15.1两种电荷 同步课堂 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期
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内容正文:
15.1两种电荷
讲解目录
【知识点1】静电现象 1
【知识点2】常见的导体与绝缘体 3
【知识点3】原子结构带电情况 4
【知识点4】电荷间的相互作用 4
【题型1】摩擦起电的实质 5
【题型2】两种电荷与电荷量 7
【题型3】原子的组成 8
【题型4】原子的核式结构 9
【题型5】判断物体带电情况 11
【题型6】摩擦起电现象 12
【题型7】带电体的基本性质 13
【题型8】静电的防护与应用 15
【题型9】本节综合 16
【题型10】验电器的原理 18
【题型11】验电器的使用 20
【题型12】电荷间的相互作用规律 24
知识讲解
【知识点1】静电现象
静电的基本概念
(1)静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
(2)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后,击穿其间介质而进行放电的现象。
(3)静电产生的原因:
1、微观原因:
根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
2、宏观原因:
①物体间摩擦生热,激发电子转移;
②物体间的接触和分离产生电子转移;
③电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;
④摩擦和电磁感应的综合效应。
(4)静电造成的危害:
①高压静电放电造成电击,危及人身安全。
②在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
③电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
④胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
⑤造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
⑥纺织工业:造成绒丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
静电的危害有目共睹,现在日常生活中和工业生产中越来越多的已经开始实施各种程度的防静电措施和工程。
(5)静电的防范:①保持空气湿度;②使用避雷针;③良好接地
生活常见的静电现象有哪些,怎样防止静电的危害,用静电知识解释生活中的现象都是命题的方向
例:下列现象中不能用静电知识解释的是( )
A.电视机和玻璃荧光屏表面上经常有许多灰尘
B.身上的化纤衣服容易吸引灰尘
C.飞机起落架的着陆机轮上的轮胎常用导电橡胶做成
D.书本被水浸湿后,里面的纸张会粘在一起
分析:解决此题要知道静电可以吸附灰尘,橡胶在摩擦中会产生静电,导电橡胶能将静电导入大地防止产生电火花发生事故。
解析:解:A、视机和玻璃荧光屏表面上经常有许多灰尘,这是因为电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘,不符合题意;
B、身上的化纤衣服容易吸引灰尘,化纤衣服摩擦易产生静电,不符合题意;
C、飞机起落架的着陆机轮上的轮胎常用导电橡胶做成,这是因为橡胶在摩擦中会产生静电,导电橡胶能将静电导入大地防止产生电火花发生事故,不符合题意;
D、书本被水浸湿后,里面的纸张会粘在一起,这是由于水的张力造成,不是静电原因,符合题意;
故选:D。
点评:解决此类问题关键是能利用静电现象进行分析生活现象。
(1)在日常生活中,我们用梳子在理头发的时候,常常会发现毛发在高压静电场力的作用下形成射线状。我们在每天夜晚脱衣服的时候,也常常会发现一种闪光效应和劈了啪啦的闪光声响。有时,我们在触摸“猫或狗”的皮毛时,你会受到微量的“电击”。还有,你用梳子理一下你的头发,你就可以将碎纸屑吸引起来。这些都是日常的静电现象。
(2)静电现象往往和摩擦、静电感应有关,静电不会产生持续电流,静电累积到一定程度会产生放电现象,拌有火花和声音。
【知识点2】常见的导体与绝缘体
常见的导体:金属、石墨、人体、大地
常见的绝缘体:玻璃、橡胶、陶瓷、塑料等
此考点较为基础,在中考中主要考查导体和绝缘的分类,一般以选择题和填空题出现.
例:下列四组物质中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A.水银、大地、石墨
B.琼砖、陶瓷、人体
C.塑料、空气、橡胶
D.盐水、煤油、蒸馏水
分析:容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
解析:解:A、水银、大地、石墨容易导电,都属于导体,故A正确;
B、瓷砖、陶瓷是绝缘体,人体是导体,故B错误;
C、塑料、空气、橡胶是绝缘体,故C错误;
D、盐水容易导电,属于导体,煤油、蒸馏水不容易导电,属于绝缘体,故D错误。
故选:A。
点评:此题考查了导体与绝缘体的辨析,属基础题目。
导体与绝缘体之间没有绝对的界限,一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体.例如:常温下玻璃是绝缘体,而在高温达到红炽状态时,也就变成导体了。
【知识点3】原子结构带电情况
质子带正电,核外电子带负电,中子不带电;
此类问题多以考查原子组成和判断质子、中子、电子和原子核心的带电情况为主,主要以填空或者选择题的形式出现.
例:下列粒子中带负电的是( )
A.电子
B.原子
C.分子
D.质子
分析:原子由原子核和核外带负电的电子组成。
解析:解:物质是由分子或原子组成的,原子核带的正电荷数等于核外电子带的负电荷数,原子、分子对外不显电性。原子由原子核和核外带负电的电子组成,电子带负电,原子核中质子带正电、中子不带电。
故选:A。
点评:本题考查了原子的结构及粒子的带电情况,为基础题。
概念性知识,牢记即可。
【知识点4】电荷间的相互作用
电荷间相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引
判断物体带电情况是主要的命题方式,主要以选择填空为主
例:探究电荷之间相互作用时,小军同学将两个气球同时与头发摩擦使其带电后用细绳悬挂并靠近,出现如图所示的情况,实验现象说明______。
分析: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。
解析:解:两个充满气的气球与头发摩擦后带有电荷,两气球彼此排斥分开,说明两只气球带上了同种电荷。
故答案为:同种电荷相互排斥。
点评:本题考查了电荷间的相互作用规律,属于基础性题目。
在根据物体间的作用规律判定物体带电情况时,要注意两者相互吸引有两种可能:异种电荷相互吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质.因此考虑问题要全面.
题型专练
【题型1】摩擦起电的实质
【典型例题】学习了摩擦起电的相关知识后,小明同学拿梳子梳头发,结果出现了梳子把头发吸起来的现象,如图所示,产生该现象的原因是( )
A.小明的头发带有异种电荷
B.摩擦的方法创造了电荷,使头发带了电
C.梳子与小明头发带有同种电荷
D.摩擦的方法使电子发生了转移
【举一反三1】学了摩擦起电后,小梦做了个小实验:用丝绸摩擦过的玻璃棒吸引轻质小球,小球被吸起;将玻璃棒移走后,再次靠近小球,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.丝绸和玻璃棒摩擦时产生了电荷
B.轻质小球被吸起前一定不带电荷
C.小球远离玻璃棒时,小球带正电
D.小球远离玻璃棒时,小球带负电
【举一反三2】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)。对该现象解释正确的是( )
A.两气球因带了同种电荷而互相排斥
B.气球和头发摩擦后,气球和头发带同种电荷
C.两气球因带了正、负电荷而互相排斥
D.该过程没有发生能的转化
【举一反三3】我国古代《论衡》有关于“用布摩擦过的琥珀能吸引干草屑”的记载。这说明用布摩擦过的琥珀带了电荷,其本质是电荷的 (选填“转移”或“产生”);如图所示,是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉,在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖。手炉中装热水,是利用了水的 较大。
【举一反三4】如图所示,干燥的橡胶棒和毛皮相互摩擦能使二者都带上电荷,在二者相互摩擦的过程中 (选填“毛皮”或“橡胶棒”)失去电子。
【举一反三5】阅读短文回答问题。
近代科学告诉我们:物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动。两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子。如用玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带着等量的负电。用橡胶棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带着等量的负电。
所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电;但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感,夜间能看到火花,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因(有基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电)。静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高达1万多伏,而橡胶和塑料薄膜表面的静电更是可高达10多万伏。
(1)摩擦起电现象发生时,是 (选填“原子核”或“核外电子”)发生了转移;
(2)静电分为 和 两种;
(3)当带静电物体与 接触时,物体之间会发生电荷转移。
【题型2】两种电荷与电荷量
【典型例题】下列有关静电现象说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.自然界中存在正、负两种电荷
C.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
D.毛皮摩擦过的橡胶棒失去电子带正电
【举一反三1】如图所示,小华用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔张开。下面说法正确的是( )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.当玻璃棒接触验电器时,电子由金属球转移到玻璃棒
C.玻璃棒带正电,验电器带负电
D.金属箔张开是因为它们带上了异种电荷
【举一反三2】《淮南子坠形训》认为“阴阳相搏为雷,激扬为电”。“阴阳相搏为雷,激扬为电”中的“阴”指 电荷,“阳”指 电荷。
【答案】 负 正
【解析】 两种束缚电子能力不同的物体相互摩擦时,束缚电子能力弱的失去电子,从而带上正电荷,束缚电子能力强的物体得到电子从而带上负电荷,这叫做摩擦起电,所以激扬为电”中的“阴”指负电荷,“阳”指正电荷。
【难度】 基础题
【举一反三3】某一用电器正常工作时,5秒内通过的电荷量为10库,求:通过该用电器的电流I。
【答案】 通过该用电器的电流为2A。
【解析】 已知电荷量为:Q=10C,工作时间:t=5s,
则通过该用电器的电流为:
。
【难度】 基础题
【举一反三4】通过某导体的电流为0.4安,求在5分钟内通过它的电荷量Q。
【答案】 导体在5分钟内通过它的电荷量Q为120C。
【解析】 由I可知,导体在5分钟内通过它的电荷量Q=It=0.4A×5×60s=120C。
【难度】 基础题
【题型3】原子的组成
【典型例题】如图是加油站里常见的“静电释放器”。司机或工人提着油枪加油前,必须用手触摸金属球以清除身体上的静电。下列说法中正确的是( )
A.“除电”时,人体通过金属球与大地连通
B.人体带的电荷是人体与衣服摩擦过程中创造出来的
C.若人体带有负电,则“除电”时,电流方向是从金属球流向大地
D.“静电”消除后,人体的正、负电荷全部消失
【举一反三1】下列粒子中,空间尺度最小的是( )
A.夸克
B.中子
C.原子
D.原子核
【举一反三2】如图是小华学习微观粒子的层次结构后,以氧气为例进行的梳理,下列选项中与①②③对应的是( )
A.原子、原子核、核外电子
B.原子核、原子、核外电子
C.原子、核外电子、原子核
D.核外电子、原子核、原子
【举一反三3】以下几个选项中,说法正确的是( )
A.汤姆生发现电子说明原子是可分的,电子带的负电荷数与质子带的正电荷数相等时,物体对外不显电性
B.扫地时尘土飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
C.毛皮与橡胶棒摩擦后能够吸引轻小物体是摩擦创造了电荷
D.把10毫升酒精和10毫升水混合在一起,体积等于20毫升
【举一反三4】下列粒子中,空间尺度最小的是( )
A.夸克
B.中子
C.原子
D.原子核
【举一反三5】金属导体中存在大量可以移动的自由电子,电子带 (选填“正”或“负”)电;摩擦过的橡胶棒带电,这是 (选填“创造了电荷”或“转移了电荷”)。
【举一反三6】丝绸与玻璃棒摩擦后会带上 (选填“正”或“负”)电,此过程中 (选填“丝绸”或“玻璃棒”)得到电子,玻璃棒束缚电子的本领较 (选填“强”或“弱”)。
【举一反三7】1897年英国科学家汤姆逊发现了比原子小得多的带 电的电子,从而揭开了原子具有结构的秘密,原子由 和核外电子构成。
【题型4】原子的核式结构
【典型例题】在下列科科学家中,在α粒子散射的实验基础上,提出了原子核式结构模型的是( )
A.阿伏加德罗
B.卢瑟福
C.汤姆孙
D.道尔顿
【举一反三1】为了揭示微观世界的奥秘,科学家们进行了探索;如图是用来说明原子内部结构的示意图,由图可知:最小的粒子是( )
A.夸克
B.原子核
C.电子
D.质子
【举一反三2】(2024·广东广州·期末)原子的中心是原子核,原子核周围有电子绕其运动,如图所示是“Li”的原子结构示意图。 通常情况下( )
A.原子核由质子、中子和电子组成
B.中子带正电荷,与电子带的负电荷在数量上相等
C.原子核所带的正电荷与所有电子带的负电荷在数量上相等
D.原子核、原子、电子、质子四个粒子,空间尺度最大的是原子核
【举一反三3】从古至今,人类从未停止对微观世界的探索,不懈地追寻构成整个世界的最小粒子。下列选项中带负电的微粒是( )
A.电子
B.分子
C.原子
D.原子核
【举一反三4】构建思维导图是整理知识的重要方法,如图是粒子部分思维导图,请将图中空缺部分补充完整(1) 、(2) 、(3) 。
【举一反三5】通常情况下,原子中的电子和质子数是 的,所以物体呈现不带电状态。两个物体相互摩擦,物体间会有 转移,从而使一个物体带正电,另一个物体带负电。
【举一反三6】各种原子都有相似的结构,原子中心的原子核由 和中子构成,其周围有带 电荷的 绕核运动。
【举一反三7】春天除了赏百花,还可以吃早熟的桑果,在采摘桑果时发现叶片上两颗靠近的水珠很容易汇成一大滴,这是因为分子间存在 ,分子是由原子组成,原子又是由原子核和 组成,质子、中子、电子中质量最小的是 。
【题型5】判断物体带电情况
【典型例题】甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细绳悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知丙球与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两球均带正电
B.甲、丙两球均带负电
C.甲球带正电,乙球可能带负电
D.甲球带负电,乙球可能不带电
【举一反三1】甲、乙、丙三个轻质小球,已知甲球带正电,甲和乙互相吸引,甲和丙互相排斥,则( )
A.乙一定带负电,丙带正电
B.乙可能带负电,丙带负电
C.乙可能不带电,丙带正电
D.乙一定不带电,丙带负电
【举一反三2】如上图所示,小爱同学用绸子摩擦过的带正电玻璃棒去靠近细线悬挂着的轻质小球,发现小球被吸引过来,则小球 (选填“一定带正电”“一定带负电”或“可能不带电”),原因是带电体具有吸引轻小物体的性质。
【举一反三3】“电”这个名词是由希腊语“琥珀”转来的。古希腊人泰勒斯经过多次实验发现用丝绸摩擦过的琥珀具有吸引灰尘、绒毛等轻小物体的能力。于是,他把这种不可理解的力量叫做“电”。请你根据所学的知识选择合适的器材,设计一个实验来探究与毛织物摩擦后的琥珀(已有)带什么电;
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【举一反三4】衣服上摩擦过的塑料小勺靠近细小水流,发现水流被吸引并发生弯曲的现象,他根据所学的知识判断出塑料小勺带了电荷,但不知道塑料小勺带“正电”还是“负电”。请你设计一个实验方案帮助小伟判断塑料小勺带“正电”还是“负电”。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【题型6】摩擦起电现象
【典型例题】用丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,下列现象与其蕴含相同道理的是( )
A.穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒
B.拔火罐时罐子“粘”在皮肤上
C.用双面胶能够把纸“粘”在墙上
D.吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上
【举一反三1】东汉《论衡》中提到“顿牟掇(duō)芥(gài)”,指的是毛皮擦拭过的玳瑁(海龟)外壳能吸引芥菜籽之类的轻小物体,下列现象与此不相同的是( )
A.用吸管吸饮料
B.摩擦过的塑料梳子吸引头发
C.拆快递包装泡沫粘在手上甩不掉
D.干手搓开的新塑料袋吸在手上
【举一反三2】当橡胶棒和毛皮摩擦时,橡胶棒带________电,就因为在摩擦过程中橡胶棒________电子,用验电器________(选填“能”或“不能”)直接检验出玻璃棒带何种电。
【举一反三3】生活中有许多与摩擦有关的物理现象和原理,冬天孩子们用双手反复摩擦的方法让手感到温暖,这是利用 的方式增加了手的内能,将中性笔笔筒放在头皮上摩擦后,能吸起碎纸屑,这是 现象。
【举一反三4】夏天干燥的天气里用塑料梳子梳头发,头发往往会随梳子飘起,为什么?且头发越梳越蓬松又是为什么?
【举一反三5】请简述静电对周围环境的影响以及如何防止静电带来的不利影响。
【题型7】带电体的基本性质
【典型例题】下列关于静电现象,说法正确的是( )
A.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
B.细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C.丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,在这个过程中丝绸会失去电子
D.验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理制成的
【举一反三1】小伟妈妈做饭时,不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智,拿橡胶小勺在干燥毛料布上摩擦了几下,然后把小勺靠近胡椒粉,胡椒粉立刻被吸到勺子上,成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是( )
A.橡胶小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷
B.橡胶小勺和毛布摩擦后,两个物体带上了同种电荷
C.橡胶小勺能吸引胡椒粉是因为小勺带了电
D.若摩擦后的毛料布带了正电,说明小勺上的正电荷转移到毛料布上
【举一反三2】有A、B、C三个轻质小球,其中A球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥。现将A分别与B、C靠近,它们相互作用的情况,如下图甲、乙所示。下列判断正确的是( )
A.B球一定带负电,C球可能带正电
B.B 球可能不带电,C球一定带负电
C.B球可能带正电,C球一定带正电
D.B球一定不带电,C球可能带负电
【举一反三3】如图所示是一个装有静电除尘纸的拖把,扫地时除尘纸与地板摩擦后带上负电,可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是( )
A.静电除尘纸失去了电子
B.静电除尘纸和地面摩擦时创造了电荷
C.静电除尘利用了带电体可以吸引轻小物体的性质
D.除尘纸与地板摩擦后带有同种电荷
【举一反三4】关注生活中有关“吸”的物理现象:两滴小水珠“吸”到一起成为一滴大水珠是因为分子间有 ;与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑是因为带电体能 。
【答案】 引力 吸引轻小物体
【解析】 水珠分子间存在相互作用的引力,使两滴水珠“吸”到一起成为一滴大水珠;
塑料尺与头发摩擦带电,带电体能吸引轻小物体,故与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。
【举一反三5】网上有一段视频:用一把塑料梳子在毛绒玩具上摩擦几下后靠近细小的水流,水流就会变弯曲,如图所示。你觉得这是 (选填“真的”或“假的”),判断依据是 。
【举一反三6】电脑屏幕上“粘”了一层灰尘。小明想到了一个除尘办法:用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来。这是利用了带电体 的性质;塑料尺是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 具有吸引轻小物体 绝缘体
【解析】 用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,塑料尺因摩擦会带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,因此靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来;
塑料尺一般情况下不容易导电,属于绝缘体。
【举一反三7】用久的风扇扇叶上布满灰尘主要是由于风扇旋转与空气发生摩擦起电,带电体具有 ______ 的性质.
【题型8】静电的防护与应用
【典型例题】下列由日常生活联想到的物理知识中,错误的是( )
A.很难将铁丝拉长,说明分子间存在引力
B.教室墙上的开关外壳是塑料材质,属于绝缘体,不容易导电
C.冬天穿羽绒服特别容易吸附细小毛屑,这是摩擦起电的缘故
D.燃放烟花时空中有大量烟雾飘散,这是扩散现象
【举一反三1】静电处处与人们的生活为伴。早晨梳头时越梳越乱,甚至“怒发冲冠”;晚上脱衣服时,会伴有蓝色闪光和“啪啪”响声,这些都是静电现象。我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬•考异》中就有“玳瑁吸衣若”之说,下列不属于静电现象的是( )
A.摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑
B.每天都工作的电视机屏表面经常有灰尘
C.向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢
D.初春晴朗的天气,手碰到金属物体时有被电击的感觉
【举一反三2】静电复印技术已经逐渐走入人们的生活,如图所示是利用身边的素材来简单模拟静电复印原理的示意图.请依据图示及操作步骤,结合“人作为导体可以将电荷导走”的知识,简要说明其操作意图.
A.找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面
B.用干燥的手指在塑料板上写一个“大”字
C.将塑料板平放,上面均匀地撒上一层干木屑,再将塑料板缓慢竖起,随着静止在塑料板上木屑的滑落,一个“大”字就在塑料板上显现出来了
操作意图
A.____________;
B.____________;
C.____________.
【举一反三3】走近加油站,会闻到汽油的味道,是因为分子在做 ;冬季在加油站不宜整理衣服和头发,因为易发生 现象;加油前我们需要触摸加油机上的静电消除器(如图)避免因静电引起火灾。
【举一反三4】做饭时,妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐分离,苦于没有办法。小玉急中生智,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下,然后将筷子靠近胡椒粉,胡椒粉被吸到筷子上,成功地将其与粗粒盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的?
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
【题型9】本节综合
【典型例题】厨房烟雾中含有水汽、空气和油脂液滴等,直接排放会污染空气。抽油烟机可有效减少油烟污染,其中“静电分离”技术可让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时,空气和水汽不带电可顺利通过,而带电的油脂液滴会被一侧的金属板吸附,并流入下方的油杯。下列关于金属板所带电荷及油杯位置符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】关于如图所示的电现象,下列说法正确的是( )
A. 甲:两轻质小球相互吸引,说明它们一定带异种电荷
B. 乙:橡胶棒在毛皮上摩擦后,橡胶棒因为失去电子而带正电
C. 丙:梳完头发后头发更蓬松,是因为摩擦使头发带上了同种电荷
D. 丁:验电器是利用异种电荷相互吸引的原理工作的
【举一反三2】在探究摩擦起电的实验中:
(1)用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引纸屑,是因为橡胶棒带上了电荷从而 ______ .进一步实验发现,此时橡胶棒带的是负电,根据你所学习的原子结构的知识,橡胶棒带负电是因为 ______ (选填“得到”“失去”或“创造”)了电子.
(2)根据你的分析,毛皮摩擦过橡胶棒后,毛皮____带电.(选填“一定不”“一定”或“可能”)
(3)实验证明自然界存在______种电荷,与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为______电荷.
【举一反三3】利用我们身边的常见物品也可以完成一些物理小实验:
(1)如图甲将一根塑料绳一端扎紧,从另一端把绳尽可能撕成更多的细丝,用手向下捋几下后,观察到的现象是:塑料细丝越来越蓬松,原因是手与塑料细丝带上的是 (选填“同种”或“异种”)电荷;
(2)如图乙所示装置均为比较简易的验电器,它们都可以用来检验某物体是否带电,由图中现象可知,该装置是依据 的原理来检验物体是否带电的。
(3)如图丙所示,把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,这个带电物体所带的是 (选填“正”或“负”)电荷,这是因为这个带电体在摩擦的过程中 (选填“得到”或“失去”)电子。
【题型10】验电器的原理
【典型例题】小梦将气球在自己的头发上摩擦后,放开手,气球并没有飘上去或坠下来,而是悬浮在额头不远处跟头发丝相互吸引。对该现象解释正确的是( )
A.摩擦的方法创造了电荷
B.摩擦的方法使气球分子发生转移而带电
C.气球和头发因带了异种电荷而互相吸引
D.这种现象与验电器的工作原理相同
【举一反三1】如图所示,小璐同学用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔片张开。下列说正确是( )
A.丝绸、玻璃棒和金属球都是绝缘体
B.与丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
C.此过程中,玻璃棒上的负电荷转移到了金属箔片上
D.金属箔片张开时由于两箔片都带正电荷而相互排斥
【举一反三2】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔张开,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.橡胶棒在与毛皮摩擦的过程中创造了电荷
B.在摩擦的过程中,毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
D.在橡胶棒与金属球接触的瞬间,金属杆中电流的方向从上往下
【举一反三3】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒A去接触不带电的验电器金属球B后,验电器的两片金属箔张开。下列说法正确的是( )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
B.丝绸与玻璃棒A摩擦的过程中创造出了新电荷
C.验电器的两片金属箔张开时,金属箔都带负电荷
D.B接触时,B上的一些电子转移到A上
【举一反三4】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的两个金属箔张开线一定的角度,验电器工作的原理是同种电荷互相 ;摩擦过的橡胶棒带电,这是 [选填“a”或“b”(a.“创造了电荷”或b.“转移了电荷”)]。
【举一反三5】如图所示(a)(b)是两种简单的验电器,图(b)中带电的塑料棒靠近轻质铝箔条的一端时,铝箔条会被 (选填“吸引”或“排斥”)是因为 ,图(a)(b)是两种验电器的原理 (相同/不同)。
【举一反三6】如图所示的装置是实验室常用来检验物体是否带电的仪器,其名称是 ;用毛皮摩擦过的橡胶棒接触上端的金属球后,则金属箔带 电而张开。
【举一反三7】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开,其工作原理是 ,此时金属箔带 电。
【题型11】验电器的使用
【典型例题】取两个相同的验电器A和B,使A带上负电荷,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔闭合如图甲所示。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来如图乙,观察到A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。下列描述正确的是( )
A.金属杆是绝缘体
B.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C.图乙中,B验电器中的金属箔带上正电荷
D.金属杆和金属球接触的瞬间,金属杆中电流方向是自A流向B
【举一反三1】(2018·北京大兴·期末)用带负电的橡胶棒与验电器的金属球接触,然后移去橡胶棒.图中能反映验电器的带电情况和金箔片所处状态的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】如图所示,用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔张开,下列说法正确的是( )
A.金属球带正电,金属箔带负电
B.两片金属箔都带负电,由于互相排斥而张开
C.两片金属箔都带正电,由于互相排斥而张开
D.任何情况下,验电器都不能够检验出带电体所带电荷的电性
【举一反三3】取两个相同的验电器A和B,使A带上负电荷,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔闭合如图甲所示。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来如图乙,观察到A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。下列描述正确的是( )
A.金属杆是绝缘体
B.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C.图乙中,B验电器中的金属箔带上正电荷
D.金属杆和金属球接触的瞬间,金属杆中电流方向是自A流向B
【举一反三4】如图所示,验电器原来不带电,当带电体靠近还没有接触到验电器的金属球时,验电器的金属箔也会张开,下列说法正确的是( )
A.若带电体带正电荷,则金属箔带正电荷
B.若带电体带负电荷,则金属箔和金属球都带负电荷
C.若带电体带正电荷,则金属箔和金属球都带正电荷
D.若带电体带负电荷,则验电器有一部分正电荷转移到带电体上
【举一反三5】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,摩擦过的橡胶棒接触金属验电器后,验电器的箔片带 电。
【举一反三6】验电器是用来检验物体是否带电的仪器.如图1所示,将带电体与验电器金属球直接接触,观察验电器金箔是否张开,即可判断导体是否带电.导体所带电荷量越多,验电器金箔张角越大.某小组同学为了研究带电体对轻小物体的吸引力大小,他们用验电器和一个悬挂的轻质小球B进行了图2所示的实验.他们让验电器的金属球A带电,A所带电荷量的多少可以通过观察验电器金箔张角大小来观察,并将验电器的A球放到离轻质小球B不同距离处.已知图2(b)、(d)中,A球与B球初始位置的距离相同,图2(c)中A球与B球初始位置的距离小于图2(b)、(d)中两球初始位置的距离.实验现象如图2所示,请根据实验现象及相关条件,归纳得出初步结论.
①比较图2中的(b)与(c)可知, ______ ;
②比较图2中的(b)与(d)可知, ______ .
【举一反三7】验电器是用来检验物体是否带电的仪器.如图1所示,将带电体与验电器金属球直接接触,观察验电器金箔是否张开,即可判断导体是否带电.导体所带电荷量越多,验电器金箔张角越大.某小组同学为了研究带电体对轻小物体的吸引力大小,他们用验电器和一个悬挂的轻质小球B进行了图2所示的实验.他们让验电器的金属球A带电,A所带电荷量的多少可以通过观察验电器金箔张角大小来观察,并将验电器的A球放到离轻质小球B不同距离处.已知图2(b)、(d)中,A球与B球初始位置的距离相同,图2(c)中A球与B球初始位置的距离小于图2(b)、(d)中两球初始位置的距离.实验现象如图2所示,请根据实验现象及相关条件,归纳得出初步结论.
①比较图2中的(b)与(c)可知, ______ ;
②比较图2中的(b)与(d)可知, ______ .
【举一反三8】如图所甲所示,把与丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器的金属球接触,会发现金属箔片张开,原因是 电荷相互排斥,然后再将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片又闭合,如图乙所示,则此带电小球带 电.
【题型12】电荷间的相互作用规律
【典型例题】干燥的天气里,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,而且会变得蓬松,下列说法正确的是( )
A.塑料是导体
B.梳子梳头后,梳子带电而头发不带电
C.梳子与头发摩擦的过程中创造了电荷
D.梳头发变得蓬松是因为带上同种电荷而互相排斥
【举一反三1】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时,现象如图甲所示。而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时,现象如图乙所示。那么( )
A.橡胶棒与毛皮摩擦过程中创造了电荷
B.甲图和乙图实验都体现了验电器的工作原理
C.橡胶棒因为与毛皮摩擦带了正电荷
D.丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃强
【举一反三2】小红同学用气球(由橡胶制成)与自己的头发摩擦几下,松手后,气球“粘”在头发上,其原因是( )
A.气球上的负电荷转移到头发上
B.头发上的正电荷转移到气球上
C.气球和头发带同种电荷而相互排斥
D.气球和头发带异种电荷而相互吸引
【举一反三3】如图所示,小女孩将气球与头发摩擦后,头发会随着气球飘起来的原因是( )
A.分子间存在引力
B.分子间存在斥力
C.同种电荷相互排斥
D.异种电荷相互吸引
【举一反三4】如图所示,小红用塑料梳子摩擦头发后,靠近轻小纸屑,纸屑会飞向梳子,原因是 ,有的接触后又很快弹开,其原因是 。
【举一反三5】图甲是 (填装置名称),可用来检验物体是否带电,金属箔片张开是因为同种电荷相互 。图乙中,当带电的塑料棒靠近不带电的铝箔条一端时,铝箔条会偏转,也可以用来检验一个物体是否带电。甲、乙两个装置检验物体是否带电的原理 (选填“相同”或“不相同”)。
【举一反三6】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的气球,气球被推开,则气球
A.带正电
B.带负电
C.不带电
D.无法判断
选择 ;理由: 。
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15.1两种电荷
讲解目录
【知识点1】静电现象 1
【知识点2】常见的导体与绝缘体 3
【知识点3】原子结构带电情况 4
【知识点4】电荷间的相互作用 4
【题型1】摩擦起电的实质 5
【题型2】两种电荷与电荷量 8
【题型3】原子的组成 10
【题型4】原子的核式结构 13
【题型5】判断物体带电情况 16
【题型6】摩擦起电现象 18
【题型7】带电体的基本性质 20
【题型8】静电的防护与应用 23
【题型9】本节综合 26
【题型10】验电器的原理 29
【题型11】验电器的使用 33
【题型12】电荷间的相互作用规律 39
知识讲解
【知识点1】静电现象
静电的基本概念
(1)静电:即相对静止不动的电荷,通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所带的正负电荷。
(2)静电放电:指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电电荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后,击穿其间介质而进行放电的现象。
(3)静电产生的原因:
1、微观原因:
根据原子物理理论,电中性时物质处于电平衡状态。由于不同物质原子的接触产生电子的得失,使物质失去电平衡,产生静电现象。
2、宏观原因:
①物体间摩擦生热,激发电子转移;
②物体间的接触和分离产生电子转移;
③电磁感应造成物体表面电荷的不平衡分布;
④摩擦和电磁感应的综合效应。
(4)静电造成的危害:
①高压静电放电造成电击,危及人身安全。
②在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
③电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。
④胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。
⑤造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。
⑥纺织工业:造成绒丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。
静电的危害有目共睹,现在日常生活中和工业生产中越来越多的已经开始实施各种程度的防静电措施和工程。
(5)静电的防范:①保持空气湿度;②使用避雷针;③良好接地
生活常见的静电现象有哪些,怎样防止静电的危害,用静电知识解释生活中的现象都是命题的方向
例:下列现象中不能用静电知识解释的是( )
A.电视机和玻璃荧光屏表面上经常有许多灰尘
B.身上的化纤衣服容易吸引灰尘
C.飞机起落架的着陆机轮上的轮胎常用导电橡胶做成
D.书本被水浸湿后,里面的纸张会粘在一起
分析:解决此题要知道静电可以吸附灰尘,橡胶在摩擦中会产生静电,导电橡胶能将静电导入大地防止产生电火花发生事故。
解析:解:A、视机和玻璃荧光屏表面上经常有许多灰尘,这是因为电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘,不符合题意;
B、身上的化纤衣服容易吸引灰尘,化纤衣服摩擦易产生静电,不符合题意;
C、飞机起落架的着陆机轮上的轮胎常用导电橡胶做成,这是因为橡胶在摩擦中会产生静电,导电橡胶能将静电导入大地防止产生电火花发生事故,不符合题意;
D、书本被水浸湿后,里面的纸张会粘在一起,这是由于水的张力造成,不是静电原因,符合题意;
故选:D。
点评:解决此类问题关键是能利用静电现象进行分析生活现象。
(1)在日常生活中,我们用梳子在理头发的时候,常常会发现毛发在高压静电场力的作用下形成射线状。我们在每天夜晚脱衣服的时候,也常常会发现一种闪光效应和劈了啪啦的闪光声响。有时,我们在触摸“猫或狗”的皮毛时,你会受到微量的“电击”。还有,你用梳子理一下你的头发,你就可以将碎纸屑吸引起来。这些都是日常的静电现象。
(2)静电现象往往和摩擦、静电感应有关,静电不会产生持续电流,静电累积到一定程度会产生放电现象,拌有火花和声音。
【知识点2】常见的导体与绝缘体
常见的导体:金属、石墨、人体、大地
常见的绝缘体:玻璃、橡胶、陶瓷、塑料等
此考点较为基础,在中考中主要考查导体和绝缘的分类,一般以选择题和填空题出现.
例:下列四组物质中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A.水银、大地、石墨
B.琼砖、陶瓷、人体
C.塑料、空气、橡胶
D.盐水、煤油、蒸馏水
分析:容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
解析:解:A、水银、大地、石墨容易导电,都属于导体,故A正确;
B、瓷砖、陶瓷是绝缘体,人体是导体,故B错误;
C、塑料、空气、橡胶是绝缘体,故C错误;
D、盐水容易导电,属于导体,煤油、蒸馏水不容易导电,属于绝缘体,故D错误。
故选:A。
点评:此题考查了导体与绝缘体的辨析,属基础题目。
导体与绝缘体之间没有绝对的界限,一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体.例如:常温下玻璃是绝缘体,而在高温达到红炽状态时,也就变成导体了。
【知识点3】原子结构带电情况
质子带正电,核外电子带负电,中子不带电;
此类问题多以考查原子组成和判断质子、中子、电子和原子核心的带电情况为主,主要以填空或者选择题的形式出现.
例:下列粒子中带负电的是( )
A.电子
B.原子
C.分子
D.质子
分析:原子由原子核和核外带负电的电子组成。
解析:解:物质是由分子或原子组成的,原子核带的正电荷数等于核外电子带的负电荷数,原子、分子对外不显电性。原子由原子核和核外带负电的电子组成,电子带负电,原子核中质子带正电、中子不带电。
故选:A。
点评:本题考查了原子的结构及粒子的带电情况,为基础题。
概念性知识,牢记即可。
【知识点4】电荷间的相互作用
电荷间相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引
判断物体带电情况是主要的命题方式,主要以选择填空为主
例:探究电荷之间相互作用时,小军同学将两个气球同时与头发摩擦使其带电后用细绳悬挂并靠近,出现如图所示的情况,实验现象说明______。
分析: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。
解析:解:两个充满气的气球与头发摩擦后带有电荷,两气球彼此排斥分开,说明两只气球带上了同种电荷。
故答案为:同种电荷相互排斥。
点评:本题考查了电荷间的相互作用规律,属于基础性题目。
在根据物体间的作用规律判定物体带电情况时,要注意两者相互吸引有两种可能:异种电荷相互吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质.因此考虑问题要全面.
题型专练
【题型1】摩擦起电的实质
【典型例题】学习了摩擦起电的相关知识后,小明同学拿梳子梳头发,结果出现了梳子把头发吸起来的现象,如图所示,产生该现象的原因是( )
A.小明的头发带有异种电荷
B.摩擦的方法创造了电荷,使头发带了电
C.梳子与小明头发带有同种电荷
D.摩擦的方法使电子发生了转移
【答案】D
【解析】由图可知,头发之间相互排斥,带有同种电荷,故A错误;
梳子与头发摩擦,梳子和头发都带电,此过程是发生了电荷的转移,不是创造了电荷,故D正确,B错误;
梳子与头发摩擦,原子核束缚本领强的物质得到电子而带负电,原子核束缚本领弱的物质失去电子而带正电,所以梳子与头发摩擦后所带的电荷不同,故C错误。
【举一反三1】学了摩擦起电后,小梦做了个小实验:用丝绸摩擦过的玻璃棒吸引轻质小球,小球被吸起;将玻璃棒移走后,再次靠近小球,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.丝绸和玻璃棒摩擦时产生了电荷
B.轻质小球被吸起前一定不带电荷
C.小球远离玻璃棒时,小球带正电
D.小球远离玻璃棒时,小球带负电
【答案】C
【解析】摩擦起电没有创造电荷,其实质是电荷发生了转移,故A错误;
与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷,轻质小球可能不带电或带负电,故B错误;
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,再次用玻璃棒靠近小球时,因同种电荷相互排斥,即小球带正电,故D错误,C正确。
【举一反三2】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)。对该现象解释正确的是( )
A.两气球因带了同种电荷而互相排斥
B.气球和头发摩擦后,气球和头发带同种电荷
C.两气球因带了正、负电荷而互相排斥
D.该过程没有发生能的转化
【答案】A
【解析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后,两气球因为带上同种电荷而相互排斥,故A正确,C错误;
气球和头发束缚电子的能力不同,它们摩擦后,气球和头发带异种电荷,故B错误;
该过程中有部分机械能转变成电能,故D错误。
【举一反三3】我国古代《论衡》有关于“用布摩擦过的琥珀能吸引干草屑”的记载。这说明用布摩擦过的琥珀带了电荷,其本质是电荷的 (选填“转移”或“产生”);如图所示,是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉,在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖。手炉中装热水,是利用了水的 较大。
【答案】转移 比热容
【解析】用布摩擦过的琥珀带了电荷,其本质是电荷的转移;如图所示,是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉,在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖。手炉中装热水,是利用了水的比热容较大,和其它液体相比,质量相同的水和其它物质降低相同的温度时,水放出的热量多。
【举一反三4】如图所示,干燥的橡胶棒和毛皮相互摩擦能使二者都带上电荷,在二者相互摩擦的过程中 (选填“毛皮”或“橡胶棒”)失去电子。
【答案】毛皮
【解析】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,毛皮失去电子带正电,橡胶棒得到电子带负电。
【举一反三5】阅读短文回答问题。
近代科学告诉我们:物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动。两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子。如用玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带着等量的负电。用橡胶棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带着等量的负电。
所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电;但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感,夜间能看到火花,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因(有基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电)。静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高达1万多伏,而橡胶和塑料薄膜表面的静电更是可高达10多万伏。
(1)摩擦起电现象发生时,是 (选填“原子核”或“核外电子”)发生了转移;
(2)静电分为 和 两种;
(3)当带静电物体与 接触时,物体之间会发生电荷转移。
【答案】 (1)核外电子 (2)正静电 负静电 (3)零电位物体或(或接地物体或有电位差的物体)
【解析】(1)由“两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子”可知,摩擦起电现象发生时,是电子发生了转移。
(2)当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,静电现象分为正静电和负静电,因为电荷分为正电荷和负电荷两种。
(3)无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,引起我们日常见到火花放电现象。
【题型2】两种电荷与电荷量
【典型例题】下列有关静电现象说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.自然界中存在正、负两种电荷
C.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
D.毛皮摩擦过的橡胶棒失去电子带正电
【答案】B
【解析】摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷发生了转移,故A错误;
自然界中存在着两种电荷:正电荷和负电荷,故B正确;
电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C错误;
毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子带负电,故D错误。
【举一反三1】如图所示,小华用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔张开。下面说法正确的是( )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.当玻璃棒接触验电器时,电子由金属球转移到玻璃棒
C.玻璃棒带正电,验电器带负电
D.金属箔张开是因为它们带上了异种电荷
【答案】B
【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒因缺少电子而带正电,验电器不带电,当玻璃棒与金属球接触时,一部分电子会从验电器移动到玻璃棒,使得验电器的金属箔片带上了正电,同种电荷相互排斥,所以金属箔片会张开一定的角度;负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,所以瞬间电流的方向是从玻璃棒到验电器。故B正确,A、C、D错误。
【举一反三2】《淮南子坠形训》认为“阴阳相搏为雷,激扬为电”。“阴阳相搏为雷,激扬为电”中的“阴”指 电荷,“阳”指 电荷。
【答案】 负 正
【解析】 两种束缚电子能力不同的物体相互摩擦时,束缚电子能力弱的失去电子,从而带上正电荷,束缚电子能力强的物体得到电子从而带上负电荷,这叫做摩擦起电,所以激扬为电”中的“阴”指负电荷,“阳”指正电荷。
【难度】 基础题
【答案】 负 正
【解析】 两种束缚电子能力不同的物体相互摩擦时,束缚电子能力弱的失去电子,从而带上正电荷,束缚电子能力强的物体得到电子从而带上负电荷,这叫做摩擦起电,所以激扬为电”中的“阴”指负电荷,“阳”指正电荷。
【难度】 基础题
【解析】 两种束缚电子能力不同的物体相互摩擦时,束缚电子能力弱的失去电子,从而带上正电荷,束缚电子能力强的物体得到电子从而带上负电荷,这叫做摩擦起电,所以激扬为电”中的“阴”指负电荷,“阳”指正电荷。
【难度】 基础题
【举一反三3】某一用电器正常工作时,5秒内通过的电荷量为10库,求:通过该用电器的电流I。
【答案】 通过该用电器的电流为2A。
【解析】 已知电荷量为:Q=10C,工作时间:t=5s,
则通过该用电器的电流为:
。
【难度】 基础题
【答案】 通过该用电器的电流为2A。
【解析】 已知电荷量为:Q=10C,工作时间:t=5s,
则通过该用电器的电流为:
。
【难度】 基础题
【解析】 已知电荷量为:Q=10C,工作时间:t=5s,
则通过该用电器的电流为:
。
【难度】 基础题
【举一反三4】通过某导体的电流为0.4安,求在5分钟内通过它的电荷量Q。
【答案】 导体在5分钟内通过它的电荷量Q为120C。
【解析】 由I可知,导体在5分钟内通过它的电荷量Q=It=0.4A×5×60s=120C。
【难度】 基础题
【答案】 导体在5分钟内通过它的电荷量Q为120C。
【解析】 由I可知,导体在5分钟内通过它的电荷量Q=It=0.4A×5×60s=120C。
【难度】 基础题
【解析】 由I可知,导体在5分钟内通过它的电荷量Q=It=0.4A×5×60s=120C。
【难度】 基础题
【题型3】原子的组成
【典型例题】如图是加油站里常见的“静电释放器”。司机或工人提着油枪加油前,必须用手触摸金属球以清除身体上的静电。下列说法中正确的是( )
A.“除电”时,人体通过金属球与大地连通
B.人体带的电荷是人体与衣服摩擦过程中创造出来的
C.若人体带有负电,则“除电”时,电流方向是从金属球流向大地
D.“静电”消除后,人体的正、负电荷全部消失
【答案】A
【解析】大地、人体、金属都是导体,所以除电时,人体通过金属球与大地连通,故A正确;
摩擦起电的实质是电荷的转移,所以人体带的电荷是人体与衣服摩擦过程中电荷的转移形成的,故B错误;
物理学中规定正电荷定向移动的方向是电流方向,负电荷移动的方向与电流方向相反,若人体带负电,则“除电”时,电子由人体通过金属球转移到大地上,所以电流方向是从大地流向金属球,故C错误;
“静电”消除后,人体所带的负电荷转移,但人体内的正、负电荷不会消失,故D错误。
【举一反三1】下列粒子中,空间尺度最小的是( )
A.夸克
B.中子
C.原子
D.原子核
【答案】A
【解析】一般情况下,物质由分子组成的,分子又是由原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,所以原子比原子核大;原子核是由质子和中子组成的,所以原子核比质子大;而夸克则是比中子更小的微粒,在这几种微粒中夸克最小,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三2】如图是小华学习微观粒子的层次结构后,以氧气为例进行的梳理,下列选项中与①②③对应的是( )
A.原子、原子核、核外电子
B.原子核、原子、核外电子
C.原子、核外电子、原子核
D.核外电子、原子核、原子
【答案】A
【解析】根据原子结构的知识可知:分子是由原子组成的,①处应该填写原子,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核是由质子和中子组成的,所以②处填原子核,③处填核外电子,故A正确,BCD错误。
【举一反三3】以下几个选项中,说法正确的是( )
A.汤姆生发现电子说明原子是可分的,电子带的负电荷数与质子带的正电荷数相等时,物体对外不显电性
B.扫地时尘土飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
C.毛皮与橡胶棒摩擦后能够吸引轻小物体是摩擦创造了电荷
D.把10毫升酒精和10毫升水混合在一起,体积等于20毫升
【答案】A
【解析】汤姆生发现了电子,从而说明了原子是可以再分的,电子带的负电荷数与质子带的正电荷数相等时,物体对外不显电性。故A正确;
尘土飞扬是固体小颗粒的运动,不是分子的运动。故B错误;
毛皮与橡胶棒摩擦后能够吸引轻小物体是摩擦起电现象,是电荷的转移;故C错误;
把10毫升酒精和10毫升水混合在一起,由于分子之间有间隙,总体积小于20毫升。故D错误。
【举一反三4】下列粒子中,空间尺度最小的是( )
A.夸克
B.中子
C.原子
D.原子核
【答案】A
【解析】一般情况下,物质由分子组成的,分子又是由原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,所以原子比原子核大;原子核是由质子和中子组成的,所以原子核比质子大;而夸克则是比中子更小的微粒,在这几种微粒中夸克最小,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三5】金属导体中存在大量可以移动的自由电子,电子带 (选填“正”或“负”)电;摩擦过的橡胶棒带电,这是 (选填“创造了电荷”或“转移了电荷”)。
【答案】负 转移了电荷
【举一反三6】丝绸与玻璃棒摩擦后会带上 (选填“正”或“负”)电,此过程中 (选填“丝绸”或“玻璃棒”)得到电子,玻璃棒束缚电子的本领较 (选填“强”或“弱”)。
【答案】负 丝绸 弱
【解析】不同物质束缚电子的本领是不同的,丝绸与玻璃相比,丝绸束缚电子的本领大,玻璃束缚电子的本领小。二者相互摩擦时,丝绸得到电子,带负电荷;玻璃失去电子,带正电荷。
【举一反三7】1897年英国科学家汤姆逊发现了比原子小得多的带 电的电子,从而揭开了原子具有结构的秘密,原子由 和核外电子构成。
【答案】负 原子核
【解析】原子是由原子核和核外电子组成,英国科学家汤姆逊发现了带负电的电子,卢瑟福发现了原子核,原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成,因此原子核带正电。
【题型4】原子的核式结构
【典型例题】在下列科科学家中,在α粒子散射的实验基础上,提出了原子核式结构模型的是( )
A.阿伏加德罗
B.卢瑟福
C.汤姆孙
D.道尔顿
【答案】B
【解析】根据物理学史可知,原子的核式模型是由卢瑟福提出的,他认为原子是由原子核和核外电子组成。
故ACD不符合题意,B符合题意。
【举一反三1】为了揭示微观世界的奥秘,科学家们进行了探索;如图是用来说明原子内部结构的示意图,由图可知:最小的粒子是( )
A.夸克
B.原子核
C.电子
D.质子
【答案】A
【解析】物质是由分子或原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核由质子和中子组成,夸克是一种基本粒子,它是构成质子和中子的基本组成部分。夸克非常小,比原子核里的质子和中子还要小。综上所述,以上四种粒子中夸克是最小的,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三2】(2024·广东广州·期末)原子的中心是原子核,原子核周围有电子绕其运动,如图所示是“Li”的原子结构示意图。 通常情况下( )
A.原子核由质子、中子和电子组成
B.中子带正电荷,与电子带的负电荷在数量上相等
C.原子核所带的正电荷与所有电子带的负电荷在数量上相等
D.原子核、原子、电子、质子四个粒子,空间尺度最大的是原子核
【答案】C
【解析】原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成,在原子中,原子核中的质子所带的正电荷总数等于核外电子所带的负电荷总数,中子不带电,所以整个原子不显电性。原子核、原子、电子、质子四个粒子,空间尺度最大的是原子,故A、B、D不符合题意,C符合题意。
【举一反三3】从古至今,人类从未停止对微观世界的探索,不懈地追寻构成整个世界的最小粒子。下列选项中带负电的微粒是( )
A.电子
B.分子
C.原子
D.原子核
【答案】A
【解析】电子带负电,故A符合题意;
分子在正常情况下成电中性,故B不符合题意;
通常情况下,原子是电中性的,故C不符合题意;
原子核带正电,故D不符合题意。
【举一反三4】构建思维导图是整理知识的重要方法,如图是粒子部分思维导图,请将图中空缺部分补充完整(1) 、(2) 、(3) 。
【答案】分子 原子核 中子
【解析】由中间方框“原子”以及箭头指向可知,原子可构成分子,分子构成物质,所以(1)处是分子。
根据原子的结构特点可知,原子核和核外电子构成原子,所以(2)处是原子核。
原子核由带正电的质子和不带电的中子构成,所以(3)处是中子。
【举一反三5】通常情况下,原子中的电子和质子数是 的,所以物体呈现不带电状态。两个物体相互摩擦,物体间会有 转移,从而使一个物体带正电,另一个物体带负电。
【答案】相等 电子
【解析】原子中的电子带负电,质子带正电,通常情况下,原子中的电子和质子数是相等的,所以物体呈现不带电状态。
摩擦起电不是创造了电荷,而是电子从一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。
【举一反三6】各种原子都有相似的结构,原子中心的原子核由 和中子构成,其周围有带 电荷的 绕核运动。
【答案】 质子 负 电子
【解析】各种原子都有相似的结构,原子中心的原子核由质子和中子构成。
原子核和核外电子共同组成原子的整体结构,核外电子带负电。
【举一反三7】春天除了赏百花,还可以吃早熟的桑果,在采摘桑果时发现叶片上两颗靠近的水珠很容易汇成一大滴,这是因为分子间存在 ,分子是由原子组成,原子又是由原子核和 组成,质子、中子、电子中质量最小的是 。
【答案】 引力 核外电子 电子
【解析】分子间同时存在斥力和引力,当两滴水珠相遇时,会汇合变成一滴较大的水滴,这说明分子之间存在引力。
分子是由原子组成,原子又是由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,原子核几乎集中了整个原子的质量,电子的质量很小,质子、中子、电子中质量最小的是电子。
【题型5】判断物体带电情况
【典型例题】甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细绳悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知丙球与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两球均带正电
B.甲、丙两球均带负电
C.甲球带正电,乙球可能带负电
D.甲球带负电,乙球可能不带电
【答案】C
【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,已知丙球与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,所以丙球带正电;
由图可知甲和丙相互排斥,根据同种电荷相互排斥,则甲球带正电;甲和乙相互吸引,根据异种电荷相互吸引和带电体的性质可知,乙球可能带负电,也可能不带电,故C正确,ABD错误。
【举一反三1】甲、乙、丙三个轻质小球,已知甲球带正电,甲和乙互相吸引,甲和丙互相排斥,则( )
A.乙一定带负电,丙带正电
B.乙可能带负电,丙带负电
C.乙可能不带电,丙带正电
D.乙一定不带电,丙带负电
【答案】C
【解析】甲、乙、丙三个小球都是轻质小球;甲带正电,甲、丙相互排斥,则丙一定带正电;甲、乙相互吸引,则乙可能带负电,也可能不带电,故C正确。
【举一反三2】如上图所示,小爱同学用绸子摩擦过的带正电玻璃棒去靠近细线悬挂着的轻质小球,发现小球被吸引过来,则小球 (选填“一定带正电”“一定带负电”或“可能不带电”),原因是带电体具有吸引轻小物体的性质。
【答案】可能不带电
【解析】用带有正电荷的玻璃棒去靠近用轻质小球时,小球被被吸引,异种电荷相互吸引,所以小球可能带负电,因为带电体具有吸引轻小物体的性质,所以小球也可能不带电,综合分析小球可能不带电。
【举一反三3】“电”这个名词是由希腊语“琥珀”转来的。古希腊人泰勒斯经过多次实验发现用丝绸摩擦过的琥珀具有吸引灰尘、绒毛等轻小物体的能力。于是,他把这种不可理解的力量叫做“电”。请你根据所学的知识选择合适的器材,设计一个实验来探究与毛织物摩擦后的琥珀(已有)带什么电;
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【答案】(1)丝绸、玻璃棒、细线 (2) 将毛织物摩擦后的琥珀用细线悬挂起来,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近琥珀 (3) 若相斥则说明琥珀带正电;若相吸,则说明琥珀带负电
【举一反三4】衣服上摩擦过的塑料小勺靠近细小水流,发现水流被吸引并发生弯曲的现象,他根据所学的知识判断出塑料小勺带了电荷,但不知道塑料小勺带“正电”还是“负电”。请你设计一个实验方案帮助小伟判断塑料小勺带“正电”还是“负电”。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【答案】(1)丝绸、玻璃棒、细线 (2) 见解析 (3) 见解析
【解析】(1)根据所学的知识可知,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,因此实验器材:丝绸、玻璃棒、细线。
(2)实验步骤为:将与衣服摩擦过的塑料小勺用细线吊起,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近小勺,观察现象。
(3)现象及结论:若玻璃棒与小勺相互排斥,则说明小勺带正电;若玻璃棒与小勺相互吸引,则说明小勺带负电。
【题型6】摩擦起电现象
【典型例题】用丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,下列现象与其蕴含相同道理的是( )
A.穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒
B.拔火罐时罐子“粘”在皮肤上
C.用双面胶能够把纸“粘”在墙上
D.吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上
【答案】A
【解析】 丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑,是因为摩擦起电使玻璃棒上带上了电荷,玻璃棒是带电体,带电体能够吸引轻小的物体。
因为穿在身上的化纤衣服和皮肤摩擦带上了电荷,所以能够吸引轻小的物体,穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒,故A正确,符合题意;
拔火罐时罐子“粘”在皮肤上是因为有大气压强,故B错误,不符合题意;
用双面胶能够把纸“粘”在墙上是因为分子间有引力,故C错误,不符合题意;
吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上是因为大气压强,故D错误,不符合题意。
【举一反三1】东汉《论衡》中提到“顿牟掇(duō)芥(gài)”,指的是毛皮擦拭过的玳瑁(海龟)外壳能吸引芥菜籽之类的轻小物体,下列现象与此不相同的是( )
A.用吸管吸饮料
B.摩擦过的塑料梳子吸引头发
C.拆快递包装泡沫粘在手上甩不掉
D.干手搓开的新塑料袋吸在手上
【答案】A
【解析】 摩擦过的玳瑁(海龟)外壳吸引草屑,说明摩擦过的玳瑁(海龟)外壳带了电,带电体有吸引轻小物体的性质,因而吸引芥菜籽之类的轻小物体;
用吸管吸饮料时,吸管内的气压小于大气压,大气压把饮料压入吸管,符合题意,故A正确;
摩擦过的塑料梳子带电,能吸引轻小的头发,故B错误;
人体和衣服摩擦带电,快递包装泡沫是轻小物体,粘在手上甩不掉,故C错误;
干手搓开的新塑料袋吸在手上,是带电的干手吸引轻小的塑料袋,故D错误。
【举一反三2】当橡胶棒和毛皮摩擦时,橡胶棒带________电,就因为在摩擦过程中橡胶棒________电子,用验电器________(选填“能”或“不能”)直接检验出玻璃棒带何种电。
【答案】 负 得到 不能
【解析】与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒夺得电子的本领强,在摩擦过程中得到多余的电子带负电;毛皮夺得电子的本领弱,在摩擦过程中失去电子带正电。
验电器是用来检验物体是否带电,不能直接检验出物体带何种电。
【举一反三3】生活中有许多与摩擦有关的物理现象和原理,冬天孩子们用双手反复摩擦的方法让手感到温暖,这是利用 的方式增加了手的内能,将中性笔笔筒放在头皮上摩擦后,能吸起碎纸屑,这是 现象。
【答案】 做功 摩擦起电
【解析】 冬天孩子们用双手反复摩擦的方法让手感到温暖,将机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体的内能。
将中性笔笔筒放在头皮上摩擦后,能吸起碎纸屑,这是因为笔筒带了电,这是摩擦起电现象。
【举一反三4】夏天干燥的天气里用塑料梳子梳头发,头发往往会随梳子飘起,为什么?且头发越梳越蓬松又是为什么?
【答案】见解析
【解析】夏天干燥的天气里用塑料梳子梳头发,会发生摩擦起电现象,使梳子和头发带上等量的异种电荷,由于异种电荷相互吸引,所以头发会随梳子飘起;又因头发带上同种电荷,同种电荷相互排斥,所以头发会越梳越蓬松。
【举一反三5】请简述静电对周围环境的影响以及如何防止静电带来的不利影响。
【答案】见解析
【解析】静电可能会引燃周围的易燃物品,从而引起火灾。防止静电带来不利影响的具体措施,如:在运输汽油的汽车尾部拖一根铁链与大地相连,以防止静电的积累发生放电现象引起火灾。
【题型7】带电体的基本性质
【典型例题】下列关于静电现象,说法正确的是( )
A.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
B.细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C.丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,在这个过程中丝绸会失去电子
D.验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理制成的
【答案】A
【解析】带电体能吸引轻小物体,摩擦后的气球带电,故能够吸引轻小的细水流,故A正确;
细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,可能是带异种电荷,也可能一个带电,一个不带电,故B错误;
丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,是因为玻璃棒失去了电子,丝绸得到电子,导致玻璃棒中正电荷比负电荷多,所以玻璃棒带正电,故C错误;
验电器是利用了同种电荷相互排斥的原理制成的,故D错误。
【举一反三1】小伟妈妈做饭时,不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智,拿橡胶小勺在干燥毛料布上摩擦了几下,然后把小勺靠近胡椒粉,胡椒粉立刻被吸到勺子上,成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是( )
A.橡胶小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷
B.橡胶小勺和毛布摩擦后,两个物体带上了同种电荷
C.橡胶小勺能吸引胡椒粉是因为小勺带了电
D.若摩擦后的毛料布带了正电,说明小勺上的正电荷转移到毛料布上
【答案】C
【解析】橡胶小勺带电是通过摩擦的方法从而发生了电荷的转移,不是创造了电荷,故A错误;
橡胶小勺和毛料布摩擦,橡胶小勺和毛料布中一个得到电子带负电,另一个失去电子带正电,所以两物体带上了异种电荷,故B错误;
带电体能够吸引轻小物体,所以橡胶小勺能吸引胡椒粉是因为小勺带了电,故C正确;
若摩擦后的毛料布带了正电,是因为毛料布失去了电子,毛料的电子转移到了小勺上,故D错误。
【举一反三2】有A、B、C三个轻质小球,其中A球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥。现将A分别与B、C靠近,它们相互作用的情况,如下图甲、乙所示。下列判断正确的是( )
A.B球一定带负电,C球可能带正电
B.B 球可能不带电,C球一定带负电
C.B球可能带正电,C球一定带正电
D.B球一定不带电,C球可能带负电
【答案】B
【解析】A球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥,说明A球带负电。同种电荷相互排斥,A、C相互排斥,说明A、C一定带同种电荷,A带负电,则C一定也带负电;A、B相互吸引,因为异种电荷相互吸引且带电体具有吸引轻小物体的性质,所以B带正电或B不带电,故B正确,A、C、D错误。
【举一反三3】如图所示是一个装有静电除尘纸的拖把,扫地时除尘纸与地板摩擦后带上负电,可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是( )
A.静电除尘纸失去了电子
B.静电除尘纸和地面摩擦时创造了电荷
C.静电除尘利用了带电体可以吸引轻小物体的性质
D.除尘纸与地板摩擦后带有同种电荷
【答案】C
【解析】 扫地时除尘纸与地板摩擦后带上负电,说明静电除尘纸得到电子,故A错误;
摩擦起电的实质是电荷的转移,并没有创造电荷,故B错误;
由于带电体能够吸引轻小的物体,所以带了电的除尘纸能吸引轻小的灰尘,故C正确;
除尘纸与地板摩擦后带等量异种电荷,即除尘纸带负电,地板带正电,故D错误。
【举一反三4】关注生活中有关“吸”的物理现象:两滴小水珠“吸”到一起成为一滴大水珠是因为分子间有 ;与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑是因为带电体能 。
【答案】 引力 吸引轻小物体
【解析】 水珠分子间存在相互作用的引力,使两滴水珠“吸”到一起成为一滴大水珠;
塑料尺与头发摩擦带电,带电体能吸引轻小物体,故与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。
【答案】 引力 吸引轻小物体
【解析】 水珠分子间存在相互作用的引力,使两滴水珠“吸”到一起成为一滴大水珠;
塑料尺与头发摩擦带电,带电体能吸引轻小物体,故与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。
【解析】 水珠分子间存在相互作用的引力,使两滴水珠“吸”到一起成为一滴大水珠;
塑料尺与头发摩擦带电,带电体能吸引轻小物体,故与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。
【举一反三5】网上有一段视频:用一把塑料梳子在毛绒玩具上摩擦几下后靠近细小的水流,水流就会变弯曲,如图所示。你觉得这是 (选填“真的”或“假的”),判断依据是 。
【答案】真的 带电体具有吸引轻小物体的性质
【解析】把塑料梳子在毛绒玩具上摩擦后带上了静电,水流是轻小物体,被带电的梳子吸引靠近梳子,所以这个视频是真的。
【举一反三6】电脑屏幕上“粘”了一层灰尘。小明想到了一个除尘办法:用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来。这是利用了带电体 的性质;塑料尺是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 具有吸引轻小物体 绝缘体
【解析】 用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,塑料尺因摩擦会带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,因此靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来;
塑料尺一般情况下不容易导电,属于绝缘体。
【答案】 具有吸引轻小物体 绝缘体
【解析】 用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,塑料尺因摩擦会带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,因此靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来;
塑料尺一般情况下不容易导电,属于绝缘体。
【解析】 用塑料尺在头发上快速摩擦了几下,塑料尺因摩擦会带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,因此靠近电脑屏幕,灰尘就被吸下来;
塑料尺一般情况下不容易导电,属于绝缘体。
【举一反三7】用久的风扇扇叶上布满灰尘主要是由于风扇旋转与空气发生摩擦起电,带电体具有 ______ 的性质.
【答案】吸引轻小物体.
【解析】扇叶和空气摩擦,扇叶和空气带有异种电荷,扇叶带电后吸引轻小的灰尘,所以灰尘被吸在扇叶上.
【题型8】静电的防护与应用
【典型例题】下列由日常生活联想到的物理知识中,错误的是( )
A.很难将铁丝拉长,说明分子间存在引力
B.教室墙上的开关外壳是塑料材质,属于绝缘体,不容易导电
C.冬天穿羽绒服特别容易吸附细小毛屑,这是摩擦起电的缘故
D.燃放烟花时空中有大量烟雾飘散,这是扩散现象
【答案】D
【解析】分子间存在相互作用的引力和斥力,很难将铁丝拉长,说明分子间存在引力,故A正确,不符合题意;
教室墙上的开关外壳为了安全,使用塑料材质,是因为塑料材质是绝缘体,不容易导电,故B正确,不符合题意;
羽绒服特别容易粘细小毛屑,是羽绒服和衣服摩擦起电,从而吸引轻小物体,故C正确,不符合题意,
燃放烟花时空中有大量烟雾飘散,属于宏观物体的运动,因此不是扩散现象,故D错误,符合题意。
【举一反三1】静电处处与人们的生活为伴。早晨梳头时越梳越乱,甚至“怒发冲冠”;晚上脱衣服时,会伴有蓝色闪光和“啪啪”响声,这些都是静电现象。我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬•考异》中就有“玳瑁吸衣若”之说,下列不属于静电现象的是( )
A.摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑
B.每天都工作的电视机屏表面经常有灰尘
C.向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢
D.初春晴朗的天气,手碰到金属物体时有被电击的感觉
【答案】C
【解析】摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑和每天都工作的电视机屏表面经常有灰尘都属于静电现象,故AB不符合题意;
向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢,这是流体压强的特点,故C符合题意;
初春晴朗的天气,手碰到金属物体时,由手向金属物体发生放电现象,这属于静电现象,故D不符合题意。
【举一反三2】静电复印技术已经逐渐走入人们的生活,如图所示是利用身边的素材来简单模拟静电复印原理的示意图.请依据图示及操作步骤,结合“人作为导体可以将电荷导走”的知识,简要说明其操作意图.
A.找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面
B.用干燥的手指在塑料板上写一个“大”字
C.将塑料板平放,上面均匀地撒上一层干木屑,再将塑料板缓慢竖起,随着静止在塑料板上木屑的滑落,一个“大”字就在塑料板上显现出来了
操作意图
A.____________;
B.____________;
C.____________.
【答案】A.摩擦使整块塑料板带电;B.人将“大”字区域内的电荷导走;C.由于带电体具有吸引轻小物体的性质,“大”字以外区域的塑料板吸附木屑;塑料板竖立时,“大”字区域内的木屑由于重力作用而滑落.
【解析】用丝绸快速摩擦整个塑料板面,由于摩擦使整块塑料板带电;由于人作为导体可以将电荷导走,因此用干燥的手指在塑料板上写“大”字时,人将“大”字区域内的电荷导走;由于带电体能吸引轻小物体,所以在平放的塑料板上面均匀地撒上一层干木屑时,塑料板上带电区域把木屑吸住;将塑料板缓慢竖起,塑料板上“人”字区域内的木屑,由于没有电荷吸引而在重力作用下滑落.
【举一反三3】走近加油站,会闻到汽油的味道,是因为分子在做 ;冬季在加油站不宜整理衣服和头发,因为易发生 现象;加油前我们需要触摸加油机上的静电消除器(如图)避免因静电引起火灾。
【答案】无规则运动 摩擦起电
【解析】走近加油站时,闻到汽油味,这是因为汽油分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象;
用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,加油时如果整理头发或衣服,因为摩擦会产生静电,可能产生电火花引发火灾。
【举一反三4】做饭时,妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐分离,苦于没有办法。小玉急中生智,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下,然后将筷子靠近胡椒粉,胡椒粉被吸到筷子上,成功地将其与粗粒盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的?
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
【答案】(1)塑料(2)见解析
【解析】(1)金属筷子与毛皮摩擦后,会因为摩擦起电而带电。但金属有良好的导电性。而人与大地都是导体,所以摩擦产生的电荷会通过人体流入大地,它就无法吸引轻小物体了。故此处一定时塑料筷子。
(2)塑料筷子经过毛皮摩擦后带上电,带电体具有吸引轻小物体的性质,而食盐密度大,相对较重,因此带电的筷子将轻小的胡椒粉吸出。
【题型9】本节综合
【典型例题】厨房烟雾中含有水汽、空气和油脂液滴等,直接排放会污染空气。抽油烟机可有效减少油烟污染,其中“静电分离”技术可让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时,空气和水汽不带电可顺利通过,而带电的油脂液滴会被一侧的金属板吸附,并流入下方的油杯。下列关于金属板所带电荷及油杯位置符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】静电分离是让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时,空气和水汽由于不带电顺利通过,而油脂液滴会被一侧的金属板吸附,说明两侧金属板带电荷不同,且油滴与吸引的金属板带异种电荷,由于油滴带负电荷,因而带正电的金属板吸引,并在重力作用下流入带正电金属板下方的油杯,故D正确,ABC错误。
【举一反三1】关于如图所示的电现象,下列说法正确的是( )
A. 甲:两轻质小球相互吸引,说明它们一定带异种电荷
B. 乙:橡胶棒在毛皮上摩擦后,橡胶棒因为失去电子而带正电
C. 丙:梳完头发后头发更蓬松,是因为摩擦使头发带上了同种电荷
D. 丁:验电器是利用异种电荷相互吸引的原理工作的
【答案】C
【解析】两轻质小球相互吸引,说明它们可能带异种电荷,也可能有一个小球没带电,另一个小球带电,因为带电体会吸引轻小物体,故它,它们会相互吸引,故A错误;
橡胶棒在毛皮上摩擦后,橡胶棒得到电子而带负电,故B错误;
女生梳完头发后,头发更蓬松是因为摩擦使头发带上了同种电荷,而同种电荷相互排斥,故C正确;
验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制作的,故D错误。
【举一反三2】在探究摩擦起电的实验中:
(1)用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引纸屑,是因为橡胶棒带上了电荷从而 ______ .进一步实验发现,此时橡胶棒带的是负电,根据你所学习的原子结构的知识,橡胶棒带负电是因为 ______ (选填“得到”“失去”或“创造”)了电子.
(2)根据你的分析,毛皮摩擦过橡胶棒后,毛皮____带电.(选填“一定不”“一定”或“可能”)
(3)实验证明自然界存在______种电荷,与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为______电荷.
【答案】(1)吸引轻小的物体;得到;(2)一定;(3)两;正.
【解析】(1)带电体的性质:能吸引轻小的物体,用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小的物体说明了橡胶棒带上了电荷; 摩擦起电的实质是电子发生了转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子而带负电; (2)橡胶棒因得到电子而带负电,因此毛皮会失去电子而带正电; (3)自然界中只有两种电荷,即正电荷和负电荷,与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷为负电荷.
【举一反三3】利用我们身边的常见物品也可以完成一些物理小实验:
(1)如图甲将一根塑料绳一端扎紧,从另一端把绳尽可能撕成更多的细丝,用手向下捋几下后,观察到的现象是:塑料细丝越来越蓬松,原因是手与塑料细丝带上的是 (选填“同种”或“异种”)电荷;
(2)如图乙所示装置均为比较简易的验电器,它们都可以用来检验某物体是否带电,由图中现象可知,该装置是依据 的原理来检验物体是否带电的。
(3)如图丙所示,把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,这个带电物体所带的是 (选填“正”或“负”)电荷,这是因为这个带电体在摩擦的过程中 (选填“得到”或“失去”)电子。
【答案】(1)异种 (2)同种电荷相互排斥 (3)负 得到
【解析】(1)细丝下垂是因为其受重力的作用;再用手向下捋几下后,干燥的手捋塑料细丝时,出现摩擦起电现象,使塑料细丝带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料绳会向四周散开,观察到的现象是塑料细丝越来越蓬松;而手与塑料细丝带上的是等量的异种电荷;
(2)图a装置是常用验电器,当带电体接触金属棒时,下面的金属箔片张开,其原理是同种电荷相互排斥;
(3)与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,且同种电荷相互排斥。因此,把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,说明这个带电物体所带的是负电荷,这是因为这个带电体在摩擦的过程中得到电子。
【题型10】验电器的原理
【典型例题】小梦将气球在自己的头发上摩擦后,放开手,气球并没有飘上去或坠下来,而是悬浮在额头不远处跟头发丝相互吸引。对该现象解释正确的是( )
A.摩擦的方法创造了电荷
B.摩擦的方法使气球分子发生转移而带电
C.气球和头发因带了异种电荷而互相吸引
D.这种现象与验电器的工作原理相同
【答案】C
【解析】摩擦的方法是使头发或者气球里的电子发生转移,从而使气球与头发带上异种电荷,既不是创造了电荷,也不是使气球分子发生转移,故A、B错误;
小梦将气球在自己的头发上摩擦后,气球与头发因为相互摩擦而带上异种电荷,异种电荷相互吸引,所以气球和头发因带了异种电荷而互相吸引,然而验电器的工作原理是“同种电荷相互排斥”,所以这种现象与验电器的工作原理不相同,故C正确,D错误。
【举一反三1】如图所示,小璐同学用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔片张开。下列说正确是( )
A.丝绸、玻璃棒和金属球都是绝缘体
B.与丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
C.此过程中,玻璃棒上的负电荷转移到了金属箔片上
D.金属箔片张开时由于两箔片都带正电荷而相互排斥
【答案】D
【解析】丝绸、玻璃棒不容易导电,是绝缘体;金属球会导电,是导体,故A错误;
与丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子,带正电,故B错误;
此过程中,金属箔片上的负电荷转移到了玻璃棒上,金属箔片失去电子带正电,故C错误;
金属箔片张开时由于两箔片都带正电荷,同种电荷相互排斥,故D正确。
【举一反三2】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔张开,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.橡胶棒在与毛皮摩擦的过程中创造了电荷
B.在摩擦的过程中,毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
D.在橡胶棒与金属球接触的瞬间,金属杆中电流的方向从上往下
【答案】B
【解析】摩擦起电的实质是电荷的转移,并没有创造电荷;用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电,故A错误,B正确;
验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故C错误;
用毛皮摩擦的橡胶棒带负电,橡胶棒接触验电器的金属球时,电子由橡胶棒向验电器转移,故验电器金属箔带负电,由于电子定向移动的方向与电流的方向相反,所以金属杆中电流的方向是从下到上,故D错误。
【举一反三3】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒A去接触不带电的验电器金属球B后,验电器的两片金属箔张开。下列说法正确的是( )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
B.丝绸与玻璃棒A摩擦的过程中创造出了新电荷
C.验电器的两片金属箔张开时,金属箔都带负电荷
D.B接触时,B上的一些电子转移到A上
【答案】D
【解析】丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒A带正电,故A错误;
摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷,故B错误;
丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒A带正电,去接触不带电的验电器金属球B,B上的负电荷转移到A上,使两片金箔都带上了相同的正电荷,同种电荷互相排斥,故C错误;
玻璃棒带正电,失去电子,用带正电的玻璃棒A去接触不带电的验电器的金属球B时,金属球B上的一部分电子会转移到A上,因为负电荷定向移动的方向与电流方向相反,所以,瞬时电流方向A→B,故D正确。
【举一反三4】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的两个金属箔张开线一定的角度,验电器工作的原理是同种电荷互相 ;摩擦过的橡胶棒带电,这是 [选填“a”或“b”(a.“创造了电荷”或b.“转移了电荷”)]。
【答案】排斥 b
【解析】验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;摩擦过程中并没有创造电荷,而是发生了电荷的转移。
【举一反三5】如图所示(a)(b)是两种简单的验电器,图(b)中带电的塑料棒靠近轻质铝箔条的一端时,铝箔条会被 (选填“吸引”或“排斥”)是因为 ,图(a)(b)是两种验电器的原理 (相同/不同)。
【答案】吸引 带电体能吸引轻小物体 不同
【解析】图(b)中,带电的塑料棒靠近轻质铝箔条时,由于带电体能吸引轻小物体,所以铝箔条会被吸引过来。
图(a)中,验电器的金属箔张开是因为带上了同种电荷,而同种电荷相互排斥,那么两种验电器的原理不同。
【举一反三6】如图所示的装置是实验室常用来检验物体是否带电的仪器,其名称是 ;用毛皮摩擦过的橡胶棒接触上端的金属球后,则金属箔带 电而张开。
【答案】验电器 负
【解析】验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的,可以检验物体是否带电。
用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的两金属箔片都带上了相同的负电荷,两金属箔片由于同种电荷相互排斥而张开。
【举一反三7】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开,其工作原理是 ,此时金属箔带 电。
【答案】同种电荷相互排斥 正
【解析】当带电物体接触验电器的金属球时,带电物体的电荷会转移到验电器的金属箔上,使两片金属箔带上同种电荷,从而相互排斥而张开。
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。当带正电的玻璃棒接触验电器的金属球时,由于电荷的转移,验电器的金属箔也会带上正电。这是因为玻璃棒上的正电荷(缺少电子的原子)会吸引验电器金属球上的负电荷(电子),使电子从验电器转移到玻璃棒上,从而验电器金属箔上缺少电子,带上正电。
【题型11】验电器的使用
【典型例题】取两个相同的验电器A和B,使A带上负电荷,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔闭合如图甲所示。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来如图乙,观察到A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。下列描述正确的是( )
A.金属杆是绝缘体
B.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C.图乙中,B验电器中的金属箔带上正电荷
D.金属杆和金属球接触的瞬间,金属杆中电流方向是自A流向B
【答案】B
【解析】金属杆是导体,不是绝缘体,故A不正确;
两金属箔片带同种电荷后,同种电荷相互排斥而张开,故B正确;
图乙中,金属棒把A和B连接起来后,两验电器带同种电荷,A带负电荷,B验电器中的金属箔也带上负电荷,故C不正确;
金属杆和金属球接触的瞬间,金属杆中有负电荷自A流向B,电流方向是正电荷移动方向,是自B流向A的,故D不正确。
【举一反三1】(2018·北京大兴·期末)用带负电的橡胶棒与验电器的金属球接触,然后移去橡胶棒.图中能反映验电器的带电情况和金箔片所处状态的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】用带负电的橡胶棒与验电器的金属球接触,橡胶棒上的负电荷移动到验电器的金属球和金属箔上,验电器的金属箔带的是负电,因同种电荷相互排斥,金属箔出现夹角,所以C选项是正确的.
【举一反三2】如图所示,用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔张开,下列说法正确的是( )
A.金属球带正电,金属箔带负电
B.两片金属箔都带负电,由于互相排斥而张开
C.两片金属箔都带正电,由于互相排斥而张开
D.任何情况下,验电器都不能够检验出带电体所带电荷的电性
【答案】C
【解析】被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用带正电的玻璃棒接触验电器的金属球,金属球和验电器的两片金属箔都带正电,由于同种电荷互相排斥,验电器的两片金属箔张开;一般情况下验电器不能够检验出带电体所带电荷的电性,如果已知验电器所带电荷的电性,用该验电器去检验另一个带电体,可以根据两片金属箔张开角度的变化判断另一个带电体所带的电性(如果是同种电荷,金属箔张开角度变大,如果是异种电荷,金属箔张开角度变小),故A、B、D错误,C正确。
【举一反三3】取两个相同的验电器A和B,使A带上负电荷,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔闭合如图甲所示。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来如图乙,观察到A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。下列描述正确的是( )
A.金属杆是绝缘体
B.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C.图乙中,B验电器中的金属箔带上正电荷
D.金属杆和金属球接触的瞬间,金属杆中电流方向是自A流向B
【答案】B
【解析】金属杆是导体,不是绝缘体,故A不正确;
两金属箔片带同种电荷后,同种电荷相互排斥而张开,故B正确;
图乙中,金属棒把A和B连接起来后,两验电器带同种电荷,A带负电荷,B验电器中的金属箔也带上负电荷,故C不正确;
金属杆和金属球接触的瞬间,金属杆中有负电荷自A流向B,电流方向是正电荷移动方向,是自B流向A的,故D不正确。
【举一反三4】如图所示,验电器原来不带电,当带电体靠近还没有接触到验电器的金属球时,验电器的金属箔也会张开,下列说法正确的是( )
A.若带电体带正电荷,则金属箔带正电荷
B.若带电体带负电荷,则金属箔和金属球都带负电荷
C.若带电体带正电荷,则金属箔和金属球都带正电荷
D.若带电体带负电荷,则验电器有一部分正电荷转移到带电体上
【答案】A
【解析】带正电的物体,靠近不带电的验电器金属球时,金属箔片会张开,负电荷会被吸引到带电体附近的金属球上,此时金属球上带的是负电,金属箔片上带的是正电,故A正确,C错误;
带负电的物体,靠近不带电的验电器金属球时,金属箔片会张开,负电荷会被排斥到远端的金属箔上,此时金属球上带的是正电,金属箔片上带的是负电,故B错误;
带电体和验电器没有接触,它们之间没有电荷转移,故D错误。
【举一反三5】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,摩擦过的橡胶棒接触金属验电器后,验电器的箔片带 电。
【答案】负 排斥 负
【解析】毛皮与橡胶棒在摩擦的过程中,橡胶棒的原子核束缚电子的能力强,会得到电子,带负电;
验电器的金属箔片上带上了同种电荷,由于同种电荷相互排斥,所以其两个金属箔片会张开;
带负电的橡胶棒接触金属验电器后,橡胶棒上多余的电子会转移到金属箔片上,验电器的箔片因有多余的电子带负电。
【举一反三6】验电器是用来检验物体是否带电的仪器.如图1所示,将带电体与验电器金属球直接接触,观察验电器金箔是否张开,即可判断导体是否带电.导体所带电荷量越多,验电器金箔张角越大.某小组同学为了研究带电体对轻小物体的吸引力大小,他们用验电器和一个悬挂的轻质小球B进行了图2所示的实验.他们让验电器的金属球A带电,A所带电荷量的多少可以通过观察验电器金箔张角大小来观察,并将验电器的A球放到离轻质小球B不同距离处.已知图2(b)、(d)中,A球与B球初始位置的距离相同,图2(c)中A球与B球初始位置的距离小于图2(b)、(d)中两球初始位置的距离.实验现象如图2所示,请根据实验现象及相关条件,归纳得出初步结论.
①比较图2中的(b)与(c)可知, ______ ;
②比较图2中的(b)与(d)可知, ______ .
【答案】①在电荷量相同的情况下,带电小球与轻小物体间距越小,对轻小物体吸引力越大; ②在距离相同的情况下,带电小球电荷量越多,对轻小物体吸引力越大.
【解析】:①比较图2中的(b)与(c),由于(c)中A球与B球初始位置的距离小于图2(b)中两球初始位置的距离,在其他条件相同的情况下,现象是(b)吊小球的细线偏离竖直方向的夹角比较大,说明带电小球对轻小物体吸引力越大.所以,可得结论:在电荷量相同的情况下,带电小球与轻小物体间距越小,对轻小物体吸引力越大; ②比较图2中的(b)与(d),由于(d)A球所带电荷量比(b)中A球所带电荷量多,在其他条件相同的情况下,现象是(d)吊小球的细线偏离竖直方向的夹角比较大,说明带电小球对轻小物体吸引力越大.所以,可得结论:在距离相同的情况下,带电小球电荷量越多,对轻小物体吸引力越大.
【举一反三7】验电器是用来检验物体是否带电的仪器.如图1所示,将带电体与验电器金属球直接接触,观察验电器金箔是否张开,即可判断导体是否带电.导体所带电荷量越多,验电器金箔张角越大.某小组同学为了研究带电体对轻小物体的吸引力大小,他们用验电器和一个悬挂的轻质小球B进行了图2所示的实验.他们让验电器的金属球A带电,A所带电荷量的多少可以通过观察验电器金箔张角大小来观察,并将验电器的A球放到离轻质小球B不同距离处.已知图2(b)、(d)中,A球与B球初始位置的距离相同,图2(c)中A球与B球初始位置的距离小于图2(b)、(d)中两球初始位置的距离.实验现象如图2所示,请根据实验现象及相关条件,归纳得出初步结论.
①比较图2中的(b)与(c)可知, ______ ;
②比较图2中的(b)与(d)可知, ______ .
【答案】①在电荷量相同的情况下,带电小球与轻小物体间距越小,对轻小物体吸引力越大; ②在距离相同的情况下,带电小球电荷量越多,对轻小物体吸引力越大.
【解析】:①比较图2中的(b)与(c),由于(c)中A球与B球初始位置的距离小于图2(b)中两球初始位置的距离,在其他条件相同的情况下,现象是(b)吊小球的细线偏离竖直方向的夹角比较大,说明带电小球对轻小物体吸引力越大.所以,可得结论:在电荷量相同的情况下,带电小球与轻小物体间距越小,对轻小物体吸引力越大; ②比较图2中的(b)与(d),由于(d)A球所带电荷量比(b)中A球所带电荷量多,在其他条件相同的情况下,现象是(d)吊小球的细线偏离竖直方向的夹角比较大,说明带电小球对轻小物体吸引力越大.所以,可得结论:在距离相同的情况下,带电小球电荷量越多,对轻小物体吸引力越大.
【举一反三8】如图所甲所示,把与丝绸摩擦过的玻璃棒和不带电的验电器的金属球接触,会发现金属箔片张开,原因是 电荷相互排斥,然后再将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片又闭合,如图乙所示,则此带电小球带 电.
【答案】 同种 负
【解析】与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当用带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时,电荷通过验电器的金属球传给金属杆传给两片金属箔,使两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以金属箔片张开.将另一带电小球与验电器金属球接触,箔片闭合,是因为这个带电小球上的负电荷与验电器上的正电荷发生了中和现象.
【题型12】电荷间的相互作用规律
【典型例题】干燥的天气里,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,而且会变得蓬松,下列说法正确的是( )
A.塑料是导体
B.梳子梳头后,梳子带电而头发不带电
C.梳子与头发摩擦的过程中创造了电荷
D.梳头发变得蓬松是因为带上同种电荷而互相排斥
【答案】D
【解析】 塑料不容易导电是绝缘体,故A错误;
BC用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电荷的转移,从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引,所以随着梳子飘起来;头发带上同种电荷而互相排斥,所以头发越梳越蓬松,故BC错误、D正确。
【举一反三1】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时,现象如图甲所示。而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时,现象如图乙所示。那么( )
A.橡胶棒与毛皮摩擦过程中创造了电荷
B.甲图和乙图实验都体现了验电器的工作原理
C.橡胶棒因为与毛皮摩擦带了正电荷
D.丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃强
【答案】D
【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
橡胶棒与毛皮摩擦过程中发生了电荷的转移,而不是创造了电荷,故A不符合题意;
验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。图甲中,两根玻璃棒都带负电,相互靠近时,由于同种电荷相互排斥而相互远离,与验电器原理相同,图乙中,玻璃棒和橡胶棒带异种电荷,异种电荷相互吸引,因此玻璃棒和橡胶棒相互靠近,与验电器工作原理不同,故B不符合题意;
橡胶棒与毛皮摩擦后得到了电子带了负电荷,故C不符合题意;
丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃强,丝绸与玻璃棒摩擦时,丝绸得到电子带负电,玻璃棒失去电子带正电,故D符合题意。
【举一反三2】小红同学用气球(由橡胶制成)与自己的头发摩擦几下,松手后,气球“粘”在头发上,其原因是( )
A.气球上的负电荷转移到头发上
B.头发上的正电荷转移到气球上
C.气球和头发带同种电荷而相互排斥
D.气球和头发带异种电荷而相互吸引
【答案】D
【解析】用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,用气球(由橡胶制成)与自己的头发摩擦几下,气球和头发带异种电荷,而异种电荷相互吸引,气球“粘”在头发上,故A、B、C不符合题意,D符合题意。
【举一反三3】如图所示,小女孩将气球与头发摩擦后,头发会随着气球飘起来的原因是( )
A.分子间存在引力
B.分子间存在斥力
C.同种电荷相互排斥
D.异种电荷相互吸引
【答案】D
【解析】 将气球与头发摩擦后,气球与头发之间因为得失电子和导致气球与头发带异种电荷,根据异种电荷相互吸引而使头发会随着气球飘起来,故D正确。
【举一反三4】如图所示,小红用塑料梳子摩擦头发后,靠近轻小纸屑,纸屑会飞向梳子,原因是 ,有的接触后又很快弹开,其原因是 。
【答案】 带电体能吸引轻小物体 二者带同种电荷而互相排斥
【解析】 塑料梳子与头发摩擦,使梳子带电,由于梳子是带电体能够吸引轻小物体,因此纸屑会飞向梳子。
有的纸屑接触后又很快弹开,是因为纸屑与梳子接触后带上同种电荷,由于同种电荷相互排斥而分开。
【举一反三5】图甲是 (填装置名称),可用来检验物体是否带电,金属箔片张开是因为同种电荷相互 。图乙中,当带电的塑料棒靠近不带电的铝箔条一端时,铝箔条会偏转,也可以用来检验一个物体是否带电。甲、乙两个装置检验物体是否带电的原理 (选填“相同”或“不相同”)。
【答案】验电器 排斥 不相同
【解析】图甲是验电器,判断物体是否带电的装置。
根据电荷相互作用的规律可知,金属箔片张开是因为同种电荷相互排斥。
当带电的塑料棒靠近不带电的铝箔条一端时,铝箔条会偏转,向塑料棒靠近,因为带电体能够吸引轻小物体,与电荷间的相互作用原理不同。
【举一反三6】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的气球,气球被推开,则气球
A.带正电
B.带负电
C.不带电
D.无法判断
选择 ;理由: 。
【答案】 B 同种电荷相互排斥,故气球带负电
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近悬挂的气球,橡胶棒是带负电,气球被推开,同种电荷相互排斥,气球与橡胶棒带同种电荷,故气球带负电,故B符合题意,A、C、D不符合题意。
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