人教版(2024)九年级全册 第十五章 电流和电路第1节 两种电荷 寒假巩固
【题型1】摩擦起电现象
【典型例题】医用外科口罩的中间层为多孔结构的熔喷布,在生产过程中通过处理,熔喷布得到大量电子,具有“吸引”轻小物体的作用。下列“吸”的现象中,原理与其相同的是( )
A.塑料吸盘“吸”在光滑的瓷砖上
B.用塑料梳子梳头时,梳子“吸”引头发
C.刚拿出来的冰棒会“吸”住舌头
D.起风时,教室内的窗帘被“吸”出窗外
【举一反三1】下列现象中,与摩擦起电现象无关的是( )
A.汽车的汽油桶不能用塑料桶,而要用金属桶
B.用手从保鲜膜筒(或者塑料垃圾袋)撕下一张(个)时,发现它吸到手上
C.风里的蒲公英,随着风儿的方向落到不同的远方
D.脱化纤衣物时常有火花产生
【举一反三2】用丝绸摩擦玻璃棒后,玻璃棒带上了电荷。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒带上了正电荷
B.丝绸带上了正电荷
C.玻璃棒带上了负电荷
D.摩擦过程中创造了新的电荷
【举一反三3】《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦带 而 轻小的芥子。
【举一反三4】周末,小华晒被子时,拍打被子将上面的灰尘抖落,而后发现地板上有细小的灰尘与头发,他灵机一动,给扫帚套上干燥的塑料袋,扫地时可以吸附灰尘与头发,如图。请用所学物理知识解释以下问题:
(1)拍打被子时,为什么可以将被子的灰尘抖落?
(2)扫地时,扫帚套上塑料袋后为什么可以吸附灰尘与头发?
【题型2】带电体的基本性质
【典型例题】如图所示,用毛皮摩擦橡胶棒后,再用这根橡胶棒靠近悬挂的气球,则下列说法正确的是( )
A.气球被吸引的原因是带电体具有吸引轻小物体的性质
B.气球与橡胶棒因带异种电荷而相互吸引
C.气球被吸引与验电器的工作原理相同
D.若把气球换成小铁球,也能被吸引
【举一反三1】生活处处有物理,细心观察皆学问。如:电视机屏幕上容易“沾”上灰尘,这主要是因为屏幕上带有( )
A.黏性
B.水分
C.静电
D.磁性
【举一反三2】(2024·山东菏泽·期末)下列说法中正确的是( )
A.用纸巾摩擦过的塑料吸管可以吸引纸屑,说明塑料是导体
B.干燥的冬季,化纤衣服容易吸附灰尘是因为摩擦过的衣服带了电容易吸引轻小物体
C.实验表明与头发摩擦过的塑料尺排斥与毛皮摩擦过的橡胶棒,说明塑料尺带正电
D.用塑料梳子梳头发,头发更蓬松是因为梳子与头发摩擦的过程中创造了电荷
【举一反三3】如图所示,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,用餐巾纸和吸管的一端摩擦使其带电,再将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管的一端时,发现吸管被排开,另一端与橡胶棒靠近时相互吸引。下列说法正确的是( )
A.吸管的两端都带负电
B.吸管两端都带正电
C.吸管的一端带负电,一端不带电
D.吸管的一端带正电,一端不带电
【举一反三4】东汉学者王充在《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。“顿牟掇芥”的意思是摩擦过 的琥珀能吸引芥菜子一类的轻小物体,这说明琥珀带了 ;琥珀和与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,可以确定琥珀带的是 (选填“正”或“负”)电荷。
【举一反三5】小明在打扫卫生时发现刚擦完的玻璃表面很容易粘上细小绒毛,这是由于带电体有 的性质,且刚擦完玻璃的干毛巾与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,这说明干毛巾带 (选填“正” 或“负”)电。
【举一反三6】《本草纲目》中记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,请用所学的物理知识解释“以布拭热琥珀”,琥珀能够“吸得芥子”所蕴含的物理道理是: 。
【答案】 带电体具有吸引轻小物体的性质
【解析】 摩擦起电的实质是得失电子,琥珀与布摩擦后得到电子带上负电,能够吸引轻小的芥子。
【题型3】两种电荷与电荷量
【典型例题】对静电现象的认识,下列说法中正确的是( )
A.自然界只存在两种电荷
B.同种电荷互相吸引,异种电荷互相排斥
C.摩擦起电创造了电荷
D.在各种带电微粒中,电子所带电荷量的大小是最大的
【举一反三1】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球如图所示,发现验电器的两片金属箔张开,下列说法中正确的是( )
A.毛皮摩擦过的橡胶棒带正电荷
B.毛皮和橡胶棒摩擦后二者带的电荷种类相同
C.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中创造了电荷
D.验电器的两片金属箔张开是因为同种电荷相互排斥
【举一反三2】自然界只存在两种电荷,一种是正电荷,另一种是________电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为________电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为________电荷.
【举一反三3】电荷的定向移动形成电流,物理学中给出电流的定义是:通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流;表达式为:。取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C,横截面积为S,导体中每单位体积中的自由电荷数为n,每个自由电荷带的电荷量为q,如图,在时间t内两截面C间的所有自由电荷将通过截面C。试推导出电流的微观表达式I=nvqS。
【答案】 见解析
【解析】 导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v,则电荷移动距离l所用的时间,其体积为V=Sl,则通过截面C的自由电子数目为nSl,该时间内通过导体该截面的电量Q=nSlq,根据电流可得,电流的微观表达式
。
【难度】 基础题
【题型4】电荷间的相互作用规律
【典型例题】小明在科技馆内看到,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根竖起,形成“爆炸头”的有趣现象,如图所示。这是由于头发丝( )
A.带同种电荷,互相排斥
B.带同种电荷,互相吸引
C.带异种电荷,互相排斥
D.带异种电荷,互相吸引
【举一反三1】用毛皮摩擦过的塑料管,靠近用毛皮摩擦过的塑料丝线,塑料丝线浮在空中,如图,这是因为( )
A.摩擦创造电荷
B.同种电荷相互排斥
C.异种电荷相互吸引
D.两个物体都不带电
【举一反三2】当物体具有______性质时我们就说这个物体带了电.用丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒因______电子而带______电,电荷间的相互作用规律为:______.
在“探究电荷的种类和相互作用规律”的实验中:
(1)如图所示,实验发现两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互 ,两根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时会相互 ,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 ,由此得到初步结论:电荷间相互作用的规律是 。
(2)大量实验证明,自然界所有的带电体带的电荷或者与玻璃棒相同,或者与橡胶棒相同,所以自然界只有 种电荷。这种研究方法称为实验加推理,我们学过的 (填一实验名称)也运用了此研究方法。
在“观察带电物体间的相互作用”的活动中,用干燥的丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥的毛皮摩擦过的橡胶棒,依次两两靠近,如图所示。图(a)、(b)两图呈现相互排斥的现象,图(c)呈现相互吸引的现象。
(1)由实验现象可知,图中有机玻璃棒所带电荷与橡胶棒所带电荷是 (选项“相同”或“不同”)的。
(2)用带电的物体分别靠近悬挂的有机玻璃棒和橡胶棒,发现凡是跟有机玻璃棒吸引的,就会跟橡胶棒排斥;而凡是跟橡胶棒吸引的,就会跟有机玻璃棒排斥,人们由此推断,自然界中只存在 种电荷;假如一个带电物体带第三种电荷,与上述玻璃棒与橡胶棒靠近将会出现 。
【题型5】判断物体带电情况
【典型例题】如图所示,无风条件下卡通造型的铝箔气球两次均向带电棒靠近但未接触,气球( )
A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.带电情况无法判断
【举一反三1】如图轻质塑料小球甲、乙处于静止状态.关于小球带电情况,下列判断正确的是( )
A.甲、乙都不带电
B.甲带电,乙不带电
C.甲、乙都带电,并带有同种电荷
D.甲、乙都带电,并带有异种电荷
【举一反三2】用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近甲、乙两个轻小物体,结果甲被排斥,乙被吸引,由此我们可以判定( )
A.甲带正电,乙带负电
B.甲带负电,乙带正电
C.甲带负电,乙不带电或带正电
D.甲带正电,乙不带电或带负电
【举一反三3】把一个轻质的小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们相互排斥,则这个小球一定 。(选填“不带电”、“带负电”或“带正电”)
【举一反三4】如图所示,轻质小球甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,已知甲球带正电,则乙带 电,将乙、丙相互靠近 会相互吸引(选填“一定”或“不一定”)。
【举一反三5】“电”这个名词是由希腊语“琥珀”转来的。古希腊人泰勒斯经过多次实验发现用丝绸摩擦过的琥珀具有吸引灰尘、绒毛等轻小物体的能力。于是,他把这种不可理解的力量叫做“电”。请你根据所学的知识选择合适的器材,设计一个实验来探究与毛织物摩擦后的琥珀(已有)带什么电;
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【举一反三6】衣服上摩擦过的塑料小勺靠近细小水流,发现水流被吸引并发生弯曲的现象,他根据所学的知识判断出塑料小勺带了电荷,但不知道塑料小勺带“正电”还是“负电”。请你设计一个实验方案帮助小伟判断塑料小勺带“正电”还是“负电”。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【题型6】验电器的原理
【典型例题】一个物体接触带正电的验电器时,验电器的金属箔先合拢后又逐渐张开,则这个物体( )
A.带负电 B.带正电 C.不带电 D.带正、负电都可能
【举一反三1】小明同学从弯道型的塑料滑梯上匀速下滑,头发根根竖起,形成“怒发冲冠”的有趣现象,下列分析正确的是( )
A.头发丝竖起是因为分子间有斥力
B.形成“怒发冲冠”现象的原理和验电器的原理相同
C.摩擦过程中产生了新的电荷,头发丝因带了同种电荷而竖起
D.摩擦过程中创造了新的电荷,头发因和塑料滑梯带异种电荷而被吸引
【举一反三2】与丝绸摩擦过的玻璃棒A接触验电器B的金属球,撤走玻璃棒A,再将验电器B靠近用绝缘细绳悬挂的轻质小球C,发现细绳偏离了竖直方向,如图所示。下列说法正确的是( )
A.小球C带正电
B.验电器的金属箔片带负电
C.玻璃棒A与小球C靠近时,小球C会被A吸引
D.玻璃棒A上的正电荷转移到了验电器的金属球上,使金属箔片带上了电
【举一反三3】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器后,验电器金属箔张开,以下说法正确的是( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
C.通常情况下玻璃棒是导体
D.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,玻璃棒新生了电子
【举一反三4】关于图中静电现象,说法正确的是( )
A.如图甲,丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,这个过程中丝绸会失去电子
B.如图乙,细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C.如图丙,验电器是利用了同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原理制成的
D.如图丁,摩擦后的气球能够吸引细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
【举一反三5】用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带 电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球,如图所示,验电器的两金属箔片由于带同种电荷互相 而张开,摩擦过的橡胶棒接触金属验电器后,验电器的箔片带 电。
【举一反三6】如图1所示,当学生用手接触带电金属球时,我们看到她拥有了“海胆头”,这与验电器的工作原理相同,都是 ,图2是小明将两个带电轻质小球B靠近时的相互作用情况,已知A小球带正电,则B小球 (填写带电情况)。
【举一反三7】如图是我们学习两种电荷时做的一些实验。
(1)如图甲所示,用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电,这是 现象,实验时应选择较 (选填“干燥”或“潮湿”)的环境,这样才容易发生该现象。
(2)如图乙所示,丝绸摩擦过的玻璃棒A带 电;将A靠近用棉线悬挂的带电体B,发现二者相互吸引,由此可知B带 电(以上两空均选填“正”或“负”)。
(3)如图丙所示,用带电体接触验电器的金属球,发现金属箔片会张开,这说明验电器的工作原理是 ,带电体所带电荷量越多,金属箔片张角 (选填“越大”或“越小”)。
【举一反三8】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开,其工作原理是 ,此时金属箔带 电。
【题型7】验电器的使用
【典型例题】如图所示的四种现象中,其中解释正确的是( )
A.当软木塞被弹出时,瓶口的“白气”是水蒸气
B. 验电器金属箔片张开,说明被测物体一定带正电
C. 人们常常要贴近花朵才能闻到香味,说明分子没有一直运动
D. 两个削平的铅块紧压在一起后可承受一定的重物,说明分子间有引力
【举一反三1】用经毛皮摩擦过的橡胶棒接触一个验电器的金属球时,发现金属箔先合拢后张开,这表明验电器原来
A.带正电 B.带负电 C.不带电 D.以上三者均有可能
【举一反三2】如图所示,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,金属球以下说法中不正确的是( )
A.金属箔张开说明带上了同种电荷
B.金属箔上带的电荷不一定与带电体相同
C.验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电
D.验电器能粗略反映带电体电荷量的多少
【举一反三3】当验电器带有一定量的电荷后,金属箔张开了一个角度.现用一个带异种电荷的带电体去靠近这个验电器的金属小球,其最终结果是
A.金属箔张角变小
B.金属箔张角变大
C.金属箔张角变为零
D.以上情形都可能发生
【举一反三4】两个完全相同的验电器,分别带上不等量的异种电荷,现将它们的金属球用一根绝缘的金属导体接触后分开,则两验电器的金属箔( )
A.张角一定都减小,且带上等量异种电荷
B.张角一定都增大,且带上等量异种电荷
C.张角一定是有一个增大,且带上等量同种电荷
D.张角一定是有一个减小,且带上等量同种电荷
【举一反三5】如图所甲所示,把与丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器的金属球接触,会发现金属箔片张开,原因是 电荷相互排斥,然后再将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片又闭合,如图乙所示,则此带电小球带 电.
【举一反三6】验电器是检测物体是否带电的仪器。如图所示,金属球与金属箔之间用金属杆连接,金属杆与圆形支架之间必须是用 (选填“导体”或“绝缘体”)材料相隔。若将带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开,是因为两个金属箔片带 (选填“同种”或“异种”)电荷,相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
【举一反三7】如图所甲所示,把与丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器的金属球接触,会发现金属箔片张开,原因是 电荷相互排斥,然后再将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片又闭合,如图乙所示,则此带电小球带 电.
【举一反三8】验电器是检测物体是否带电的仪器。如图所示,金属球与金属箔之间用金属杆连接,金属杆与圆形支架之间必须是用 (选填“导体”或“绝缘体”)材料相隔。若将带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开,是因为两个金属箔片带 (选填“同种”或“异种”)电荷,相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
【题型8】原子的组成
【典型例题】下列粒子中,空间尺度最小的是( )
A.夸克
B.中子
C.原子
D.原子核
【举一反三1】“二十四扫房子”是过年的传统习俗,寓意辞旧迎新、新岁启航。小明用干绸布擦过穿衣镜后发现镜面上粘上了细小的灰尘。下列对此现象说法正确的是( )
A.用摩擦的方法使镜面分子发生转移而带电
B.干绸布与穿衣镜摩擦的过程中创造了电荷
C.干绸布与镜面带的是同种电荷
D.镜面上粘上了细小的灰尘主要是因为带电体可以吸引轻小物体
【举一反三2】物理课上老师做了很多静电小实验,关于摩擦起电,以下说法正确的是( )
A.摩擦起电的原因是不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同
B.丝绸摩擦过的玻璃棒因得到电子而带正电
C.摩擦起电现象的实质是正电荷的转移
D.两个物体互相吸引,它们一定带异种电荷
【举一反三3】将人们首先带入原子微观世界的发现是( )
A.质子的发现 B.电子的发现 C.中子的发现 D.夸克的发现
【举一反三4】(1)常温下的金属锡是 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)。已知一个整体不显电性的锡原子核内有50个质子和50个中子、核外有若干个电子,每一个电子所带电荷量均为1.6×10-19C,则该原子核外的电子总共带 C的电荷量。
有甲、乙、丙三个带电小球,已知甲与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,它们之间的相互作用关系如图所示,则小球乙的带电情况是 (选填“带正电”或“带负电”),小球丙
(选填“带正电”或“带负电”)。
【举一反三5】被毛皮摩擦过的橡胶棒带 (选填“正”或“负”)电荷,是因为橡胶棒在摩擦过程中
(选填“得到”或“失去”)电子。
【举一反三6】金属导体中存在大量可以移动的自由电子,电子带 (选填“正”或“负”)电;摩擦过的橡胶棒带电,这是 (选填“创造了电荷”或“转移了电荷”)。
【举一反三7】在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了 ,进而认识到原子是由 和 构成的.
【题型9】原子的核式结构
【典型例题】下列各种物质微粒中,带电的粒子是( )
A.电子
B.中子
C.分子
D.原子
【举一反三1】不显电性的某原子由粒子甲、乙构成,而粒子乙又由粒子丙、丁构成,其中丁不带电。则( )
A.甲是原子核
B.甲带正电
C.甲和乙所带的电荷在数量上相等
D.甲、丙带同种电荷
【举一反三2】壁画所处的环境相对封闭、幽暗、潮湿,易滋生微生物,导致壁画受损。为此,中国航天科技集团研制出机器人,机器人高速喷射带负电的粒子杀灭微生物,从而保护壁画。该粒子可能是( )
A.电子
B.原子核
C.质子
D.中子
【举一反三3】关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.“地心说”提出太阳是宇宙的中心
B.杨絮漫天飞舞,说明分子在做永不停息的无规则运动
C.固体、液体很难被压缩,说明分子间存在吸引力
D.电子、原子核、原子是按照由小到大的尺度排序的
【举一反三4】春天除了赏百花,还可以吃早熟的桑果,在采摘桑果时发现叶片上两颗靠近的水珠很容易汇成一大滴,这是因为分子间存在 ,分子是由原子组成,原子又是由原子核和 组成,质子、中子、电子中质量最小的是 。
【举一反三5】物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现,常见的物质是由 、原子构成的;原子是由带正电的 和带负电的 构成的。
【举一反三6】各种原子都有相似的结构,如图所示是卢瑟福原子结构模型,原子中心的 ______ 和中子组成原子核,原子核周围有带 ______ 电荷的 ______ 绕核运动.
【题型10】摩擦起电的实质
【典型例题】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们都带了电
B.若塑料小勺带负电是因为它失去了电子
C.塑料小勺摩擦毛料布带了电是因为电荷的转移
D.塑料小勺能吸引胡椒粉是因为同种电荷相互吸引
【举一反三1】人类对原子结构的探究最早是从静电现象开始的.关于静电现象,下列说法不正确的是( )
A.摩擦起电并没有创造电荷,而是电荷的转移
B.与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,丝绸带负电荷
C.小通草球被毛皮摩擦过的橡胶棒吸引,则该小通草球一定带正电
D.自然界只存在正、负两种电荷
【举一反三2】兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,发现锡箔纸张开,下列说法中正确的是( )
A.塑料瓶是导体
B.笔杆由于与头发摩擦创造电荷而带电
C.笔杆带上负电是由于失去电子
D.锡箔纸张开是由于同种电荷相互排斥
【举一反三3】我国古药物学家常用布去摩擦琥珀,看琥珀能否吸引干草屑,以辨别琥珀的真假。摩擦后的琥珀能吸引干草屑,是因为琥珀得到了电子带 电,而带电体有 的性质。
【举一反三4】在如图表示的是两个不同种类的物质在摩擦时,原子之间电荷转移情况的示意图,B物体________(选填“得到”或“失去”)电子而带________电,可见摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体________到另一个物体。
【举一反三5】阅读短文回答问题。
近代科学告诉我们:物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动。两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子。如用玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带着等量的负电。用橡胶棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带着等量的负电。
所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电;但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感,夜间能看到火花,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因(有基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电)。静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高达1万多伏,而橡胶和塑料薄膜表面的静电更是可高达10多万伏。
(1)摩擦起电现象发生时,是 (选填“原子核”或“核外电子”)发生了转移;
(2)静电分为 和 两种;
(3)当带静电物体与 接触时,物体之间会发生电荷转移。
【举一反三6】在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发,发现头发越梳越蓬松,有的头发还会随着梳子飘起来,这是为什么?
【题型11】静电的防护与应用
【典型例题】下列事例中,与静电现象无关的是
A.油罐车尾部拖一条铁链到地面
B.雪花漫天飘舞
C.塑料梳子梳头时越来越蓬松
D.电视机屏幕吸附灰尘
【举一反三1】静电处处与人们的生活为伴。早晨梳头时越梳越乱,甚至“怒发冲冠”;晚上脱衣服时,会伴有蓝色闪光和“啪啪”响声,这些都是静电现象。我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬 考异》中就有“玳瑁吸衣若”之说,下列不属于静电现象的是( )
A.摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑
B.每天都工作的电视机屏表面经常有灰尘
C.向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢
D.初春晴朗的天气,手碰到金属物体时有被电击的感觉
【举一反三2】走近加油站,会闻到汽油的味道,是因为分子在做 ;冬季在加油站不宜整理衣服和头发,因为易发生 现象;加油前我们需要触摸加油机上的静电消除器(如图)避免因静电引起火灾。
【举一反三3】有些化纤布料做成的衣服穿在身上很容易脏,这主要是因为穿着化纤布料衣服时,容易发生______,从而______轻小的尘埃所造成的.在日常生活中消除静电的方法之一是______.
【举一反三4】做饭时,妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐分离,苦于没有办法。小玉急中生智,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下,然后将筷子靠近胡椒粉,胡椒粉被吸到筷子上,成功地将其与粗粒盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的?
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
【题型12】本节综合
【典型例题】如图,用摩擦后带负电荷的塑料棒靠近不带电的小纸人,移动塑料棒,纸人随之舞动起来。下列说法正确的是( )
A.使塑料棒带电的过程创造了电荷
B.摩擦过程中塑料棒得到电子带负电
C.塑料棒是导体
D.纸人随塑料棒舞动是因为同种电荷相互吸引
【举一反三1】厨房烟雾中含有水汽、空气和油脂液滴等,直接排放会污染空气。抽油烟机可有效减少油烟污染,其中“静电分离”技术可让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时,空气和水汽不带电可顺利通过,而带电的油脂液滴会被一侧的金属板吸附,并流入下方的油杯。下列关于金属板所带电荷及油杯位置符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】如图所示为学校科技节上表演的“静电章鱼”实验,用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,将塑料管靠近抛出的塑料丝,可以使塑料丝像章鱼般浮在空中,这是由于塑料丝和塑料管带有 (选填“同种”或“异种”)电荷互相排斥的结果,实验室中用到的 (选填“验电器”或“试电笔”)就是利用此原理制成的。
【举一反三3】利用我们身边的常见物品也可以完成一些物理小实验:
(1)如图甲将一根塑料绳一端扎紧,从另一端把绳尽可能撕成更多的细丝,用手向下捋几下后,观察到的现象是:塑料细丝越来越蓬松,原因是手与塑料细丝带上的是 (选填“同种”或“异种”)电荷;
(2)如图乙所示装置均为比较简易的验电器,它们都可以用来检验某物体是否带电,由图中现象可知,该装置是依据 的原理来检验物体是否带电的。
(3)如图丙所示,把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,这个带电物体所带的是 (选填“正”或“负”)电荷,这是因为这个带电体在摩擦的过程中 (选填“得到”或“失去”)电子。
【举一反三4】在古代,我国的丝绸是一种享誉中外、极其珍贵的物品。丝绸质地柔软光滑,用途广泛。在探索自然现象的过程中,人们发现了一些有趣的现象。请回答下列问题。
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电?
(2)将用丝绸摩擦过的玻璃棒放置在忘记打扫的房间一段时间后,发现相较于未摩擦过的玻璃棒明显沾上了更多的灰尘。试分析其中原因?
人教版(2024)九年级全册 第十五章 电流和电路第1节 两种电荷 寒假巩固(参考答案)
【题型1】摩擦起电现象
【典型例题】医用外科口罩的中间层为多孔结构的熔喷布,在生产过程中通过处理,熔喷布得到大量电子,具有“吸引”轻小物体的作用。下列“吸”的现象中,原理与其相同的是( )
A.塑料吸盘“吸”在光滑的瓷砖上
B.用塑料梳子梳头时,梳子“吸”引头发
C.刚拿出来的冰棒会“吸”住舌头
D.起风时,教室内的窗帘被“吸”出窗外
【答案】B
【解析】在生产过程中通过处理,熔喷布得到大量电子,具有“吸引”轻小物体的作用。原因是带电体可以吸引轻小物体。
塑料吸盘“吸”在光滑的瓷砖上是大气压强作用,故A不符合题意;
用塑料梳子梳头时,梳子“吸”引头发,是因为摩擦起电,梳子与头发因带异种电荷而互相吸引,故B符合题意;
刚拿出来的冰棒会“吸”住舌头,是舌头上的水遇到温度较低的雪糕放热发生了凝固现象,故C不符合题意;
起风时,教室内的窗帘被“吸”出窗外,这是因为窗外空气流速大、压强小,故D不符合题意。
【举一反三1】下列现象中,与摩擦起电现象无关的是( )
A.汽车的汽油桶不能用塑料桶,而要用金属桶
B.用手从保鲜膜筒(或者塑料垃圾袋)撕下一张(个)时,发现它吸到手上
C.风里的蒲公英,随着风儿的方向落到不同的远方
D.脱化纤衣物时常有火花产生
【答案】C
【解析】 桶内汽油与塑料桶壁摩擦,会使塑料桶带电,由于塑料是绝缘体,所以电荷不能及时流入大地,容易发生放电现象,并产生火花引燃汽油,造成事故。而金属桶是导体,可使电荷流入大地,避免放电现象的发生,故A错误;
用手从保鲜膜筒(或者塑料垃圾袋)撕下一张(个)时,手与保鲜膜摩擦发生摩擦起电,手和保鲜膜带有异种电荷,相互吸引,因此它吸到手上,故B错误;
风里的蒲公英,随着风儿的方向落到不同的远方,说明力可以改变物体的运动状态,没有利用摩擦起电,故C正确;
脱化纤衣物时常有火花产生是由于衣服之间相互摩擦,发生摩擦起电,有火花产生,故D错误。
【举一反三2】用丝绸摩擦玻璃棒后,玻璃棒带上了电荷。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒带上了正电荷
B.丝绸带上了正电荷
C.玻璃棒带上了负电荷
D.摩擦过程中创造了新的电荷
【答案】A
【解析】根据正电荷的定义可知,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,所以用丝绸摩擦玻璃棒后,玻璃棒带上了正电荷,丝绸带上了负电荷,故A正确,错误;
摩擦起电的实质不是创造了电荷,而是电荷的转移,故D错误。
【举一反三3】《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦带 而 轻小的芥子。
【答案】 做功 电 吸引
【解析】 改变内能的方法是做功和热传递,“以布拭热”是通过做功的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦得到电子而带电,从而而吸引轻小的芥子。
【举一反三4】周末,小华晒被子时,拍打被子将上面的灰尘抖落,而后发现地板上有细小的灰尘与头发,他灵机一动,给扫帚套上干燥的塑料袋,扫地时可以吸附灰尘与头发,如图。请用所学物理知识解释以下问题:
(1)拍打被子时,为什么可以将被子的灰尘抖落?
(2)扫地时,扫帚套上塑料袋后为什么可以吸附灰尘与头发?
【答案】 见解析
【解析】 (1)拍打被子时,被子运动起来了,灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,故可以将被子的灰尘抖落;
(2)扫地时,扫帚套上塑料袋后,塑料带和地面会摩擦带电,而带电体会吸引轻小物体,故扫地时,扫帚套上塑料袋后可以吸附灰尘与头发。
【题型2】带电体的基本性质
【典型例题】如图所示,用毛皮摩擦橡胶棒后,再用这根橡胶棒靠近悬挂的气球,则下列说法正确的是( )
A.气球被吸引的原因是带电体具有吸引轻小物体的性质
B.气球与橡胶棒因带异种电荷而相互吸引
C.气球被吸引与验电器的工作原理相同
D.若把气球换成小铁球,也能被吸引
【答案】D
【解析】用毛皮摩擦橡胶棒后,橡胶棒带负电,带电体可以吸引轻小物体,且异种电荷相互吸引,因此气球被吸引,气球可能带正电或不带电,故AB错误;
验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,气球被吸引,是因为异种电荷相互吸引或者带电体可以吸引轻小物体,二者原理不同,故C错误;
若把气球换成小铁球,由于毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,而带电体对物体有吸引力,因此会吸引小铁球,故D正确。
故选D。
【举一反三1】生活处处有物理,细心观察皆学问。如:电视机屏幕上容易“沾”上灰尘,这主要是因为屏幕上带有( )
A.黏性
B.水分
C.静电
D.磁性
【答案】C
【解析】因为电视机在通电过程中会有少量电荷转移到电视机屏幕,而使电视机屏幕带有电荷,因为带电体具有吸引轻小物质的性质,所以容易“沾”上灰尘,故C符合题意,A、B、D不符合题意。
【举一反三2】(2024·山东菏泽·期末)下列说法中正确的是( )
A.用纸巾摩擦过的塑料吸管可以吸引纸屑,说明塑料是导体
B.干燥的冬季,化纤衣服容易吸附灰尘是因为摩擦过的衣服带了电容易吸引轻小物体
C.实验表明与头发摩擦过的塑料尺排斥与毛皮摩擦过的橡胶棒,说明塑料尺带正电
D.用塑料梳子梳头发,头发更蓬松是因为梳子与头发摩擦的过程中创造了电荷
【答案】B
【解析】塑料是绝缘体,一般情况下不导电,用纸巾摩擦过的塑料吸管可以吸引纸屑,是由于塑料吸管因摩擦而带电,带电物体具有吸引轻小物体的性质。故A错误;
带电物体具有吸引轻小物体的性质。摩擦过的衣服带了电容易吸引轻小物体,干燥的冬季,化纤衣服容易吸附灰尘,故B正确;
实验表明与头发摩擦过的塑料尺排斥与毛皮摩擦过的橡胶棒,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,由同种电荷相排斥得,塑料尺带负电,故C错误;
用塑料梳子梳头发,头发更蓬松是因为梳子与头发摩擦的过程中电子发生转移,带同种电荷,同种电荷互相排斥,故D错误。
【举一反三3】如图所示,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,用餐巾纸和吸管的一端摩擦使其带电,再将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管的一端时,发现吸管被排开,另一端与橡胶棒靠近时相互吸引。下列说法正确的是( )
A.吸管的两端都带负电
B.吸管两端都带正电
C.吸管的一端带负电,一端不带电
D.吸管的一端带正电,一端不带电
【答案】C
【解析】由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,吸管的一端与橡胶棒相互排斥,说明吸管的一端带负电;带电体除了吸引带有异种电荷的物体外,还可以吸引不带电的轻小物体,所以橡胶棒靠近不带电的吸管一端会相互吸引;综上所述,吸管一端带负电,一端不带电,故A、B、D错误,C正确。
【举一反三4】东汉学者王充在《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。“顿牟掇芥”的意思是摩擦过 的琥珀能吸引芥菜子一类的轻小物体,这说明琥珀带了 ;琥珀和与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,可以确定琥珀带的是 (选填“正”或“负”)电荷。
【答案】电荷 负
【解析】因为带电体能吸引轻小物体,琥珀能吸引轻小的物体芥菜子等,说明琥珀带了电。
与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,琥珀和带负电的橡胶棒相互排斥,则琥珀带负电,因为同种电荷相互排斥。
【举一反三5】小明在打扫卫生时发现刚擦完的玻璃表面很容易粘上细小绒毛,这是由于带电体有 的性质,且刚擦完玻璃的干毛巾与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,这说明干毛巾带 (选填“正” 或“负”)电。
【答案】吸引轻小物体 负
【解析】用干毛巾擦玻璃时,干毛巾与玻璃之间相互摩擦,发生了电荷的转移,从而使玻璃带上电,带电的玻璃会吸附这些轻小物体,出现了玻璃粘毛现象。
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,刚擦完玻璃的干毛巾与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,说明干毛巾带负电。
【举一反三6】《本草纲目》中记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,请用所学的物理知识解释“以布拭热琥珀”,琥珀能够“吸得芥子”所蕴含的物理道理是: 。
【答案】 带电体具有吸引轻小物体的性质
【解析】 摩擦起电的实质是得失电子,琥珀与布摩擦后得到电子带上负电,能够吸引轻小的芥子。
【答案】 带电体具有吸引轻小物体的性质
【解析】 摩擦起电的实质是得失电子,琥珀与布摩擦后得到电子带上负电,能够吸引轻小的芥子。
【解析】 摩擦起电的实质是得失电子,琥珀与布摩擦后得到电子带上负电,能够吸引轻小的芥子。
【题型3】两种电荷与电荷量
【典型例题】对静电现象的认识,下列说法中正确的是( )
A.自然界只存在两种电荷
B.同种电荷互相吸引,异种电荷互相排斥
C.摩擦起电创造了电荷
D.在各种带电微粒中,电子所带电荷量的大小是最大的
【答案】A
【解析】自然界只存在正、负两种电荷,故A正确;
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故B错误;
摩擦起电的实质是电子的转移,是电子从一个物体转移到另一个物体上,电荷的总量没有变,并不是创造了电荷,故C错误;
在各种带电微粒中,电子所带电荷量的大小是最小的,故D错误。
【举一反三1】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球如图所示,发现验电器的两片金属箔张开,下列说法中正确的是( )
A.毛皮摩擦过的橡胶棒带正电荷
B.毛皮和橡胶棒摩擦后二者带的电荷种类相同
C.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中创造了电荷
D.验电器的两片金属箔张开是因为同种电荷相互排斥
【答案】D
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,橡胶棒得到电子,毛皮失去电子带正电,毛皮和橡胶棒摩擦后二者带的电荷种类不相同,故A、B错误;
摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷,故C错误;
用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔带负电,同种电荷相互排斥,验电器的两片金属箔张开,故D正确。
【举一反三2】自然界只存在两种电荷,一种是正电荷,另一种是________电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为________电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为________电荷.
【答案】负;负;正
【解析】自然界中存在着两种电荷即正电荷和负电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷.
【举一反三3】电荷的定向移动形成电流,物理学中给出电流的定义是:通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流;表达式为:。取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C,横截面积为S,导体中每单位体积中的自由电荷数为n,每个自由电荷带的电荷量为q,如图,在时间t内两截面C间的所有自由电荷将通过截面C。试推导出电流的微观表达式I=nvqS。
【答案】 见解析
【解析】 导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v,则电荷移动距离l所用的时间,其体积为V=Sl,则通过截面C的自由电子数目为nSl,该时间内通过导体该截面的电量Q=nSlq,根据电流可得,电流的微观表达式
。
【难度】 基础题
【答案】 见解析
【解析】 导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v,则电荷移动距离l所用的时间,其体积为V=Sl,则通过截面C的自由电子数目为nSl,该时间内通过导体该截面的电量Q=nSlq,根据电流可得,电流的微观表达式
。
【难度】 基础题
【解析】 导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v,则电荷移动距离l所用的时间,其体积为V=Sl,则通过截面C的自由电子数目为nSl,该时间内通过导体该截面的电量Q=nSlq,根据电流可得,电流的微观表达式
。
【难度】 基础题
【题型4】电荷间的相互作用规律
【典型例题】小明在科技馆内看到,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根竖起,形成“爆炸头”的有趣现象,如图所示。这是由于头发丝( )
A.带同种电荷,互相排斥
B.带同种电荷,互相吸引
C.带异种电荷,互相排斥
D.带异种电荷,互相吸引
【答案】A
【解析】 当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根竖起,形成“爆炸头”的有趣现象,说明头发丝带上了同种电荷,同种电荷相互排斥而张开,故A正确,BCD错误。
【举一反三1】用毛皮摩擦过的塑料管,靠近用毛皮摩擦过的塑料丝线,塑料丝线浮在空中,如图,这是因为( )
A.摩擦创造电荷
B.同种电荷相互排斥
C.异种电荷相互吸引
D.两个物体都不带电
【答案】B
【解析】塑料丝线浮在空中是因为同种电荷相互排斥造成的,两物体带同种电荷;
摩擦起电的实质是电子的转移。故B正确,A、C、D错误。
【举一反三2】当物体具有______性质时我们就说这个物体带了电.用丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒因______电子而带______电,电荷间的相互作用规律为:______.
【答案】吸引轻小物体;失去;正;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
【解析】摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,用丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒失去了电子而带正电.电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相吸引.
在“探究电荷的种类和相互作用规律”的实验中:
(1)如图所示,实验发现两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互 ,两根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时会相互 ,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 ,由此得到初步结论:电荷间相互作用的规律是 。
(2)大量实验证明,自然界所有的带电体带的电荷或者与玻璃棒相同,或者与橡胶棒相同,所以自然界只有 种电荷。这种研究方法称为实验加推理,我们学过的 (填一实验名称)也运用了此研究方法。
【答案】
(1) 排斥 排斥 吸引 同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引
(2) 两 探究真空能否传声实验
【解析】
(1)实验发现两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互排斥,而丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们之间会相互吸引;原因是摩擦起电的实质是电子的转移。两根用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷都是同种电荷,被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷与被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是不同的,所以由此可得出的结论是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)实验中把其它经过摩擦而带电的物体分别去靠近上面的玻璃棒和橡胶棒,发现若跟玻璃棒吸引的,就会跟橡胶棒排斥;而跟橡胶棒吸引的,就会跟玻璃棒排斥,由此可知:自然界中一种电荷与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,另一种与被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同,所以可以得出的结论是:自然界中电荷只有两种。
探究真空能否传声的实验,也是运用实验加推理的方法得到实验结论的。
在“观察带电物体间的相互作用”的活动中,用干燥的丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥的毛皮摩擦过的橡胶棒,依次两两靠近,如图所示。图(a)、(b)两图呈现相互排斥的现象,图(c)呈现相互吸引的现象。
(1)由实验现象可知,图中有机玻璃棒所带电荷与橡胶棒所带电荷是 (选项“相同”或“不同”)的。
(2)用带电的物体分别靠近悬挂的有机玻璃棒和橡胶棒,发现凡是跟有机玻璃棒吸引的,就会跟橡胶棒排斥;而凡是跟橡胶棒吸引的,就会跟有机玻璃棒排斥,人们由此推断,自然界中只存在 种电荷;假如一个带电物体带第三种电荷,与上述玻璃棒与橡胶棒靠近将会出现 。
【答案】
(1)不同
(2) 两 见解析
【解析】
(1)异种电荷相互吸引,图(c)呈现相互吸引的现象,由实验现象可知,图中有机玻璃棒所带电荷与橡胶棒所带电荷是不同的。
(2)在已经知道橡胶棒和有机玻璃棒带相反电荷情况下,把其它经过摩擦而带电的物体和他们接触,根据同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,可以得出带电的物体与橡胶棒相斥的,所带电荷跟丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷必定不同。据此分析,自然界中只存在两种电荷。
异种电荷相互吸引,假如一个带电物体带第三种电荷,与上述玻璃棒与橡胶棒靠近将会出现吸引的现象。
【题型5】判断物体带电情况
【典型例题】如图所示,无风条件下卡通造型的铝箔气球两次均向带电棒靠近但未接触,气球( )
A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.带电情况无法判断
【答案】A
【解析】两次用带有不同电荷的带电棒靠近卡通造型的铝箔气球,均发生了相互吸引,根据异种电荷相互吸引和带电体能吸引轻小物体的性质可知,气球不可能两次带不同电荷,因此,气球一定不带电.
【举一反三1】如图轻质塑料小球甲、乙处于静止状态.关于小球带电情况,下列判断正确的是( )
A.甲、乙都不带电
B.甲带电,乙不带电
C.甲、乙都带电,并带有同种电荷
D.甲、乙都带电,并带有异种电荷
【答案】C
【解析】读图可知,两只小球靠近时相互排斥,说明两只小球一定是带有同种电荷.
【举一反三2】用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近甲、乙两个轻小物体,结果甲被排斥,乙被吸引,由此我们可以判定( )
A.甲带正电,乙带负电
B.甲带负电,乙带正电
C.甲带负电,乙不带电或带正电
D.甲带正电,乙不带电或带负电
【答案】D
【解析】与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷,用它去靠近甲和乙,甲被排斥,根据同种电荷相互排斥的特点可知,甲与玻璃棒带的是同种电荷,即甲带正电;乙被吸引,根据异种电荷相互吸引和带电体具有吸引轻小物体的性质可知:乙可能带负电荷,也可能不带电,故D符合题意,A、B、C不符合题意。
【举一反三3】把一个轻质的小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们相互排斥,则这个小球一定 。(选填“不带电”、“带负电”或“带正电”)
【答案】带负电
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,把一个轻质的小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们相互排斥,则这个小球一定带负电。
【举一反三4】如图所示,轻质小球甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,已知甲球带正电,则乙带 电,将乙、丙相互靠近 会相互吸引(选填“一定”或“不一定”)。
【答案】正 一定
【解析】甲带正电,甲、乙相互排斥,由同种电荷相排斥得,乙带正电。
甲乙带正电,甲、丙相互吸引,由异种电荷相吸引、带电体吸引不带电的物体得,丙可能带负电或者不带电,则将乙、丙相互靠近一定会相互吸引。
【举一反三5】“电”这个名词是由希腊语“琥珀”转来的。古希腊人泰勒斯经过多次实验发现用丝绸摩擦过的琥珀具有吸引灰尘、绒毛等轻小物体的能力。于是,他把这种不可理解的力量叫做“电”。请你根据所学的知识选择合适的器材,设计一个实验来探究与毛织物摩擦后的琥珀(已有)带什么电;
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【答案】(1)丝绸、玻璃棒、细线 (2) 将毛织物摩擦后的琥珀用细线悬挂起来,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近琥珀 (3) 若相斥则说明琥珀带正电;若相吸,则说明琥珀带负电
【举一反三6】衣服上摩擦过的塑料小勺靠近细小水流,发现水流被吸引并发生弯曲的现象,他根据所学的知识判断出塑料小勺带了电荷,但不知道塑料小勺带“正电”还是“负电”。请你设计一个实验方案帮助小伟判断塑料小勺带“正电”还是“负电”。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【答案】(1)丝绸、玻璃棒、细线 (2) 见解析 (3) 见解析
【解析】(1)根据所学的知识可知,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,因此实验器材:丝绸、玻璃棒、细线。
(2)实验步骤为:将与衣服摩擦过的塑料小勺用细线吊起,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近小勺,观察现象。
(3)现象及结论:若玻璃棒与小勺相互排斥,则说明小勺带正电;若玻璃棒与小勺相互吸引,则说明小勺带负电。
【题型6】验电器的原理
【典型例题】一个物体接触带正电的验电器时,验电器的金属箔先合拢后又逐渐张开,则这个物体( )
A.带负电 B.带正电 C.不带电 D.带正、负电都可能
【答案】A
【解析】因验电器的金属球带正电,验电器的金属箔先闭合,说明物体带的是负电,验电器的正电荷与物体带的负电荷发生中和现象,后又张开是因为物体带的负电荷又更多的传导给了验电器,验电器的金属箔因带同种电荷而张开.
【举一反三1】小明同学从弯道型的塑料滑梯上匀速下滑,头发根根竖起,形成“怒发冲冠”的有趣现象,下列分析正确的是( )
A.头发丝竖起是因为分子间有斥力
B.形成“怒发冲冠”现象的原理和验电器的原理相同
C.摩擦过程中产生了新的电荷,头发丝因带了同种电荷而竖起
D.摩擦过程中创造了新的电荷,头发因和塑料滑梯带异种电荷而被吸引
【答案】B
【解析】摩擦过程中发生了电荷的转移,头发因带同种电荷互相排斥而竖起,故A错误;
怒发冲冠现象的原理是同种电荷互相排斥,和验电器的原理相同,故B正确;
摩擦过程中并不产生电荷,只是发生了电荷的转移,头发和滑梯应带异种电荷,但每根头发带的都是同种电荷,故C、D错误。
【举一反三2】与丝绸摩擦过的玻璃棒A接触验电器B的金属球,撤走玻璃棒A,再将验电器B靠近用绝缘细绳悬挂的轻质小球C,发现细绳偏离了竖直方向,如图所示。下列说法正确的是( )
A.小球C带正电
B.验电器的金属箔片带负电
C.玻璃棒A与小球C靠近时,小球C会被A吸引
D.玻璃棒A上的正电荷转移到了验电器的金属球上,使金属箔片带上了电
【答案】A
【解析】与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,玻璃棒A接触验电器B的金属球,则验电器带正电荷,即验电器的金属箔片带正电,验电器B靠近用绝缘细绳悬挂的轻质小球C,由图可知,小球C被排斥,由同种电荷相排斥可知,小球C带正电,故A正确,B错误;
由于玻璃棒A带正电荷,小球C带正电,由同种电荷相排斥可知,小球C会被A排斥,故C错误;
玻璃棒A上带正电荷,则验电器的负电荷从金属球转移到了玻璃棒上,使金属箔片带上了电,故D错误。
【举一反三3】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器后,验电器金属箔张开,以下说法正确的是( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
C.通常情况下玻璃棒是导体
D.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,玻璃棒新生了电子
【答案】B
【解析】丝绸摩擦玻璃棒的过程中,丝绸得到电子带负电,玻璃板失去电子带正电,故A错误;
验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故B正确;
通常情况下玻璃棒不容易导电,是绝缘体,故C错误;
丝绸摩擦玻璃棒的过程中,丝绸和玻璃板上的电子发生了转移,并没有新产生了电子,故D错误。
【举一反三4】关于图中静电现象,说法正确的是( )
A.如图甲,丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,这个过程中丝绸会失去电子
B.如图乙,细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C.如图丙,验电器是利用了同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原理制成的
D.如图丁,摩擦后的气球能够吸引细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
【答案】D
【解析】如图甲,丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,这个过程中丝绸会得到电子,故A错误;
如图乙,细线悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球可能带有异种电荷或其中一个带电,另一个不带电,故B错误;
如图丙,验电器是利用了同种电荷相互排斥的原理制成的,故C错误;
如图丁,摩擦后的带电气球能够吸引不带电的细水流,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质,故D正确。
【举一反三5】用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带 电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球,如图所示,验电器的两金属箔片由于带同种电荷互相 而张开,摩擦过的橡胶棒接触金属验电器后,验电器的箔片带 电。
【答案】负 排斥 负
【解析】毛皮与橡胶棒在摩擦的过程中,橡胶棒的原子核束缚电子的能力强,会得到电子,带负电;
验电器的金属箔片上带上了同种电荷,由于同种电荷相互排斥,所以其两个金属箔片会张开;
带负电的橡胶棒接触金属验电器后,橡胶棒上多余的电子会转移到金属箔片上,验电器的箔片因有多余的电子带负电。
【举一反三6】如图1所示,当学生用手接触带电金属球时,我们看到她拥有了“海胆头”,这与验电器的工作原理相同,都是 ,图2是小明将两个带电轻质小球B靠近时的相互作用情况,已知A小球带正电,则B小球 (填写带电情况)。
【答案】同种电荷相互排斥 带负电
【解析】由图1可知,当学生用手接触带电金属球时,我们看到她拥有了“海胆头”,是因为同种电荷相互排斥,这与验电器的工作原理相同;
由图2知,两个带电小球相互吸引,由异种电荷相互吸引可知,A带正电,则B带负电。
【举一反三7】如图是我们学习两种电荷时做的一些实验。
(1)如图甲所示,用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电,这是 现象,实验时应选择较 (选填“干燥”或“潮湿”)的环境,这样才容易发生该现象。
(2)如图乙所示,丝绸摩擦过的玻璃棒A带 电;将A靠近用棉线悬挂的带电体B,发现二者相互吸引,由此可知B带 电(以上两空均选填“正”或“负”)。
(3)如图丙所示,用带电体接触验电器的金属球,发现金属箔片会张开,这说明验电器的工作原理是 ,带电体所带电荷量越多,金属箔片张角 (选填“越大”或“越小”)。
【答案】(1)摩擦起电 干燥 (2)正 负 (3)同种电荷相互排斥 越大
【举一反三8】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开,其工作原理是 ,此时金属箔带 电。
【答案】同种电荷相互排斥 正
【解析】当带电物体接触验电器的金属球时,带电物体的电荷会转移到验电器的金属箔上,使两片金属箔带上同种电荷,从而相互排斥而张开。
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。当带正电的玻璃棒接触验电器的金属球时,由于电荷的转移,验电器的金属箔也会带上正电。这是因为玻璃棒上的正电荷(缺少电子的原子)会吸引验电器金属球上的负电荷(电子),使电子从验电器转移到玻璃棒上,从而验电器金属箔上缺少电子,带上正电。
【题型7】验电器的使用
【典型例题】如图所示的四种现象中,其中解释正确的是( )
A.当软木塞被弹出时,瓶口的“白气”是水蒸气
B. 验电器金属箔片张开,说明被测物体一定带正电
C. 人们常常要贴近花朵才能闻到香味,说明分子没有一直运动
D. 两个削平的铅块紧压在一起后可承受一定的重物,说明分子间有引力
【答案】D
【解析】“白气”是由于水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故A错误;
验电器的原理是利用同种电荷相互排斥制成的,当验电器检验物体是否带电时,验电器金属箔片张开,则说明被测物体带电,但不一定是带正电,故B错误;
贴近花朵闻到香味,这是因为组成香味的分子在不停地做无规则运动,扩散到了空气中,所以我们能闻到香味,故C错误;
分子间存在引力和斥力,两个削平的铅块紧压在一起后能吊住重物,这说明分子间存在引力,故D正确。
【举一反三1】用经毛皮摩擦过的橡胶棒接触一个验电器的金属球时,发现金属箔先合拢后张开,这表明验电器原来
A.带正电 B.带负电 C.不带电 D.以上三者均有可能
【答案】A
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,即有多余的电子,所以当接触验电器上端的金属球时,橡胶棒上的电子会转移到验电器上,先合拢是由于刚开始发生了中和现象,即原来验电器带正电,后又张开是因为橡胶棒上有多余的负电荷,验电器的金属箔因带负电荷而张开,故验电器原来带正电,后来带负电。故选A。
【举一反三2】如图所示,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,金属球以下说法中不正确的是( )
A.金属箔张开说明带上了同种电荷
B.金属箔上带的电荷不一定与带电体相同
C.验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电
D.验电器能粗略反映带电体电荷量的多少
【答案】B
【解析】验电器是根据同种电荷相互排斥的原理工作的,因此,金属箔张开说明带上了同种电荷,故A正确,不符合题意;
带电体接触验电器的导体时,自身所带的电荷会传到金属箔片上,因此金属箔上带的电荷与带电体相同,故B错误,符合题意;
验电器只能检验物体是否带电及大致判断带电多少,不能检验物体带的是正电还是负电,故C正确,不符合题意;
验电器的金属箔片所带的电荷量越多,其张角越大,故可以通过张角的大小粗略地反映带电体电荷量的多少,故D正确,不符合题意。
【举一反三3】当验电器带有一定量的电荷后,金属箔张开了一个角度.现用一个带异种电荷的带电体去靠近这个验电器的金属小球,其最终结果是
A.金属箔张角变小
B.金属箔张角变大
C.金属箔张角变为零
D.以上情形都可能发生
【答案】D
【解析】假设验电器原来带正电,现用一个带异种电荷的带电体(带负电)去靠近这个验电器的金属小球时,由于带电体上带负电,排斥验电器上的部分电子向金属箔移动,先中和原有的正电荷,所以会看到金属箔张角减小;若带电体所带负电荷与原来验电器所带正电荷的数量相同,则金属箔的张角将变为零;若带电体所带负电荷足够多,则金属箔上的电子也会越来越多,金属箔将带上负电,金属箔的张角又将变大.故选D。
【举一反三4】两个完全相同的验电器,分别带上不等量的异种电荷,现将它们的金属球用一根绝缘的金属导体接触后分开,则两验电器的金属箔( )
A.张角一定都减小,且带上等量异种电荷
B.张角一定都增大,且带上等量异种电荷
C.张角一定是有一个增大,且带上等量同种电荷
D.张角一定是有一个减小,且带上等量同种电荷
【答案】D
【解析】两个完全相同的验电器,分别带上不等量的异种电荷,现将它们的金属球用一根绝缘的金属导体接触后分开,则两验电器的金属箔张角一定是有一个减小,且带上等量同种电荷.所以选D.
【举一反三5】如图所甲所示,把与丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器的金属球接触,会发现金属箔片张开,原因是 电荷相互排斥,然后再将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片又闭合,如图乙所示,则此带电小球带 电.
【答案】 同种 负
【解析】与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当用带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时,电荷通过验电器的金属球传给金属杆传给两片金属箔,使两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以金属箔片张开.将另一带电小球与验电器金属球接触,箔片闭合,是因为这个带电小球上的负电荷与验电器上的正电荷发生了中和现象.
【举一反三6】验电器是检测物体是否带电的仪器。如图所示,金属球与金属箔之间用金属杆连接,金属杆与圆形支架之间必须是用 (选填“导体”或“绝缘体”)材料相隔。若将带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开,是因为两个金属箔片带 (选填“同种”或“异种”)电荷,相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】绝缘体 同种 排斥
【解析】为了防止电荷被导走,金属杆与圆形支架之间必须是用绝缘体材料相隔;
验电器是用来检验物体是否带电的仪器;用带电体接触验电器的金属球时,电荷在带电体和两片金属箔间发生转移,两片金属箔会带上同种电荷,同种电荷相互排斥而张开。
【举一反三7】如图所甲所示,把与丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器的金属球接触,会发现金属箔片张开,原因是 电荷相互排斥,然后再将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片又闭合,如图乙所示,则此带电小球带 电.
【答案】 同种 负
【解析】与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当用带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时,电荷通过验电器的金属球传给金属杆传给两片金属箔,使两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以金属箔片张开.将另一带电小球与验电器金属球接触,箔片闭合,是因为这个带电小球上的负电荷与验电器上的正电荷发生了中和现象.
【举一反三8】验电器是检测物体是否带电的仪器。如图所示,金属球与金属箔之间用金属杆连接,金属杆与圆形支架之间必须是用 (选填“导体”或“绝缘体”)材料相隔。若将带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开,是因为两个金属箔片带 (选填“同种”或“异种”)电荷,相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】绝缘体 同种 排斥
【解析】为了防止电荷被导走,金属杆与圆形支架之间必须是用绝缘体材料相隔;
验电器是用来检验物体是否带电的仪器;用带电体接触验电器的金属球时,电荷在带电体和两片金属箔间发生转移,两片金属箔会带上同种电荷,同种电荷相互排斥而张开。
【题型8】原子的组成
【典型例题】下列粒子中,空间尺度最小的是( )
A.夸克
B.中子
C.原子
D.原子核
【答案】A
【解析】一般情况下,物质由分子组成的,分子又是由原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,所以原子比原子核大;原子核是由质子和中子组成的,所以原子核比质子大;而夸克则是比中子更小的微粒,在这几种微粒中夸克最小,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三1】“二十四扫房子”是过年的传统习俗,寓意辞旧迎新、新岁启航。小明用干绸布擦过穿衣镜后发现镜面上粘上了细小的灰尘。下列对此现象说法正确的是( )
A.用摩擦的方法使镜面分子发生转移而带电
B.干绸布与穿衣镜摩擦的过程中创造了电荷
C.干绸布与镜面带的是同种电荷
D.镜面上粘上了细小的灰尘主要是因为带电体可以吸引轻小物体
【答案】D
【解析】摩擦起电的实质是电子的转移,不是创造了电荷,故A、B错误;
干绸布与镜面摩擦之后发生了电子的转移,得到电子的显负电,失去电子的显正电,干绸布与镜面带的是异种电荷,故C错误;
根据带电体能够吸引轻小物体的性质,镜面上粘上了细小的灰尘主要是因为带电体可以吸引轻小物体,故D正确。
【举一反三2】物理课上老师做了很多静电小实验,关于摩擦起电,以下说法正确的是( )
A.摩擦起电的原因是不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同
B.丝绸摩擦过的玻璃棒因得到电子而带正电
C.摩擦起电现象的实质是正电荷的转移
D.两个物体互相吸引,它们一定带异种电荷
【答案】A
【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,束缚电子能力弱的物体容易失去电子;故A正确;
丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电荷;故B错误;
摩擦起电的实质是带电荷的电子发生转移;故C错误;
由异种电荷相互吸引、带电体具有吸引轻小的物体的性质可知,两个物体相互吸引,有可能一个带电,另一个不带电。故D错误。
【举一反三3】将人们首先带入原子微观世界的发现是( )
A.质子的发现 B.电子的发现 C.中子的发现 D.夸克的发现
【答案】B
【解析】汤姆孙发现电子后,人类开始探索原子的结构,最终发现原子是位于原子中心的原子核及在核外运动的电子组成.
【举一反三4】(1)常温下的金属锡是 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)。已知一个整体不显电性的锡原子核内有50个质子和50个中子、核外有若干个电子,每一个电子所带电荷量均为1.6×10-19C,则该原子核外的电子总共带 C的电荷量。
有甲、乙、丙三个带电小球,已知甲与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,它们之间的相互作用关系如图所示,则小球乙的带电情况是 (选填“带正电”或“带负电”),小球丙
(选填“带正电”或“带负电”)。
【答案】(1)导体 8×10-18 (2)带正电 带负电
【解析】(1)金属锡是导体,一般情况下物体的原子内带正电的质子数和带负电的电子数相等,两者相互抵消对外不显电性,所以金属锡的原子核带有50个正电荷,它的原子核外有50个电子。
电子所带的总电荷
Q=ne=50×1.6×10-19C=8×10-18C
(2)根据题意知道,甲、乙、丙三个小球均带电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,已知甲球与用丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则甲所带的电荷与玻璃棒相同,所以甲球带正电。
甲和乙相互排斥,根据同种电荷相互排斥,所以乙球带正电;乙和丙相互吸引,因异种电荷相互吸引,则丙球带负电。
【举一反三5】被毛皮摩擦过的橡胶棒带 (选填“正”或“负”)电荷,是因为橡胶棒在摩擦过程中
(选填“得到”或“失去”)电子。
【答案】负 得到
【举一反三6】金属导体中存在大量可以移动的自由电子,电子带 (选填“正”或“负”)电;摩擦过的橡胶棒带电,这是 (选填“创造了电荷”或“转移了电荷”)。
【答案】负 转移了电荷
【举一反三7】在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了 ,进而认识到原子是由 和 构成的.
【答案】电子 电子 原子核
【解析】在探索微小粒子的历程中人们首先发现了电子,并且知道原子也是有结构的,是可以再分的,原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成。
【题型9】原子的核式结构
【典型例题】下列各种物质微粒中,带电的粒子是( )
A.电子
B.中子
C.分子
D.原子
【答案】A
【解析】通常情况下,分子、原子不带电,中子呈电中性;电子带负电。故A正确,BCD错误。
【举一反三1】不显电性的某原子由粒子甲、乙构成,而粒子乙又由粒子丙、丁构成,其中丁不带电。则( )
A.甲是原子核
B.甲带正电
C.甲和乙所带的电荷在数量上相等
D.甲、丙带同种电荷
【答案】C
【解析】不显电性的某原子由原子核和电子构成的,所以甲是电子,带负电;乙是原子核,丙是质子,丁不带电,丁是中子;在通常情况下,原子核所带的正电和电子所带的负电在数量上相等,电性相反;故C正确,ABD错误。
【举一反三2】壁画所处的环境相对封闭、幽暗、潮湿,易滋生微生物,导致壁画受损。为此,中国航天科技集团研制出机器人,机器人高速喷射带负电的粒子杀灭微生物,从而保护壁画。该粒子可能是( )
A.电子
B.原子核
C.质子
D.中子
【答案】A
【解析】原子是由位于中心带正电的原子核和绕原子核高速运动的带负电电子构成,原子核又由质子和中子组成。故A正确。
【举一反三3】关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.“地心说”提出太阳是宇宙的中心
B.杨絮漫天飞舞,说明分子在做永不停息的无规则运动
C.固体、液体很难被压缩,说明分子间存在吸引力
D.电子、原子核、原子是按照由小到大的尺度排序的
【答案】D
【解析】“地心说”提出地球是宇宙的中心,故A错误;
杨絮飞舞属于宏观物体运动,不是分子运动,故B错误;
固体、液体很难被压缩,是因为分子间存在斥力,故C错误;
常见粒子尺度由小到大排序:电子、原子核、原子、分子,故D正确。
【举一反三4】春天除了赏百花,还可以吃早熟的桑果,在采摘桑果时发现叶片上两颗靠近的水珠很容易汇成一大滴,这是因为分子间存在 ,分子是由原子组成,原子又是由原子核和 组成,质子、中子、电子中质量最小的是 。
【答案】 引力 核外电子 电子
【解析】分子间同时存在斥力和引力,当两滴水珠相遇时,会汇合变成一滴较大的水滴,这说明分子之间存在引力。
分子是由原子组成,原子又是由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,原子核几乎集中了整个原子的质量,电子的质量很小,质子、中子、电子中质量最小的是电子。
【举一反三5】物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现,常见的物质是由 、原子构成的;原子是由带正电的 和带负电的 构成的。
【答案】分子 原子核 负
【解析】研究发现,常见的物质是由分子、原子构成的;原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的。
【举一反三6】各种原子都有相似的结构,如图所示是卢瑟福原子结构模型,原子中心的 ______ 和中子组成原子核,原子核周围有带 ______ 电荷的 ______ 绕核运动.
【答案】质子;负;电子.
【解析】卢瑟福核式结构模型:原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的,原子核由质子和中子组成,质子带正电,电子带负电.
【题型10】摩擦起电的实质
【典型例题】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们都带了电
B.若塑料小勺带负电是因为它失去了电子
C.塑料小勺摩擦毛料布带了电是因为电荷的转移
D.塑料小勺能吸引胡椒粉是因为同种电荷相互吸引
【答案】C
【解析】塑料小勺在毛料布上摩擦了几下,塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电,带电体可以吸引轻小物体,带电的塑料小勺能吸引胡椒粉,但胡椒粉不带电,故AD错误;
电子带负电,若塑料小勺带负电是因为它得到了电子,失去电子带正电,故B错误;
摩擦起电的实质是电荷的转移,所以塑料小勺摩擦毛料布带了电,故C正确。
【举一反三1】人类对原子结构的探究最早是从静电现象开始的.关于静电现象,下列说法不正确的是( )
A.摩擦起电并没有创造电荷,而是电荷的转移
B.与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,丝绸带负电荷
C.小通草球被毛皮摩擦过的橡胶棒吸引,则该小通草球一定带正电
D.自然界只存在正、负两种电荷
【答案】C
【解析】摩擦起电是由于电荷的转移造成的,在转移的过程中总量是保持不变的,故A说法正确;玻璃棒和丝绸摩擦,玻璃棒带正电,丝绸带负电,故B说法正确;带电体能吸引轻小的物体,所以小通草球可能不带电,也可能带正电;故C说法错误;自然界只存在正、负两种电荷,故D说法正确.
【举一反三2】兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,发现锡箔纸张开,下列说法中正确的是( )
A.塑料瓶是导体
B.笔杆由于与头发摩擦创造电荷而带电
C.笔杆带上负电是由于失去电子
D.锡箔纸张开是由于同种电荷相互排斥
【答案】D
【解析】塑料瓶不容易导电,是绝缘体,故A错误;
笔杆由于与头发摩擦没有创造电荷,是发生了电荷的转移,故B错误;
笔杆带上负电是由于得到了电子,故C错误;
锡箔纸张开是由于同种电荷相互排斥,故D正确。
【举一反三3】我国古药物学家常用布去摩擦琥珀,看琥珀能否吸引干草屑,以辨别琥珀的真假。摩擦后的琥珀能吸引干草屑,是因为琥珀得到了电子带 电,而带电体有 的性质。
【答案】负 吸引轻小物体
【解析】因为电子带负电,所以琥珀得到电子后也带负电,而带电体具有吸引轻小物体的性质,因此用布摩擦后的琥珀可以吸引干草屑等轻小物体。
【举一反三4】在如图表示的是两个不同种类的物质在摩擦时,原子之间电荷转移情况的示意图,B物体________(选填“得到”或“失去”)电子而带________电,可见摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体________到另一个物体。
【答案】 得到 负 转移
【解析】由题图可知,两个不同种类的物质在摩擦时,A物质原子上的电子转移到B物质原子上,由此可知,B物体对电子的束缚能力较强,容易得到电子而带负电;A物体对电子的束缚能力较弱,容易失去电子而带正电。可见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。
【举一反三5】阅读短文回答问题。
近代科学告诉我们:物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动。两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子。如用玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带着等量的负电。用橡胶棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带着等量的负电。
所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电;但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感,夜间能看到火花,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因(有基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电)。静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高达1万多伏,而橡胶和塑料薄膜表面的静电更是可高达10多万伏。
(1)摩擦起电现象发生时,是 (选填“原子核”或“核外电子”)发生了转移;
(2)静电分为 和 两种;
(3)当带静电物体与 接触时,物体之间会发生电荷转移。
【答案】 (1)核外电子 (2)正静电 负静电 (3)零电位物体或(或接地物体或有电位差的物体)
【解析】(1)由“两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子”可知,摩擦起电现象发生时,是电子发生了转移。
(2)当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,静电现象分为正静电和负静电,因为电荷分为正电荷和负电荷两种。
(3)无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,引起我们日常见到火花放电现象。
【举一反三6】在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发,发现头发越梳越蓬松,有的头发还会随着梳子飘起来,这是为什么?
【答案】 用塑料梳子梳头发时,由于摩擦而带了电;其中,头发和梳子带有异种电荷,相互吸引,所以头发会随梳子飘起来;而头发之间带同种电荷,相互排斥,故头发越梳越蓬松。
【题型11】静电的防护与应用
【典型例题】下列事例中,与静电现象无关的是
A.油罐车尾部拖一条铁链到地面
B.雪花漫天飘舞
C.塑料梳子梳头时越来越蓬松
D.电视机屏幕吸附灰尘
【答案】B
【解析】因为铁链具有良好的导电性,可以把运输过程中由于振动、摩擦产生的静电导走,故A不符合题意;
雪花漫天飞舞,是雪花做机械运动,与静电无关,故B符合题意;
用塑料梳子梳干燥的头发,由于摩擦使梳子与头发间带有异种电荷,头发间带同种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使头发蓬松,属于摩擦起电,故C不符合题意;
电视机屏幕上经常有许多灰尘,这是因为电视机工作时,屏幕表面有静电而吸附灰尘,故D不符合题意。
【举一反三1】静电处处与人们的生活为伴。早晨梳头时越梳越乱,甚至“怒发冲冠”;晚上脱衣服时,会伴有蓝色闪光和“啪啪”响声,这些都是静电现象。我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬 考异》中就有“玳瑁吸衣若”之说,下列不属于静电现象的是( )
A.摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑
B.每天都工作的电视机屏表面经常有灰尘
C.向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢
D.初春晴朗的天气,手碰到金属物体时有被电击的感觉
【答案】C
【解析】摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑和每天都工作的电视机屏表面经常有灰尘都属于静电现象,故AB不符合题意;
向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢,这是流体压强的特点,故C符合题意;
初春晴朗的天气,手碰到金属物体时,由手向金属物体发生放电现象,这属于静电现象,故D不符合题意。
【举一反三2】走近加油站,会闻到汽油的味道,是因为分子在做 ;冬季在加油站不宜整理衣服和头发,因为易发生 现象;加油前我们需要触摸加油机上的静电消除器(如图)避免因静电引起火灾。
【答案】无规则运动 摩擦起电
【解析】走近加油站时,闻到汽油味,这是因为汽油分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象;
用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,加油时如果整理头发或衣服,因为摩擦会产生静电,可能产生电火花引发火灾。
【举一反三3】有些化纤布料做成的衣服穿在身上很容易脏,这主要是因为穿着化纤布料衣服时,容易发生______,从而______轻小的尘埃所造成的.在日常生活中消除静电的方法之一是______.
【答案】摩擦起电;吸引;增加空气湿度(或者尽量穿棉衣,少穿化纤衣服等).
【解析】化纤布料做成的衣服穿在身上,化纤布料和皮肤摩擦,容易带电,带电的化纤布料吸引轻小的灰尘,所以容易脏.清除静电,我们可以采取“防”和“放”两手.“防”,我们应该尽量选用纯棉制品作为衣物和家居饰物的面料,尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具,以防止摩擦起电.尽可能远离诸如电视机、电冰箱之类的电器,以防止感应起电.“放”,就是要增加湿度,使局部的静电容易释放.
【举一反三4】做饭时,妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐分离,苦于没有办法。小玉急中生智,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下,然后将筷子靠近胡椒粉,胡椒粉被吸到筷子上,成功地将其与粗粒盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的?
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
【答案】(1)塑料(2)见解析
【解析】(1)金属筷子与毛皮摩擦后,会因为摩擦起电而带电。但金属有良好的导电性。而人与大地都是导体,所以摩擦产生的电荷会通过人体流入大地,它就无法吸引轻小物体了。故此处一定时塑料筷子。
(2)塑料筷子经过毛皮摩擦后带上电,带电体具有吸引轻小物体的性质,而食盐密度大,相对较重,因此带电的筷子将轻小的胡椒粉吸出。
【题型12】本节综合
【典型例题】如图,用摩擦后带负电荷的塑料棒靠近不带电的小纸人,移动塑料棒,纸人随之舞动起来。下列说法正确的是( )
A.使塑料棒带电的过程创造了电荷
B.摩擦过程中塑料棒得到电子带负电
C.塑料棒是导体
D.纸人随塑料棒舞动是因为同种电荷相互吸引
【答案】B
【解析】自然界中只有两种电荷,正电荷和负电荷。物体带电的实质是电荷的转移,故A错误;
摩擦后塑料棒带负电荷,是因为塑料棒的原子核束缚电子的能力强,一部分电子转移到塑料棒上,塑料棒得到电子带负电,故B正确;
塑料棒不容易导电,是绝缘体,故C错误;
带电体具有吸引轻小物体的性质,纸人随塑料棒舞动是因为同种电荷相互排斥,故D错误。
【举一反三1】厨房烟雾中含有水汽、空气和油脂液滴等,直接排放会污染空气。抽油烟机可有效减少油烟污染,其中“静电分离”技术可让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时,空气和水汽不带电可顺利通过,而带电的油脂液滴会被一侧的金属板吸附,并流入下方的油杯。下列关于金属板所带电荷及油杯位置符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】静电分离是让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时,空气和水汽由于不带电顺利通过,而油脂液滴会被一侧的金属板吸附,说明两侧金属板带电荷不同,且油滴与吸引的金属板带异种电荷,由于油滴带负电荷,因而带正电的金属板吸引,并在重力作用下流入带正电金属板下方的油杯,故D正确,ABC错误。
【举一反三2】如图所示为学校科技节上表演的“静电章鱼”实验,用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,将塑料管靠近抛出的塑料丝,可以使塑料丝像章鱼般浮在空中,这是由于塑料丝和塑料管带有 (选填“同种”或“异种”)电荷互相排斥的结果,实验室中用到的 (选填“验电器”或“试电笔”)就是利用此原理制成的。
【答案】同种 验电器
【解析】用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,毛皮失去电子带正电,塑料丝与塑料管摩擦后带负电,塑料丝和塑料管带有同种电荷互相排斥而张开呈章鱼状,与验电器原理相同。
【举一反三3】利用我们身边的常见物品也可以完成一些物理小实验:
(1)如图甲将一根塑料绳一端扎紧,从另一端把绳尽可能撕成更多的细丝,用手向下捋几下后,观察到的现象是:塑料细丝越来越蓬松,原因是手与塑料细丝带上的是 (选填“同种”或“异种”)电荷;
(2)如图乙所示装置均为比较简易的验电器,它们都可以用来检验某物体是否带电,由图中现象可知,该装置是依据 的原理来检验物体是否带电的。
(3)如图丙所示,把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,这个带电物体所带的是 (选填“正”或“负”)电荷,这是因为这个带电体在摩擦的过程中 (选填“得到”或“失去”)电子。
【答案】(1)异种 (2)同种电荷相互排斥 (3)负 得到
【解析】(1)细丝下垂是因为其受重力的作用;再用手向下捋几下后,干燥的手捋塑料细丝时,出现摩擦起电现象,使塑料细丝带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料绳会向四周散开,观察到的现象是塑料细丝越来越蓬松;而手与塑料细丝带上的是等量的异种电荷;
(2)图a装置是常用验电器,当带电体接触金属棒时,下面的金属箔片张开,其原理是同种电荷相互排斥;
(3)与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,且同种电荷相互排斥。因此,把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,说明这个带电物体所带的是负电荷,这是因为这个带电体在摩擦的过程中得到电子。
【举一反三4】在古代,我国的丝绸是一种享誉中外、极其珍贵的物品。丝绸质地柔软光滑,用途广泛。在探索自然现象的过程中,人们发现了一些有趣的现象。请回答下列问题。
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电?
(2)将用丝绸摩擦过的玻璃棒放置在忘记打扫的房间一段时间后,发现相较于未摩擦过的玻璃棒明显沾上了更多的灰尘。试分析其中原因?
【答案】(1)绸摩擦过的玻璃棒带正电;
(2)用丝绸摩擦过的玻璃棒具有吸引轻小物体的性质。
【解析】(1)由于丝绸原子核对电子的束缚能力强于玻璃原子核对电子的束缚能力,因此用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃上的电子转移到丝绸上,玻璃棒失去电子带正电,丝绸得到电子带负电。
(2)由于带电体具有吸引轻小物体的性质,用丝绸摩擦过的玻璃棒带了电,具有吸引轻小物体的性质,所以,将用丝绸摩擦过的玻璃棒放置在忘记打扫的房间一段时间后,发现相较于未摩擦过的玻璃棒明显沾上了更多的灰尘。