是( )
A、a带正电,b带负电,c带负电 B、a带负电,b带正电,c带正电
a带正电,b带正电,c带负电 D、a、b、c均带正电
2.A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示。由此可以判断( )
A.小球A带正电 B.小球B带正电
C.小球B可能不带电 D.小球A可能不带电
3.周末,小明在超市购物,将塑料袋用手轻轻一搓就会将袋子分开,如图所示。关于小明的操作下列说法中正确的是( )
A. 摩擦过的塑料袋会带电,是因为摩擦创造了电荷
B. 摩擦过的塑料袋会带电的实质是分子在物体间的转移
C. 摩擦过的塑料袋会分开,与验电器的工作原理相同
D. 手与塑料袋摩擦过后,塑料袋会与手相吸是因为带了同种电荷而互相吸引
4.甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂,如图所示,已知丙带正电,则( )
A. 甲、乙均带正电 B. 甲、乙均带负电
C. 乙带正电,甲一定带负电 D. 乙带正电,甲可能不带电
5.如图所示,把一根塑料绳的一端扎紧,从另一端撕开许多细丝,用干燥的手从上向下捋几下,发现细丝张开了。下列分析正确的是( )
A. 细丝张开的原因是带了异种电荷互相吸引
B. 细丝张开的原因与验电器的工作原理相同
C. 细丝带了电是通过摩擦的方法创造了电荷
D. 细丝带上了电的实质是分子在物体间的转移
要点三、验电器
验电器的结构:金属球、金属杆、金属箔
2、作用: ①直接检验:检验物体是否带电
②间接检验物体的带电性质
3、原理:同种电荷互相排斥。
4、接触起电:用接触的方法使物体带电,即:一个不带电的物体与另一个带电的物体接触时,不带电的物体也带了等量的同种电荷。接触带电实际上也是电子的转移。
类型三、验电器与接触起电
1.如图所示,将一带电体接触带正电的验电器时,若
(1)金属箔张角变大,说明带电体是带 电的。
(2)金属箔张角变小,说明带电体是带 电的。
(3)金属箔闭合后又张开,说明带电体是带 电的,且所带电荷量比验电器所带电荷量
(填 “多”或“少”)。
2.如图所示,当带电体接触验电器的金属球时,下列说法正确的是( )
A.若带电体带正电荷,则这些正电荷就通过金属杆全部移动到金属箔上
B.若带电体带负电荷,则这些负电荷就通过金属杆全部移动到金属箔上
C.若带电体带正电荷,则验电器就有一部分电子移动到带电体上
D.若带电体带负电荷,则验电器就有一部分正电荷移动到带电体上
3.舞台上有一个带正电静电球,当女孩站在绝缘台面上触摸静电球时,头发会一根根地飞起来。关于这个现象,下列说法正确的是( )
A. 此时女孩身体带的电为负电荷 B. 女孩头发带的是正电荷
C. 女孩头发飞起是由于静电球吸引造成的D. 此时如果有人接触女孩手臂皮肤不会被带电
要点四、导体和绝缘体
导体:容易导电的物体。如:金属、人体、大地、食盐水溶液、石墨等。
2、导体导电原因:导体中有能够自由移动的电荷。(金属导电靠的是自由电子)
3、绝缘体:不容易导电的物体。如:橡胶、陶瓷、塑料、食用油、干燥的空气、干木头等。
4、绝缘体绝缘的原因:电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。
半导体:导电性能个于导体和绝缘体之间的物体,硅和锗材料、二极管、三极管
超导现象:某些物质在温度很低时,电阻变成了零的现象,如铝在- 271.76°C以下时,电阻就变成了0。
要点诠释:
①绝缘体与导体中都有电荷,但是导体内的电荷能够自由移动绝缘体内的电荷不能自由移动。②导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定条件下两者可以转化:比如干木柴是绝缘体,潮湿后变成导体;又如玻璃,常温下是绝缘体(不导电,接入电路中灯泡不亮),加热后可以变为导体(灯泡亮起来)。
③绝缘体不容易导电,但是可以带电,如玻璃棒和橡胶棒都是绝缘体,但是摩擦后可以带电。
④自由移动的电荷可以是正电荷,也可以是负电荷,还可以是正、负电荷同时反向移动.如金属内有大量自由电子(下左一图);酸、碱、盐溶液内有大量正、负离子(下左二图)。
⑤带电粒子的分类(右图)。
类型四、导体与绝缘体
1.下列每组物体在通常情况下都是绝缘体的是( )
A.硬币、陶瓷罐 B.铅笔芯、刻度尺 C.玻璃棒,橡胶棒 D.人体、大地
2.关于绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体在任何情况下都不能导电 B.绝缘体不容易导电,也不能带电
C.绝缘体不容易导电,但能够带电 D.绝缘体内没有电子,因此它不容易导电
课堂练习
一、填空题
丝绸摩擦过的玻璃棒带电,是因为玻璃棒在摩擦的过程中 电子,若把它和不带电的验电器金属球接触,会发现验电器金属箔片张开,如图甲所示,原因是 若将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片闭合,如图乙所示,则此带电小球带 电。
2.将一些小纸屑放在桌上,用塑料梳子在自己的头上摩擦一会儿,然后将塑料梳子靠近小纸屑,你会发现小纸屑________,这是因为与头皮摩擦的梳子_____使它具有了_________性质。
3.根据图中的现象可知,气球B带______电荷,若将带负电的橡胶棒靠近B球,它们会互相______。当带负电的橡胶棒接触验电器金属球,验电器内金属箔片张开是因为______。
二、选择题
如图所示,当用与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一个挂在绝缘细线下的轻质小球时,发现小球向橡胶棒靠近,由此可判断( )
A.小球一定带负电 B.小球一定不带电
C.小球一定带正电 D.以上判断都不对
3.将带负电的橡胶棒靠近泡沫球,出现如图的情形。若改用带正电的玻璃棒靠近这个泡沫球,下 列推断正确的是( )
A.若相互吸引,则泡沫球带正电 B.若相互吸引,则泡沫球带负电
C.若相互排斥,则泡沫球带正电 D.若相互排斥,则泡沫球不带电
4.有甲、乙、丙三个带电的泡沫塑料小球,甲带正电。先用甲靠近乙,发现乙被排斥:再用乙靠近丙,丙被吸引(如图)。则下列判断正确的是( )
A.乙带正电,丙带正电 B.乙带负电,丙带负电
C.乙带负电,丙带正电 D.乙带正电,丙带负电
5.丝绸和玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电,下列说法正确的是( )
A.玻璃棒中的原子核束缚电子的本领弱,失去了电子 B.丝绸上一些正电荷转移到玻璃棒上
C.玻璃棒上的一些正电荷转移到丝绸上 D.玻璃棒,上的一些电子消失了
6.用塑料梳子在干燥的头发上梳几下,梳子上会带电,经检验梳子带的是负电荷。下列说法中正确的是( )
A.梳子得到了一些电子 B.梳子失去了一些电子
C.梳子失去了一些原子核 D.摩擦创造了电荷
7.当带正电的验电器的金属球接地时,金属箔就闭合,这是因为( )
A.金属箔中电子转移到大地 B.金属箔中质子转移到大地
C.大地上的原子转移到金属箔上 D.大地上的电子转移到金属箔上
8.两只硬橡胶球,带有等量正电荷,按图5所示方式连接,一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡,若用绝缘棒将金属小环向右侧稍移一些,释放后,小环向中间处运动,则以下结论正确的是( )
A.M带正电 B.M带负电 C.M不带电 D..M可能带电,也可能不带电
9. 关于导体和绝缘体的下列说法中,错误的是( )
A.导体善于导电是因为导体内有大量的电荷存在
B.绝缘体不善于导电,是因为绝缘体内没有电荷存在
C.导体在任何情况下都可以导电,绝缘体在任何情况下都不会导电
D.有些绝缘体在一定的条件下可能变为导体
10.如图所示,两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,下列说法不正确的是( )
A.A金属箔张角变小,说明它得到电子
B.B金属箔张角变大,说明两金属箔带上同种电荷
C.自由电子从B向A定向移动
D.正电荷从A向B定向移动
三、实验探究题
1.在“探究电荷的种类和相互作用规律”的实验中:
(1)发现两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互______,而用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们之间会相互______,如图,由此初步结论有电荷间相互作用的规律是 ;丝绸摩擦过的玻璃棒、毛皮摩擦过橡胶棒所带电荷是______(相同或不同)。
(2)大量实验证明,自然界所有的带电体带的电荷要么与玻璃棒相同,要么与橡胶棒相同,所以自然界有且只有______种电荷存在,这种研究方法称为实验加推理,我们学过的______(实验名称)也运用了此研究方法。
2.学习了同种电荷相互排斥之后,小乐同学大胆的猜想,电荷间相互作用力的大小是否与两电荷所带的电荷量和它们之间的距离有关呢?于是他如图所示,做起了实验。Q是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的小球先后挂在A、B、C三处,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。
(1)这个力的大小可以通过 显示出来。
(2)为使实验现象更明显,悬挂在丝线上的小球应选用______ (选填“小钢球”或“塑料泡沫小球”)。
(3)根据实验现象,可得出结论: 。
3.电荷间作用力大小与电荷的多少和电荷间的距离大小有关,探究过程如下图所示;
(1)从甲图(或乙图或丙图)可得出的结论是:___________________;
(2)此探究用到实验方法有__________________________________;
(3)比较乙丙图可得到的结论是:_________________________________________;
两种电荷
题组一 两种电荷
台式电脑使用一段时间后,为保证电脑的稳定性,需要打开主机箱盖除尘,这是因为散热风扇的扇叶在转动过程中与空气摩擦带上了 ,可以 轻小物体,所以灰尘会附着在扇叶上.
在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发时,头发会随梳子飘起来,这是因为梳子和头发摩擦时,分别带上 电荷,互相 。
题组二 物体是否带电及带电情况的判断
3.甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知丙球与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两球均带正电
B.甲、乙两球均带负电
C.甲球带正电,乙球一定带负电
D.甲球带负电,乙球可能不带电
4.四个悬挂着的轻质塑料球,相互作用情况如图所示,已知A带负电,那么B的带电情况是___________(选填“一定不带电”、“一定带正电”或者“不带电或带正电”);如果将A球和D球靠近,则它们会相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
5.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。
6.将一带电体接触带正电的验电器时,若:
(1)金属箔张角变大,说明带电体是带 电的。
(2)若金属箔闭合后又张开,说明带电体是带 电荷,且所带电荷量比验电器所带电荷量 (填“多”或“少”)。
题组三 原子及其结构、摩擦起电的原因
7.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
8.用塑料梳子在干燥的头发上梳几下,梳子上会带电,经检验梳子带的是正电,下列说法中正确的是( )
A.梳子得到了一些电子 B.梳子得到了一些正电荷
C.梳子失去了一些电子 D.摩擦创造了电荷
9.如图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;用餐巾纸摩擦吸管的一端使其带电,然后把丝绸摩擦过的玻璃棒放在吸管带电一端的附近,发现它们互相吸引,下面有关说法正确的是( )
A.吸管与餐巾纸摩擦后,吸管失去电子带正电
B.将丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管的另一端,它们也互相吸引
C.丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃棒的原子核的弱
D.将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管的另一端,它们将互相排斥
10.如图所示,是部分不同物质得原子核对核外电子束缚能力强弱的排序图,毛皮与图中_________摩擦最容易起电,且它们摩擦后毛皮带 电。(选填“正”或“负”)
题组四 导体和绝缘体
11.以下几组材料中,都是绝缘体的是( )
A.玻璃、大地、塑料 B.橡胶、玻璃、塑料
C.人体、空气、石墨 D.食盐水溶液、金属、水