内容正文:
第1节 静电的产生及其微观解释
学业要求+核心素养
1.知道两种电荷及其相互作用。(物理观念)
2.能在具体情境中区分三种带电方式。(科学思维)
3.能从物质的微观结构认识物体的带电本质。(科学思维)
4.知道电荷守恒定律的内容,能用电荷守恒定律解决相关问题。(物理观念)
一、静电的产生
1.基础梳理
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷规定为正电荷。
(2)用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷规定为负电荷。
(3)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。
(4)电荷的多少称为电荷量,在国际单位制中,单位是库仑,简称库,用C表示。
(5)三种起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。
2.尝试探究
如图所示的图甲、图乙、图丙分别表示使物体带电的一种方式。
甲 乙 丙
(1)图甲中玻璃棒带什么电荷?丝绸带什么电荷?
提示:玻璃棒失去了电子带正电,丝绸获得了电子带负电。
(2)试说明图甲、图乙、图丙分别代表哪种起电方式。
提示:题图甲为摩擦起电,题图乙为接触起电,题图丙为感应起电。
(3)如图所示,将一根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近(不接触)验电器的金属球,使验电器的金属箔片张开。保持玻璃棒的位置不动,用手接触验电器的金属球,会观察到什么现象?为什么?
提示:指针会闭合。这是因为大地中的电子与箔片上的正电荷中和,此时箔片不带电,金属小球带负电。
(4)通过上面的实验,我们能得到什么结论?
提示:把一个带电的物体靠近导体时,可以使导体带电。这种导体因受附近带电体的影响而带电的现象就是静电感应。
二、产生静电的微观解释
1.基础梳理
电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体。在转移的过程中,电荷的总量不变。
2.尝试探究
用棉布摩擦聚乙烯板
用带负电的球靠近不带电的导体
用带电棒接触不带电的验电器
(1)在上述案例中,为什么原本不带电的物体带上了电荷?
提示:原本不带电的物体带上了电荷,其原因是两物体(或同一物体的两部分)之间发生了电荷转移。
(2)当两个带异种电荷的导体接触时,会发生电荷中和现象,中和的电荷是不是消失了?
提示:不是。所谓“中和”是指两个带异种电荷的导体相互接触时,由于正、负电荷间的吸引作用,电荷发生转移,最后达到电中性状态的一个过程。
(3)带负电的物体,与不带电的物体接触,物体中的电子怎样移动?
提示:电子由带负电的物体转移到不带电的物体。
(4)结合上述问题,分析三种起电方式的本质,说明了什么?
提示:无论是哪种起电方式,都是使电荷在物体之间或物体内部转移,说明了电荷既不能被创造,也不能被消灭。
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥。 (×)
提示:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)发生静电感应现象是因为导体内部电荷的重新分布,显现出了电性。 (√)
(3)一个带正电的金属球与一个不带电的金属球接触,带正电的金属球电荷量减少是因为带正电的金属球的部分正电荷转移到不带电的金属球中。 (×)
提示:带正电的金属球电荷量减少是因为不带电的金属球上的电子转移到带正电的金属球上,使电荷发生中和。
2.人们在晚上脱衣服时,有时会看到火花四溅,并伴有“噼啪”声,这是因为( )
A.衣服由于摩擦而产生了静电
B.人体本身是带电体
C.空气带电,在衣服上放电
D.以上说法均不正确
A 若我们身穿含有化纤成分的衣服,且使衣服与衣服之间、衣服和皮肤之间不停地摩擦,在摩擦中会使衣服上带有异种电荷。在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象,于是我们听到“噼啪”的放电声,若是在晚上还可以看见火花四溅的现象。
3.关于摩擦起电,下列说法正确的是( )
A.两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象
B.摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷
C.在摩擦起电现象中电子从一个物体转移到另一个物体
D.在摩擦起电现象中正、负电荷同时发生转移
C 在摩擦起电现象中,电子会从一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。
4.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现验电器的金属箔片的张角变小,由此可判断( )
A.验电器所带电荷量部分被中和
B.验电器所带电荷量部分跑掉了
C.验电器一定带正电
D.验电器一定带负电
C 橡胶棒没有接触验电器,所以验电器所带电荷量不变,选项A、B错误;由于金属箔片的张角变小,说明金属箔片上的电荷量减小,验电器上方小球电荷量增加,因用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,所以验电器带正电,选项C正确,选项D错误。
三种起电方式
(多选)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体,起初它们不带电,在它