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第十五章
电流和电路
15.1两种电荷
2020
【学习目标】
了解摩擦起电现象;
了解物体带电的性质;知道自然界中只有两种电荷;掌握电荷间的相互作用
了解电荷量及其单位;会使用验电器检验物体是否带电。
了解原子结构。知道摩擦起电的原因。
【课前预习】
1.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
2.如图所示,用餐巾纸摩擦一根可以绕支架自由转动的吸管,使它带上电,现用另一带电玻璃棒靠近吸管的一端,发现它们互相排斥,关于这一现象,下列说法正确的是(
)
A.吸管带的是正电
B.吸管在摩擦中失去电子而带负电
C.吸管和玻璃棒带同种电荷
D.吸管和玻璃棒带异种电荷
3.现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排斥,则( )
A.B一定不带电,C带正电
B.B可能带正电,C带正电
C.B一定带正电,C带负电
D.B可能不带电,C带负电
4.下列学习用品中,通常情况下属于绝缘体的是(
)
A.铅笔芯
B.塑料尺
C.铁质铅笔盒
D.金属小刀
5.一个验电器的两金属箔片因带电而张开,则这两金属箔片一定
A.带同种电荷
B.带异种电荷
C.带正电
D.带负电
D
C
D
B
A
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【课前预习】答案
【学习探究】
引入
在
干燥的天气里,衣
服表面容易吸附
灰尘;与头发
摩擦过的塑料尺、
塑料笔杆,能吸起纸
屑;用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来……
这些现象发生的原因是什么?
一、两种电荷
小实验
1.用塑料尺、笔杆与头发摩擦,再靠近碎纸屑,观察现象。
2.用摩擦过的塑料梳子吸引水流,观察现象。
摩擦过的物体具有了吸引
(碎纸屑、头发、灰尘、轻质球)的性质,我们就说物体带了电,或说物体带了
。
习惯上我们把带了电的物体叫做
。
摩擦起电
轻小物体
电荷
带电体
摩擦起电现象:
摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象,叫做摩擦起电现象。
使物体带电的方法:
1.摩擦起电
2.接触起电
3.感应起电
电荷间的相互作用
凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥的带电体,必定与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引。
实验与观察
同种电荷互相排斥
异种电荷互相吸引
大量的事实使人们认识到:
自然界只有两种电荷。
被丝绸摩擦的玻璃棒带的电荷叫正电荷;
被毛皮摩擦的橡胶棒带的电荷叫负电荷.
1.自然界只有两种电荷
规定:
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带的电荷叫做负电荷。
2.同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
3.电荷的多少叫做电荷量。
单位:库仑,简称:库,符号:C
两个电荷量分别为1库仑的带电体,相距1千米,相互作用力约为9
000
N。可见:库仑是一个很大的单位。
【小结】
检验物体是否带电
①是否吸引轻小物体
②根据电荷间相互作用来判断
③用验电器检测
用验电器来检验物体是否带电
金属球
绝缘垫
金属杆
金属箔
金属罩
接线柱
构 造
同种电荷互相排斥。
原 理
问题1:用验电器能粗略比较物体带电的多少吗?为什么?
思考:
问题2:用验电器能否检验带电体带的是正电荷还是负电荷?
归纳小结:让验电器带上已知电荷(Q+),让未知带电体与其接触
若:(1)金属箔张角直接变大;则带同种电荷
(2)金属箔张角直接变小,则带异种电荷且Q+
>
Q-
(3)金属箔张角关闭,则带异种电荷且Q+
=
Q-
(4)金属箔张角先变小后变大,则带异种电荷且
Q+
<
Q-
所带电荷量越多金属箔张开的角度越大
二、原子及其结构
摩擦起电的真正原因是什么呢?
(1)1911年,英国科学家
发现了原子结构
卢瑟福
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
注意:任何带电体所带电荷都是e的整数倍
通常情况下,整个原子呈中性,为什么?
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,原子整体不显电性,物体对外也不显电性
为什么物体会摩擦起电的呢?
e
=
1.6×10-19
C
不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
摩擦起电的原因
失去电子的物体因为缺少电子而带正电;
得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。
强调: 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。
小结
脱离了原子核束缚的电子在原子间无规则
运动
自由电子
摩擦起电实质:
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。
得到电子:带负电荷
失去电子:带正电荷
电子的转移
1.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。
三、导体和绝缘体
A
B
实验现象
实验分析
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
2.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
3.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。
一、电荷
1、带电体具有吸引轻小物体的性质
2、摩擦起电现象
3、同种电荷相排斥,异种电荷相吸引。
4、验电器:检验物体是否带电。
二、原子结构:原子核和核外电子
三、常见的导体和绝缘体
金属导电是因为内部有自由电子。
【课堂小结】
【课后练习】
1.下列实例中,材料的选用与描述的物理属性不相符的是
A.电线的线芯用铜制成,是因为铜的导电性好
B.房屋的天窗用玻璃制成,是因为玻璃的透光性好
C.水壶的把手用胶术制成,是因为胶木的导热性好
D.划玻璃的刀刃用金刚石制成,是因为金刚石的硬度大
2.一个轻质小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们相互吸引,则小球(
)
A.一定不带电
B.一定带负电
C.一定带正电
D.可能不带电
3.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(如图所示).用餐巾纸摩擦吸管使其带电,将带负电的橡胶棒靠近带电吸管的一端时,发现吸管被推开,下列说法正确的是(
)
A.吸管和橡胶棒带异种电荷
B.吸管和餐巾纸摩擦后,两者带同种电荷
C.吸管和餐巾纸摩擦时,吸管得电子带负电
D.吸管和餐巾纸摩擦时,吸管失电子带负电
4.“粘”字用来描述某些物理现象形象而生动,对下列现象的成因分析不正确的是(
)
A.光滑铅块挤压在一起就能“粘”住——因为分子间没有斥力
B.吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上——由于大气压的作用
C.刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头——因为液体瞬间凝固
D.穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒——因为衣服带静电
5.在空气干燥的冬天,化纤衣服表面很容易吸附灰尘。其主要原因是(
)
A.冬天气温低
B.冬天灰尘多
C.化纤衣服创造了电荷
D.化纤衣服摩擦带了电
6.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
7.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
8.如图所示金属球使小芳带电,则小芳(
)
A.得到电子
B.失去电子
C.得到原子核
D.相互排斥的头发带上同种电荷
9.有A、B、C、三个带电小球,已知B排斥A,B吸引C,则把A和C靠近时,将
A.互相吸引
B.互相排斥
C.没有作用
D.以上三种情况都有可能
10.在生产和生活中,人们常把密度作为所选材料的主要考虑因素成之一,下面属于主要从密度的角度考虑选材的是(
)
A.用钨作为白炽灯泡灯丝的材料
B.用塑料作为插座外壳的材料
C.用铝合金作为制作飞机的材料
D.用橡胶作为汽车轮胎的材料
11.郑州市地铁的开通,给人们的出行带来了方便,地铁是一种环保、便捷的出行方式.地铁中的电动机是利用?________原理来工作的,行驶的地铁车身与空气摩擦起电却没有吸附大量的灰尘,是因为车轮是由?________(填“导体”或“绝缘体”)制成的,可以将电荷移走.
12.打扫房间时,小明用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面黏上细小绒毛。这是因为擦过的镜面因发生了____而带了电。带电体有____的性质,所以绒毛被吸在镜面上。
13.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,若再把丝绸与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近,发现它们相互________.
14.为了积极响应党和国家号召,践行绿色发展理念,某企业引进静电除尘设备,治理生产中的空气污染.启动静电除尘设备,混浊空气进入除尘腔即被电离成离子和电子,由于异种电荷互相________,其中的电子会向设备的阳极板(带正电)运动,在运动过程中遇到尘粒,使尘粒带上________(选填“正”或“负”)电荷,带了电的尘粒继续运动,碰到阳极板失去电性,在_______的作用下,落向底部的集尘板.
15.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强,将它们相互摩擦后分开。则甲___(选填“失去”或“得到”)了电子带____(选填“正电”或“负电”),
甲、乙靠近会相互____(选填“吸引”或“排斥”)。
【课后练习】答案
1.C
2.D
3.C
4.A
5.D
6.D
7.B
8.D
9.A
10.C
11.
通电导体在磁场中受到力的作用
导体
12.电荷的转移
吸引轻小物体
13.正失去排斥
14.吸引
负
重力
15.
得到
负电
吸引