第十五章 电流和电路
第1节 两种电荷
学习目标
1.了解摩擦起电现象及摩擦起电的本质.
2.知道两种电荷以及电荷间的相互作用.
3.了解检验带电体的方法及验电器的构造和原理.
4.了解自由电子及导体与绝缘体的区别.
电在我们日常生活、现代化社会中有着广泛的应用:
电是什么?
这是因为摩擦过的物体带了“电”或者说带了电荷。带电体可以吸引轻小物体。
2.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电.
摩擦起电小实验
摩擦起电小实验
带电体可以吸引轻小物体,那么带电体之间是否存在相互作用?
带电体可以吸引轻小物体,那么带电体之间是否存在相互作用?
通过以上实验我们发现电荷之间存在相互作用。
电荷间相互作用的特点是怎样的?
都是和丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒带的电一定是相同的。
橡胶棒
玻璃棒
玻璃棒
橡胶棒
排斥
排斥
都是和毛皮摩擦过的橡胶棒,橡胶棒带的电一定是相同的。
同种电荷相互排斥
同种电荷相互排斥,丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时相互吸引,说明它们带的电荷不同。
玻璃棒
橡胶棒
吸引
不同种电荷相互吸引
人们用各种不同的物质互相摩擦做了大量的实验,发现:凡是跟丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥的,必定跟用毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引;反之,凡是跟丝绸摩擦过的玻璃棒相吸引的,必定跟用毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥。
大量的事实使人们认识到:
自然界只有两种电荷。
正电荷和负电荷
正电荷:
被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷.
被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷.
负电荷:
自然界只有两种电荷
电荷间的相互作用规律:
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
电荷量
①定义:电荷的多少叫电荷量,简称电荷
一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷,大约只有10-7C。一片雷雨云带电的电荷,大约有几十库仑。
②符号:用 Q表示。
③单位:库仑,简称库,符号是 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。1库伦约相当于6.25x1018个电子的电量
怎样判断物体是否带电呢?
除了观察其能否吸引轻小物体还有没有其他方法?
金属球
绝缘垫
金属杆
金属箔
金属罩
接线柱
验电器的构造
验电器
验电器使用方法
③原理:同种电荷互相排斥
检验方法:让物体接触验电器的金属球若金属箔片张开,说明物体带了电。
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,这两片金属箔带同种电荷,由于同种电荷相互排斥而张开。
且所带电荷量越多
金属箔张开的角度越大
检验物体是否带电的方法:
(1)用验电器来检验.
(2)能否吸引轻小物体.
(3)电荷之间相互作用的性质.
摩擦起电的原因?
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
电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10-19C.
原子及其结构
组成原子的原子核和电子都带电,那么在通常情况下,我们看到的大多数物体显示带电性吗?
在通常情况下,原子核所带正电荷数与核外所有电子总共带的负电荷数相等,整个原子呈中性,也就是原子对外不显带电的性质。
3、摩擦起电的原因:
不同种物质的原子核束缚电子的本领强弱不同。
当两种不同的物质相互摩擦时,原子核对电子束缚能力强的原子就会得到多余电子而带负电。原子核对电子束缚能力弱的原子就会失去电子而带正电。
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。
摩擦起电的实质:电子的转移。
金属棒导电实验
用橡胶棒连接验电器,验电器A、B金属箔的张角没有变化。
橡胶棒不传导电荷,橡胶棒不导电。
用金属棒连接两验电器验电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B。说明电荷可以在金属中定向移动,金属是可以导电的。
导体:容易导电的物体.
如:金属.人体.食盐水溶液、大地、石墨、潮湿空气、酸、碱、盐溶液等.
绝缘体:不容易导电的物体.
如:橡胶.玻璃.塑料.陶瓷、油、纯水、空气等.
导体和绝缘体
导体导电的原因:导体中存在自由电荷.
金属导体为例:
在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚,而在金属内部自由移动,这种电子叫做自由电子。
金属导电靠的就是自由电子。
电荷在金属棒中的定向移动
A
B
自由电子
多余电子
金属棒导电实验
绝缘体不容易导电的原因:几乎没有自由电荷
电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动
金属棒和手(人体)都是好的导体,金属棒摩擦后产生的电荷很容易经金属棒和手传导到地上,使金属棒上没有多余的电荷而不带电。带上橡胶手套后,切断电荷传导的路径,从而金属棒带电了。
摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,摩擦的两物体带等量的异种电荷。
接触起电:用带电体接触不带电的物体,使不带电的物体带电。两物体带同种电荷。
感应起电:用带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带电。两物体带异种电荷。
物体带电的方法:
中和现象:
放在一起的等量异种电荷相互抵消的现象.
中和现象并不是电荷的消失,而是电荷发生了转移,使正、负电荷抵消。
+ + +
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都不带电了
导体和绝缘体的应用
家用电器塑料外壳
课堂小结