15.1两种电荷（课件）2025-2026学年人教版物理九年级全一册 -

15.1两种电荷 第十五章 电流和电路 RJ 九年级 全一册 （2024） 我们的学习和生活离不开“电”，地铁、家用电器、电脑、手机等都需要电才能工作。你也许注意过，当打开电器产品的外壳时，展现在我们面前的是让人眼花缭乱的电路板…… 也许你会感到它很神秘。实际上，这些看似复杂的各种电路都是由最简单的电路组合而成的。让我们走进这个世界看一看、试一试吧！ 导入新课 导入新课 大家在生活中肯定也有过类似的经历。冬天天气干燥的时候，当我们脱下毛衣、羽绒服这类衣物，常常会听到这种 “噼里啪啦” 的声音，要是在黑暗的环境里，还能看到一闪一闪的小火花。 再想象一下，在加油站，工作人员会特别提醒我们不能在加油时使用手机，否则可能会引发危险。还有，运送汽油的油罐车后面，总会拖着一条长长的 “尾巴”，这又是为什么呢？ 导入新课 这些看似平常却又充满神奇色彩的现象，其实都和我们今天要学习的内容 ——“两种电荷” 密切相关。接下来，就让我们一起揭开这神秘电荷的面纱，去探索其中的奥秘吧。 一、摩擦起电 （一）现象探究：生活中的摩擦起电现象探究 操作1：将与头发摩擦过的梳子靠近纸屑。 现象1： 塑料梳子吸引纸屑。 一、摩擦起电 操作2：用气球摩擦头发。 现象2： 头发随气球飘起来。 一、摩擦起电 操作3：将与毛皮摩擦过的塑料吸管靠近细水流。 现象3： 吸管吸引细水流。 7 一、摩擦起电 现象分析： 塑料梳子、气球、塑料吸管在摩擦前并不能吸引小纸屑、头发和细水流，但在和相应物品摩擦后具有了吸引小纸屑、头发和细水流的能力，这是因为它们经过摩擦带了“电”。 归纳总结： 摩擦能使物体带“电”，或者说摩擦使物体带了电荷。 一、摩擦起电 （二）摩擦起电： （三）带电体的性质： 能够吸引轻小物体 1.吸引轻小物体时的吸引是相互的，轻小物体也吸引带电体。 2.轻小物体通常是指质量和体积都很小的物体，如纸屑、灰尘、塑料泡沫小球、毛发等。 带的是静电。 用摩擦的方法使物体带电，叫作摩擦起电。 一、摩擦起电 深层理解： 摩擦起电的条件 1.摩擦起电必须在干燥的环境中进行，如果空气比较潮湿，即使物体带了电，电荷也会在潮湿的环境中流失。 2.只有两种不同物质组成的物体相互摩擦时，物体才可能带电。 例题1：下列事例中，属于摩擦起电现象的是（　　） A．吸尘器能够把地上的碎纸屑吸起 B．梳头时，常看到头发随塑料梳子飘动 C．冬天感到手冷时，双手摩擦使手变暖和 D．擦黑板时，能常看到粉笔灰纷纷四处飘散 B 二、电荷间的相互作用 电荷间的相互作用 1.用丝绸分别摩擦两根玻璃棒，手持其中一根玻璃棒，靠近另一根被吊起的玻璃棒（图15.1-2）。观察有什么现象发生。 两根玻璃棒互相排斥。 两根用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷性质相同，同种电荷互相排斥。 二、电荷间的相互作用 实验现象1： 分析说明1： 二、电荷间的相互作用 增：用毛皮摩擦两根橡胶棒，手持一根橡胶棒，靠近另一根被吊起的橡胶棒。观察有什么现象发生。 两根橡胶棒互相排斥。 两根用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷性质相同，同种电荷互相排斥。 二、电荷间的相互作用 实验现象（增）： 分析说明（增） ： 二、电荷间的相互作用 2.手持用毛皮摩擦过的橡胶棒，靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒。观察有什么现象发生。 二、电荷间的相互作用 玻璃棒和橡胶棒互相吸引。 用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷性质不同，异种电荷互相吸引。 实验现象2： 分析说明2 ： 二、电荷间的相互作用 （1）用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷性质不同。 （2）电荷间有相互作用，同种电荷间及异种电荷间的相互作用不同。 探究归纳： 二、电荷间的相互作用 二、电荷间的相互作用 人们还发现，无论用什么方法带电，物体所带的电荷或者与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同，或者与用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同。 （二）两种电荷： 自然界只有两种电荷。 人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷，用“+”表示。 把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫作负电荷，用“-”表示。 没有一种带电体既能与被丝绸摩擦过的玻璃棒互相吸引,同时又能与被毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引。即没有第三种电荷。 相互摩擦起电的物体一定带等量异种电荷。 “＋”和“一”不同于数学中的“正”和“负”,并不表示电荷量的大小,只用来区别电荷的性质。 二、电荷间的相互作用 （三）电荷间的相互作用规律： 同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 二、电荷间的相互作用 深层理解： 带负电的物体都能够吸引轻小物体，这是带电体具有的一种性质；带异种电荷的两个物体互相吸引，这是电荷间的相互作用。两个小球相互吸引有两种可能：可能是带异种电荷，也可能是一个带电、另一个不带电；两个小球相互排斥，只有一种可能，即它们带同种电荷。可简记为“斥定吸不定”。 可能是带异种电荷，也可能是一个带电、另一个不带电荷 带同种电荷 例题2：甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂，相互作用情况如图所示。如果丙带负电，则甲（　　） A．一定带负电 B．一定带正电 C．一定不带电 D．可能带负电 B 二、电荷间的相互作用 （四）电荷量 1.定义： 物体所带电荷有多有少，电荷的多少叫作电荷量。 2.单位： 电荷量的单位是库仑，简称库，符号是C。上述实验中的玻璃棒或橡胶棒，摩擦后所带的电荷量大约只有 C。 二、电荷间的相互作用 （五）验电器 1.构造： 金属球、金属杆、绝缘垫、金属箔。如图所示。 2.作用： 检验物体是否带电。 不能检验出是带正电还是带负电。 二、电荷间的相互作用 3.使用方法： 属于接触带电。 让被检验的物体与验电器的金属球接触 验电器的金属箔张开一定的角度 物体带电 验电器的金属箔没有张开一定的角度 物体不带电 二、电荷间的相互作用 二、电荷间的相互作用 4.原理： 同种电荷互相排斥。 带正电的物体接触金属球，两片金属箔会带上正电，因互相排斥而张开。 带负电的物体接触金属球，两片金属箔会带上负电，因互相排斥而张开。 二、电荷间的相互作用 5.检验带电的多少： 使用验电器时，根据金属箔张开的角度大小，可以粗略地比较物体所带电荷量的多少。 ①张开角度大→带电体带电荷量多。 ②张开角度小→带电体带电荷量少。 多 少 二、电荷间的相互作用 方法 现象 结论 利用带电体能吸引 轻小物体的性质 能吸引轻小物体 带电 不能吸引轻小物体 不带电 利用电荷间的相互作用规律 两物体互相吸引 可能是两物体 带异种电荷 可能是一物体带电， 另一物体不带电 两物体互相排斥 两物体带有同种电荷 利用验电器 （验电器不带电) 金属箔张开 被检验物体带电 金属箔没有张开 被检验物体不带电 6.检验物体是否带电的三种办法： 二、电荷间的相互作用 深层理解： 利用验电器检验带电物体带电种类的方法 用验电器不能直接判断带电体所带的电荷种类，但在一定条件下可以间接判断带电体带的是什么电荷。例如，先让验电器带上已知电荷，此时金属箔张开一个小角度，然后再将被检验物体与验电器的金属球接触。 1.如果金属箔张开的角度变大，则被检验物体所带电荷与验电器所带电荷是同种电荷。 2.如果金属箔先闭合后张开，则被检验物体所带电荷与验电器所带电荷是异种电荷。 3.如果金属箔张开的角度变小，则有两种可能：带电体带较少量的同种电荷，或者带较少量的异种电荷。 例题3：如图所示，用被毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，发现验电器的两片金属箔张开，以下说法正确的是（　　） A．金属球带负电，金属箔带正电 B．两片金属箔都带正电，由于互相排斥而张开 C．两片金属箔都带负电，由于互相排斥而张开 D．验电器的原理是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 C 三、摩擦起电的原因 （一）物质的构成 通过前面的学习我们知道，常见的物质是由分子、原子等构成的。 （二）原子 1.原子的核式结构模型： 如图所示，原子由位于中心的原子核和核外的电子构成，原子核带正电，核外电子带负电，电子绕原子核高速运动。 2.电子： 电子是带有最小负电荷的粒子，所带电荷量为1.6× C 三、摩擦起电的原因 氢原子的结构最简单，原子核带1个正电荷（其电荷量与电子电荷量相等），核外有1 个电子。氦原子核带2个正电荷，核外有2个电子。 三、摩擦起电的原因 （三）摩擦起电的实质及原因 1.通常情况下物体对外不显电性的原因： 原子核带正电。在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相等，原子整体不显电性，物体对外也不显电性。 三、摩擦起电的原因 2.摩擦起电的原因： 不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体摩擦时，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。失去电子的物体因为缺少电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余的电子而带等量的负电。 + - - - - - + - - - - - - - + - - - - - + - - - - - - - - - 对电子束缚能力弱的原子 对电子束缚能力强的原子 相互摩擦后 三、摩擦起电的原因 深层理解： 同种物质摩擦不起电的原因：同种物质组成的两个物体中的原子核束缚电子的本领是相同的，相互摩擦时不会出现电子的得失，所以不会带电。 三、摩擦起电的原因 3.摩擦起电的实质： 发生了电子的转移。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。在电荷转移的过程中，电荷的总量保持不变。 摩擦起电只是使物体带电的一种方式，以后我们还会学习其他使物体带电的方式。 三、摩擦起电的原因 例题4：如图所示，小明同学将与毛皮擦后的硬塑料尺靠近悬挂的轻质小球，发现轻质小球被吸引。部分物质的原子核对核外电子束缚能力的强弱如表中所示。则下列说法正确的是（　　） A．小球一定带正电 B．小球一定带负电 C．摩擦时毛皮失去电子 D．摩擦时硬塑料尺得到正电荷 C 四、静电的防止和利用 （一）静电现象 空气干燥时，人们在穿脱化纤类衣物时会产生火花，这是由于衣物摩擦后聚集了大量的电荷，电荷间发生剧烈的作用而引起的。这是一种静电现象。 四、静电的防止和利用 （二）静电的防止 生活中遇到易燃、易爆物品时，要注意防止静电的产生。例如：加油站设有静电释放器；油罐车车尾装有拖在地上的铁链。 消除静电的途径： 1.防止静电的产生,如室内经常洒水、喷雾加湿等。 2.把产生的静电导走，如油罐车托铁链。 四、静电的防止和利用 （三）静电的利用 有时我们也需要利用静电。例如，静电拖把就利用摩擦使地面上的毛发等碎屑和拖把上的静电除尘纸带电，碎屑被静电除尘纸吸附带走，从而达到清洁的目的。静电喷漆时使被喷涂的金属件与油漆雾滴带异种电荷，这样能使油漆与金属表面结合得更牢固。 四、静电的防止和利用 例题5：如图所示，加油站工作人员提油枪加油前，必须用手触摸圆形“铁饼”，这是为了（　　） A．使身体失去惯性 B．使身体消除静电 C．使身体具有磁性 D．使身体带上静电 B 1 用塑料梳子梳干燥的头发时会发现，头发越梳越蓬松。这是因为梳子与头发摩擦，使头发带上了静电，由于同种电荷互相排斥，所以头发变得蓬松。生活中还有很多与静电有关的事例，除了课本上的，请你再举一例并加以说明。 答：汽车跑着跑着，车身上特别容易沾灰，刚擦干净没多久就又一层，这也是静电搞的鬼。 因为车开的时候，车身和空气、轮胎和路面总在摩擦，就会带上静电。而空气中的小灰尘，有的本身带电，有的会被静电 “引” 过来，结果就被牢牢吸在车身上了。天越干，这种情况越明显。 2 有甲、乙、丙三个带电体，甲物体排斥乙物体，乙物体吸引丙物体。如果丙物体带正电荷，甲物体带哪种电荷？ 答：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。甲、乙、丙三个带电体，甲物体排斥乙物体，则甲物体与乙物体带同种电荷；丙物体带正电，而乙物体吸引丙物体，所以乙物体带负电，则甲物体也带负电。 甲 乙 丙 + - - 3 金属锡的原子核带50 个电荷量与电子相等的正电荷，它的原子核外有多少个电子？这些电子总共带多少库仑的电荷量？为什么金属锡对外不显电性？ 答：因为原子呈电中性，原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等。金属锡的原子核带50个电荷量与电子相等的正电荷，所以它的原子核外有50个电子。 电子的总电荷量：一个电子的电荷量是e=1.6×C， 那么50个电子的总电荷量Q=50 × 1.6×C = 8×C 金属锡对外不显电性的原因：金属锡中原子核所带的正电荷总数与核外电子所带的负电荷总数相等，正、负电荷的电荷量相互抵消，所以金属锡对外不显电性。 4 我们知道，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，那么摩擦后的毛皮和丝绸分别带什么电荷？说说你的理由。 答：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，说明橡胶棒得到了电子，那么毛皮就失去了电子，所以毛皮带正电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，是因为玻璃棒失去了电子，那么丝绸就得到了电子，所以丝绸带负电荷。这是因为摩擦起电的实质是电子的转移，两个物体互相摩擦时，束缚电子本领弱的物体的一些电子会转移到束缚电子本领强的物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。 5 如图 所示，用一段细铁丝做一个支架，竖直的部分作为转动轴。把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电。 （1）把某个物体放在带电吸管一端的附近，发现吸管向物体靠近，由此是否可以判断这个物体已经带电？ （2）把用丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近，观察发生的现象，并回答：吸管带哪种电荷？餐巾纸带哪种电荷？为什么？ （3）吸管和餐巾纸摩擦起电时，哪个失去了电子？哪个得到了电子？ 答：(1)不能。因为带电体有吸引轻小物体的性质，即使物体不带电，物体和带电的吸管也会出现吸引现象。 (2)吸管带负电荷，餐巾纸带正电荷。原因:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，把玻璃棒靠近用餐巾纸摩擦过的吸管时，观察到玻璃棒吸引吸管，故吸管带负电荷。摩擦起电的两个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，两个物体一定是带上等量异种电荷，所以当吸管带负电荷时，餐巾纸一定带正电荷。 (3)带负电荷的吸管得到了电子，带正电荷的餐巾纸失去了电子。 6 把一段塑料绳撕成细条，中间打结固定在塑料管上，用干燥毛巾反复摩擦塑料细条，摩擦过的塑料细条张开，如图所示。动手做一做，说说摩擦过的塑料细条为什么张开。如何判断它带哪种电荷？ 解：塑料细条张开的原因：用干燥毛巾反复摩擦塑料细条，塑料细条因摩擦起电带上了同种电荷。根据电荷间的相互作用规律，同种电荷互相排斥，所以塑料细条会张开。 判断塑料细条所带电荷的方法：用带已知电荷的物体判断：将带正电的玻璃棒或带负电的橡胶棒靠近摩擦过的塑料细条，若互相吸引，则塑料细条带的电荷与玻璃棒或橡胶棒所带电荷相反；若互相排斥，则塑料细条带的电荷与玻璃棒或橡胶棒所带电荷相同。 使用验电器判断：先让验电器带上已知电荷，如使其带正电荷，再将摩擦过的塑料细条接触验电器的金属球，如果验电器的金属箔张角变大，说明塑料细条带正电荷；如果张角变小，说明塑料细条带负电荷。 $$