内容正文:
第08讲 从闪电谈起
【学习目标】
1.了解摩擦起电现象,理解摩擦起电的实质;
2.了解验电器的构造、原理及其作用;
3.掌握电荷间的相互作用和带电体能够吸引轻小物体的性质;
4.了解静电现象的应用和保护。
【基础知识】
一.两种电荷及相互作用
1、电荷:摩擦过的塑料梳子或玻璃棒能够吸引轻小物体,我们说它们带了电,或者说有了电荷。
2、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
3、正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷。
4、负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷。
5、电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
二.原子结构 元电荷
1、电荷量:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷;单位:库仑,符号是C。
2、原子结构:物体由分子、原子构成,分子由原子构成,原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。质子带正电,核外电子带负电,且质子数=核外电子数,则原子带的正电荷与负电荷等量,原子不显电性,呈电中性,物体也呈电中性,但不能说物体没有电荷。
3、元电荷:精确的实验表明,任何带电体所带的电荷量总是等于某一个最小电荷量的整数倍,即电子所带电荷量的整数倍。因此人们把一个电子所带电荷量的绝对值叫“基本电荷”,也叫“元电荷”(带电量最小的电荷),用符号“e”表示,则e=1.6×10-19C。
三.验电器:
1、验电器的结构:金属球、金属杆、金属箔(金属指针)。
2、作用:检验物体是否带电。
3、原理:同种电荷互相排斥。
4、检验物体是否带电的方法:看是否可以吸引轻小物体;通过验电器;利用电荷间的相互作用。
四.静电现象的应用和防护
1、静电现象的应用:静电除尘、静电分离、静电植绒、静电纺纱、静电喷漆、静电复印等。
2、静电现象的危害与防护:
①印刷厂中的静电处理不慎会引起火灾;应保持适当的空气的湿度。
②运输汽油的油罐车会因汽油与罐体的摩擦而产生静电,当电荷积累到一定程度时会发生火花放电,从而引发安全事故;为此需要在油罐车下面拖一条铁链,使其接地,随时释放摩擦产生的静电荷,以防止电荷的积累和放电。
③带电物体的尖端容易产生放电现象,如雷电是一种发生在大气中的大规模的放电现象,会造成很大的破坏,甚至发生人、畜的死伤事故;为了避免被雷电直接袭击,可以在建筑物的顶端安装避雷针。
【考点剖析】
考点一:两种电荷的相互作用
例1.(2020·河北永年·九年级期中)小红同学在镜子前用塑料梳子梳头,她发现头发会越梳越蓬松,这是因为摩擦后头发带了______电荷(选填“同种”或“异种”),摩擦起电的实质是______在物体间转移。
【答案】同种 电子
【解析】[1]用塑料梳子梳头发时,由于摩擦而使头发带了电,其中头发和梳子带有异种电荷,头发之间带同种电荷,相互排斥,故头发越梳越蓬松。
[2]摩擦起电的实质是电子在物体之间的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电。
考点二:验电器
例2.(2021·山东平阴·九年级期中)用跟丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两个金属箔片因带电而张开,则这两个金属箔片( )
A.一定带正电
B.一定带负电
C.可能带正电,也可能带负电
D.不能确定
【答案】A
【解析】由于玻璃对电子束缚能力比丝绸弱,丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电,当与验电器接触时,验电器会把一部分电子转到玻璃棒上,同时验电器两个金属箔片因为失去电子而带正电,由于同种电荷相互排斥而张开。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考点三:摩擦起电
例3.(2021·江西南昌·九年级期中)如图所示,这是物理唐老师做的静电章鱼实验,用毛皮分别摩擦塑料丝和PVC塑料管,然后将塑料丝放在PVC管上方,塑料丝就会像章鱼一样悬在空中。其中塑料丝带负电是因为摩擦过程 _____了电子,塑料丝不会掉下来是利用了 _____的原理。
【答案】得到 同种电荷相互排斥
【解析】[1][2]用毛皮分别摩擦塑料丝和PVC塑料管,将塑料丝放在PVC管上方,丝状塑料丝就会像章鱼一样悬在空中;它的形成原因是塑料和PVC管分别带上了同种电荷相互排斥,在毛皮和塑料摩擦过程中,塑料丝带负电是因为摩擦过程得到了电子。
【真题演练】
一、填空题
1.(2021·辽宁锦州·中考真题)生活中有许多“吸”的现象。用吸管把敞口玻璃杯中的饮料“吸”入嘴里,是利用 ___________的作用;将气球与头发摩擦后,相互靠近时气球与头发“吸”在一起,是因为摩擦后的气球与头发带有 ___________电荷相互吸引;龙卷风能把物体“吸”起卷入空中,是因为流体流速大的地方 ___________。
【答案】大气压 异种 压强小
【解析】[1]用吸管吸饮料时,用力吸气,吸管内的气压小于外界大