内容正文:
ﷺ15.1 两种电荷
情境导入
用塑料尺在头发上摩擦过后,为什么可以吸引轻小的纸屑?
知识点一、摩擦起电
1. 物体带电:一些物体被摩擦后,能够吸引轻小的物体,人们把这种现场称为带了“电”,或者说带了电荷;
2. 带电的性质:带电体具有能够吸引轻小物体的性质可以检验物体是否带电;
3. 摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
【典例1】小明到超市购物时发现薄膜塑料袋的袋口紧贴在一起,很难分开,将它在衣服上摩擦几下就很容易分开了。请用所学的物理知识解释其原因。
知识点二、两种电荷
1. 电荷规定:
2. 电荷作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
【巧记口诀】丝玻正,毛橡负。
【典例2】小明用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一个轻质小球,发现它们相互吸引,关于小球带电情况,下列说法中正确的是( )
A.小球一定带正电 B.小球可能带负电
C.小球一定不带电 D.小球可能带正电
知识点三、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。
4. 摩擦起电的实质和原因
(1)原因:原子是由原子核和核外电子组成。原子核带正电电子带负电,同常情况下原子呈电中性,则由原子组成的物体也呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同,两个物体的相互摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去电子的物体,因缺少电子而带正电,得到电子的物体,因为有了多余的电子而带等量的负电。
(2)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上;
(3)特征:相互摩擦后带电的两个物体必然带等量的异种电荷;
(4)条件:①相互摩擦的是不同物质的物体;②相互摩擦的两个物体彼此绝缘。
【典例3】把餐巾纸摩擦过的塑料吸管放在支架上,吸管能在水平面自由转动。如图所示,用带负电的橡胶棒靠近吸管A端,A端会远离橡橡胶棒,实验中( )
A.吸管不带电 B.和吸管摩擦过的餐巾纸不带电
C.吸管得到电子带负电 D.吸管失去电子带正电
知识点四、验电器
验电器是一种可检验物体是否带点及可粗略估计所带是量的仪器。
构造及作用
金属球:接触带电体
绝缘垫:隔离金属罩和金属杆
金属箔:显示是否带电
金属杆:传导电荷
接线柱:接大地,确保金属罩不带电
金属罩:可屏蔽周围带电体对金属箔的干扰
使用方法
将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电
原理
(1)利用同种电荷相互排斥的原理工作的;
(2)当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。验电器金属箔张开的角度不同,反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同
使用说明
验电器可检验物体是否带电并能粗略估计物体所带电荷量的多少,对同一个验电器来说,金属箔张开的角度越大,说明被检验的物体所带电荷越多
【典例4】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强 B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷 D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反
知识点四、导体和绝缘体
1. 导体:容易导电的物体。如:金属、人体、大地、食盐水溶液、石墨等。
2. 导体导电原因:导体中有能够自由移动的电荷。(金属导电靠的是自由电子)
3. 绝缘体:不容易导电的物体。如:橡胶、陶瓷、塑料、干燥的空气等。
4. 绝缘体绝缘的原因:电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。
知识点诠释:绝缘体与导体中都有电荷,但是导体内的电荷能够自由移动绝缘体内的电荷不能自由移动。
【例5】关于导体和绝缘体下列说法正确的是( )
A.金属、人体、大地和玻璃都是导体 B.橡胶、塑料、玻璃和石墨都是绝缘体
C.可以导电的物体叫做导体 D.绝缘体可以在一定条件下变成导体
题型一:摩擦起电的实质
【典例5】小华将中间镂空为一张爱心图案的薄木板压在一橡胶板上,用毛皮在图案上用力摩擦后均匀撒上细小泡沫,揭开木板并轻敲橡