内容正文:
第07讲 两种电荷
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念建构:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
关键词
学习目标导航
摩擦起电
正负电荷
电荷作用规律
验电器
原子结构
1.认识摩擦起电与日常静电现象,牢记带电物体具有吸引轻小物体的特性。
2.掌握正、负电荷的定义,熟记同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的规律。
3.了解电荷物理量符号、单位,记住元电荷的电荷量数值。
4.熟知原子内部结构,理解摩擦起电的实质是电子发生转移。
5.熟记验电器的组成构造、工作原理,学会验电器规范使用步骤。
6.熟练掌握三种检验物体是否带电的方法,能结合电荷规律判断物体带电种类。
学习重点:电荷间相互作用规律、摩擦起电实质、验电器原理与使用、物体带电的判定。
学习难点:利用电荷规律判断带电性质、从原子结构理解摩擦起电的本质。
情|境|启|思
与头发摩擦过的塑料梳子,能吸起纸屑;用气球摩擦头发,头发会随着气球飘起来......为什
么会出现这些现象呢?
概|念|构|建
1、电荷种类:自然界只有 两种电荷;丝绸摩擦玻璃棒带 电,毛皮摩擦橡胶棒带 电。
2、电荷作用规律:同种电荷相互 ,异种电荷相互 。
3、摩擦起电本质:电子在物体间发生 ,并非创造电荷。
4、导体与绝缘体: 有大量自由电荷容易导电, 几乎无自由电荷不容易导电。
深|研|精|炼
知识点01 电荷间的相互作用
1、探究实验:两种电荷
图示
实验
将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近
用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近
将用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近
分析
同为丝绸摩擦过的玻璃棒,它们所带的电荷种类一定是相同的,相同电荷之间相互排斥
用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷种类不同,不同种类的电荷之间相互吸引
同为用毛皮摩擦过的橡胶棒,它们所带电荷种类相同,相同电荷之间相互排斥
探究归纳
(1)电荷间有相互作用;(2)相同电荷间与不同电荷间相互作用不同;(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷不同
2、两种电荷
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫 ;用“+”表示。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫 ;用“-”表示。
3、电荷间相互作用规律
现象
说明
两个小球都带正电荷,它们相互排斥
两个小球都带负电荷,它们相互排斥
两个小球带有异种电荷,它们相互吸引
结论
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
特别提醒:一个带电体与另一个物体相互吸引,另一物体的带电情况有两种可能:
(1)是另一物体与这个带电体带异种电荷,异种电荷相互 。
(2)是另一物体不带电,带电体也能吸引不带电的轻小物体。
【例1】用丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带__________(选填“正”或“负”)电,将它靠近用毛皮摩擦过的带电橡胶棒(如图),二者将会相互__________(选填“吸引”或“排斥”)。
【探究归纳】自然界分正负两种电荷,规律为同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;物体相互吸引时,对方可能带异种电荷或不带电。
【即练1】如图,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质小球时,它们相互吸引,则小球( )
A.一定带负电 B.一定带正电 C.可能带负电 D.一定不带电
【即练2】“二十四,扫房子”是我国的传统习俗。小明用干抹布擦拭镜子时,需要用力才能擦干净,这是通过增大__________来增大摩擦力。擦过的镜面很容易吸附细小灰尘,这是因为镜面因摩擦而带了电,具有__________的性质。如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒,二者会相互__________(选填“吸引”或“排斥”)。
知识点02 验电器和检验物体带电的方法
1、电荷量
(1)定义:物体所带电荷的多少叫做电荷量,通常用Q表示。
(2)单位:库仑,简称库,用符号C表示。
2、验电器的构造及工作原理
作用
检验物体是否带电
工作原理
同种电荷相互排斥
使用方法
将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电;反之,则不带电
使用说明
验电器能粗略比较物体所带电的多少,对同一个验电器来说,金属箔张开的角度越大,物体所带电荷越多
3、物体带电:摩擦过的物体有 轻小物体的性质,我们就说物体 。带电物体(带电体)的基本性质: 轻小物体(轻小物体指:碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等)。
4、判断物体是否带电的方法:
(1)看物体能否吸引轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器;只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度。
①验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)。
②检验带电体所带电荷的种类(即将待检验的带电体与带有已知电性的电荷的验电器的金属球接触,观察验电器的金属箔的张角有无减小的过程,若有,则带电体上就带有跟验电器上电荷电性相异的电荷,反之,亦然)。
特别提醒
(1)两个物体(不涉及磁体)相互排斥,有两种可能:a.都带正电;b.都带负电。
(2)两个物体相互吸引,有三种可能:a.一物体带正电,另一物体带负电;b.一物体带正电,另一物体不带电;c.一物体带负电,另一物体不带电。
【例2】如图所示,用带电体接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上,以下说法中正确的是( )
A.金属箔张开说明带上了同种电荷 B.金属箔上带的电荷一定与带电体不相同
C.验电器能检验出带电体带的是正电还是负电 D.验电器能准确反映带电体电荷量的多少
【探究归纳】电荷量描述电荷多少,单位库仑;验电器依据同种电荷相斥工作,箔片张角反映带电量大小;检验带电共有吸轻小物体、电荷相斥、验电器检测三种方法。
【即练3】如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法正确的是( )
A.自由电子从B转移到A
B.有一部分正电荷通过金属棒从A移到B
C.验电器A的金属箔张开的角度不变
D.验电器金属箔张开是由于异种电荷相互排斥
【即练4】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片会张开。被毛皮摩擦过的橡胶棒带___________(选填“正”或“负”)电荷,验电器的两片金属箔因为带___________(选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥而张开。在探索微观世界的过程中,人们首先发现了电子,进而认识到___________可以再分。
知识点03 摩擦起电的原因
1、摩擦起电:用 的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
摩擦起电的原因
(1)不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
(2)失去电子的物体因为缺少电子而带正电。
(3)得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。
摩擦起电的本质
摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
2、原子
(1)原子结构:原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电,位于原子中心,比原子小得多;电子带负电,绕原子核运动,如甲图所示。如图乙所示是氧和钠的原子结构示意图。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。
甲 乙
(2)电子:电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为e=1.6×10-19C。
3、摩擦起电实质:电荷从一个物体 到另一个物体使正负电荷分开;能的转化:机械能→电能。
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电,通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性。
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同,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,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的,在转移过程中,只能转移带负电荷的电子;可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。
特别提醒
(1)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,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电!
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子!
【例3】如图,用带有静电除尘纸的拖把拖地时,除尘纸与地板摩擦后可吸附灰尘、毛发等杂物。对此过程分析正确的是( )
A.摩擦创造了电荷 B.摩擦过程中,正电荷发生转移
C.摩擦后,除尘纸与地板带上了同种电荷 D.摩擦后,除尘纸带电能够吸引轻小物体
【探究归纳】摩擦起电源于不同物质原子核束缚电子能力不同,本质是电子发生转移,失电子带正电、得电子带等量负电,无新电荷产生,机械能转化为电能。
【即练5】我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头脱著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声”,意思是人们梳头、脱衣时会看到小火花和听到微弱响声,则下列说法正确的是( )
A.通过摩擦创造了电荷 B.该现象与验电器的工作原理相同
C.负电荷会在相互摩擦的两物体之间转移 D.若头发带正电,则其原子核束缚电子能力比梳子强
【即练6】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触铁质圆盘,圆盘下悬挂的金属箔条会张开呈伞状。金属箔条因带________电荷而相互排斥从而张开;玻璃棒带电是因为其原子核外的________在摩擦过程中发生转移。
知识点04 静电的防止和利用
1、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。
2、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。
特别提醒
(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。
3、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。
4、静电的防止和利用
项目
与静电有关的现象
解释
防止
油罐车尾部常拖一条铁链
运输汽油的油罐车会因摩擦而产生静电,当电荷积累到一定程度时会发生火花放电,从而引发安全事故。为此需要在油罐车下面拖一条铁链,使其接地,随时释放摩擦产生的电荷,防止电荷的积累而导致剧烈的火花放电
大型绒毛加工车间要对车间空气加湿
摩擦起电在干燥环境下更容易发生,所以增大空气湿度可有效防止绒毛带电
避雷针
高大建筑物顶端安装避雷针,当带电云层靠近建筑物时,容易对有尖端的避雷针产生放电现象,避雷针底部接地,可以把电荷导人大地,避免雷电直接击中建筑物
利用
静电拖把
利用摩擦使拖把上的静电除尘纸带电,吸附碎屑,从而达到清洁的目的
静电喷漆
使被喷涂的金属件与油漆雾滴带上异种电荷,从而使油漆与金属表面结合得更牢固
静电植绒
使绒毛带上电,利用异种电荷相互吸引的原理,让它飞到事先涂了胶的带异种电荷的布面上
静电除尘
使空气中的尘埃带上电,让它们在异种电荷的吸引下飞向某一个方向,就可以达到“静电除尘”的目的
静电复印(或打印)
利用正、负电荷互相吸引的原理。先按要复印或打印的图形或字迹使硒鼓上相应的区域带电,墨粉经过这些区域时就会被吸附在硒鼓上,硒鼓再碾轧复印纸,将墨粉固定在纸张上
【例4】静电现象处理不当,会对生产生活造成危害。下列属于防止静电带来危害的是( )
A.静电复印 B.静电释放器
C.静电拖把 D.静电喷漆
【探究归纳】静电由电子得失产生,积累过量会发生放电;生活里随处可见静电现象,静电既有电击、引燃易爆物等危害,也可被合理利用。
【即练7】下列实例中,应用静电的是( )
A.加油站内严禁拨打电话 B.油罐车后有一根拖地铁链
C.严禁用塑料桶来装运汽油 D.在烟囱中安装静电除尘器
【即练8】静电在生产、生活中有许多应用:静电除尘、静电复印都是利用了______的原理;油罐车行驶时摩擦产生静电,易引发危险,车尾拖一条铁链是为了______。
一、单选题(共8题)
1.某一粒子与一个带正电的原子核相互排斥,则该粒子( )
A.一定带正电 B.一定带负电 C.可能不带电 D.可能带负电
2.小齐把一根塑料棒在衣袖上摩擦后,靠近(但不要接触)水管中竖直向下流出的细小水流,发现水流偏向塑料棒流动,如图所示。关于摩擦后的塑料棒,下列说法正确的是( )
A.带电是创造了电荷 B.因为带电而吸引细小水流
C.一定是失去电子带负电 D.与水流带同种电荷
3.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有引力
B.固体和液体不易被压缩,说明分子间存在斥力
C.摩擦起电的本质是创造了电荷
D.宇宙是一个有层次的天体系统,太阳是宇宙的中心
4.如图是用装有静电除尘纸的拖把擦地板的情境。除尘纸与地板摩擦,可以轻松地将灰尘清扫干净。下列说法中正确的是( )
A.除尘纸因摩擦带电而成为导体
B.除尘纸和地板摩擦后与地板带有同种电荷
C.除尘纸吸尘利用了带电体吸引轻小物体的性质
D.打扫家庭卫生后,拍打身上衣服时沙尘飞舞,说明分子在做永不停息的无规则运动
5.对以下四幅图中的情景解释正确的是( )
A.水和酒精充分混合后总体积变小,说明分子间有斥力
B.带负电的塑料棒能吸引铝箔条,说明铝箔条一定带正电
C.握住锤柄迅速撞击地面,锤头会紧套木柄,说明锤头具有惯性
D.从倒置的漏斗口向上吸气,乒乓球不会掉下来。说明流体流速越大,压强越小
6.我国西晋书籍《博物志》中提到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,意思是人们梳头、脱衣时会看到小火星和听到微弱响声,关于此现象的说法正确的是( )
A.穿脱衣服时产生小火星是因为电子发生了转移
B.用塑料梳子反方向多梳几次头发,可以释放身上的静电
C.头发越梳越乱是因为同种电荷相互吸引
D.此现象是通过摩擦创造了电荷
7.有甲、乙、丙三个轻质小球,甲和乙、乙和丙、丙和甲之间都是相互吸引的。如果甲小球与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时相互排斥,则下列说法正确的是( )
A.乙、丙两小球均带负电
B.乙小球带负电,丙小球带正电
C.乙、丙两小球中必有一个带负电,而另一个不带电
D.乙、丙两小球均不带电
8.羊毛巾和气球均不带电,它们相互摩擦后气球带负电,带负电的气球能被某根玻璃棒吸引,以下说法正确的是( )
A.羊毛巾和气球摩擦时,气球带负电是因为摩擦过程产生了很多电子
B.摩擦后的羊毛巾带正电是因为得到正电荷
C.这根玻璃棒可能不带电
D.羊毛巾和气球摩擦时,负电荷从气球转移到羊毛巾
二、填空题(共6题)
9.如图所示,某同学用梳完头的塑料梳子靠近细水流,发现水流向梳子方向靠近。这是因为梳子摩擦后带了电,具有____________轻小物体的性质;同时,水流也对梳子施加了一个力,这是因为力的作用是____________的。
10.神舟飞船的核心芯片中,硅是基本材料,硅原子由原子核和__________构成;盛夏时节,玉湖公园的荷花竞相绽放,在湖边凉亭赏花的游客闻到阵阵花香是__________现象,该现象说明分子在__________。
11.纳米管作为一种前景广阔的新型材料,其制备过程中可通过摩擦起电进行分选。将混合材料与特定物质摩擦后,碳纳米管因______电子而带正电(选填“得到”或“失去”)。随后,让它们靠近一个带______电的物体(选填“正”或“负”),使碳纳米管被吸附,从而实现分离提纯。
12.羊肉泡馍,古称“羊羹”,现为陕西代表性名吃之一。在家制作羊肉泡馍时,满屋都能闻到浓郁的香味,这是______现象;食材都是由分子组成的,组成分子的原子是由原子核和______组成的。
13.古籍中有记载“顿牟摄芥”,“顿牟摄芥”的意思是摩擦过的玳瑁能吸引芥菜子,若摩擦过的玳瑁与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,则摩擦过的玳瑁带_____电荷;带电体有______的性质,所以芥菜子被吸引。
14.小珍和妈妈一起去超市采购生活用品,装东西时小珍发现塑料袋口粘在一起,不好打开,妈妈告诉小珍只需将塑料袋在衣服上摩擦几下就容易打开了。小珍根据所学知识判断是发生了摩擦起电,于是她想知道与衣服摩擦后的塑料袋带哪种电荷。小珍利用丝绸、玻璃棒、被衣服摩擦过的塑料袋等实验器材进行实验。①用丝绸摩擦玻璃棒,使玻璃棒带上正电;②__________,观察两者之间的相互作用;③若观察到____________,则塑料袋带正电。
三、实验题(共2题)
15.学习了两种电荷,小明提出以下猜想:电荷间相互作用力的大小可能与电荷之间的距离有关,于是他进行了实验探究。Q是一个带正电的物体,把系在细线上的带正电的小球先后挂在A、B、C三处,比较小球在不同位置所受带电物体Q的作用力大小,实验现象如图所示。
(1)为使实验现象更明显,悬挂在细线上的小球应选用________(选填“小钢球”或“泡沫小球”);
(2)本实验中将细线放在A、B、C三处,目的是为了改变________;根据实验现象,得出的结论是:________;
(3)电荷间相互作用力的大小还与什么因素有关?请你提出一个可探究的科学问题:________。
16.探究电荷间的相互作用规律
小明想知道电荷间的相互作用有怎样的规律,于是利用毛皮、橡胶棒、丝绸、玻璃棒、细棉线等器材进行了如下探究。
【证据】
(1)自然界中存在两种电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫________电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫________电荷。
(2)将两根玻璃棒分别与丝绸摩擦,然后将一根玻璃棒用细棉线悬挂起来,用另一根玻璃棒靠近它,得到的现象如图甲所示,说明两玻璃棒相互________。
(3)将两根橡胶棒分别与毛皮摩擦,重复(2)中的实验,得到的现象如图乙所示,说明两橡胶棒相互________。
(4)将与丝绸摩擦过的玻璃棒悬挂起来,用一根与毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近它,得到的现象如图丙所示,说明橡胶棒与玻璃棒相互________。
【解释】综合分析实验现象,可归纳出电荷间的相互作用规律:________________。
【交流】在进行图丙实验时,小明发现,在将橡胶棒缓慢靠近玻璃棒的过程中,悬挂玻璃棒的细棉线与竖直方向的夹角越来越大,由此可猜想,电荷间相互作用力的大小可能与________有关。
四、综合题(共1题)
17.人类认识电荷来源于身边的静电现象。
(1)毛皮摩擦过的橡胶棒带_____________(“正”或“负”)电荷;
(2)下列物体不能被该橡胶棒吸引的是( )
A.头发 B.纸屑 C.一整块橡皮 D.细小水流
(3)静电复印的原理是使墨粉和纸张同时带上异种电荷相互______实现的(“吸引”或“排斥”)。
(4)小华出去游玩的途中观察到高速公路上运送汽油的油罐车都有一条拖地的铁链,请用相关知识解释这样做的道理。_____________。
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第07讲 两种电荷
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情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念建构:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
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摩擦起电
正负电荷
电荷作用规律
验电器
原子结构
1.认识摩擦起电与日常静电现象,牢记带电物体具有吸引轻小物体的特性。
2.掌握正、负电荷的定义,熟记同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的规律。
3.了解电荷物理量符号、单位,记住元电荷的电荷量数值。
4.熟知原子内部结构,理解摩擦起电的实质是电子发生转移。
5.熟记验电器的组成构造、工作原理,学会验电器规范使用步骤。
6.熟练掌握三种检验物体是否带电的方法,能结合电荷规律判断物体带电种类。
学习重点:电荷间相互作用规律、摩擦起电实质、验电器原理与使用、物体带电的判定。
学习难点:利用电荷规律判断带电性质、从原子结构理解摩擦起电的本质。
情|境|启|思
与头发摩擦过的塑料梳子,能吸起纸屑;用气球摩擦头发,头发会随着气球飘起来......为什
么会出现这些现象呢?
概|念|构|建
1、电荷种类:自然界只有正、负两种电荷;丝绸摩擦玻璃棒带正电,毛皮摩擦橡胶棒带负电。
2、电荷作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3、摩擦起电本质:电子在物体间发生转移,并非创造电荷。
4、导体与绝缘体:导体有大量自由电荷容易导电,绝缘体几乎无自由电荷不容易导电。
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知识点01 电荷间的相互作用
1、探究实验:两种电荷
图示
实验
将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近
用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近
将用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近
分析
同为丝绸摩擦过的玻璃棒,它们所带的电荷种类一定是相同的,相同电荷之间相互排斥
用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷种类不同,不同种类的电荷之间相互吸引
同为用毛皮摩擦过的橡胶棒,它们所带电荷种类相同,相同电荷之间相互排斥
探究归纳
(1)电荷间有相互作用;(2)相同电荷间与不同电荷间相互作用不同;(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷不同
2、两种电荷
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷;用“+”表示。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷;用“-”表示。
3、电荷间相互作用规律
现象
说明
两个小球都带正电荷,它们相互排斥
两个小球都带负电荷,它们相互排斥
两个小球带有异种电荷,它们相互吸引
结论
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
特别提醒:一个带电体与另一个物体相互吸引,另一物体的带电情况有两种可能:
(1)是另一物体与这个带电体带异种电荷,异种电荷相互吸引。
(2)是另一物体不带电,带电体也能吸引不带电的轻小物体。
【例1】用丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带__________(选填“正”或“负”)电,将它靠近用毛皮摩擦过的带电橡胶棒(如图),二者将会相互__________(选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】 正 吸引
【详解】[1]丝绸与玻璃棒摩擦时,玻璃棒的原子核束缚电子的能力较弱,因此会失去电子,物体失去电子后,正电荷数量多于负电荷数量,因此带正电。
[2]用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒的原子核束缚电子的能力较强,会得到电子,因此带负电;而丝绸摩擦过后的玻璃棒带正电,橡胶棒带负电,二者属于异种电荷,因此会相互吸引。
【探究归纳】自然界分正负两种电荷,规律为同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;物体相互吸引时,对方可能带异种电荷或不带电。
【即练1】如图,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质小球时,它们相互吸引,则小球( )
A.一定带负电 B.一定带正电 C.可能带负电 D.一定不带电
【答案】C
【详解】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。玻璃棒带正电吸引小球,说明小球有两种可能:带负电(异种电荷吸引),或不带电(带电体吸引不带电的轻小物体)。因此小球可能带负电,也可能不带电,故选C。
【即练2】“二十四,扫房子”是我国的传统习俗。小明用干抹布擦拭镜子时,需要用力才能擦干净,这是通过增大__________来增大摩擦力。擦过的镜面很容易吸附细小灰尘,这是因为镜面因摩擦而带了电,具有__________的性质。如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒,二者会相互__________(选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】 压力 吸引轻小物体 吸引
【详解】用力擦拭镜子,是在接触面粗糙程度不变时,通过增大压力来增大摩擦力,从而擦得更干净;镜面因摩擦带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以容易吸附细小灰尘;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,异种电荷相互吸引。
知识点02 验电器和检验物体带电的方法
1、电荷量
(1)定义:物体所带电荷的多少叫做电荷量,通常用Q表示。
(2)单位:库仑,简称库,用符号C表示。
2、验电器的构造及工作原理
作用
检验物体是否带电
工作原理
同种电荷相互排斥
使用方法
将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电;反之,则不带电
使用说明
验电器能粗略比较物体所带电的多少,对同一个验电器来说,金属箔张开的角度越大,物体所带电荷越多
3、物体带电:摩擦过的物体有吸引轻小物体的性质,我们就说物体带电。带电物体(带电体)的基本性质:吸引轻小物体(轻小物体指:碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等)。
4、判断物体是否带电的方法:
(1)看物体能否吸引轻小物体,因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
(2)看物体是否会跟其他带电体相互排斥,因为只有该物体带了电,它才有可能跟其他带电体相互排斥.若相互排斥,这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷。
(3)利用验电器;只要物体带电,则当它接触(或靠近)验电器的金属球时,验电器的金属箔都会张开一定的角度。
①验电器还能大致判别带电的多少(即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较)。
②检验带电体所带电荷的种类(即将待检验的带电体与带有已知电性的电荷的验电器的金属球接触,观察验电器的金属箔的张角有无减小的过程,若有,则带电体上就带有跟验电器上电荷电性相异的电荷,反之,亦然)。
特别提醒
(1)两个物体(不涉及磁体)相互排斥,有两种可能:a.都带正电;b.都带负电。
(2)两个物体相互吸引,有三种可能:a.一物体带正电,另一物体带负电;b.一物体带正电,另一物体不带电;c.一物体带负电,另一物体不带电。
【例2】如图所示,用带电体接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上,以下说法中正确的是( )
A.金属箔张开说明带上了同种电荷 B.金属箔上带的电荷一定与带电体不相同
C.验电器能检验出带电体带的是正电还是负电 D.验电器能准确反映带电体电荷量的多少
【答案】A
【详解】A.金属箔带电时,两片金属箔带上了同种电荷,同种电荷相互排斥使金属箔张开,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故A正确;
B.带电体接触验电器金属球时,电荷发生转移,金属箔上带的电荷与带电体带的电荷种类相同,故B错误;
C.验电器只能检验物体是否带电,无论带电体带正电还是负电,金属箔都会张开,无法检验出带电体带的是正电还是负电,故C错误;
D.验电器只能通过金属箔张角的大小,粗略反映带电体电荷量的多少,不能准确反映电荷量的多少,故D错误。
故选A。
【探究归纳】电荷量描述电荷多少,单位库仑;验电器依据同种电荷相斥工作,箔片张角反映带电量大小;检验带电共有吸轻小物体、电荷相斥、验电器检测三种方法。
【即练3】如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法正确的是( )
A.自由电子从B转移到A
B.有一部分正电荷通过金属棒从A移到B
C.验电器A的金属箔张开的角度不变
D.验电器金属箔张开是由于异种电荷相互排斥
【答案】A
【详解】A.A带正电(缺少电子),B不带电,用带绝缘柄的金属棒连接A、B时,B中的自由电子会向A转移,故A正确;
B.金属导体中定向移动的是自由电子,正电荷不会移动,故B错误;
C.A的正电荷会因得到电子而减少,验电器A的金属箔张开的角度会变小,故C错误;
D.验电器金属箔张开是由于同种电荷相互排斥,故D错误。
故选A。
【即练4】如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片会张开。被毛皮摩擦过的橡胶棒带___________(选填“正”或“负”)电荷,验电器的两片金属箔因为带___________(选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥而张开。在探索微观世界的过程中,人们首先发现了电子,进而认识到___________可以再分。
【答案】 负 同种 原子
【详解】根据摩擦起电的规律,毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒的原子核束缚电子的能力更强,会从毛皮上夺得电子,因此橡胶棒带负电,毛皮带正电;
当带负电的橡胶棒接触验电器的金属球时,负电荷会通过金属杆传导到两片金属箔上,使两片金属箔都带上同种负电荷。根据电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,因此两片金属箔会张开;
电子发现之前,人们认为原子是不可再分的最小微粒,发现电子后,人们认识到原子由原子核和核外电子构成,说明原子可以再分。
知识点03 摩擦起电的原因
1、摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
摩擦起电的原因
(1)不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
(2)失去电子的物体因为缺少电子而带正电。
(3)得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。
摩擦起电的本质
摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
2、原子
(1)原子结构:原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电,位于原子中心,比原子小得多;电子带负电,绕原子核运动,如甲图所示。如图乙所示是氧和钠的原子结构示意图。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。
甲 乙
(2)电子:电子是带有最小负电荷的粒子,所带电荷量为e=1.6×10-19C。
3、摩擦起电实质:电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开;能的转化:机械能→电能。
(1)物质是由原子核与核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电,通常情况下,原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等,整个原子不显电性,也就是物体对外不显电性。
(2)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同,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,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。
(3)在电荷转移的过程中,电荷的总量是保持不变的,即电荷是守恒的,在转移过程中,只能转移带负电荷的电子;可见,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。
特别提醒
(1)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,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电!
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子!
【例3】如图,用带有静电除尘纸的拖把拖地时,除尘纸与地板摩擦后可吸附灰尘、毛发等杂物。对此过程分析正确的是( )
A.摩擦创造了电荷
B.摩擦过程中,正电荷发生转移
C.摩擦后,除尘纸与地板带上了同种电荷
D.摩擦后,除尘纸带电能够吸引轻小物体
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,不会创造电荷,故A错误;
B.摩擦起电过程中,发生转移的是带负电的电子,带正电的原子核不会发生转移,故B错误;
C. 摩擦后,除尘纸和地板一个得电子、一个失电子,会带上异种电荷,故C错误;
D.带电体具有吸引轻小物体的性质,所以摩擦带电后的除尘纸可以吸附灰尘、毛发等轻小杂物,故D正确。
故选D。
【探究归纳】摩擦起电源于不同物质原子核束缚电子能力不同,本质是电子发生转移,失电子带正电、得电子带等量负电,无新电荷产生,机械能转化为电能。
【即练5】我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头脱著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声”,意思是人们梳头、脱衣时会看到小火花和听到微弱响声,则下列说法正确的是( )
A.通过摩擦创造了电荷
B.该现象与验电器的工作原理相同
C.负电荷会在相互摩擦的两物体之间转移
D.若头发带正电,则其原子核束缚电子能力比梳子强
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,并不是创造了电荷。电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能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A错误;
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,而梳头、脱衣时的小火花是由于摩擦起电后,正负电荷之间发生放电现象,二者的原理不同,故B错误;
C.摩擦起电的过程中,原子核束缚电子能力弱的物体,会失去电子带正电;原子核束缚电子能力强的物体,会得到电子带负电。所以,负电荷(电子)会在相互摩擦的两物体之间转移,故C正确;
D.若头发带正电,说明头发在摩擦过程中失去了电子,这意味着头发的原子核束缚电子的能力比梳子弱,梳子的原子核束缚电子能力更强,所以从头发上得到了电子,故D错误。
故选C。
【即练6】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触铁质圆盘,圆盘下悬挂的金属箔条会张开呈伞状。金属箔条因带________电荷而相互排斥从而张开;玻璃棒带电是因为其原子核外的________在摩擦过程中发生转移。
【答案】 同种 电子
【详解】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;丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)接触圆盘后,所有金属箔条都会带上和玻璃棒相同的同种电荷,因此相互排斥使箔条张开;摩擦起电的本质是原子核外的电子发生转移,丝绸与玻璃棒摩擦过程中,玻璃棒失去电子而带正电。
知识点04 静电的防止和利用
1、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。
2、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。
特别提醒
(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。
3、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。
4、静电的防止和利用
项目
与静电有关的现象
解释
防止
油罐车尾部常拖一条铁链
运输汽油的油罐车会因摩擦而产生静电,当电荷积累到一定程度时会发生火花放电,从而引发安全事故。为此需要在油罐车下面拖一条铁链,使其接地,随时释放摩擦产生的电荷,防止电荷的积累而导致剧烈的火花放电
大型绒毛加工车间要对车间空气加湿
摩擦起电在干燥环境下更容易发生,所以增大空气湿度可有效防止绒毛带电
避雷针
高大建筑物顶端安装避雷针,当带电云层靠近建筑物时,容易对有尖端的避雷针产生放电现象,避雷针底部接地,可以把电荷导人大地,避免雷电直接击中建筑物
利用
静电拖把
利用摩擦使拖把上的静电除尘纸带电,吸附碎屑,从而达到清洁的目的
静电喷漆
使被喷涂的金属件与油漆雾滴带上异种电荷,从而使油漆与金属表面结合得更牢固
静电植绒
使绒毛带上电,利用异种电荷相互吸引的原理,让它飞到事先涂了胶的带异种电荷的布面上
静电除尘
使空气中的尘埃带上电,让它们在异种电荷的吸引下飞向某一个方向,就可以达到“静电除尘”的目的
静电复印(或打印)
利用正、负电荷互相吸引的原理。先按要复印或打印的图形或字迹使硒鼓上相应的区域带电,墨粉经过这些区域时就会被吸附在硒鼓上,硒鼓再碾轧复印纸,将墨粉固定在纸张上
【例4】静电现象处理不当,会对生产生活造成危害。下列属于防止静电带来危害的是( )
A.静电复印 B.静电释放器
C.静电拖把 D.静电喷漆
【答案】B
【详解】A.静电复印是利用静电吸附墨粉实现复印,属于对静电的利用,故A不符合题意;
B.静电释放器可以及时导出人体或设备积累的静电,避免静电积累引发火花、爆炸等危害,属于防止静电带来危害,故B符合题意;
C.静电拖把利用静电吸附灰尘,属于对静电的利用,故C不符合题意;
D.静电喷漆利用静电吸附作用让油漆均匀附着在工件表面,属于对静电的利用,故D不符合题意。
故选B。
【探究归纳】静电由电子得失产生,积累过量会发生放电;生活里随处可见静电现象,静电既有电击、引燃易爆物等危害,也可被合理利用。
【即练7】下列实例中,应用静电的是( )
A.加油站内严禁拨打电话 B.油罐车后有一根拖地铁链
C.严禁用塑料桶来装运汽油 D.在烟囱中安装静电除尘器
【答案】D
【详解】A.手机通话可能产生电火花;加油站油气浓度高,静电火花易引燃爆炸,故A不符合题意;
B.油罐车行驶中油与罐壁摩擦产生大量静电;铁链把静电导到大地上,避免静电积聚放电引燃油气,故B不符合题意;
C.塑料是绝缘体;汽油在桶内晃动摩擦起电,静电无法导出,积聚后放电打火,故C不符合题意;
D.利用静电吸附原理:灰尘带电后被电极吸附,除去烟尘,故D符合题意。
故选D。
【即练8】静电在生产、生活中有许多应用:静电除尘、静电复印都是利用了______的原理;油罐车行驶时摩擦产生静电,易引发危险,车尾拖一条铁链是为了______。
【答案】 带电体能够吸引轻小物体 将静电及时导入大地
【详解】静电除尘过程中,灰尘被静电吸附、静电复印中带电的墨粉吸附到纸张上,都是利用了带电体能够吸引轻小物体的原理,这是静电的常见应用。
油罐车在行驶中油与罐体摩擦会产生静电,静电积累可能产生火花,引发火灾或爆炸。铁链是导体,能把摩擦产生的静电及时导入大地,防止静电带来危害。
一、单选题(共8题)
1.某一粒子与一个带正电的原子核相互排斥,则该粒子( )
A.一定带正电 B.一定带负电 C.可能不带电 D.可能带负电
【答案】A
【详解】根据电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥。带正电的原子核与该粒子相互排斥,说明该粒子一定带正电,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.小齐把一根塑料棒在衣袖上摩擦后,靠近(但不要接触)水管中竖直向下流出的细小水流,发现水流偏向塑料棒流动,如图所示。关于摩擦后的塑料棒,下列说法正确的是( )
A.带电是创造了电荷 B.因为带电而吸引细小水流
C.一定是失去电子带负电 D.与水流带同种电荷
【答案】B
【详解】A.摩擦起电的本质是电子的转移,并不是创造了电荷,故A错误;
B.带电体的性质是可以吸引轻小物体,摩擦后的塑料棒带电,因此会吸引细小水流,使水流偏向塑料棒,故B正确;
C.塑料棒摩擦后,可能得到电子带负电,也可能失去电子带正电,且失去电子会带正电,不是带负电,故C错误;
D.同种电荷相互排斥,且原本水流不带电,是被带电的塑料棒吸引,故D错误。
故选B。
3.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有引力
B.固体和液体不易被压缩,说明分子间存在斥力
C.摩擦起电的本质是创造了电荷
D.宇宙是一个有层次的天体系统,太阳是宇宙的中心
【答案】B
【详解】A.水和酒精混合后总体积变小,直接证明了分子间存在间隙,故A错误;
B.固体和液体不易被压缩,说明分子间存在斥力,故B正确;
C.摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷的转移,故C错误;
D.太阳是太阳系的中心,其他八个行星绕着太阳转,而太阳不是宇宙的中心,故D错误。
故选 B。
4.如图是用装有静电除尘纸的拖把擦地板的情境。除尘纸与地板摩擦,可以轻松地将灰尘清扫干净。下列说法中正确的是( )
A.除尘纸因摩擦带电而成为导体
B.除尘纸和地板摩擦后与地板带有同种电荷
C.除尘纸吸尘利用了带电体吸引轻小物体的性质
D.打扫家庭卫生后,拍打身上衣服时沙尘飞舞,说明分子在做永不停息的无规则运动
【答案】C
【详解】A.除尘纸与地板摩擦只是发生了电荷转移,除尘纸本身是绝缘体,不会因带电变为导体,故A错误;
B.摩擦起电的实质是电子的转移,相互摩擦的除尘纸和地板会带上等量的异种电荷,不是同种电荷,故B错误;
C.带电体具有吸引轻小物体的性质,灰尘属于轻小物体,带电的除尘纸吸引灰尘就是利用这一性质,故C正确;
D.沙尘是肉眼可见的宏观物体,沙尘飞舞是宏观物体的机械运动,不是分子的无规则运动,故D错误。
故选C。
5.对以下四幅图中的情景解释正确的是( )
A.水和酒精充分混合后总体积变小,说明分子间有斥力
B.带负电的塑料棒能吸引铝箔条,说明铝箔条一定带正电
C.握住锤柄迅速撞击地面,锤头会紧套木柄,说明锤头具有惯性
D.从倒置的漏斗口向上吸气,乒乓球不会掉下来。说明流体流速越大,压强越小
【答案】C
【详解】A.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间存在间隙,不能说明分子间有斥力,故A错误;
B.带电体可以吸引轻小的不带电物体,带负电的塑料棒吸引铝箔条,铝箔条可能不带电,不是一定带正电,故B错误;
C.锤柄撞击地面停止运动后,锤头由于惯性继续保持向下运动,因此紧套在锤柄上,该现象说明锤头具有惯性,故C正确;
D.向上吸气时,乒乓球不掉是因为吸气使漏斗内气压减小,外界大气压托住了乒乓球,该情景不能说明“流体流速越大,压强越小”,故D错误。
故选C。
6.我国西晋书籍《博物志》中提到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,意思是人们梳头、脱衣时会看到小火星和听到微弱响声,关于此现象的说法正确的是( )
A.穿脱衣服时产生小火星是因为电子发生了转移
B.用塑料梳子反方向多梳几次头发,可以释放身上的静电
C.头发越梳越乱是因为同种电荷相互吸引
D.此现象是通过摩擦创造了电荷
【答案】A
【详解】A.穿脱衣服时产生小火星,是因为摩擦产生的静电放电,摩擦起电中转移的是带负电的自由电子,故A正确;
B.塑料梳子与头发摩擦会使两者带电,反而增加静电;要释放静电,应接触大地(如摸金属门框、墙壁),而不是继续摩擦。故B错误;
C.头发越梳越乱,是因为梳头时头发因摩擦带上同种电荷,根据电荷间的相互作用规律,同种电荷相互排斥,并非吸引,故C错误;
D.摩擦起电的本质是电荷的转移,并非创造电荷。当梳头、脱衣时,不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,电子会从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体上,从而使物体带电,故D错误。
故选 A。
7.有甲、乙、丙三个轻质小球,甲和乙、乙和丙、丙和甲之间都是相互吸引的。如果甲小球与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时相互排斥,则下列说法正确的是( )
A.乙、丙两小球均带负电
B.乙小球带负电,丙小球带正电
C.乙、丙两小球中必有一个带负电,而另一个不带电
D.乙、丙两小球均不带电
【答案】C
【详解】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,根据同种电荷相互排斥,甲与玻璃棒排斥,因此甲带正电。同种电荷排斥,异种电荷吸引,且带电体可以吸引不带电的轻质小球。甲带正电,甲吸引乙,因此乙只有两种可能:带负电,或不带电;若乙带负电,乙吸引丙,丙带正电或不带电,又已知丙和带正电的甲相互吸引,因此丙一定不带电;若乙不带电,乙吸引丙,说明丙一定带电,又已知丙要吸引带正电的甲,因此丙一定带负电。
综上所述,乙、丙中必有一个带负电,另一个不带电。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.羊毛巾和气球均不带电,它们相互摩擦后气球带负电,带负电的气球能被某根玻璃棒吸引,以下说法正确的是( )
A.羊毛巾和气球摩擦时,气球带负电是因为摩擦过程产生了很多电子
B.摩擦后的羊毛巾带正电是因为得到正电荷
C.这根玻璃棒可能不带电
D.羊毛巾和气球摩擦时,负电荷从气球转移到羊毛巾
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的本质是电子的转移,而不是产生新的电子。气球带负电是因为它在摩擦过程中得到了电子,而不是产生了电子。故A错误;
B.羊毛巾带正电是因为失去电子导致正电荷过剩,而非得到正电荷,故B错误;
C.带负电的气球能被玻璃棒吸引,可能因玻璃棒带正电(异种电荷相吸),也可能因玻璃棒不带电(带电体可吸引轻小物体),故C正确;
D.气球带负电说明得到电子,负电荷(电子)是从羊毛巾转移到气球,故D错误。
故选C。
二、填空题(共6题)
9.如图所示,某同学用梳完头的塑料梳子靠近细水流,发现水流向梳子方向靠近。这是因为梳子摩擦后带了电,具有____________轻小物体的性质;同时,水流也对梳子施加了一个力,这是因为力的作用是____________的。
【答案】 吸引 相互
【详解】在干燥的头发上梳过的塑料梳子由于摩擦带了静电,带电物体能吸引轻小物体,所以水流会被带电的梳子吸引而靠近梳子。
梳子对水流有吸引力,由于物体间力的作用是相互的,水流也对梳子施加了一个力。
10.神舟飞船的核心芯片中,硅是基本材料,硅原子由原子核和__________构成;盛夏时节,玉湖公园的荷花竞相绽放,在湖边凉亭赏花的游客闻到阵阵花香是__________现象,该现象说明分子在__________。
【答案】 核外电子 扩散 不停地做无规则运动
【详解】根据原子的结构知识,原子由原子核和核外电子构成。
不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象称为扩散现象,游客闻到花香是花香分子扩散到空气中进入鼻腔导致的。
扩散现象是分子动理论的典型表现,它直接说明分子在不停地做无规则运动。
11.纳米管作为一种前景广阔的新型材料,其制备过程中可通过摩擦起电进行分选。将混合材料与特定物质摩擦后,碳纳米管因______电子而带正电(选填“得到”或“失去”)。随后,让它们靠近一个带______电的物体(选填“正”或“负”),使碳纳米管被吸附,从而实现分离提纯。
【答案】失去 负
【详解】
[1]物体带电的本质是电子的得失,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,题中说碳纳米管带正电,说明它失去了电子。
[2]根据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,因此要使碳纳米管被吸附,必须靠近一个带负电的物体。
12.羊肉泡馍,古称“羊羹”,现为陕西代表性名吃之一。在家制作羊肉泡馍时,满屋都能闻到浓郁的香味,这是______现象;食材都是由分子组成的,组成分子的原子是由原子核和______组成的。
【答案】 扩散 核外电子
【详解】[1]在家制作羊肉泡馍时,能闻到浓郁的香味,说明分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
[2]食材都是由分子组成的,组成分子的原子可以再分,原子是由原子核和核外电子组成的。
13.古籍中有记载“顿牟摄芥”,“顿牟摄芥”的意思是摩擦过的玳瑁能吸引芥菜子,若摩擦过的玳瑁与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,则摩擦过的玳瑁带______电荷;带电体有______的性质,所以芥菜子被吸引。
【答案】 负 吸引轻小物体
【详解】[1]因为用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,若摩擦过的玳瑁与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,则说明摩擦过的玳瑁与橡胶棒带同种电荷,即摩擦过的玳瑁带负电荷。
[2]摩擦起电是指用摩擦的方法使物体带电,带电体的基本性质是能吸引轻小物体。
14.小珍和妈妈一起去超市采购生活用品,装东西时小珍发现塑料袋口粘在一起,不好打开,妈妈告诉小珍只需将塑料袋在衣服上摩擦几下就容易打开了。小珍根据所学知识判断是发生了摩擦起电,于是她想知道与衣服摩擦后的塑料袋带哪种电荷。小珍利用丝绸、玻璃棒、被衣服摩擦过的塑料袋等实验器材进行实验。①用丝绸摩擦玻璃棒,使玻璃棒带上正电;②__________,观察两者之间的相互作用;③若观察到____________,则塑料袋带正电。
【答案】 将玻璃棒靠近塑料袋 塑料袋与玻璃棒相互排斥
【详解】[1][2]要想探究与衣服摩擦后的塑料袋带哪种电荷,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,具体的操作步骤:用丝绸摩擦玻璃棒,使玻璃棒带上正电;将玻璃棒靠近塑料袋,观察两者之间的相互作用;实验现象及结论:若塑料袋与玻璃棒相互排斥,说明塑料袋带正电;若相互吸引,则说明塑料袋带负电。
三、实验题(共2题)
15.学习了两种电荷,小明提出以下猜想:电荷间相互作用力的大小可能与电荷之间的距离有关,于是他进行了实验探究。Q是一个带正电的物体,把系在细线上的带正电的小球先后挂在A、B、C三处,比较小球在不同位置所受带电物体Q的作用力大小,实验现象如图所示。
(1)为使实验现象更明显,悬挂在细线上的小球应选用________(选填“小钢球”或“泡沫小球”);
(2)本实验中将细线放在A、B、C三处,目的是为了改变________;根据实验现象,得出的结论是:________;
(3)电荷间相互作用力的大小还与什么因素有关?请你提出一个可探究的科学问题:________。
【答案】(1)泡沫小球
(2) 电荷间距离 当电荷量一定时,电荷间距离越小,电荷间相互作用力越大
(3)电荷间相互作用力的大小与电荷量的多少有关吗
【详解】(1)为使实验现象更明显,悬挂在细线上的小球应选用质量较小的泡沫小球。
(2)[1]本实验中将细线放在A、B、C三处,目的是在电荷大小不变时,改变电荷间距离。
[2]由图得,泡沫小球离Q越近,悬挂泡沫小球的细线偏离竖直方向的夹角越大,说明当电荷量一定时,电荷间距离越小,电荷间相互作用力越大。
(3)可探究的科学问题:电荷间相互作用力的大小与电荷量的多少有关吗?
16.探究电荷间的相互作用规律
小明想知道电荷间的相互作用有怎样的规律,于是利用毛皮、橡胶棒、丝绸、玻璃棒、细棉线等器材进行了如下探究。
【证据】
(1)自然界中存在两种电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫________电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫________电荷。
(2)将两根玻璃棒分别与丝绸摩擦,然后将一根玻璃棒用细棉线悬挂起来,用另一根玻璃棒靠近它,得到的现象如图甲所示,说明两玻璃棒相互________。
(3)将两根橡胶棒分别与毛皮摩擦,重复(2)中的实验,得到的现象如图乙所示,说明两橡胶棒相互________。
(4)将与丝绸摩擦过的玻璃棒悬挂起来,用一根与毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近它,得到的现象如图丙所示,说明橡胶棒与玻璃棒相互________。
【解释】综合分析实验现象,可归纳出电荷间的相互作用规律:________________。
【交流】在进行图丙实验时,小明发现,在将橡胶棒缓慢靠近玻璃棒的过程中,悬挂玻璃棒的细棉线与竖直方向的夹角越来越大,由此可猜想,电荷间相互作用力的大小可能与________有关。
【答案】 负 正 排斥 排斥 吸引 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 电荷间的距离
【详解】[1][2]自然界中存在两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,这是通过大量实验事实确定的电荷命名规则。
[3]两根与丝绸摩擦过的玻璃棒都带正电荷,如图甲所示相互远离,说明两玻璃棒相互排斥。
[4]两根与毛皮摩擦过的橡胶棒都带负电荷,如图乙所示相互远离,说明两橡胶棒相互排斥。
[5]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负电荷,如图丙所示相互靠近,说明橡胶棒与玻璃棒相互吸引。
[6]综合分析以上实验现象,可归纳出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,这是静电学的基本规律,适用于所有带电体间的相互作用。
[7]在将橡胶棒缓慢靠近玻璃棒的过程中,悬挂玻璃棒的细棉线与竖直方向的夹角越来越大,说明电荷间相互作用力随距离减小而增大,由此可猜想电荷间相互作用力的大小可能与电荷间的距离有关。
四、综合题(共1题)
17.人类认识电荷来源于身边的静电现象。
(1)毛皮摩擦过的橡胶棒带_____________(“正”或“负”)电荷;
(2)下列物体不能被该橡胶棒吸引的是( )
A.头发 B.纸屑 C.一整块橡皮 D.细小水流
(3)静电复印的原理是使墨粉和纸张同时带上异种电荷相互______实现的(“吸引”或“排斥”)。
(4)小华出去游玩的途中观察到高速公路上运送汽油的油罐车都有一条拖地的铁链,请用相关知识解释这样做的道理。_____________。
【答案】(1)负
(2)C
(3)吸引
(4)油罐车在运输汽油时,汽油与油罐内壁摩擦会产生静电,静电积累到一定程度可能引发火花,进而点燃汽油,造成爆炸等危险。拖地的铁链是导体,能将油罐车产生的静电及时传导到大地,避免静电积聚,从而消除安全隐患
【详解】(1)摩擦起电中,毛皮与橡胶棒摩擦时,毛皮的部分电子转移到橡胶棒上,橡胶棒得到电子,因此带负电。
(2)带电体的特性是吸引轻小物体(质量较小的物体)。头发、纸屑、细小水流均属于轻小物体,会被带电的橡胶棒吸引;而一整块橡皮质量较大,不属于“轻小物体”,无法被橡胶棒吸引。
故选C。
(3)静电复印时,墨粉和纸张会带上异种电荷。根据电荷间的相互作用规律(异种电荷相互吸引),墨粉会被吸附到纸张上,从而完成复印过程。
(4)油罐车在运输汽油时,汽油与油罐内壁摩擦会产生静电,静电积累到一定程度可能引发火花,进而点燃汽油,造成爆炸等危险。拖地的铁链是导体,能将油罐车产生的静电及时传导到大地,避免静电积聚,从而消除安全隐患。
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