第十五章 电流和电路
第1节 两种电荷
一、两种电荷
1.用摩擦的方法使物体带电,叫________。
2.自然界中只有_______电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫_______,用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫________。
3.同种电荷相互_______,异种电荷相互______________。
4.电荷的多少叫_________,简称_________。电荷量的单位是_________,符号是C。
二、原子及其结构
1.原子的中心是______,在原子核的周围,有一定数目的_____。电子绕核旋转。
2.电子是带有最小______的粒子,所带的电荷量是______________,________带______。
3.在通常情况下,原子核所带的正电荷的数目与核外电子所带的负电荷的数目是_____,所以对外不显电性。
三、导体和绝缘体
1.容易导电的物体叫_________,不容易导电的物体叫_______。
2.金属导电靠的是________。
摩擦起电 两种 正电荷 负电荷 排斥 吸引 电荷量 电荷 库
原子核 电子 负电荷 1.6×10-19 C 原子核 正电 相等的
导体 绝缘体 自由电子
一、摩擦起电
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。带电的实质都是电子的转移。
【例题1】 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,这是因为
A.摩擦使玻璃棒上产生正电荷
B.丝绸上的正电荷转移到玻璃棒上
C.玻璃棒上的正电荷转移到丝绸上
D.玻璃棒上的部分电子转移到丝绸上
参考答案:D
二、带电体的性质
带电体有吸引轻小物体的性质。两个轻小物体相互吸引时,既不能确定这两个物体带异种电荷,也不能确定哪个物体是带电荷的及带何种电荷。因为带电物体不论是带正电荷还是带负电荷都能吸引轻小物体,而物体间力的作用是相互的,轻小物体同时也吸引带电体。只有当两个物体相互排斥时,可能确定这两个物体带的是同种电荷,至于每个带的是何种电荷仍无法确定。
【例题2】 如图所示,甲、乙是两个用绝缘丝线悬挂的轻质小球,让乙球靠近甲球,在下列几种情况中,两球互相排斥的是
A.甲球带正电,乙球不带电
B.甲球不带电,乙球带负电
C.甲球带正电,乙球带负电
D.甲、乙两球都带负电
参考答案:D
试题解析:带电体可以吸引不带电的轻小物体,所以AB两种情况下,甲乙小球都会相互吸引;异种电荷相互吸引,所以C中甲乙两球也会相互吸引;同种电荷互相排斥,D中两球相互排斥。
三、检验物体带电性质的两种方法
利用带电体的性质、电荷间的相互作用规律或验电器都能确定物体的带电性质。如判断泡沫塑料球是否带电及带何种电荷可用下列两种方法检验:
方法一:将带正电荷的玻璃棒和带负电荷的橡胶棒用尼龙细线悬挂起来,然后将泡沫塑料球分别去靠近两棒,如果都相互吸引,则泡沫塑料球不带电;如果一次相互吸引,另一次相互排斥,则塑料泡沫球带电,且与玻璃棒相吸引时,带负电。
【例题3】 用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒由于失去电子而带 电。如图所示,用这个玻璃棒靠近悬挂的气球,气球被推开,则气球带 电。
参考答案:正 正
方法二:用泡沫塑料球去接触验电器的金属球,如果验电器的金属箔张开,则泡沫塑料球带电。然后再用带正电的玻璃棒去接触验电器的金属球,如果验电器的金属箔张开的角度更大,则泡沫塑料球带正电;如果验电器的金属箔张开的角度变小或者先变小后变大,则泡沫塑料球带负电。
【例题4】 如图所示,小甘同学用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔张开,在这个过程中
A.玻璃棒和验电器都带负电荷
B.玻璃棒带正电荷,验电器带负电荷
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒产生了电荷
D.金属箔张开是因为同种电荷相排斥
参考答案:D
试题解析:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。玻璃棒带正电,当其与验电器接触时,验电器也带正电,故AB错误;摩擦起电是电荷的转移,不是创造了电荷,故用丝绸摩擦过的玻璃棒显正电性,是由于一部分电子转移到丝绸上的缘故,故C错误;根据验电器的原理可知,金属箔张开是因为同种电荷相排斥,故D正确。故选D。
1. 通常情况下,下列属于导体材料的一组是
A.橡胶、铜 B.铁 、陶瓷 C.石墨、盐水 D.玻璃、空气
2.四个悬挂着的通电小球,静止时的位置关系如图所示,下列说法正确的是
A.A球与C球一定带异种电荷的电
B.B球可能带电,也可能不带电
C.B球与D球一定带同种电荷的电
D.D球可能带电,也可能不带电
3. 将塑料包装袋撕成细丝后,上端打结,然后用干燥的丝绸或毛皮等顺着细丝向下捋几下,希望做成如图的各种情形,其中无法完成的是
A. B.C. D.
4. 现有甲、乙、丙三个轻质小球。其中甲带正电,丙带负电,甲吸引乙,乙吸引丙,则乙
A.一定不带电
B.带正电
C.带负电
D.可能带负电,也可能不带电
5.如图表示的是两个轻质小球放在一起的两种情况,可以肯定两个小球都带电的是
A.甲
B.乙
C.甲和乙
D.以上答案都不正确
6.如图所示,四个轻质绝缘小球相互作用的三种情况,则下列说法正确的是
A.A球可能不带电
B.B球一定带电
C.可能A、B两球所带电荷相同
D.可能A、B两球所带电荷不相同
7.用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近一个用丝线悬挂着的通草球时,若通草球被吸引,则该通草球
A.一定带负电 B.一定带正电
C.一定不带电 D.可能带正电,也可能不带电
8. 根据中央电视台“智力快车”节目介绍,蜜蜂飞行与空气摩擦能产生静电,因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉。关于这个现象,以下说法正确的是
A.蜜蜂不带电
B.与蜜蜂摩擦过的空气带正电
C.蜜蜂带正电
D.与蜜蜂摩擦过的空气不带电
9.如图所以,将带正电的玻璃棒与不带电的验电器金属球接触后,验电器也会带上正电,是因为
A.玻璃棒上的正电荷转移了一些到验电器上
B.玻璃棒上的电子转移了一些到验电器上
C.验电器上的电子转移了一些到玻璃棒上
D.玻璃棒与验电器之间没有发生电子的转移
10.在晴朗干燥的冬日里,如果用塑料梳子梳干燥的头发,会发现头发越梳越蓬松,其主要原因是
A.梳头时,空气进入头发使头发蓬松
B.头发因为带同种电荷相互排斥
C.头发因为带异种电荷相互吸引
D.梳头时,头发的毛囊会膨胀
11. 关于粒子和宇宙,有下列认识,其中正确的是
A.分子间仅存在吸引力,不存在排斥力
B.在原子核、电子和原子中,尺度最小的是原子核
C.根据银河系的直径大约为8万光年,可知光年是时间单位
D.汤姆生发现了电子,卢瑟福建立了原子的核式结构模型
12. 关于物质的组成,下列说法中错误的是
A.原子由原子核和中子组成 B.物质是由大量分子组成的
C.原子核由质子和中子组成 D.质子和中子还有更小的精细结构
13. 下列物品中,通常情况下属于导体的是
A.干燥的木棒 B.不锈钢直尺 C.橡胶轮胎 D.塑料梳子
14. 用摩擦的方式使物体带电叫做_____。如图,将分别与丝绸、毛皮摩擦过的两带电棒相互靠近,发生图示情况,该现象表明带电物体间的相互作用规律是_____________________。再把其他各种带电物体分别靠近图中悬挂的玻璃棒和橡胶棒,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,由此可推理得:_____。
15. 已知有三个小球,A与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引,A和B相排斥,B和C相吸引,则C的带电情况是
A.带正电 B.带负电 C.带正电或不带电 D.带负电或不带电
16. 如图所示的物品所用的材料中,通常情况下属于导体的是
A.B.C.D.
17. 关于粒子和宇宙,下列认识中正确的是
A.地球是宇宙的中心,恒星是绝对不动的
B.闻气味能鉴别醋和酱油是因为分子间有相互作用力
C.物理学家汤姆生发现了电子从而揭示了原子是有结构的
D.将两块表面平滑的铅块压紧后,它们会粘在一起是因为分子在运动
18. 以下是课本上的几个小实验,请根据要求填空:
(1)如图a,在比较水和酒精混合前后总体积变化的实验中,在玻璃管中应先注入____(选填“水”或“酒精”);为使实验现象更明显,应选用内径较_____(选填“粗”或“细”)的长玻璃管。
(2)如图b,是一个简易验电器,当带电的塑料棒靠近铝箔条的一端时,铝箔条会偏转,这是因为带电体具有_________的本领。
19. 在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是____,组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是____。同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最大的是____。在干燥的日子里,脱毛衣时会听到“噼啪”声,这是____现象。
20. 如图所示,用皮毛摩擦过的橡胶棒接触验电器额金属球,验电器的金属箔张开,以下说法正确的是
A.摩擦过程中创造了电荷
B.摩擦过的橡胶棒带正电荷
C.经橡胶棒接触后的验电器带正电荷
D.金属箔张开是由于同种电荷相排斥
21. 如图,用带电棒接触原来不带电的验电器的金属球,发现验电器的金属箔张开,下列判断正确的是
A.带电棒一定带正电 B.带电棒一定带负电
C.两片金属箔一定带异种电荷 D.两片金属箔一定带同种电荷
22. 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
23. 塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,下列现象中“粘”的原因与其相同的是
A.用硬纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后,纸片“粘”在杯口上
B.在干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上
C.电视里讲解棋类比赛时,棋子可以“粘”在竖直悬挂的棋盘上
D.两个铅杆底面削平挤压后能“粘”在一起
24. 现有三个轻质小球,实验发现其中任意两个小球相互靠近(未接触)都相互吸引。由此可判断
A.两个小球带负电,一个小球带正电
B.两个小球带正电,一个小球带负电
C.一个小球带正电,一个小球带负电,一个小球不带电
D.一个小球带电,两个小球不带电
25. 下列物品中,通常情况下属于导体的是
A.玻璃瓶 B.橡皮擦 C.钢尺 D.塑料笔杆
26. 下列物品中,通常情况下属于导体的是
A.玻璃杯 B.不锈钢锅 C.陶瓷碗 D.干木棒
27. 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
28. 铜常被用来制作导线,因为它具有
A.良好的导电性 B.良好的导热性 C.良好的弹性 D.较大的硬度
29. 下列物体属于导体的是
A.铁钉 B.书本 C.玻璃杯 D.塑料袋
30. 下列物体通常情况下,属于绝缘体的是
A.铅笔芯 B.铁钉 C.玻璃杯 D.硬币
31. 如图所示,将塑料签字笔的笔尾在头发上摩擦几下后用细线挂起来,静止后,把带负电的橡胶棒靠近笔尾,观察到笔尾远离橡胶棒,则签字笔
A.带正电 B.带负电 C.不带电 D.摩擦时失去电子
32. 下列日用品中,一般情况下属于导体的是
A.钢勺 B.玻璃杯 C.塑料桶 D.瓷碗
33. 用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近细线悬挂的轻质小球,发现小球被排斥,则小球带 电。该小球之所以带这种性质的电荷,是因为它 了电子(填“得到”或“失去”)。
34. 科技馆内有一个“静电球”,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根竖起,形成“怒发冲冠”的景象,如图所示,这是由于头发丝带___________(选填“同种”或“异种”)电荷而互相__________的结果。
35. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为玻璃棒在摩擦的过程中__________电子;若把它与不带电的验电器金属球接触,会发现验电器金属箔片张开,其原因是_________。
36. 物体不能无限地被压缩说明分子间存在着相互作用的_________;从枪口射出的子弹仍能在空中继续飞行是由于子弹具有__________;导线选用铜做材料是因为铜具有良好的_________性;在干燥的日子里,脱毛衣时会听到“噼啪”声,这是_________现象。
37. 摩擦起电实际上是电子在物体之间的转移。与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为在摩擦过程中玻璃棒_________了电子(选填“得到”或“失去”)。
38. 如图所示,两个悬挂着的带相同电荷的小球A和B处于静止,请画出小球A所受到的力的示意图。
1.C【解析】常见的导体包括:人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等。题中四个选项中,属于导体的是:铜、铁、石墨、盐水,其他为绝缘体。故选C。
2.D【解析】A、B相互排斥,因此它们一定带同种电荷。可能是正电,也可能是负电。B、C相互吸引,则C可能带异种电荷,也可能为轻小物体。C、D相互吸引,则D可能带电,也可能为轻小物体。故选D。
4.A【解析】由于甲带正电,且甲吸引乙,可判断乙可能带负电、也可能不带电,但又乙吸引丙,已知丙带负,所以乙不可能带负电,故乙一定不带电,应选A。
5.A【解析】相互排斥,则两球一定带同种电荷,可能是正电,也可能是负电。相互吸引,两球可能带异种电荷,也可能一个带电,另一个不带电,有此可知:甲种情况肯定两个小球都带电,故A正确,BCD错误。
7.D【解析】两个物体相互吸引时,两个物体可带异种电荷或:一个带电,另一个不带电。毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,则通草球可能带正电,也可能不带电。故选D。
8.B【解析】由于蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉,根据异种电荷互相吸引,同种电荷互相排斥的规律,因此蜜蜂带负电,与蜜蜂摩擦过的空气带正电,故选B。
9.C【解析】原来验电器金属球不带电,对外显中性,金属球与带正电的玻璃棒接触时,由于异种电荷相互吸引,则验电器金属箔上的电子将转移到玻璃棒上,验电器上就会有多余的正电荷,因同种电荷相互排斥而使金属箔片张开一定角度显示玻璃棒带电。故选C。
10.B【解析】用塑料梳子梳头发时,由于摩擦而使头发带了电;头发和梳子带有异种电荷,相互吸引;头发之间带同种电荷,相互排斥,故头发越梳越蓬松,故B正确。
11.D【解析】分子间存在着相互作用的引力和斥力,故A错误。原子是由原子核和核外电子组成的,在原子核、电子和原子中,尺度最小的是电子,故B错误。根据银河系的直径大约为8万光年,光年是长度单位,故C错误。汤姆生发现了电子,卢瑟福建立了原子的核式结构模型,故D正确。
12.A【解析】物质是由分子组成,分子又由原子组成的,原子又由原子核和核外电子组成,且核外电子绕原子核高速运动,原子核又是由质子和中子组成,比质子中子还小的微粒还有夸克,故A错误,符合题意。故选A。
13.B【解析】A.干燥的木棒不易导电,是很好的绝缘体,故A错误;B.不锈钢直尺的材料属于金属,是很好的导体,B正确;C.橡胶轮胎的材料是橡胶,属于绝缘体,故C错误;D.塑料梳子的材料是塑料,属于绝缘体,故D错误;故选B。
14.摩擦起电 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 自然界中只有2种电荷
【解析】用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电;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。把其他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。
15.D【解析】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,A与橡胶棒吸引,则A带正电荷,A和B互相排斥,则B带正电荷;C和B互相吸引,则C可能带负电荷,也可能不带电,故选D。
16.C【解析】A.陶瓷杯的材料是陶瓷,是很好的绝缘体,故A错误;B.紫砂罐的材料是烧制后的陶瓷,属于绝缘体,故B错误;C.不锈钢杯的材料属于金属,是很好的导体,故C正确;D.塑料量杯的材料是塑料,属于绝缘体,故D错误;故选C。
18.(1)水 细 (2)吸引轻小物体
【解析】(1)在比较一定量的水和酒精混合后总体积大小的实验中,在直玻璃管中应先注入水,目的是记录水和酒精混合前的总体积;因为分子间存在着空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了,为了实验现象更明显,应该选取内径较小的玻璃管。
(2)当带电的塑料棒靠近静止的铝箔条一端时,铝箔条会旋转起来,说明铝箔条受到了带电塑料棒的吸力的作用,这表明:带电物体能吸引轻小物体。
19.宇宙 电子 固态 静电
【解析】在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是宇宙;原子是由原子核和电子构成的,原子核由质子和中子构成,原子核几乎集中了整个原子的质量,故组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是电子;同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最大的是固态;在干燥的天气中脱毛衣时,毛衣与里面的衣服摩擦,使它们带有异种电荷,电荷放电,发出啪啪声,属于摩擦起电。
20.D【解析】摩擦起电现象是通过摩擦的方式是电荷发生了转移,而不是创造了电荷,故A错误;用丝绸摩擦过的橡胶棒得到电子,带负电,故B错误;摩擦过的橡胶棒得到电子带负电,接触后的验电器带负电,故C错误;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用它去接触验电器的金属球时,验电器也带上负电,即验电器的金属球和两个金属箔片上都带上了负电,由于同种电荷相互排斥,故其两个金属箔片会张开,故D正确。故选D。
21.D【解析】用带电棒接触原来不带电的验电器的金属球,带电体上的电荷传递到金属箔上,是两个金属箔带有同种电荷,根据同种电荷相互排斥原理,因此金属箔张开。故选D。
22.D【解析】由题意可知,甲带正电,甲和乙是排斥的,则可知乙一定带正电;乙和丙相互吸引,则丙可能带负电,也可能不带电,故应选D。
24.C【解析】由题可知,三个轻质小球任意两个小球相互靠近(未接触)都相互吸引。若两个小球带负电,一个小球带正电,或者两个小球带正电,一个小球带负电,则一定会出现带同种电荷的两个小球互相排斥;所以不可能是三个小球都带电,故AB错误;若两个小球带异种电荷,另一个小球不带电,则两个带异种电荷的小球靠近时相互吸引,同时两个带电小球都会吸引不带电的小球,故C正确;若两个小球不带电,另一个小球带电,则两个不带电的小球靠近时不会相互吸引,故D错误;故选C。
25.C【解析】玻璃不导电,是很好的绝缘体,故A错误;橡皮擦的材料属于橡胶,是绝缘体,故B错误;钢尺的材料是金属,属于导体,故C正确;塑料是很好的绝缘体,塑料笔杆不属于导体,故D错误;故选C。
26.B【解析】容易导电的是导体,不锈钢锅是由不锈钢制成的,不锈钢是钢的一种,金属属于导体,故B符合题意为答案。选项ACD均属于绝缘体,不符合题意。
27.C【解析】陶瓷不容易导电,是绝缘体,硬币是由金属制作的,是导体,故A错误;铅笔芯是导体,刻度尺是用橡胶制作的,不容易导电,是绝缘体,故B错误;玻璃棒和橡胶棒不容易导电,是绝缘体,故C正确;人体和大地是导体,故D错误;故选C。
28.A【解析】铜是导体,容易导电,具有良好的导电性,因此常被用来制造导线,故A符合题意;故应选A。
29.A【解析】容易导电的物体叫导体,四个选项中只有铁钉是导体,其它三个都是绝缘体,故应选A。
30.C【解析】铅笔芯属于导体;铁钉和硬币都是金属,都属于导体;玻璃属于绝缘体;故应选C。
31.B【解析】签字笔远离橡胶棒,说明它们接近的一端带同种电荷,橡胶棒带负电,所以签字笔也带负电,故应选B。
32.A【解析】钢勺是金属制品,善于导电,是导体,符合题意;玻璃杯、塑料桶、瓷碗都不善于导电,是绝缘体,不合题意,故选A。
33.负 得到
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,去靠近细线悬挂的轻质小球,发现小球被排斥,由于同种电荷相互排斥,则小球带负电;小球是因为得到了电子而带负电。
34.同种 排斥
【解析】人体是导体,当人触摸静电球时,人体也带了和静电球同种电荷的电,故人的头发上也会带上与静电球同种电荷的电,据同种电荷相斥可知,头发之间带同种电荷,相互排斥,故头发越梳越蓬松。
35.失去 同种电荷相互排斥
【解析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为玻璃棒在摩擦的过程中失去电子;当把带正电荷的玻璃棒与验电器的金属球接触后,电荷会通过金属球、金属杆传到金属箔上,金属箔带上同种电荷,同种电荷相互排斥,所以金属箔张开。
36.斥力 惯性 导电 摩擦起电
37.失去
【解析】摩擦起电实际上是电子在物体之间的转移,束缚电子能力弱的物质失去电子带正电,与丝绸摩擦过的玻璃棒,在摩擦过程中玻璃棒失去了电子而带正电。
38.如图所示
【解析】两个悬挂着的带相同电荷的小球A和B处于静止,小球A除受到竖直向下的重力、沿绳子向上的拉力外,还受到B对它向左的排斥力,过小球A的重心,分别沿各力的方向画一条带箭头的线段,即为其所受各力的示意图,如图所示。