第一节 有趣的静电现象
[学习目标] 1.能识别静电现象，通过实验认识摩擦起电现象，知道带电体具有吸引轻小物体的性质，知道带电体的相互作用规律.2.知道使物体带电有三种方法：摩擦起电、传导起电和感应起电．能用物质的微观结构解释摩擦起电现象．(重点、难点)3.知道电荷守恒定律，能用电荷守恒定律解释摩擦起电现象．(重点)
一、静电的产生
1．物体带电的三种方式
摩擦起电、传导起电、感应起电．
2．静电产生的过程
(1)如图所示，把一个空铝罐平放在光滑平面上．拿一个气球在头发上来回摩擦几下，然后移到距离铝罐3～4
cm处．缓慢地将气球移近铝罐，可以发现摩擦过的气球能够吸引铝罐，说明气球带了电．
(2)如图所示，让带有绝缘柄的金属小球A先与带电体接触，然后与验电器接触．可以发现金属箔片张开，说明金属小球A带了电．
(3)如图所示，让绝缘支柱支持的不带电的金属导体A和B彼此接触，靠近带正电的小球C，可以发现挂在A和B下面的两片金属箔都张开，说明A、B都带了电．
二、静电现象的解释
1．物质的结构
物质是由原子组成的，原子则由带有电荷的原子核和电子组成，原子核带正电荷，电子带负电荷．原子所带的正电荷与负电荷数量相等，因此物质不显电性．
2．电荷守恒定律
电荷既不能被创造也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电．
(×)
(2)感应起电的实质是带电体的电荷飞到了导体上．
(×)
(3)带电体靠近导体，导体感应起电，拿走带电体，导体仍然带电．
(×)
(4)物体带电的实质是电荷的转移．
(√)
(5)三种起电方式中，感应起电违背了电荷守恒定律．
(×)
(6)摩擦起电的两物体带等量异种电荷．
(√)
【提示】 (1)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电．
(2)感应起电的实质是电子的转移．
(3)拿走带电体，导体不带电．
(5)感应起电不违背电荷守恒定律．
2．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近一个塑料小球时( )
A．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带正电
B．若塑料小球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带负电
C．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带正电
D．若塑料小球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带负电
D [用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带上负电荷，塑料小球被吸引时，小球可能不带电(带电体能吸引轻小物体)，也可能带正电，但塑料小球如果被排斥，则小球必定带电，且与橡胶棒带同种电荷．]
3．两个完全相同的金属小球A、B所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后，小球A的带电荷量为( )
A．＋3Q
B．＋2Q
C．＋Q
D．－Q
C [小球接触过程中电荷要先中和再平分，Q1′＝Q2′＝＝＝Q，选项C正确．]
对“三种起电方式”的理解
1．摩擦起电
(1)两个不同的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电．
(2)不同物质组成的物体，由于原子核对核外电子的束缚能力不同，在摩擦过程中由于摩擦力做功，对核外电子的束缚能力弱的原子失去电子而带正电，对核外电子的束缚能力强的原子获得电子而带负电，且两个物体带等量的正、负电荷．
(3)摩擦起电的本质：一个物体失去电子带正电，另一个物体得到这些电子而带负电．即摩擦起电是由物体间电荷的转移引起的．
2．传导起电
(1)用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．
(2)两个完全相同的导体球发生接触时，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和再平分；两个导体球分离后，各带等量的同种电荷(恰好中和时，两导体球都不带电)．
(3)传导起电的本质：两个物体之间发生电荷的转移．
3．感应起电
(1)用带电的物体靠近没有带电的导体，也能使没有带电的导体带电．例如，将一个带电的物体靠近一个原来没有带电的金属导体，金属导体内部的自由电子就会发生移动，从而在导体表面出现“感应电荷”．
(2)感应起电时，原来不带电的导体的两端同时感应出等量的异种电荷，且靠近带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是异种电荷，远离带电体一端感应出的电荷与带电体带的电荷是同种电荷．
(3)感应起电的本质：感应起电不是创造了电荷，而是使导体中的正、负电荷分开，使电荷从导体的一部分转移到另一部分，即导体中发生电荷的转移．感应起电过程只是导体内部的电荷重新分布使导体两端显出不同电性，而实质上导体仍不带电，导体上正负电荷的数目仍然相等．
【例1】 (多选)如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是( )
A．先把两球分开，再移走棒
B．先移走棒，再把两球分开
C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开
D．棒的带电量不变，两导体球不能带电
思路点拨：①将带电棒移近甲、乙两导体球，甲、乙将带异种电荷．
②由感应起电和传导起电分析．
AC [带电棒靠近两导体球时，会在甲球感应出异种电荷，乙球聚集同种电荷．此时若先分开甲、乙，再拿走棒，甲带与带电棒电性相反的电荷，乙带与之相同的电荷；若先移走带电棒，甲、乙两球将呈电中性，再分开甲、乙两球，两球都不带电，故选项A对，选项B、D错；将带电棒与两球接触，带电棒上的部分电荷将转移到两球上，分开后两球带与带电棒同种性质的电荷，故选项C对．]
(1)静电感应中，呈电中性的导体在两侧同时感应等量异种电荷，感应的过程就是导体内电荷重新分布的过程．
(2)发生静电感应后，先把两球分开再移走棒，两球将带等量异种电荷．
［跟进训练］
1．如图所示，当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上的电荷移动情况是( )
A．枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动
B．枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动
C．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
B [感应起电的实质：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导体中的自由电荷趋近或远离带电体，使导体上靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷．即负电荷在物体的不同部分之间转移，但正电荷不移动．]
对电荷守恒定律的理解
1．“中性”“中和”的本质
电中性的物体是有电荷存在的，只是代数和为零，对外不显电性；电荷的中和是指等量正、负电荷完全抵消的过程，但正、负电荷本身依然存在，并不是正、负电荷的消失．
2．“总量”的含义：指电荷的代数和．
3．起电过程中电荷变化
不论哪一种起电过程都没有创造电荷，也没有消灭电荷．本质都是电子发生了转移，也就是说物体所带电荷的重新分配．
4．守恒的广泛性
电荷守恒定律同能量守恒定律一样，是自然界中最基本的规律，任何电现象都不违背电荷守恒定律．
5．完全相同的金属球接触带电时电荷量的分配情况
(1)用带电荷量是Q的金属球与不带电的金属球接触后，两小球均带的电荷量，电性与原带电金属球电性相同．
(2)若两球带同种电荷，用带电荷量Q1与带电荷量Q2的金属球接触再分开，则每个小球所带的电荷量均为总电荷量的一半，即Q1′＝Q2′＝，电性与两球原来所带电荷的电性相同．
(3)若两球带异种电荷，接触后先中和等量的异种电荷，剩余的电荷平均分配，电性与接触前带电荷量大的金属球的电性相同．
【例2】 有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9
C，QB＝－3.2×10－9
C，让两绝缘金属球接触．在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电荷发生了怎样的转移，转移了多少？
思路点拨：①A、B电荷先中和再平均分配．
②根据电荷的变化分析电子的转移．
[解析] 当两球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两球带电荷量QA′＝QB′＝＝C＝1.6×10－9
C.
在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带QB′的正电荷．这样，共转移的电子电荷量为：ΔQ＝QB－QB′＝(－3.2×10－9－1.6×10－9)C＝－4.8×10－9
C.
[答案] 均为1.6×10－9
C 电子由B球转移到了A球，转移了－4.8×10－9
C
两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷．
［跟进训练］
2．上题[例2]中A、B两球固定好后，让第三个与它们相同的小球C反复与A、B接触，最终A、B两球的带电量和电性如何？
[解析] 由于三球完全相同，反复接触后相当于三球同时接触，则三球均分中和后的电荷量，故A、B均带正电，电荷量为
Q＝＝C＝×10－9
C.
[答案] 均为×10－9
C 均为正电
1．关于摩擦起电和感应起电，下列说法正确的是( )
A．摩擦起电是电荷的转移，感应起电是创造了电荷
B．摩擦起电是创造了电荷，感应起电是电荷的转移
C．不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
D．以上说法均不正确
C [无论哪种方式起电，都不是创造了电荷，而是电荷的转移，所以选项A、B、D错误，选项C正确．]
2．(多选)关于电现象，下列叙述正确的是( )
A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电
B．摩擦可以起电是普遍存在的现象，相互摩擦的任意两个物体总是同时带等量异种电荷
C．带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性
D．两种物质相互摩擦，容易失去电子的物体带正电
CD [玻璃棒并不是跟任何物体摩擦都带正电，两种物质比较，看哪一种更容易失去电子，才能决定摩擦起电的结果，A错误．只有呈电中性的两个物体相互摩擦，才同时带等量异种电荷，B错误．使物体带电的实质就是电荷重新分布，使原来不带电的物体带了电，C、D正确．]
3．M和N是两个原来都不带电的物体，它们互相摩擦后，M带正电荷．下列判断正确的是( )
A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B．摩擦的过程中电子从M转移到N
C．M在摩擦过程中创造了正电荷
D．N在摩擦过程中失去电子
B [物体内部既有正电荷又有负电荷，正、负电荷数量相等，物体对外不显电性，故A错误；M、N摩擦时电子从M转移到N，故M带正电，在转移过程中，电荷的总量不变，故B正确，C、D错误．]课时分层作业(一)
(时间：40分钟 分值：100分)
选择题(本题共7小题，每小题7分)
1．下列现象中不属于摩擦起电的是( )
A．将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑，纸屑被吸起
B．在干燥的冬季脱毛绒衣时，会听到轻微的“噼啪”声
C．擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬，四处飘落
D．穿着化纤类织物的裤子走路时，裤腿上常容易吸附灰尘
C [摩擦起电后物体带静电，能吸引轻小物体，也能产生火花放电，故选C.]
2．如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是( )
A．只有M端验电箔张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔张开，且N端带负电
C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔都张开，且两端都带正电或负电
C [由于静电感应，导体MN两端分别感应出等量的异种电荷，靠近带电体的M端带上正电，远离带电体的N端带上负电，两端的金属验电箔都会张开．故选项C正确．]
3．(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是( )
A．摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷
B．摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C．感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分
D．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
BC [摩擦起电的实质：两物体互相摩擦时，被原子核束缚较弱的电子从一个物体转移到另一个物体上．感应起电的实质：带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，使导体中的自由电荷趋向或远离带电体，靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷，即电荷在物体不同部分之间的转移．根据电荷守恒定律，电荷不能被创造，故选项B、C正确．]
4．两个带电小球相互接触后分开，然后又靠近，这时两小球( )
A．一定互相吸引
B．一定互相排斥
C．一定无互相作用
D．可能相互排斥，也可能无相互作用
D [若两球带同种电荷，相互接触后再分开，一定相互排斥．若两球带异种电荷，相互接触后，可能不带电荷无相互作用，也可能带上同种电荷相互排斥，所以选项D正确．]
5．(多选)下列关于物质的电结构的说法正确的是( )
A．物质是由原子组成的，原子是由带正电的原子核和绕核旋转的带负电的电子组成的
B．原子核是由质子和中子组成的
C．质子带正电，电子带负电，中子不带电
D．电中性的物体若内部的原子失去电子，则该物体带了负电
ABC [电中性的物体若内部的原子失去电子，则该物体带了正电，故D错误．]
6．如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B( )
A．不带电
B．带正电
C．带负电
D．不能确定
C [导体B和地相连，构成一个大导体，离A较近的a端带负电，地球离A较远带正电，断开S再移走A，则导体B带负电．]
7．(多选)静电复印是静电应用的一种．其核心部件硒鼓表面镀硒，硒在没有被光照射时是很好的绝缘体，受到光照射立刻变成导体．工作时，先将硒鼓接地，并充电使其表面带上正电荷，然后通过光学系统的工作，将原稿上的字迹投影在硒鼓表面．如图所示，硒鼓上的静电潜像是没有被光照射到的地方，即原稿字迹的影．则硒鼓表面带电情况是( )
A．静电潜像部分将保持正电荷，其余部分正电荷被导走
B．静电潜像部分将出现负电荷，其余部分正电荷被导走
C．静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将保持正电荷
D．静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将出现负电荷
A [由题干知，静电潜像部分没有被光照射，是绝缘体，正电荷仍将保持，其余部分成为导体，正电荷被中和，故选A.]
一、选择题(本题共4小题，每小题7分)
1．(多选)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况可能是( )
A．两球原来带有等量异种电荷
B．两球原来带有等量同种电荷
C．两球原来带有不等量异种电荷
D．两球中原来只有一个带电
BCD [同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，当两小球相互接触时，利用电荷守恒定律可知，电荷会重新分布，可以使原来不带电的物体带电，也可以使原来带电的物体的带电荷量发生变化，所以接触以后会使物体的带电情况发生多种变化．]
2.(多选)如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用关系分别为a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，则关于它们的带电情况( )
A．仅有两个小球带同种电荷
B．仅有三个小球带同种电荷
C．c、d两小球带同种电荷
D．c、d两小球带异种电荷
BD [由a吸引d，d吸引b可知，a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c排斥a，c排斥b可知，c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，A、C错误，B、D对．]
3．(多选)下列说法中正确的是( )
A．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
B．不带电物体摩擦起电时，一个物体失去电子带正电，另一个物体得到电子带等量负电
C．两个带电体接触一定等分电荷量
D．一个带电体接触另一个不带电体，两个物体可能带上异种电荷
AB [静电感应使物体带电，不是创造了电荷，而是物体内电荷的转移，A正确；不带电的两物体相互摩擦可使两者分别带上等量异种电荷，B正确；两个带电体接触后电荷量均分是有条件的，要求两带电体完全相同，C错误；两物体接触后可能带同种电荷，也可能不带电，不可能带异种电荷，当一个带电体接触另一个不带电体时，两者一定带同种电荷，D错误．]
4．绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一与地绝缘的金属球b，开始时，a、b都不带电，如图所示．现使a、b分别带不等量的正、负电荷，则( )
A．b将吸引a，吸引后不放开
B．b先吸引a，接触后a、b迅速分开
C．a、b之间不发生相互作用
D．b立即把a排斥开
B [a、b带不等量的正、负电荷，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触；当小球a与b接触后，将对两球所带的电荷进行重新分配，结果两球带同种电荷(正电或负电)，因此两球将会被排斥开．]
二、非选择题(本题共2小题，共23分)
5．(9分)在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击．经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带电，如图所示．
(1)解释为什么靠近传送带的任何物体都会带电？
(2)你可以用什么方法来解决这个问题？
[答案] (1)由于静电感应
(2)可在传送带上镀银或增加空气湿度
6．(14分)如图所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12
C的电荷量，求：
(1)金属瓶上收集到多少个电子？
(2)实验的时间为多长？
[解析] (1)由q＝ne得
n＝＝＝5×107(个)．
(2)实验时间t＝
s＝5
000
s.
[答案] (1)5×107个 (2)5
000
s
