第1节 简单的静电现象（教学课件）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

沪科版（五·四学制） 九年级上册 第11章 静电与电流 第1节 简单的静电现象 01 02 03 04 05 CONTENTS 摩擦起电 验电器 判断物体是否能导电 生活中与静电有关的现象 学习目标 1．摩擦起电；带电体的性质； 2．自然界只存在两种电荷；电荷间的相互作用； 3．验电器的原理及使用方法； 4. 使物体带电的方法； 5. 物体的导电性及其在验电器中的应用； 6. 静电现象的应用与危害防范。 重点难点 教学重点： 1.摩擦起电； 2.自然界只存在两种电荷；电荷间的相互作用； 3.物体的导电性；静电现象及其应用。 1.使物体带电的方法的综合应用； 2.验电器中电荷转移问题。 教学难点： 早在公元前6 世纪，人们就发现用毛皮或毛织物摩擦过的琥珀，能够吸引羽毛、头发等轻小物体。我国汉朝时期的文献也记载了摩擦过的玳瑁可以吸引细小物体的现象。 情景引入 类似的现象在我们生活中也很常见，摩擦过的气 球能吸起小纸片（图 11-1-1 ）。这些都是静电现象。 PART ONE 摩擦起电 探究新知 摩擦起电 如图所示，将用丝绸摩擦过的有机玻璃棒（或者用毛皮摩擦过的橡胶棒）靠近纸屑，你会看到什么现象？ 带电有机玻璃棒能吸引纸屑 这是因为摩擦过的梳子、玻璃棒、气球都带上了“电”， 或者说带了电荷，此时，这些物体就叫做带电体。带电体能吸引轻小物体。用摩擦的方法使物体带电叫作摩擦起电。 如图（a）所示，梳过干燥头发的塑料梳子靠近小纸片，纸片就会自动“飞向”梳子。 如图（b）所示，摩擦后的气球能够吸引细水流，是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。 （a） （b） 1 ．电视机的荧光屏上经常粘有灰尘，这是因为电视机工作时，屏幕上带有 ，而具有了 的性质。 2 ．东汉学者王充在《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥” 。“顿牟掇芥”的意思是摩擦过的琥珀能吸引芥菜籽一类的轻小物体，这是因为摩擦过的琥珀带了 ，从而具有 的性质。 即学即练 电/电荷 吸引轻小物体 电/电荷 吸引轻小物体 用毛皮摩擦过的橡胶棒 丝绸摩擦过的玻璃棒 通过大量实验发现，任何物体带电后，它所带的电荷不是与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷的性质相同，就是与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷的性质相同，所以自然界中只存在两种电荷。 在物理学中，把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。 自主活动 如图 11-1-2 所示，手持带电棒靠近静止悬挂的另一根带电棒，观察并描述实验现象。 （a）用丝绸摩擦过的玻璃棒 （b）用毛皮摩擦过的橡胶棒 （c）用丝绸摩擦过的玻璃棒和 用毛皮摩擦过的橡胶棒 图 11-1-2 电荷间的相互作用 相互排斥 相互排斥 相互吸引 大量实验表明，电荷间存在相互作用，表现为吸引或排斥。 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 PART TWO 验电器 验电器 实物图 验电器的构造： 作用：检验物体是否带电。 金属球、金属杆、金属箔、软木塞等。 如何检验物体是否带电呢？ 用验电器可以检验物体是否带电。 图 11-1-3 验电器 （简易图） 验电器的原理：电荷间的相互作用(同种电荷互相排斥) 检验方法：当带电体接触到验电器的金属球时，就会有一部分电荷转移到金属杆上，金属箔与金属杆由于带同种电荷相互排斥而张开。 思考：为什么验电器金属箔张角大小不一样呢？ 验电器不仅可以检验物体是否带电，还可以判断物体所带电荷的多少，同一验电器金属箔张角越大，物体所带电荷越多。但是验电器无法用来判断物体是带正电还是负电。 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，两物体带等量的同种电荷。 静电感应：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。 1.摩擦起电 2.接触起电 3.感应起电 使物体带电的方法小结 PART THREE 判断物体是否能导电 电荷可以在金属中转移，金属可以导电，但并不是所有的物体都能导电，我们可以用验电器来简单判断物体能否导电。 自主活动 图 11-1-4 用验电器判断物体能否导电 如图 11-1-4 所示，取两个相同的验电器 A 和 B：使 A 与带电体接触，A 带电后其金属箔张开；B不带电，B的金属箔闭合。 ①用木棒把 A 、B的金属球连接起 来，观察A、B的金属箔张角变化的情况。 ②用木夹夹住金属棒，再用金属棒把 A 、B的金属球连接起来，观察 A、B的金属箔张角变化的情况。 A、B的金属箔张角都没有发生变化。 A的金属箔张角变小，而 B 的金属箔由闭合变为张开。 通过上述实验发现，用木棒连接 A 、B 两个验电器的金属球时，A 、B 的金属箔张角都没有发生变化，说明木棒不容易导电；用金属棒连接A 、B两个验电器的金属球时，A 的金属箔张角变小，而B的金属箔由闭合变为张开，电荷通过金属棒由A 转移到B，说明金属棒容易导电。 容易导电的物体叫做导体，不容易导电的物体叫做绝缘体。 常见的导体有金属、人体、大 地、石墨以及各种酸、碱、盐的水溶液等。大部分玻璃、塑料、橡胶、陶瓷都是绝缘体。 导体和绝缘体没有绝对的分界线。在一定条 件下，绝缘体也能转化为导体。 导体与绝缘体 绝缘体在某些外界条件，如加热、加高压等影响下，会被“击穿”，而转化为导体。在未被击穿之前，绝缘体也不是绝对不导电的物体。如果在绝缘材料两端施加电压，材料中将会出现微弱的电流。 拓展视野 举例： 1.加热的玻璃在高温下会从绝缘体转变为导体； 2.空气在特定电场条件下，使得空气被“击穿”，转变为导体。 想一想：验电器的金属杆和金属外壳之间是用软木塞隔开的，能不能换用金属塞呢？为什么？ 图 11-1-3 验电器 不能换用金属塞；因为金属是导体，会导致电荷从金属转移到金属外壳，使验电器无法检测电荷（验电器的工作原理是同种电荷相互排斥）。 PART FOUR 生活中与静电有关的现象 除了摩擦起电以外，生活中还有许多常见的静电现象。 例如，①冬天脱毛衣的时候常会听到“噼噼啪啪”的声音，黑暗中还能看见毛衣 “冒火星”；②触摸金属门把手的时候会突然感觉被 “刺”了一下；③自然界中的闪电等。 闪电 触摸金属门把手 静电现象 静电现象在现代技术中有很多应用。例如，①使墨粉和纸张带异种电荷，相互吸引，这就是 “静电复印”的原理(图11-1-5);②给绒毛带上电荷，绒毛会飞向事先涂了胶的带异种电荷的布面，这就是“静电植绒”;③有一种除尘纸与地面摩擦后产生电荷，将灰尘等吸附起来，这就是家庭中的“静电除尘”。 静电现象的应用 图 11-1-5 静电复印 静电植绒 事物都有两面性，静电被广泛利用的同时也会带来麻烦，甚至造成危害。在生产生活中，人们会采取相应措施防范静电带来的危害。 例如，①适当增加印刷车间的湿度来消除静电，防止纸张粘连；②电器维修人员手腕上的防静电腕带可以将电荷导入大地(图11-1-6),避免电荷积累对电子设备造成损害;③油罐车的尾部装有一根拖在地上的铁链,可以将电荷导入大地,避免静电危害。 静电现象的危害及其防范 图11-1-6 防静电腕带 油罐车的尾部的铁链 此外，人们发明了多种静电防护装置，如避雷针、防静电手环等。避雷针通过与大地相连的导线把雷电电流引入大地，从而避免建筑物受到雷击。 高楼顶端的避雷针 防静电手环 本小节可能用到的物理材料 原子核式结构模型 如图所示，原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的，且正负电荷数量相等；原子核位于原子的中心，电子受原子核吸引，绕核做高速运动。若把原子核看成一个小球， 则它的半径约为 10-15 m。如果把原子比作一个足球，那么原子核(几乎集中了原子的全部质量)只有针尖般大小。 原子结构 原子核 20世纪初，科学家相继发现原子核可以释放出质子和中子，原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的. 在公元前 600 年左右，人们就已经发现了摩擦起电现象，但在很长一 段时间内，对物体带电的认识相当模糊。直到建立原子结构理论，摩擦起电现象才得到科学解释。 根据原子核式结构模型，原子核所带的正电荷和核外电子所带的负电荷数量相等，因此原子呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同。 两种不同物质相互摩擦时，哪种物质原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一种物质上。失去电子的物体就会因缺少电子而带正电， 得到电子的物体就会因有多余的电子而带等量的负电。 因此，摩擦起电并不是产生了电荷，只是电子由一个物体转移到了另一个物体。 读一读 摩擦起电的原因 束缚电子能力弱的甲物体 束缚电子能力强的乙物体 未摩擦前 甲：假设6个质子（红球），6个电子（蓝球），不带电 乙：假设8个质子（红球），8个电子（蓝球），不带电 相互摩擦后 甲：6个质子（红球），4个电子（蓝球），带正电 乙：8个质子（红球），10个电子（蓝球），带负电 转移2个电子 失去电子的物体就会因缺少电子而带正电，得到电子的物体就会因有多余的电子而带等量的负电。 导体容易导电的原因： 导体中存在自由电荷。如金属导体中存在自由电子；酸、碱、盐溶液中存在正离子、负离子。 绝缘体不易导电的原因： 是因为电荷束缚在原子、分子之中，不能自由移动，没有自由移动的电荷。 在金属中，部分电子可以脱离原子核的束缚在金属内部自由移动，这种电子叫自由电子. 导体容易导电的原因 1.自然界只有正、负 种电荷。经丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷 叫 电荷；经皮毛摩擦过的橡胶棒所带电荷叫 电荷。 两 正 负 课堂练习 2．下列现象中，属于防止静电危害的是 ( ) A ．静电除尘 B ．静电喷漆 C ．油罐车上常有一条铁链拖在地上 D ．静电复印机 C 3．用久的风扇扇叶上布满灰尘，这主要是由于风扇旋转与空气发生摩擦，从而带电，而带电体具有 的性质；用手不停地捋图中的塑料细丝，会越捋越 （蓬松/ 靠拢），这是因为摩擦起电，且 。 吸引轻小物体 蓬松 同种电荷相互排斥 4．在干燥头发上梳过的塑料梳子靠近细水流时，水流发生偏转如图。下列说法正确的是（　　） A．摩擦创造了电荷 B．头发和梳子带上同种电荷 C．梳子和水流带上同种电荷 D．梳子带电后能吸引轻小物体 D 5．下列关于摩擦起电的说法中，正确的是（　　） A．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 B．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 C．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 B A． B． C． D． 6．下图是用带电小球探究电荷间相互作用规律的实验装置，其中符合事实的是（　　） B 7．如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔片张开。下列说法正确的是（　　） A．金属箔张开的原因是同种电荷相互排斥 B．玻璃棒带电是通过摩擦的方法创造了电荷 C．用摩擦后的丝绸靠近碎纸屑，纸屑不会被吸引 D．玻璃棒接触金属球后，玻璃棒和金属箔上的电荷电性相反 A 8．轻质泡沫小球、B与橡胶棒C之间的相互作用如图所示，C带负电。可以判定（　　） A．带正电 B．B可能不带电 C．B带正电 D．可能不带电 B 课堂小结 布置作业 1．下列用品中，属于导体的是（　 　） A．玻璃棒 B．橡皮 C．铅笔芯 D．塑料尺子 C 2．将丝绸摩擦过的玻璃棒与小球A接触后，再将小球A靠近小球B，出现如图所示的情景。下列说法正确的是（　 　） A．小球B可能带负电，也可能不带电 B．小球B可能带正电，也可能不带电 C．出现图中现象的原因与验电器工作原理相同 D．小球A带正电是由于它有多余电子 C 3．验电器带有正电，物体A接触验电器的金属球后，发现验电器的金属箔先闭合后又张开，这表明（　　） A．物体A原先带正电 B．物体A原先带负电 C．物体A原先不带电 D．物体A原先可能带负电，也可能不带电 B 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$