第1节 简单的静电现象(导学案)物理沪科版(五四学制)2024九年级上册
2025-10-30
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第1节 简单的静电现象 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.10 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-09-17 |
| 作者 | 001520 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-08-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53681672.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第1节 简单的静电现象 (导学案)
【学习目标】
1. 了解静电现象。
2. 知道电荷间存在相互作用。
3. 能用原子核式结构模型解释摩擦起电现象。
4. 能了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
【学习重点】
1. 摩擦起电现象;
2. 两种电荷及其相互作用规律。
【学习难点】
从实验推理得出自然界中只存在两种电荷。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1.物体有了 吸引 轻小物体的性质,我们就说是物体带了电荷。自然界只有正电荷和负电荷两种,被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作 正 电荷;被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫作 负 电荷。
2.电荷间的相互作用:同种电荷相互 排斥 ,异种电荷相互 吸引 。
3.电荷的多少叫作电荷量,简称电荷,单位是 库仑 ,符号是C。
4. 验电器的工作原理: 同种电荷 相互排斥。
5.原子由原子核和电子组成。原子核带 正 电,电子带 负 电。电子所带电荷量为1.6×10-19C。
6. 容易导电的物体叫作 导体 ;不容易导电的物体叫作 绝缘体 。
【课堂探究】
探究一 什么是摩擦起电现象
(一)摩擦起电
1. 摩擦起电
(1)概念:用 摩擦 的方法使物体带电。
(2)带电体的性质:带电体可以吸引不带电的轻小物体 。
(3)摩擦起电的本质:电子的转移。
2. 探究摩擦起电现象
【思考】先用塑料尺(或塑料梳子、圆珠笔、玻璃棒、橡胶棒)靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用塑料尺、塑料梳子、圆珠笔和头发(玻璃棒和丝绸布、橡胶棒和毛皮)摩擦后,再靠近碎纸屑看有什么现象?
【分析】摩擦前的塑料尺无法吸引碎纸屑,摩擦后的塑料尺能吸引碎纸屑。
【思考】被摩擦过的物体为什么会吸引碎纸屑?
【演示实验】
①用丝绸摩擦玻璃棒,将摩擦过的玻璃棒靠近碎纸屑。
②用毛皮摩擦橡胶棒,将摩擦过的橡胶棒靠近碎纸屑。
【探究归纳】
①经过摩擦的物体能吸引轻小物体,我们就说物体带了“电”或带了“电荷”。
②用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
③带电物体具有吸引轻小物体的性质。
【实验改进】
改进一:用带电物体去靠近纸灰,效果更好。
改进二:把带电物体靠近用细线悬挂的小纸屑(如图所示),效果不错。
改进三:用带电体吸引细小水流。
方法:①选用输液器以获得细小水流;②将水染色,增强可视性。
优点:取材容易,操作方便,效果很明显。
【例题1】用塑料梳子梳理干燥的头发时,发现头发会随着梳子飘起来,而且越梳头发越蓬松。此现象中,梳子和头发摩擦时发生转移的粒子是( )
A.原子 B.质子 C.中子 D.电子
【答案】D
【解析】解:摩擦起电的实质是电子的转移。当塑料梳子与干燥的头发摩擦时,由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,束缚电子能力弱的一方会失去电子,束缚电子能力强的一方会得到电子,从而使梳子和头发带上异种电荷,相互吸引,导致头发随梳子飘起;而头发之间因带同种电荷相互排斥,变得蓬松。原子是由原子核和核外电子构成的,原子核内的质子和中子不会发生转移,发生转移的是核外电子。因此,此现象中转移的粒子是电子。故D符合题意,ABC不符合题意。
【例题2】今年春节《哪吒之魔童闹海》影片爆火全球。该片成为全球单一市场票房榜第一名,为中国影史首部百亿元票房上映影片。在影片中哪吒使用法术时,身体周围会出现闪电,这是模拟真实自然环境中的闪电现象,其实闪电的发生是因为空气中发生了 现象,同时闪电的形成需要空气中有足够的 (选填“水分”或“电荷”)。
【答案】摩擦起电 电荷
【解答】两块云团相互摩擦的结果会使云团带上异种电荷,带有异种电荷的云团相遇发生中和现象而放电,从而产生闪电,所以闪电的发生是因为空气中发生了摩擦起电现象,同时闪电的形成需要空气中有足够的电荷。
【例题3】金陵金箔,也称为南京金箔,是中国传统手工技艺之一,被誉为“中华一绝”。金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取。如图所示的金箔铺贴过程,工匠手持毛刷在纸垫来回扫过,再将毛刷靠近工作台上的金箔时,可将金箔吸起来。毛刷与纸垫摩擦后,由于 电子而带负电(选填“得到”或“失去”);由于带电物体能够 轻小物体,故毛刷可将金箔吸起来。
【答案】得到 吸引
【解析】毛刷与纸垫摩擦后,由于得到电子而带负电;由于带电物体能够吸引轻小物体,故毛刷可将金箔吸起来。
(二)两种电荷及相互作用
1. 两种电荷及相互作用
(1)自然界只有两种电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷,用“ + ”表示;用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷,用“ - ”表示。
(2)电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(3)电荷的多少叫做电荷量。单位:库仑,简称:库,符号:C。
(4)原子核带正电荷,核外电子带负电荷。物体得到电子后带上负电,失去电子后带上正电。
2. 探究电荷的种类及相互作用规律
【思考】用摩擦的方法可以使各种各样的物体带电,带电物体间存在怎样的相互关系?
【设计实验】
1.用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒,靠近另一根被吊起的玻璃棒,观察有什么现象发生。
2.两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,观察有什么现象发生。
3.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。
【总结归纳】
人们通过大量的实验研究发现,用摩擦的方法可以使各种各样的物体带电。带电后的物体带的电荷不是跟丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷种类相同,就是跟毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷种类相同,没有第三种电荷,自然界中只存在两种电荷。
【实验结论】
1. 自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
2. 电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【例题4】博物馆里有些古书非常陈旧,直接翻动它容易使书页破损。有人提出,通过给书带电,可使书逐页分开。如图所示,现有以下四种方法,能使书逐页分开的是( )
A.让书每页带上同种电荷
B.让书每页带上异种电荷
C.只能让书每页带上正电荷
D.只让书封面和封底带异种电荷
【分析】A
【解答】通过给书带电,使书一页页分开来,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引知识可知,可以给书带上同种电荷,每页书之间因互相排斥而分开,故A正确。
【例题5】轻质泡沫小球A、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.A带正电 B.B可能不带电
C.B带正电 D.A可能不带电
【答案】B
【解答】C带负电,如图所示,当靠近A小球时,相互排斥,说明A带负电;
将AB靠近时,AB吸引,A带负电,B带正电,或不带电;综上所述,B正确、ACD错误。
(三)验电器
1.验电器
(1)作用:用来检验物体是否带电。
(2)原理:同种电荷相互排斥。
(3)验电器的结构(如图):金属球、金属杆、金属箔、绝缘塞。
2.探究验电器的工作原理
【演示实验】
演示1:将未经摩擦的玻璃棒直接接触验电器的金属球,观察验电器金属箔的反应。
演示2:将丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,观察验电器金属箔的反应。
演示3:用力多摩擦几下玻璃棒,再去接触验电器的金属球,观察验电器金属箔张开的角度。
【分析】
(1)将未经摩擦的玻璃棒直接接触验电器的金属球,验电器金属箔不张开。将丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器金属箔张开。
(2)用力多摩擦几下玻璃棒,再去接触验电器的金属球,验电器金属箔张开的角度变大。
【实验结论】
(1) 金属箔张开说明两片金属箔带同种电荷相互排斥而张开。
(2) 被检验物体所带电荷量越多,验电器的金属箔张开的角度就越大。
【归纳总结】验电器是实验室里常用的一种检验物体是否带电的仪器。它是由金属球、金属杆、金属箔等几部分组成的。它利用同种电荷相互排斥的原理,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相互排斥而张开。
【例题6】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开。下列各图能正确表示橡胶棒和验电器金属箔带电情况的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒夺得电子的本领强,得到电子带负电,故用它去接触验电器的金属球时,验电器也带上负电,即验电器的金属球和两个金属箔片上都带上了负电,由于同种电荷相互排斥,故其两个金属箔片会张开,故A正确,BCD错误。故选:A。
探究二 如何判断物体能否导电
1.导体、绝缘体
(1)容易导电的物体是导体。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。
(2)不容易导电的物体是绝缘体。常见的绝缘体有玻璃、塑料、橡胶、陶瓷等。
(3)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。
2.用验电器判断物体能否导电
【思考】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,我们如何用验电器来简单判断物体能否导电?
【设计实验】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。
【实验结论】
①用木棒把A、B的金属球连接起来,A的金属箔张角不变,B的金属箔不张开。
②用木夹夹住金属棒,用金属棒把A、B的金属球连接起来,A的金属箔张角变小,B的金属箔张角变大。
【归纳总结】金属是导体,能够导电;木棒是绝缘体,不能导电。
【例题7】验电器M不带电、N带负电,用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来,如图所示,发现验电器M的金属箔片张开,下列说法正确的是( )
A.M带上了正电
B.棒中电子由N向M运动
C.N的金属箔片张角变大
D.用手触摸金属棒,M、N的金属箔片张角不变
【答案】B
【解析】A、M、N的金属球通过金属棒连接后,带负电的N的电荷经金属棒流向M,使M带上负电荷,故A错误;B、金属棒中电流的方向是由M流向N,所以电子的移动方向是由N到M,故B正确;
C、利用电荷守恒定律可知,M、N上的总电荷量不变,因为M由不带电到带电,使N的电荷量减少,则金属箔片的张角变小,故C错误;D、用手触摸金属棒,使负电荷通过人体流向大地,则M、N上的总电荷量减少,箔片的张角都变小,故D错误。
探究三 生活中哪些现象与静电有关
1. 静电现象在生活中的实例
①干燥多风的秋季,开门或取放物品时常会被“电”到。
②化纤布料的衣服特别容易“吸”土。
③空气干燥时用塑料梳子梳头发,头发会随梳子“飘”起来。
④科技馆里,站在绝缘台上的人用手触摸静电球时会“怒发冲冠”。
2. 静电的利用与防止
(一)应用
①静电喷涂:给涂料微粒带上电,带电微粒就能在异种电荷的吸引下定向运动,飞向带异种电荷的喷涂物件。
②静电植绒:给绒毛带上电,让它飞向事先涂了胶粘剂的带异种电荷的布面。
③静电除尘、吸尘:利用高压电场使粉尘颗粒带上电,带电的粉尘飞向特定的采集板,就可以达到静电除尘的目的。
④静电复印:利用异种电荷相互吸引的原理,使带静电的光敏材料表面在曝光时,按影像使局部电荷随光线强弱发生相应的变化而存留静电潜影,经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。
⑤静电贴画:市场上有一类可以利用静电现象随意张贴而不用担心留下痕迹的贴画。
⑥“粘”气球:在头上、身上摩擦过的气球可以随心所欲地“粘”在墙上、玻璃窗上。
(二)防护
防止静电危害的典型事例:
①飞机机翼的尾部有若干用来释放因机体与空气摩擦而产生静电的金属尖状物(图甲)。
②高压输电塔最高处的两根电线不是用来输电的,而是用来避雷的(图乙)。
③楼顶四周边缘都有钢筋焊接的避雷线,以免遭雷击(图丙)。
④油罐车尾部拖一条铁链,避免行驶中油与罐壁摩擦起电,一旦放电而发生危险(图丁)。
⑤高大建筑物上安装避雷针,使建筑物雷雨天免遭雷击。
【例题8】下列是张贴在加油站的部分安全标识,其中与静电现象有关的是( )
A.禁止吸烟 B.禁止穿化纤衣服
C.禁止放易燃物 D.熄火加油
【答案】B
【解析】ACD、禁止吸烟、禁止放易燃物品、熄火加油,都是与禁止明火有关,由静电现象无关,故ACD不符合题意;若穿化纤衣服,化纤衣服与人体之间或化纤衣服和其它衣服之间会因为摩擦产生静电,从而产生电火花,有发生爆炸的危险,所以在加油站应禁止穿化纤衣服,故B符合题意。
【例题9】为保障加油站安全,工人提油枪加油前,必须用手触摸如图所示的按钮,这是为了( )
A.清除身体上的静电 B.清除手上的灰尘
C.清除手上的汗水 D.给身体带上静电
【答案】A
【解析】提油枪加油前,必须用手触摸图所示的按钮,是利用该按钮与大地相连,将人体因摩擦等产生的静电导走,消除人身上所带的电荷,避免在加油的过程中因放电而产生火花,造成火灾,故A正确BCD错误。
【精讲点拨】
1. 摩擦起电的实质不是创造了电,而是电子的转移。不同的物质原子核束缚核外电子的本领有强有弱,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电。
2. 带电体可以吸引不带电的轻小物体。
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. 验电器是检验物体是否带电的仪器,其制作原理是:同种电荷相互排斥;当用带负电的带电体接触验电器的金属球时,就会有一部分电子从橡胶棒转移到金属球,并使金属箔带上同种电荷,两金属箔由于同种电荷互相排斥而张开。
【归纳整理】 第1节 静电现象
【课堂练习】
1.《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“吸得芥子”是由于琥珀摩擦起电而吸引轻小物体。关于上述现象,下列说法中正确的是( )
A.摩擦过程中产生了电荷
B.摩擦过程中电荷发生了转移
C.摩擦后只有琥珀带上电荷
D.芥子被吸引后与琥珀带异种电荷
【答案】B
【解析】摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电子发生了转移,“以布拭热”的过程中,发生了电荷的转移,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电,故A错误,B正确;“以布拭热”的过程中,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电,布和琥珀带异种电荷,故C错误;由于布擦拭后的“琥珀”带电,带电体有吸引轻小物体的性质,所以“吸得芥子”,故D错误。
2.下列生活中的应用与原理对应正确的是( )
A.塑料梳子梳头后吸引碎纸屑——通过摩擦使碎纸屑带了电
B.静电复印——利用静电吸引墨粉到纸张上
C.加油站禁止用塑料桶加油——塑料桶太轻容易翻倒
D.静电空气净化器——利用静电产生臭氧净化空气
【答案】B
【解析】塑料数字梳头后摩擦起电,能吸引碎纸屑是因为带电体能够吸引轻小物体,故A错误;
静电复印时,让硒鼓带电吸引墨粉,是利用了静电,故B正确;在加油站使用塑料桶盛装汽油可能因摩擦起电引起火灾,故C错误;静电空气净化器利用静电吸附空气中尘埃来净化空气,故D错误。
3.用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触不带电的验电器A,A的金属箔片张角变大,如图所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.A验电器两个金属箔片带异种电荷
B.电子通过C棒从验电器A转移到验电器B
C.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,电子是由橡胶棒转移到毛皮
D.当橡胶棒靠近带负电荷的轻小物体时,会相互吸引
【答案】B
【解析】验电器是利用同种电荷相互排斥的原理,A验电器两个金属箔片带同种电荷,故A错误;毛皮摩擦橡胶棒带负电,该橡胶棒去接触验电器A时,验电器A也会带负电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时,A验电器上自由电子向验电器B转移,故B正确;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故电子是由毛皮转移到橡胶棒,故C错误;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,同种电荷相互排斥,所以当橡胶棒靠近带负电荷的轻小物体时,会相互排斥,故D错误。
4.某款抽油烟机采用静电分离技术,使油滴带上负电,被金属板吸附,流入油槽,有效减少厨房油烟污染。图中吸油效果最好的设计是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意,要使油滴带上负电,被金属板吸附,流入油槽,根据电荷间的相互作用,油槽应该在带正电荷金属板下,另一金属板要带负电荷对油滴排斥,故图中吸油效果最好的设计是C图。
5.干燥的秋冬季节,人触碰金属门把手常有“触电”的感觉。小明自制了如图所示的“静电消除器”,手持回形针B,用回形针A去触碰门把手释放静电,观察到轻质锡纸小球在回形针A和B之间快速往复滚动。下列有关说法正确的是( )
A.释放静电就是把人体的电子转移出去
B.“触电”是因为摩擦创造了电荷
C.小球快速离开B是因为同种电荷相互排斥
D.小球触碰A后迅速远离是因为触碰后小球和A带异种电荷
【答案】C
【解析】在干燥的秋冬季节,人体与衣物等摩擦会使人体带上静电,带电种类由摩擦衣服种类及其他因素决定,当人触碰金属门把手时,人体有可能失去电子带上正电,释放静电不一定就是把人体多余的电子转移出去,故A错误。“触电”是因为在干燥环境中,人体与衣物等摩擦使电荷发生了转移,导致人体带上静电,而不是创造了电荷,电荷不能被创造,只是从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,故B错误。当回形针B接触到带某种电荷的锡纸小球后,会带上与小球相同的电荷,根据同种电荷相互排斥的原理,小球会快速离开B,故C正确。小球触碰A后迅速远离是因为触碰后小球和A带同种电荷,同种电荷相互排斥,而不是异种电荷,故D错误。
6.摩擦起电的实质是不同原子的 对核外电子的束缚能力强弱不同。如图是“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管。然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝可以静止在空中,形状像章鱼。塑料管经毛皮摩擦后带 电;塑料丝呈章鱼状是因为 。
【答案】原子核 负 同种电荷相互排斥
【解析】解:摩擦起电的实质是电子的转移,由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力强弱不同,束缚能力越弱越容易失去电子;由题可知,毛皮比塑料易失去电子,所以用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,毛皮失去电子带正电,塑料丝和塑料管得到电子带负电;塑料丝因带同种电荷相互排斥。
7.家庭中安装的空气净化器的原理如图所示。受到污染的空气被净化器吸入后,其中的颗粒物进入电离区带上电荷,随后在集尘器处被带电金属网捕获;金属网吸引颗粒物的原理是异种电荷相互 ,此原理与验电器工作原理 (填“相同”或“不同”)。
【答案】吸引 不同
【解答】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,金属网吸引颗粒物的原理是异种电荷相互相互吸引;而验电器工作原理为同种电荷相互排斥,故此原理与验电器工作原理不相同。
8.部分物质的原子核对核外电子束缚能力强弱的情况如图甲所示,束缚能力越弱越容易失去电子。现用丝绸摩擦石蜡块,丝绸会 电子,从而使石蜡块带上 电荷。再将石蜡块触碰验电器的金属球,发现金属箔片张开(图乙),这是因为两金属片带上了 电荷。
【分析】失去 负 同种
【解答】观察图甲可知,石蜡的原子核对核外电子束缚能力强于丝绸,用丝绸摩擦石蜡,电子会从丝绸转移到石蜡上,丝绸会失去电子,从而带正电,石蜡得到电子,从而带负电。石蜡带负电,接触了验电器的金属球后,验电器的金属箔片就带负电,因为同种电荷互相排斥,所以金属箔片张开。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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第1节 简单的静电现象 (导学案)
【学习目标】
1. 了解静电现象。
2. 知道电荷间存在相互作用。
3. 能用原子核式结构模型解释摩擦起电现象。
4. 能了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
【学习重点】
1. 摩擦起电现象;
2. 两种电荷及其相互作用规律。
【学习难点】
从实验推理得出自然界中只存在两种电荷。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1.物体有了 轻小物体的性质,我们就说是物体带了电荷。自然界只有正电荷和负电荷两种,被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作 电荷;被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫作 电荷。
2.电荷间的相互作用:同种电荷相互 ,异种电荷相互 。
3.电荷的多少叫作电荷量,简称电荷,单位是 ,符号是C。
4. 验电器的工作原理: 相互排斥。
5.原子由原子核和电子组成。原子核带 电,电子带 电。电子所带电荷量为1.6×10-19C。
6. 容易导电的物体叫作 ;不容易导电的物体叫作 。
【课堂探究】
探究一 什么是摩擦起电现象
(一)摩擦起电
1. 摩擦起电
(1)概念:用 的方法使物体带电。
(2)带电体的性质:带电体可以 。
(3)摩擦起电的本质: 。
2. 探究摩擦起电现象
【思考】先用塑料尺(或塑料梳子、圆珠笔、玻璃棒、橡胶棒)靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用塑料尺、塑料梳子、圆珠笔和头发(玻璃棒和丝绸布、橡胶棒和毛皮)摩擦后,再靠近碎纸屑看有什么现象?
【分析】摩擦前的塑料尺无法吸引碎纸屑,摩擦后的塑料尺能吸引碎纸屑。
【思考】被摩擦过的物体为什么会吸引碎纸屑?
【演示实验】
①用丝绸摩擦玻璃棒,将摩擦过的玻璃棒靠近碎纸屑。
②用毛皮摩擦橡胶棒,将摩擦过的橡胶棒靠近碎纸屑。
【探究归纳】
①经过摩擦的物体能吸引轻小物体,我们就说物体带了“电”或带了“电荷”。
②用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起电。
③带电物体具有吸引轻小物体的性质。
【实验改进】
改进一:用带电物体去靠近纸灰,效果更好。
改进二:把带电物体靠近用细线悬挂的小纸屑(如图所示),效果不错。
改进三:用带电体吸引细小水流。
方法:①选用输液器以获得细小水流;②将水染色,增强可视性。
优点:取材容易,操作方便,效果很明显。
【例题1】用塑料梳子梳理干燥的头发时,发现头发会随着梳子飘起来,而且越梳头发越蓬松。此现象中,梳子和头发摩擦时发生转移的粒子是( )
A.原子 B.质子 C.中子 D.电子
【例题2】今年春节《哪吒之魔童闹海》影片爆火全球。该片成为全球单一市场票房榜第一名,为中国影史首部百亿元票房上映影片。在影片中哪吒使用法术时,身体周围会出现闪电,这是模拟真实自然环境中的闪电现象,其实闪电的发生是因为空气中发生了 现象,同时闪电的形成需要空气中有足够的 (选填“水分”或“电荷”)。
【例题3】金陵金箔,也称为南京金箔,是中国传统手工技艺之一,被誉为“中华一绝”。金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取。如图所示的金箔铺贴过程,工匠手持毛刷在纸垫来回扫过,再将毛刷靠近工作台上的金箔时,可将金箔吸起来。毛刷与纸垫摩擦后,由于 电子而带负电(选填“得到”或“失去”);由于带电物体能够 轻小物体,故毛刷可将金箔吸起来。
(二)两种电荷及相互作用
1. 两种电荷及相互作用
(1)自然界只有两种电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做 电荷,用“ ”表示;用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做 电荷,用“ ”表示。
(2)电荷间的相互作用:同种电荷相互 ,异种电荷相互 。
(3)电荷的多少叫做电荷量。单位: ,简称: ,符号: 。
(4)原子核带 电荷,核外电子带 电荷。物体得到电子后带上 电,失去电子后带上 电。
2. 探究电荷的种类及相互作用规律
【思考】用摩擦的方法可以使各种各样的物体带电,带电物体间存在怎样的相互关系?
【设计实验】
1.用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒,靠近另一根被吊起的玻璃棒,观察有什么现象发生。
2.两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时,观察有什么现象发生。
3.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。
【总结归纳】
人们通过大量的实验研究发现,用摩擦的方法可以使各种各样的物体带电。带电后的物体带的电荷不是跟丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷种类相同,就是跟毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷种类相同,没有第三种电荷,自然界中只存在两种电荷。
【实验结论】
1. 自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
2. 电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【例题4】博物馆里有些古书非常陈旧,直接翻动它容易使书页破损。有人提出,通过给书带电,可使书逐页分开。如图所示,现有以下四种方法,能使书逐页分开的是( )
A.让书每页带上同种电荷
B.让书每页带上异种电荷
C.只能让书每页带上正电荷
D.只让书封面和封底带异种电荷
【例题5】轻质泡沫小球A、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.A带正电 B.B可能不带电
C.B带正电 D.A可能不带电
(三)验电器
1.验电器
(1)作用:用来检验 。
(2)原理: 。
(3)验电器的结构(如图):金属球、金属杆、金属箔、绝缘塞。
2.探究验电器的工作原理
【演示实验】
演示1:将未经摩擦的玻璃棒直接接触验电器的金属球,观察验电器金属箔的反应。
演示2:将丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,观察验电器金属箔的反应。
演示3:用力多摩擦几下玻璃棒,再去接触验电器的金属球,观察验电器金属箔张开的角度。
【分析】
(1)将未经摩擦的玻璃棒直接接触验电器的金属球,验电器金属箔不张开。将丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器金属箔张开。
(2)用力多摩擦几下玻璃棒,再去接触验电器的金属球,验电器金属箔张开的角度变大。
【实验结论】
(1) 金属箔张开说明两片金属箔带同种电荷相互排斥而张开。
(2) 被检验物体所带电荷量越多,验电器的金属箔张开的角度就越大。
【归纳总结】验电器是实验室里常用的一种检验物体是否带电的仪器。它是由金属球、金属杆、金属箔等几部分组成的。它利用同种电荷相互排斥的原理,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相互排斥而张开。
【例题6】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开。下列各图能正确表示橡胶棒和验电器金属箔带电情况的是( )
A. B. C. D.
探究二 如何判断物体能否导电
1.导体、绝缘体
(1)容易导电的物体是 。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。
(2)不容易导电的物体是 。常见的绝缘体有玻璃、塑料、橡胶、陶瓷等。
(3)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。
2.用验电器判断物体能否导电
【思考】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,我们如何用验电器来简单判断物体能否导电?
【设计实验】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。
【实验结论】
①用木棒把A、B的金属球连接起来,A的金属箔张角不变,B的金属箔不张开。
②用木夹夹住金属棒,用金属棒把A、B的金属球连接起来,A的金属箔张角变小,B的金属箔张角变大。
【归纳总结】金属是导体,能够导电;木棒是绝缘体,不能导电。
【例题7】验电器M不带电、N带负电,用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来,如图所示,发现验电器M的金属箔片张开,下列说法正确的是( )
A.M带上了正电
B.棒中电子由N向M运动
C.N的金属箔片张角变大
D.用手触摸金属棒,M、N的金属箔片张角不变
探究三 生活中哪些现象与静电有关
1. 静电现象在生活中的实例
①干燥多风的秋季,开门或取放物品时常会被“电”到。
②化纤布料的衣服特别容易“吸”土。
③空气干燥时用塑料梳子梳头发,头发会随梳子“飘”起来。
④科技馆里,站在绝缘台上的人用手触摸静电球时会“怒发冲冠”。
2. 静电的利用与防止
(一)应用
①静电喷涂:给涂料微粒带上电,带电微粒就能在异种电荷的吸引下定向运动,飞向带异种电荷的喷涂物件。
②静电植绒:给绒毛带上电,让它飞向事先涂了胶粘剂的带异种电荷的布面。
③静电除尘、吸尘:利用高压电场使粉尘颗粒带上电,带电的粉尘飞向特定的采集板,就可以达到静电除尘的目的。
④静电复印:利用异种电荷相互吸引的原理,使带静电的光敏材料表面在曝光时,按影像使局部电荷随光线强弱发生相应的变化而存留静电潜影,经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。
⑤静电贴画:市场上有一类可以利用静电现象随意张贴而不用担心留下痕迹的贴画。
⑥“粘”气球:在头上、身上摩擦过的气球可以随心所欲地“粘”在墙上、玻璃窗上。
(二)防护
防止静电危害的典型事例:
①飞机机翼的尾部有若干用来释放因机体与空气摩擦而产生静电的金属尖状物(图甲)。
②高压输电塔最高处的两根电线不是用来输电的,而是用来避雷的(图乙)。
③楼顶四周边缘都有钢筋焊接的避雷线,以免遭雷击(图丙)。
④油罐车尾部拖一条铁链,避免行驶中油与罐壁摩擦起电,一旦放电而发生危险(图丁)。
⑤高大建筑物上安装避雷针,使建筑物雷雨天免遭雷击。
【例题8】下列是张贴在加油站的部分安全标识,其中与静电现象有关的是( )
A.禁止吸烟 B.禁止穿化纤衣服
C.禁止放易燃物 D.熄火加油
【例题9】为保障加油站安全,工人提油枪加油前,必须用手触摸如图所示的按钮,这是为了( )
A.清除身体上的静电 B.清除手上的灰尘
C.清除手上的汗水 D.给身体带上静电
【精讲点拨】
1. 摩擦起电的实质不是创造了电,而是电子的转移。不同的物质原子核束缚核外电子的本领有强有弱,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电。
2. 带电体可以吸引不带电的轻小物体。
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. 验电器是检验物体是否带电的仪器,其制作原理是:同种电荷相互排斥;当用带负电的带电体接触验电器的金属球时,就会有一部分电子从橡胶棒转移到金属球,并使金属箔带上同种电荷,两金属箔由于同种电荷互相排斥而张开。
【归纳整理】 第1节 静电现象
【课堂练习】
1.《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“吸得芥子”是由于琥珀摩擦起电而吸引轻小物体。关于上述现象,下列说法中正确的是( )
A.摩擦过程中产生了电荷
B.摩擦过程中电荷发生了转移
C.摩擦后只有琥珀带上电荷
D.芥子被吸引后与琥珀带异种电荷
2.下列生活中的应用与原理对应正确的是( )
A.塑料梳子梳头后吸引碎纸屑——通过摩擦使碎纸屑带了电
B.静电复印——利用静电吸引墨粉到纸张上
C.加油站禁止用塑料桶加油——塑料桶太轻容易翻倒
D.静电空气净化器——利用静电产生臭氧净化空气
3.用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触不带电的验电器A,A的金属箔片张角变大,如图所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.A验电器两个金属箔片带异种电荷
B.电子通过C棒从验电器A转移到验电器B
C.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,电子是由橡胶棒转移到毛皮
D.当橡胶棒靠近带负电荷的轻小物体时,会相互吸引
4.某款抽油烟机采用静电分离技术,使油滴带上负电,被金属板吸附,流入油槽,有效减少厨房油烟污染。图中吸油效果最好的设计是( )
A. B. C. D.
5.干燥的秋冬季节,人触碰金属门把手常有“触电”的感觉。小明自制了如图所示的“静电消除器”,手持回形针B,用回形针A去触碰门把手释放静电,观察到轻质锡纸小球在回形针A和B之间快速往复滚动。下列有关说法正确的是( )
A.释放静电就是把人体的电子转移出去
B.“触电”是因为摩擦创造了电荷
C.小球快速离开B是因为同种电荷相互排斥
D.小球触碰A后迅速远离是因为触碰后小球和A带异种电荷
6.摩擦起电的实质是不同原子的 对核外电子的束缚能力强弱不同。如图是“静电章鱼”实验,用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管。然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面,此时塑料丝可以静止在空中,形状像章鱼。塑料管经毛皮摩擦后带 电;塑料丝呈章鱼状是因为 。
7.家庭中安装的空气净化器的原理如图所示。受到污染的空气被净化器吸入后,其中的颗粒物进入电离区带上电荷,随后在集尘器处被带电金属网捕获;金属网吸引颗粒物的原理是异种电荷相互 ,此原理与验电器工作原理 (填“相同”或“不同”)。
8.部分物质的原子核对核外电子束缚能力强弱的情况如图甲所示,束缚能力越弱越容易失去电子。现用丝绸摩擦石蜡块,丝绸会 电子,从而使石蜡块带上 电荷。再将石蜡块触碰验电器的金属球,发现金属箔片张开(图乙),这是因为两金属片带上了 电荷。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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