15.1 两种电荷 同步讲义-2025-2026学年九年级全一册物理人教版

15.1 两种电荷 同步讲义-2025-2026学年九年级全一册物理人教版 知识梳理 一、摩擦起电现象 摩擦起电是指用摩擦的方法使物体带电的现象。当物体经过摩擦后，会具有吸引轻小物体（如碎纸屑、头发、通草球、灰尘、泡沫小球等）的性质，这种性质是带电体的基本特征。 实验条件：摩擦起电需在干燥环境中进行，潮湿环境下电荷容易流失，导致实验失败。 实质：摩擦起电并非创造了电荷，而是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开。在此过程中，机械能转化为电能。 使物体带电的其他方式：除摩擦起电外，还包括接触带电（如带电体与验电器金属球接触使其带电）和感应带电（由于带电体的作用，使附近物体带电）。 二、两种电荷及相互作用规律 1. 电荷的种类 自然界中存在且只有两种电荷： • 正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，用“+”表示。实质是物质中的原子失去了电子。 • 负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，用“-”表示。实质是物质中的原子得到了多余的电子。 2. 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。 特别提醒：带电体吸引轻小物体与异种电荷相互吸引的本质不同。前者是带电体的固有性质（无论轻小物体是否带电，带电体均能吸引）；后者是电荷间的直接相互作用（仅发生在异种电荷之间）。 三、电荷量与验电器 1. 电荷量 • 定义：电荷的多少叫电荷量，简称电量，用符号“Q”表示。 • 单位：国际单位制中，电荷量的单位是库仑（C）。 • 元电荷：自然界中最小的电荷量称为元电荷，用“e”表示，其值为 e=1.6×10⁻¹⁹C。任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍。 2. 验电器 • 构造：由金属球、金属杆、金属箔及绝缘外壳组成。 • 原理：利用同种电荷相互排斥的规律工作。当带电体接触验电器金属球时，电荷转移到金属箔上，两片金属箔因带同种电荷相互排斥而张开。 • 作用：检验物体是否带电，并可根据金属箔张开角度的大小粗略判断所带电荷量的多少（角度越大，电荷量越多）。 • 另类用法：间接判断电荷种类。若验电器先带已知电荷（如正电），再接触未知带电体： ◦ 金属箔张开角度变大→未知带电体带同种电荷（正电）； ◦ 金属箔先闭合后张开→未知带电体带异种电荷（负电）； ◦ 金属箔张开角度变小→可能带少量同种电荷或少量异种电荷。 四、原子结构与摩擦起电的微观实质 1. 原子的结构 常见物质由分子、原子构成，原子由位于中心的原子核（带正电）和核外电子（带负电）组成。原子核由质子（带正电）和中子（不带电）构成，电子绕核高速运动。通常情况下，原子核所带正电荷与核外电子所带负电荷数量相等，原子整体不显电性。 2. 摩擦起电的原因与实质 • 原因：不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两种物质相互摩擦时，束缚电子本领弱的物质会失去电子，束缚电子本领强的物质会得到电子。 • 实质：电子从一个物体转移到另一个物体。失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因多余电子而带等量负电。摩擦起电过程中电荷总量不变，即电荷守恒。 3. 中和现象 若将带有等量异种电荷的物体相互接触，它们所带的正负电荷会完全抵消，对外不显电性，这种现象称为中和。中和并非电荷消失，而是正负电荷的代数和为零。 五、导体和绝缘体 1. 定义与区别 • 导体：容易导电的物体。常见材料包括金属（如铜、铁）、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液等。导电原因：导体内部存在大量可自由移动的电荷（如金属中的自由电子，溶液中的正、负离子）。 • 绝缘体：不容易导电的物体。常见材料包括橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。不导电原因：绝缘体内部几乎没有可自由移动的电荷。 2. 注意事项 • 导体与绝缘体没有绝对界限：在一定条件下，绝缘体可转化为导体。例如，常温下玻璃是绝缘体，高温下达到红炽状态时会变为导体。 • “导电”与“带电”的区别：导电是自由电荷定向移动的过程（仅导体能导电）；带电是电子得失的过程（导体和绝缘体均可带电，如摩擦后的塑料尺带电但不导电）。 同步练习 一、单项选择题 1． 打开水龙头，放出一股细细的水流，用在干燥的头发上梳过的塑料梳子靠近水流，将发生的现象及原因是（　　）. A．水流远离梳子，因为梳子摩擦后具有磁性排斥水流 B．水流靠近梳子，因为梳子摩擦后具有磁性吸引水流 C．水流远离梳子，因为梳子摩擦带电后排斥水流 D．水流靠近梳子，因为梳子摩擦带电后吸引水流 2．两个完全相同验电器，分别带上不等量的异种电荷，现将它们的金属球用一根绝缘的金属导体接触后分开，则两验电器的金属箔（　　）. A．张角一定都减小，且带上等量异种电荷 B．张角一定都增大，且带上等量异种电荷 C．张角一定是有一个增大，且带上等量同种电荷 D．张角一定是有一个减小，且带上等量同种电荷 3．如图所示，舞台上有一个“静电球”，当女孩触摸“静电球”时，头发会一根根地“飞”起来并散开，关于这个现象，下列说法正确的是（　　） A．头发与静电球带的是异种电荷 B．“飞”起来的头发上产生了电荷 C．“飞”起来的头发带的是同种电荷 D．头发“飞”起来是由于静电球的吸引 4．将带正电的玻璃棒靠近泡沫球，出现如图所示的情形。若改用带负电的橡胶棒靠近这个泡沫球，下列推断正确的是（　　） A．若相互吸引，则泡沫球带正电 B．若相互吸引，则泡沫球不带电 C．若相互排斥，则泡沫球带正电 D．若相互排斥，则泡沫球不带电 5．如图所示，小红将被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近碎纸屑，发现碎纸屑能被玻璃棒“吸”住。下列说法正确的是（　　） A．这是通过摩擦的方法来创造电荷，使玻璃棒带电 B．丝绸和玻璃棒摩擦的过程中，正电荷发生了转移 C．丝绸和玻璃棒摩擦后，丝绸带的电荷是负电荷 D．碎纸屑被带电的玻璃棒吸引，说明它们一定带异种电荷 6．用毛皮分别与塑料丝、塑料管摩擦，将摩擦过的塑料丝掷向塑料管正上方的空中，塑料丝会像章鱼的触角一样张开，并且悬在空中，形成“静电章鱼”，如图所示。关于此现象，下列说法中正确的是（　　） A．用毛皮摩擦塑料丝使其带电是创造了电荷 B．摩擦过的毛皮和塑料管所带电荷是同种电荷 C．“静电章鱼”悬在空中说明同种电荷相互排斥 D．塑料丝像章鱼的触角一样张开说明异种电荷相互排斥 7．小华同学将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”（如图所示）。对该现象解释正确的是（　　） A．两气球因带了异种电荷而互相排斥 B．这种现象与验电器的工作原理相同 C．摩擦使气球分子发生转移而带同种电荷相互排斥 D．摩擦创造了电荷，使两气球带了同种电荷相互排斥 8．加油站工作人员因与物体摩擦带负电需进行静电清除，工作人员只需手摸静电消除杆上端的圆球即可，如图所示。则（　　） A．人与物体摩擦起电时创造了负电荷 B．摩擦时人体失去电子 C．静电消除杆上端的圆球可以用橡胶或陶瓷制成 D．清除静电时金属杆中电流方向从下向上 二、填空题 9．小亮将一只气球在自己头发上摩擦，使头发与气球里的　 　（选填“电子”或“质子”“中子”）发生转移使头发带电。摩擦几次后发现头发“炸开”了，这是因为同种电荷互相　 　。实验室用　 　来检验物体是否带电。 10．用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带　 　电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球，如图所示，验电器的两金属箔片由于带同种电荷互相　 　而张开。 11．如图所示，是部分不同物质的原子核对核外电子束缚能力强弱的排序图，毛皮与图中的　 　摩擦最容易起电，且它们摩擦后毛皮带　 　电（选填“正”或“负”）． 12．有甲、乙、丙三个轻质小球，乙球所带电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同，将甲分别与乙、丙靠近时，他们相互作用情况如图所示，则甲、丙的带电情况是：甲　 　（选填“一定”，“不一定”）带负电，丙带　 　电。 13．题图是用来说明原子及原子核结构情况的示意图，由此图提供的信息可知：原子是由原子核和　 　组成的；原子核里的中子　 　（填“带正电”或“带负电”或“不带电”）；与玻璃棒摩擦过的丝绸　 　（填“带正电”或“带负电”或“不带电”）。 三、实验探究题 14．在“探究电荷间相互作用”的活动中，小明用丝绸摩擦过的有机玻璃棒、毛皮摩擦过的橡胶棒进行了如图所示实验。 （1）本实验中不用金属棒做实验是因为金属是　 　（选填“导体”“绝缘体”“半导体”），摩擦所带电荷会很快通过人体导入大地，影响实验效果； （2）通过比较甲、乙实验得出的结论是：同种电荷相互排斥；通过丙图实验得出结论是：　 　； （3）三个悬挂的轻质小球，静止时的位置关系如图1所示，若C带正电，则A带　 　；（选填“正电”“负电”“可能不带电”） （4）利用电荷间相互作用规律，研制出检验物体是否带电的装置，如图2所示，此装置的原理是：　 　。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】 解：在干燥的头发上梳过的塑料梳子由于摩擦带了电。带电物体能吸引轻小物体。水流是轻小物体，故被带电的梳子吸引，故D正确。 故选：D。 【分析】 思维点拨 梳子梳过干燥的头发后，摩擦带电，将吸引轻而细的水流 2．【答案】D 【解析】【解答】 解：（1）由于两个验电器带的是不同的电荷，所以在用金属导体接触时会发生中和现象，少的那种电荷会被多的电荷中和掉，然后剩余的电荷被两个验电器平分，所以最后两个验电器会带上等量的同种电荷； （2）由于发生了中和现象，少的电荷会被中和掉，而多的电荷由于中和现象也会减少，所以原来带电荷多的验电器的夹角一定会减小； 故选：D。 【分析】思维点拨 ①先等量异种电荷中和，剩余电荷将重新分配； ②验电器是根据同种电荷相互排斥制作而成的，并且验电器所带的电荷越多，张角越大。 3．【答案】C 【解析】【解答】AB、“飞”起来的头发上带了电荷，是因为静电球一部分电荷转移到头发上，头发与静电球带上同种电荷，故是电荷发生了转移，而不是产生了电荷，故AB错误； CD、“飞”起来的头发是因为相互排斥，故头发带的是同种电荷，故C正确，D错误。 故选：C。 【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷（电子）的转移。 （2）电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 4．【答案】B 【解析】【解答】将带正电的玻璃棒靠近泡沫球，泡沫球被吸引，说明泡沫球可能带负电，也可能不带电。若改用带负电的橡胶棒靠近小球，若相互吸引，则泡沫小球不带电；若相互排斥，则泡沫小球带负电。故B正确，ACD错误。 故选B。 【分析】（1）带电体具有吸引轻小物体的性质； （2）电荷间相互作用的规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 5．【答案】C 【解析】【解答】ABC．丝绸和玻璃棒摩擦时，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电，摩擦起电的实质是电子发生转移，而非创造电荷，故AB错误，C正确； D．异种电荷相互吸引，带电体具有吸引轻小物体的特性。碎纸屑被带电的玻璃棒吸引，可能是它们带异种电荷，而相互吸引，也可能是碎纸屑不带电，故D错误。 故选C。 【分析】不同物质相互摩擦，得到电子带负电，失去电子带正电；电荷间图中电荷相互吸引，带电体可以吸引轻小物体。 6．【答案】C 【解析】【解答】A．用毛皮摩擦塑料丝使其带电是电荷发生了转移，不是创造电荷，故A错误； B．摩擦过的毛皮和塑料管所带电荷是异种电荷，故B错误； C．“静电章鱼”悬在空中说明同种电荷相互排斥，故C正确； D．塑料丝像章鱼的触角一样张开，说明同种电荷相互排斥，故D错误。 故选C。 【分析】（1）摩擦起电的实质电子的转移； （2）摩擦起电过程中，相互摩擦的两物体带异种电荷； （3）电荷间相互作用的规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 7．【答案】B 【解析】【解答】AB．两只气球带同种电荷而互相排斥，验电器的原理是同种电荷互相排斥，故A错误，B正确； CD．由当两个不同物体互相摩擦的时候，束缚电子本领弱的就会失去电子，束缚电子能力强的就会得到电子，用摩擦的方法使电子发生转移而带电，故CD错误。 故选B。 【分析】两种电荷：丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；橡胶棒摩擦毛皮，橡胶棒带负电；摩擦起电的实质为电子的转移，物体失去电子带正电，物体得到电子带负电，如两种电荷：丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电（失去电子）；橡胶棒摩擦毛皮，橡胶棒带负电（得到电子）。 8．【答案】D 【解析】【解答】 A.人身体与衣物摩擦带电，是由于电荷发生了转移，而不是创造了电荷，故A错误； B.工作人员因与物体摩擦带负电，带负电是因为得到了电子，故B错误； C.杆上端的圆球是导体，而橡胶或陶瓷是绝缘体，故C错误； D.若人体带有负电，电子会由人体通过金属杆流向大地，电流会由大地流向人体，则清除静电时金属杆中电流方向从下向上，故D正确。 故选D。 【分析】A.摩擦起电的本质是电荷的转移； B.失去电子带正电，得到电子带负电； C.容易导电的为导体，不容易导电的为绝缘体； D.电流方向与自由电子的移动方向相反。 9．【答案】电子；排斥；验电器 【解析】【解答】头发与气球摩擦时，电子发生转移，使头发带电，摩擦后，头发带同种电荷，同种电荷相互排斥，头发会“炸开”。 实验室中，验电器可以检验物体是否带电，工作原理是同种电荷相互排斥。 【分析】摩擦起电实现电子的转移，使物体带电；同种电荷相互排斥；验电器可以检验物体是否带电。 10．【答案】负；排斥 【解析】【解答】毛皮摩擦的橡胶棒得到电子带负电；电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，金属箔片张开角度，则与之接触的物体带电。 【分析】不同物质相互摩擦时，实现电子转移，得到电子带负电，失去电子带正电；验电器根据同种电荷相互排斥工作。 11．【答案】梳子；正． 【解析】【解答】不同物质的原子核对电子束缚能力不同，束缚能力强，容易得到电子，束缚能力弱，容易失去电子，摩擦起电实现电子的转移，图中，毛皮与梳子的原子核对电子束缚能力差距大，摩擦时容易发生电子转移，摩擦后毛皮带正电。 【分析】原子核对电子束缚能力强，易得电子带负电，原子核对电子束缚能力弱，易失电子带正电。 12．【答案】一定；负 【解析】【解答】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，而乙球所带电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同，所以乙球带正电；由图知，甲球与乙球相互吸引，根据异种电荷相互吸引可知，甲球可能带负电；但带电体能够吸引不带电的轻小物体，所以甲球还可能不带电；甲球与丙球靠近时相互排斥，根据同种电荷相互排斥可知，甲球一定带负电，丙球一定带负电。 故答案为：一定，一定 【分析】 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，结合电荷之间相互作用的规律进行判断。 13．【答案】电子；不带电；带负电 【解析】【解答】原子是由位于原子核和带负电的电子构成，原子核是由质子和中子组成，其中质子带正电，中子不带电。与玻璃棒摩擦过的丝绸将带负电。 综上 第1空、 电子；第2空、不带电； 第3空、带负电。 【分析】物质的微观结构：有分子和原子、原子包含原子核，电子，原子核包括质子和中子等，分子之间存在间隙，分子间的相互作用力包括引力和斥力。 14．【答案】导体；异种电荷相互吸引；负电；同种电荷相互排斥 【解析】【解答】探究电荷间相互作用时，（1）金属是导体，容易导电，摩擦带的电会通过人体传入大地，实验用金属棒，难以成功； （2）丙图中，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近时互相吸引，可得结论：异种电荷相互吸引。 （3）根据图1，A、B相互排斥，带同种电荷，B一定带电，已知C带正电，B、C相互吸引，B带负电，则A带负电。 （4）验电器的两个金属箔片张开，是带有同种电荷，工作原理是同种电荷相互排斥。 【分析】（1）金属是导体，容易导电； （2）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； （3）根据电荷间相互排斥判断带同种电荷，根据吸引吸引判断异种电荷； （4）验电器根据同种电荷相互排斥工作 学科网（北京）股份有限公司 $$