内容正文:
第11章
静电与电流
第1节 简单的静电现象
课标要点
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。
学习重难点
重点:摩擦起电;自然界只存在两种电荷;电荷间的相互作用。
难点:使物体带电的方法;验电器及其应用。
知识点 什么是摩擦起电现象
1、摩擦起电
塑料笔杆在头发上摩擦几下后能吸起碎纸屑;与丝绸摩擦过的玻璃棒也能吸起碎纸屑。这是因为摩擦过的笔杆、玻璃棒都带上了“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做摩擦起电。
2、自然界只存在两种电荷
①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。
②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。
3、 电荷间的相互作用
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。
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。
4、拓展(摩擦起电的实质):
①原子核式结构模型
a.原子的构成: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。
b.原子核的构成:原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的.
②、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。
随学随练
1.“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产。拿取金箔时,匠人先用羽毛轻扫纸垫,通过________的方式使羽毛带电,带电体具有________的性质,从而将金箔吸起。
【答案】 摩擦 吸引轻小物体
【详解】羽毛与纸垫相互摩擦时,电子发生转移,通过摩擦起电的方式使羽毛带电。
带电体具有吸引轻小物体的性质,金箔属于轻小物体,因此会被带电的羽毛吸起。
2.用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带____________电;小雨冬天用塑料梳子梳头时,发现头发丝会互相分开,这是因为头发丝带上了同种电荷而相互____________。
【答案】 正 排斥
【详解】根据摩擦起电的规律,丝绸与有机玻璃棒摩擦时,有机玻璃棒失去电子,从而带正电。
依据电荷间的相互作用规律,同种电荷相互排斥,头发丝带上同种电荷,因此会相互排斥而分开。
3.将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手顺着塑料丝捋几下,可以看到塑料绳的细丝纷纷散开如图所示,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
【答案】A
【详解】塑料细丝与手摩擦,摩擦起电,不同的塑料细丝带上同种电荷,同种电荷相互排斥而导致细丝纷纷散开,故选A。
4.如图所示,一个小女孩从塑料滑梯上滑下时头发丝根根竖起,形成了“怒发冲冠”的现象。下列分析正确的是( )
A.这种现象在空气潮湿时更容易出现
B.衣服与滑梯摩擦过程中创造了新电荷
C.塑料滑梯因与衣服摩擦起电成为导体
D.根根竖起是因为头发丝带上同种电荷
【答案】D
【详解】A.空气潮湿时,电荷更容易通过潮湿的空气导走,难以积累电荷,这种现象在空气干燥时才更容易出现,故A错误;
B.摩擦起电的本质是电荷的转移,不会创造新的电荷,故B错误;
C.导电性是材料本身的属性,摩擦起电过程不会改变塑料的导电性,塑料滑梯本身是绝缘体,摩擦后仍为绝缘体,故C错误;
D.小女孩下滑过程中,头发因为摩擦带上同种电荷,根据“同种电荷相互排斥”,头发就会因相互排斥根根竖起,故D正确。
故选D 。
5.毛皮和橡胶棒摩擦后,下列说法正确的是( )
A.橡胶棒得到电子带负电 B.毛皮失去电子带负电
C.橡胶棒失去电子带正电 D.毛皮得到电子带正电
【答案】A
【详解】毛皮与橡胶棒摩擦时,电荷会发生转移,毛皮失去电子带正电,橡胶棒得到电子带负电,故BCD错误,A正确。
故选A。
6.丝绸与玻璃相比,丝绸对核外电子的束缚能力更强,则用干燥的丝绸摩擦玻璃棒后,玻璃棒________(选填“失去”或“得到”)电子,用该玻璃棒能吸引轻小物体,则此轻小物体________(选填“肯定”或“可能”)是带电体。
【答案】
失去
可能
【详解】[1]丝绸对核外电子的束缚能力比玻璃强,用干燥的丝绸摩擦玻璃棒后,玻璃棒会失去电子。
[2]带电体具有吸引轻小物体的特性,这种吸引存在两种情况:一是轻小物体带与玻璃棒异种电荷,异种电荷相互吸引;二是轻小物体不带电,被带电体吸引。因此该轻小物体可能是带电体。
7.如图为不同物质构成的AB两物体在摩擦时,原子之间电荷转移情况的示意图。则A物体将__________(选填“带正电”或“带负电”或“不带电”),由此可知摩擦起电的本质是__________。(选填“创造了电荷”或“电子的转移”)
【答案】 带正电 电子的转移
【详解】观察图知A原子核数比电子数多,A由于失去电子而带正电;摩擦起电过程中,只是电子从一个物体转移到另一个物体,电荷总量没有增减,并没有创造出新的电荷,所以摩擦起电的本质是电子的转移。
8.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( )
A.B.C. D.
【答案】B
【详解】电荷间的作用规律是同种电荷之间相互排斥,异种电荷之间相互吸引。
A.同种正电荷之间应相互排斥,两球应该远离,故A不符合题意;
B.正、负异种电荷之间应相互吸引,两球相互靠近,故B符合题意;
C.同种负电荷之间应相互排斥,两球应该远离,故C不符合题意;
D.正、负异种电荷之间应相互吸引,两球应该相互靠近,故D不符合题意。
故选B。
9.三个轻质小球甲、乙、丙,已知甲、乙互相排斥,甲、丙互相吸引,甲带正电,则乙、丙的带电情况为( )
A.乙带负电、丙带正电 B.乙带正电、丙带负电
C.乙带正电、丙带负电或不带电 D.乙带负电、丙带负电或者不带电
【答案】C
【详解】甲带正电,同种电荷相互排斥,甲、乙互相排斥,所以乙一定带正电;异种电荷相互吸引,带电体有吸引轻小物体的性质,甲、丙互相吸引,所以丙带负电或不带电,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.如表是几位科学家研究摩擦起电得出的物体带电次序,表格中任何两种物体相互摩擦时,次序在前的带正电,次序在后的带负电。
来自西尔斯资料
石棉
玻璃
云母
羊毛
毛皮
铅
绢
纸
木棉
蜡
来自蒙科马利资料
羊毛
尼龙
粘胶丝
木棉
酸碱盐
炳烯树脂
聚乙烯醇
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
(1)物理学中把与丝绸摩擦过的 _____带的电荷叫正电荷,把与毛皮摩擦过的 _____带的电荷叫负电荷;
(2)由表中可知玻璃与石棉摩擦后,玻璃带 _____电;
(3)羊毛对电子的束缚能力要比纸 _____ ;(选填“强”或“弱”)
(4)由表中 _____判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况;(选填“能”或“不能”)
(5)A、B、C、D是四个带电小球,将它们用细线吊起来后静止时的情况如图所示,已知B球带负电,则A球带 _____电,C球带 _____电,D球带 _____电。
【答案】 玻璃棒 橡胶棒 负 弱 不能 负 正 正
【详解】(1)[1][2]物理学中把与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;把与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。
(2)[3]因为表格中任意两种物质相互摩擦时,次序在前的带正电,次序在后的带负电,所以石棉和玻璃摩擦后,石棉带正电,玻璃带负电。
(3)[4]按照题意,可知所给出的材料中次序越后的其原子核对电子的束缚能力越强。羊毛与纸摩擦后,羊毛带正电,所以羊毛对电子的束缚能力要弱。
(4)[5]由西尔斯资料可知,毛皮对电子的束缚能量比羊毛强,由蒙科马利资料可知,尼龙对电子的束缚能量比羊毛强,故不能判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况。
(5)[6][7][8]已知B球带负电,由图可知:A排斥B,说明B与A带同种电荷,即A带负电;B吸引C,说明B与C带异种电荷,即C带正电;C排斥D,说明C与D带同种电荷,即D带正电。
知识点 如何判断物体是否导电
1、验电器
实验室里常用验电器(图11-1-3)来检验物体是否带电:
①作用:检验物体是否带电
②原理:根据电荷间的相互作用原理制成的。
③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。
④带电体带的电荷越多,验电器金属箔张开的角度越大。
2、引入
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。
3、自主活动
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。
通过上述实验发现:
a.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;
b.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。
4、导体与绝缘体
容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体。
①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大部分玻璃、塑料、橡胶、陶瓷都是绝缘体。
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。
5、拓展(使物体带电的方法):
1.摩擦起电 2.接触起电 3.感应起电
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。如右图所示。
随学随练
1.以下几组材料中,都是导体的是( )
A.玻璃、大地、塑料 B.人体、空气、石墨
C.橡胶、玻璃、塑料 D.食盐水溶液、金属、水银
【答案】D
【详解】A.玻璃、塑料是绝缘体,只有大地是导体,故A不符合题意;
B.常温下空气是绝缘体,故B不符合题意;
C.橡胶、玻璃、塑料都是绝缘体,故C不符合题意;
D.食盐水溶液、金属、水银(液态金属)都容易导电,都是导体,故D符合题意。
故选D。
2.下列物品在通常状况下都是导体的是( )
A.钢尺、塑料尺、玻璃
B.金属、汽油、铅笔芯
C.铅笔芯、大地、人体
D.水果刀、橡胶棒、食盐水溶液
【答案】C
【详解】常见导体包括:金属、石墨(铅笔芯主要成分)、人体、大地、酸碱盐的水溶液等;常见绝缘体包括:塑料、玻璃、橡胶、汽油等,故选C。
3.在通常情况下,以下物质全部属于绝缘体的一组是( )
A.陶瓷、糖水 B.大地、玻璃 C.塑胶鞋、盐水 D.人体、空气
【答案】A
【详解】根据导电性的不同,材料可分为导体、半导体、绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。
A.陶瓷是绝缘体,糖是非电解质,溶于水后不能电离出自由移动的离子,因此糖水是绝缘体,故A符合题意;
B.大地是导体,玻璃是绝缘体,故B不符合题意;
C.塑胶鞋是绝缘体,盐水中有自由移动的离子,是导体,故C不符合题意;
D.人体是导体,干燥的空气是绝缘体,故D不符合题意。
故选A。
4.如图所示,用带电的玻璃棒接触未带电的验电器的金属球,验电器的金属箔张开一定角度,其原因是两片金属箔带上了同种电荷而互相______。
【答案】排斥
【详解】验电器工作的原理是同种电荷互相排斥。用带电的玻璃棒接触未带电的验电器的金属球,验电器的金属箔张开一定角度,其原因是两片金属箔带上了同种电荷而互相排斥。
5.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球时,金属箔张开,如图所示。以下说法中正确的是( )
A.摩擦可以创造电荷 B.玻璃棒上的正电荷转移到验电器
C.验电器可检验带电体的电性 D.金属箔张开的原因是同种电荷互相排斥
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的本质是电子的转移,且电荷不能被创造,故A错误;
B.带正电的玻璃棒接触验电器时,实际是验电器上的电子(负电荷)转移到玻璃棒上,原子核带的正电荷不会发生定向转移,故B错误;
C.验电器只能检验物体是否带电,无法检验带电体带正电还是负电,故C错误;
D.接触后两片金属箔带上了同种电荷,因为同种电荷相互排斥,所以金属箔张开,故D正确。
故选D。
6.用毛皮摩擦过的橡胶棒A带____________(选填“正电”或“负电”),用A接触验电器的金属球B,如图所示,发现金属箔张开,其原因是____________(选填“同”或“异”)种电荷相互排斥。相互摩擦的物体能带电是因为____________。
【答案】 负电 同 电子发生了转移
【详解】毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒得到电子,因此带负电;当带负电的橡胶棒接触验电器金属球后,验电器的两片金属箔会带上同种电荷,根据电荷间的相互作用规律,同种电荷相互排斥,因此金属箔张开;相互摩擦时,电子会在不同物体间发生转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,因此相互摩擦的物体带电的根本原因是电子发生了转移。
7.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,验电器的金属箔张开是由于__________相互排斥;再用丝绸摩擦过的玻璃棒接触该验电器的金属球,验电器的金属箔张开的角度会先__________。
【答案】 同种电荷 减小
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,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。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,若接触验电器金属球,正负电荷相互中和,所以金属箔张开的角度会变小。
8.如图甲,塑料棒靠近不带电的铝箔条一端时,铝箔条发生转动,说明塑料棒______(选填 “带电”或“不带电”)。如图乙,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器金属球,金属箔片会带上______(选填“正”或“负”)电荷。摩擦起电的实质是______(选填“电子”或“质子”)发生了转移;验电器金属箔张开的原因是______________________________。
【答案】 带电 负 电子 同种电荷相互排斥
【详解】带电体具有吸引轻小物体的性质,塑料棒靠近不带电的铝箔条一端时,铝箔条发生转动被吸引,说明塑料棒带电;
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,接触不带电的验电器金属球时,橡胶棒上的多余电子转移到验电器上,使金属箔片带上负电荷;
摩擦起电并不是创造了电荷,其实质是电子在物体之间发生了转移,得到电子的带负电,失去电子的带正电。验电器的两片金属箔带上同种电荷,由于同种电荷相互排斥而张开。
9.如图所示,甲为不带电的金属导体,乙为丝绸摩擦过的玻璃棒。
(1)当玻璃棒靠近金属导体的B端时,金属导体的A端会带 ___________电,B端会带 ___________电。
(2)发生上述现象的原因是金属导体中存在大量可移动的自由电子,自由电子带 ___________电(选填“正”或“负”),自由电子受到玻璃棒所带电荷的 ___________作用移动到金属导体的一端(选填“吸引”或“排斥”)。
【答案】 正 负 负 吸引
【详解】(1)[1] [2]用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知,电子会移动到金属导体B端,所以B端会带负电,A端由于失去电子而带正电荷。
(2)[3] [4]金属导体中存在大量可移动的自由电子,自由电子带负电,而丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,根据异种电荷相互吸引,故自由电子受到玻璃棒所带电荷的吸引作用移动到金属导体的B端。
知识点 生活中哪些现象与静电有关
1、静电现象:除了摩擦起电以外,生活中还有许多常见的静电现象。例如,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”;触摸金属门把手的时候会突然感觉被 “刺”了一下;自然界中的闪电等。
2、静电现象的应用:静电现象在现代技术中有很多应用。例如,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);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”;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”。
3、静电现象的危害及其防范: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,a.适当增加印刷车间的湿度来消除静电,防止纸张粘连;b.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;c.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。
随学随练
1.生活中的静电现象很常见,下列不属于静电现象的是( )
A.干燥的冬天,手碰到金属物体时有被电击的感觉
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.摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑
【答案】C
【详解】A.在干燥的天气中,人体容易积累静电,当接触到金属物体时,静电会通过放电释放,产生电击感,属于静电现象,故A不符合题意;
B.电视机屏幕在工作时会产生静电,吸引空气中的灰尘颗粒,属于静电现象,故B不符合题意;
C.向两张纸中间吹气,两张纸会靠拢,是因为中间空气流速大、压强小,这是流体压强的特点,故C符合题意;
D.当塑料笔杆与物体摩擦时,会产生静电,而带电体可以吸引轻小物体如纸屑,属于静电现象,故D不符合题意。
故选C。
2.下列属于防止静电带来危害的是( )
A.静电释放器 B.静电除尘 C.静电喷涂 D.静电复印
【答案】A
【详解】A.静电释放器是专门用于消除静电的装置,可防止静电积累引发火灾、爆炸等危险,属于防止静电带来危害的装置,故A符合题意;
B.静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,属于静电应用,故B不符合题意;
C.静电喷涂,喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,属于静电应用,故C不符合题意;
D.静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上,属于静电应用,故D不符合题意。
故选A。
3.下列选项中,属于利用静电的是( )
A.楼顶的避雷针 B.危险品运输车底的铁链
C.静电喷漆 D.印染车间保持一定的湿度
【答案】C
【详解】A.当打雷的时候,由于静电的感应,在高大的建筑物顶端积累了很多的静电,容易导致雷击事故,所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下,保护建筑物的安全,属于静电防止,故A不符合题意;
B.危险品运输车在运行时,与空气摩擦产生大量的静电,用铁链接地可以将静电导走,属于静电的防止,故B不符合题意;
C.喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,属于静电应用,故C符合题意;
D.印染车间产生大量静电,由于有一定的湿度,能及时导走,是防止静电危害,故D不符合题意。
故选C。
4.如图所示是加油站里常见的“静电释放器”,工作人员提油枪加油前,必须用手触摸圆形“铁饼”以消除身体上的静电。消除静电时( )
A.电荷全部消失 B.电荷发生转移
C.电荷的性质改变 D.正电荷导入大地
【答案】B
【详解】工作人员提油枪加油前,必须用手触摸圆形“铁饼”,铁饼和大地、人体都是导体,可以将人体上积累的静电及时导入大地,电荷发生了转移,所以消除静电时,电荷没有消失,只是发生了转移,可能是正电荷导入大地,也可能是负电荷导入大地,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.生活中的物理现象下列实例中,不属于静电防护的是( )
A.飞机轮胎用导电橡胶制成
B.静电复印机复印文件资料
C.油罐车车辆尾部挂有一条铁链
D.高大建筑的顶端都装有避雷针
【答案】B
【详解】A.飞机轮胎用导电橡胶制成,可将飞行中摩擦产生的静电及时导出,避免电荷积累引发危险,属于静电防护,故A不符合题意;
B.静电复印机利用静电吸附原理工作,属于静电的应用,而非防护措施,故B符合题意;
C.油罐车尾部铁链可将运输过程中摩擦产生的静电导入大地,防止静电积累引发爆炸,属于静电防护,故C不符合题意;
D.避雷针通过尖端放电中和云层电荷或引导雷电流入地,避免建筑物受损,属于静电防护,故D不符合题意。
故选B。
6.静电在工业和生活中具有很重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于防止静电危害的是( )
A.静电除尘 B.静电复印
C.静电带放电 D.静电喷漆
【答案】C
【详解】A.静电除尘,是利用静电达到除尘的目的,属于静电的利用,故A不符合题意;
B.静电复印,是利用静电达到复印的目的,属于静电的利用,故B不符合题意;
C.静电带放电,属于静电防护,故C符合题意;
D.静电喷漆,是利用喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,属于静电应用,故D不符合题意。
故选C。
题型 概念及其应用
1.自然界中只有______种电荷,人们把被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫______电荷。
【答案】
两
正
【详解】[1][2]研究表明,自然界中只有两种电荷,人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。
2.下列物品在通常状况下都是导体的是( )
A.钢尺、塑料尺、玻璃
B.金属、汽油、铅笔芯
C.铅笔芯、大地、人体
D.水果刀、橡胶棒、食盐水溶液
【答案】C
【详解】常见导体包括:金属、石墨(铅笔芯主要成分)、人体、大地、酸碱盐的水溶液等;常见绝缘体包括:塑料、玻璃、橡胶、汽油等,故选C。
3.打扫房间时,小刚用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面很容易粘上细小绒毛,这是由于带电体有_______的性质,若镜面带正电,则在摩擦过程中镜面___________(选填“得到”或“失去”)电子。
【答案】 吸引轻小物体 失去
【详解】[1]带电体具有吸引轻小物体的性质。
[2]摩擦起电的实质是电子的转移,物体失去电子带正电,得到电子带负电。
4.打出租车时,小丽的手刚触车门就被“电”了一下,这常常是因为汽车在行驶过程中与空气摩擦而带电,这是_______现象;有拖地铁链的车,不发生这种现象,是因为铁链是________。
【答案】 摩擦起电 导体
【详解】[1]汽车在行驶过程中与空气摩擦,产生摩擦起电现象,从而带了电,所以手刚触车门就被“电”了一下。
[2]有拖地铁链的车是为了把产生的静电导走,要导走静电,链条必须是导体。
5.下列四幅图均是与静电现象相关实际应用的例子,属于防止静电危害的是( )
A.静电除尘器 B.静电复印机
C.铁链导走车体的静电 D.静电喷涂油漆
【答案】C
【详解】A.静电除尘器是利用静电吸附作用,使烟尘中的微粒带电,然后被吸附到带相反电荷的电极上,从而清除烟尘。这是对静电的应用,故A不符合题意;
B.静电复印机是利用光电导现象和静电吸引原理,使墨粉吸附在感光鼓上形成文字或图像,再转印到纸上。这是对静电的应用,故B不符合题意;
C.运油车等车辆在行驶过程中,车体与空气摩擦会产生静电。静电积累到一定程度放电时会产生电火花,可能引燃易燃物,造成危害。车尾的铁链拖在地上,可以将车体上的静电荷及时导入大地,避免静电积累,从而防止静电危害。这属于防止静电危害,故C符合题意;
D.静电喷涂是让油漆微粒带电,被吸附到接地的工件表面,使油漆附着更均匀、牢固。这是对静电的应用,故D不符合题意。
故选C。
活学活用
1.毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带电,这是因为摩擦使得( )
A.部分电子从毛皮转移到橡胶棒 B.部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C.部分原子核从毛皮转移到橡胶棒 D.部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
【答案】A
【详解】毛皮跟橡胶棒摩擦过程中,由于橡胶棒原子核束缚电子的本领强,橡胶棒得到电子带负电,毛皮因失去电子带正电,部分电子从毛皮转移到橡胶棒,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.一根被丝绸摩擦过的玻璃棒带____________电,当它靠近干燥的碎纸屑时,能吸引纸屑,这是因为带电体具有________________的性质;但纸屑接触到玻璃棒以后,往往又会立即跳离玻璃棒,是由于___________________________________________。
【答案】 正 吸引轻小物体 纸屑和玻璃棒带上同种电荷相互排斥
【详解】根据摩擦起电的规律,丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒失去电子,从而带正电。
带电体具有吸引轻小物体的性质,干燥的碎纸屑属于轻小物体,因此会被带电的玻璃棒吸引。
纸屑接触玻璃棒后,通过接触带电的方式带上与玻璃棒相同的正电荷,依据电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,所以纸屑会立即跳离玻璃棒。
题型 电荷间的相互作用
1.将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手顺着塑料丝捋几下,可以看到塑料绳的细丝纷纷散开如图所示,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
【答案】A
【详解】塑料细丝与手摩擦,摩擦起电,不同的塑料细丝带上同种电荷,同种电荷相互排斥而导致细丝纷纷散开,故选A。
2.甲、乙、丙三个轻质带电小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲一定带正电 B.甲和乙一定带同种电荷
C.乙一定带正电 D.乙和丙一定带同种电荷
【答案】D
【详解】AC.根据电荷间的相互作用规律,若乙带正电,则丙带正电,甲带负电;若乙带负电,则丙带负电,甲带正电,故AC错误;
BD.由图可知乙、丙相互排斥,根据电荷间的相互作用规律,说明乙、丙一定带同种电荷;甲乙相互吸引,则甲乙带异种电荷,故B错误,D正确。
故选D。
活学活用
1.如图,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥,但被物件吸引。则( )
A.物件一定带负电 B.物件一定不带电
C.小液滴可能不带电 D.小液滴一定带同种电荷
【答案】D
【详解】A.由于涂料的电荷种类不知,故无法判断物件带何种电荷,故A不符合题意;
B.因为带电体能够吸引轻小物体,力的作用是相互的,物件可能带电,带与涂料相反的电荷,也可以不带电,故B不符合题意;
C.由于小液体相互排斥,故小液体肯定带电,故C不符合题意;
D.由于小液体相互排斥,故小液体肯定带同种电荷,故D符合题意。
故选D。
2.如图所示,将用纸巾摩擦过的塑料吸管放在支架上,手持毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管一端,吸管这一端远离橡胶棒。这是由于( )
A.带电体可以吸引轻小物体 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互排斥 D.毛皮和橡胶棒摩擦创造了电荷
【答案】C
【详解】吸管和橡胶棒分别与纸巾和毛皮摩擦过程中电荷发生了转移,带上了同种电荷,所以靠近时相互排斥而远离,故选C。
3.有甲、乙、丙、丁四个轻质小球,乙带正电,把四个小球分别两两靠近时,发现乙吸引甲,丙吸引乙,丁吸引丙也吸引甲,则丁球的带电情况是( )
A.可能带负电,也可能不带电 B.可能带正电,也可能不带电
C.不带电 D.可能带负电,可能带正电,也可能不带电
【答案】D
【详解】四个轻质小球,乙带正电,乙吸引甲,则甲带负电或为不带电的轻质小球;丙吸引乙,则丙带负电或为不带电的轻质小球;则有下面几种情况:若甲和丙都带负电,则丁可能带正电或不带电;若甲和丙都不带电,则丁带正电或者负电;故A、B、C不符合题意, D符合题意。
故选D。
题型 验电器
1.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.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.丝绸与玻璃棒摩擦过程中创造了电荷
C.两片金属箔都带正电荷,由于同种电荷相互排斥而张开
D.用验电器可以直接检验出物体带正电还是带负电
【答案】C
【详解】A.根据摩擦起电的规律,丝绸摩擦过的玻璃棒会失去电子,从而带正电,而不是负电,故A错误;
B.摩擦起电的实质是电荷的转移,并非创造了电荷。在丝绸与玻璃棒摩擦过程中,玻璃棒失去的电子转移到了丝绸上,只是电荷的分布发生了改变,总电荷量保持不变,故B错误;
C.当带正电的玻璃棒接触验电器的金属球时,金属球上的电子会转移到玻璃棒上,金属球由于失去电子会带正电,验电器会带正电,两个金属箔片会带正电,根据同种电荷相互排斥的规律,导致验电器金属箔张开,故C正确;
D.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,它只能检验物体是否带电,无法直接判断物体带的是正电还是负电。若要确定电荷的种类,还需要结合已知带电体的性质进行进一步判断,故D错误。
故选C。
2.用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器甲,甲的金属箔片张角变大,如图所示.再用a棒去同时接触甲、乙验电器的金属球,发现甲的金属箔片张角变小,乙的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.验电器原理是异种电荷相互吸引
B.a棒与其手柄b均为导体
C.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,电子由丝绸转移到玻璃棒
D.当a棒接触两验电器的金属球时,电子由乙金属球转移到甲金属球
【答案】D
【详解】A.验电器是利用同种电荷相互排斥的原理,故A错误;
B.a棒是导体,否则电荷无法在两个验电器之间传导;手柄b应为绝缘体,否则电荷会通过人体传出,故B错误;
C.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故电子是由玻璃棒转移到丝绸,故C错误;
D.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,该玻璃棒去接触验电器A时,验电器A也会带正电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时,B验电器上自由电子向验电器A转移,负电荷移动的方向与电流方向相反,故产生的电流方向为A到B,故D正确;
故选D。
活学活用
1.实验室中可以使用验电器检验物体是否带电,如图甲所示为两个验电器A、B。
其中验电器A的金属球与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后,金属箔张开了一定角度,其原因是金属箔带上了_______(选填“同种”或"异种”)电荷。现用带有塑料手柄的圆棒连接验电器A、B的金属球,出现了如图乙所示的现象,说明圆棒是_______(选填“导体”或“绝缘体”);如果用干木棒连接验电器A、B的金属球,则B的金属箔________张开(选填“会”或“不会”)。
【答案】 同种 导体 不会
【详解】[1]验电器A的金属球与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后,因为玻璃棒带正电,所以金属箔上的电子会转移到玻璃棒上,金属箔带正电,同种电荷相互排斥,所以金属箔会张开一定角度。
[2]现用带有塑料手柄的圆棒连接验电器A、B的金属球,因为验电器A带正电,所以会有部分电子从B转移到A上,验电器B带正电,其金属箔因为带同种电荷而张开,说明圆棒是导体。
[3]干木棒是绝缘体,用干木棒连接验电器A、B的金属球后,不会发生电子的转移,验电器B不带电,所以其金属箔不会张开。
基础通关
一、单选题
1.下列物体中,通常情况属于导体的是( )
A.塑料瓶 B.陶瓷碗 C.铁锅 D.玻璃杯
【答案】C
【详解】容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体。通常情况下,塑料、陶瓷、玻璃都不容易导电,属于绝缘体;铁是金属,金属容易导电,因此铁锅属于导体。
故选C。
2.静电现象在生活中十分常见,下列现象主要是利用静电的是( )
A.油罐车尾部拖着一根铁链 B.静电复印
C.电子厂工人穿着防静电服工作 D.加油员加油前要先触摸静电释放器
【答案】B
【详解】A.油罐车在行驶中因摩擦产生静电,铁链的作用是将静电导入大地,防止静电积累引发爆炸,这是防止静电危害,不是利用静电,故A不符合题意
B.静电复印是复印机通过静电吸附墨粉到纸张上,再利用加热固定,实现复印功能,这直接利用了静电,故B符合题意;
C.防静电服通过导电材料导走人体静电,防止静电损坏敏感的电子元件,这是防止静电危害,不是利用静电,故C不符合题意;
D.加油员加油前要先触摸静电释放器是为了导走人体静电,防止静电火花引发火灾,这是防止静电危害,不是利用静电,故D不符合题意。
故选B。
3.用一条塑料横幅在同学头顶上来回拖动几次,再抬高横幅,出现如图所示的情形。针对图示情形,下列说法正确的是( )
A.摩擦后,横幅和头发带上了同种电荷
B.若头发带正电,则它得到了电子
C.摩擦后横幅和头发带电,是摩擦过程创造了电荷
D.头发成“怒发冲冠”状是因为带同种电荷相互排斥
【答案】D
【详解】A.塑料横幅和头发摩擦时发生电子转移,一方得到电子、一方失去电子,因此横幅和头发带异种电荷,故A错误;
B.电子带负电,物体失去电子才会带正电,因此头发带正电是它失去了电子,故B错误;
C.摩擦起电只是电荷发生转移,总电荷不变,并没有创造新电荷,故C错误;
D.摩擦后所有头发带上了同种电荷,同种电荷相互排斥,因此头发散开呈现“怒发冲冠”的状态,故D正确。
故选D。
4.已知甲带正电,则下列判断正确的是( )
A.乙一定带负电 B.乙可能不带电 C.丙可能不带电 D.丙一定带负电
【答案】C
【详解】AB.甲带正电,根据同种电荷相互排斥,乙一定带正电,故AB错误;
CD.乙带正电,乙、丙相互吸引,存在两种可能,丙带负电,异种电荷相互吸引;或丙不带电,带电体乙可以吸引轻小不带电物体丙,故C正确,D错误。
故选C。
5.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
【详解】AC.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;
B.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;
D.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。
故选A。
二、填空题
6.用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带____________电;小雨冬天用塑料梳子梳头时,发现头发丝会互相分开,这是因为头发丝带上了同种电荷而相互____________。
【答案】 正 排斥
【详解】根据摩擦起电的规律,丝绸与有机玻璃棒摩擦时,有机玻璃棒失去电子,从而带正电。
依据电荷间的相互作用规律,同种电荷相互排斥,头发丝带上同种电荷,因此会相互排斥而分开。
7.将塑料绳的一端扎紧,撕成细丝,再用丝绸摩擦细丝,如图甲所示,细丝散开,出现这种现象的原因是________;这与图乙中验电器的工作原理________(选填“相同”或“不同”)。
【答案】 同种电荷相互排斥 相同
【详解】塑料细丝和丝绸摩擦后,每根细丝都带上了同种电荷;由于同种电荷相互排斥,细丝彼此推开,所以会向四周散开;
验电器的金属箔片带上同种电荷后互相排斥而张开,所以二者原理相同。
8.如图所示,A是检验物体是否____的仪器叫验电器,他的工作原理是_____,验电器此状态表明B物是否带电?_____
【答案】 带电 同种电荷相互排斥 带电
【分析】验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制作的,是用来检验物体是否带电的仪器.若验电器的两金属薄片张开,表明此时与验电器接触的物体是带电的.
【详解】如图所示的仪器是检验物体是否带电的仪器叫验电器,他的工作原理是同种电荷相互排斥,用带电体接触它的金属球,电荷通过验电器的金属球、金属杆传给金属箔,金属箔带上同种电荷相互排斥而张开,图中验电器的两金属箔张开,说明B物带电.
9.如图所示,用“静电除尘掸”扫除书本上的灰尘。
(1)使除尘掸带电的方式是________;
A.接触起电 B.摩擦起电 C.感应起电
(2)带电的除尘掸能吸附灰尘,是利用了带电体能______的性质。
【答案】(1)B
(2)吸引轻小物体
【详解】(1)用“静电除尘掸”扫除书本上的灰尘时,发生摩擦起电现象,电子发生了转移,使除尘掸变成了带电体。故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)带电体具有吸引轻小物体的性质,所以灰尘会被带电的除尘掸吸附。
10.生活中的静电现象。
(1)“静电复印”的原理是使墨粉和纸张带异种电荷,相互___________。
(2)一块干燥的毛皮分别摩擦两个相同的橡胶气球,使气球均带电,橡胶气球是___________(选填“导体”或“绝缘体”),它们所带电荷为___________(选填“正”或“负”)电荷。
(3)我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱衣时,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,此现象中( )
A.通过摩擦创造了电荷
B.梳子和头发相互排斥
C.头发越梳越乱是因为异种电荷相互吸引
D.负电荷在外衣和里面的衣服之间转移
【答案】(1)吸引
(2) 绝缘体 负
(3)D
【详解】(1)静电复印是利用异种电荷相互吸引的原理使墨粉与纸张相互作用,完成复印过程。
(2)橡胶气球不容易导电,属于绝缘体;
当毛皮与橡胶类物体摩擦时,橡胶会得到电子,从而带负电荷,所以两个橡胶气球所带电荷为负电荷。
(3)A.摩擦起电的实质是电荷的转移,并非创造电荷,故A不符合题意;
B.梳头时梳子和头发因摩擦带异种电荷,二者相互吸引,故B不符合题意;
C.头发越梳越乱是因为头发带同种电荷,同种电荷相互排斥,故C不符合题意;
D.脱衣时出现的静电现象属于摩擦起电,摩擦起电的实质是电子的转移,电子带负电,所以是负电荷在外衣和内层衣服之间发生转移,故D符合题意。
故选D。
素养提升
一、单选题
1.如图为部分物质的原子核对核外电子束缚能力强弱情况,束缚能力越弱越容易失去电子。现用丝绸摩擦橡胶棒,然后将该橡胶棒靠近轻质小球,发现它们相互排斥。下列说法中正确的是( )
A.小球一定带负电 B.小球可能带负电也可能不带电
C.丝绸和橡胶棒摩擦过程中,橡胶棒会失去电子 D.丝绸和橡胶棒摩擦后,它们带的是同种电荷
【答案】A
【详解】A B.现用丝绸摩擦橡胶棒,橡胶棒对电子的束缚能力强,故丝绸失去电子,丝绸带正电,橡胶棒得到电子,带的是负电,然后将该橡胶棒靠近轻质小球,发现它们相互排斥,说明小球带负电,故A正确;B错误;
C.丝绸和橡胶棒摩擦过程中,橡胶棒对电子的束缚能力强,故橡胶棒会得到电子,故C错误;
D.丝绸和橡胶棒摩擦后,一个失去电子,一个得到电子,故它们带的是异种电荷,故D错误。
故选A。
2.验电器原来带负电,当把一个导体靠近验电器上的金属球(不接触)时,验电器金属箔的张角增大,这说明( )
A.导体一定带正电
B.导体一定带负电
C.导体可能带正电,也可能不带电
D.导体可能带负电,也可能不带电
【答案】B
【详解】验电器原来带负电,当把一个导体靠近验电器上的金属球(不接触)时,验电器金属箔的张角增大,说明负电荷增多,则由于静电感应,位于另一端的金属球带正电(感应电),说明导体带负电。
故选B。
3.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开。随后进行以下操作,对实验现象的描述正确的是( )
A.用手触摸金属球,箔片张角不会闭合
B.用另一根不带电的橡胶棒接触金属球,箔片张角不变
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触金属球,箔片张角会变小
D.将带电橡胶棒从金属球移开,验电器的箔片会立即闭合
【答案】B
【详解】A.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的箔片张开,带负电,人是导体,当用手触摸验电器的金属球时,验电器所带电荷通过人体流入大地后,验电器不带电,验电器箔片张角会闭合,故A错误;
B.橡胶棒是绝缘体,故用另一根不带电的橡胶棒接触验电器金属球,验电器所带电荷不会转移给橡胶棒,验电器箔片张角不变,故B正确;
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当它与带负电的验电器金属球接触时,正、负电荷会发生中和。若玻璃棒所带正电荷量小于或等于验电器所带负电荷量,箔片张角会变小或闭合;若玻璃棒所带正电荷量大于验电器所带负电荷量,箔片会先闭合后张开,若最终带上的正电荷量的绝对值大于初始负电荷量的绝对值,则箔片最终的张角会比原来更大,因此“张角会变小”这一描述并不完全准确,不能概括所有可能发生的现象,故C错误;
D.将带电橡胶棒从金属球移开,验电器仍带有负电。验电器的箔片会因同种电荷相互排斥仍然张开,故D错误。
故选B。
4.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
【详解】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,故选D。
5.一带负电粒子以速度v射入水平面上的两带电平板a、b之间,其运动轨迹可能是图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由选项图可知,a板带负电,b板带正电,入射粒子带负电,根据电荷间相互作用规律可知,粒子受到a板的排斥力、b板的吸引力,因此粒子的合力方向竖直向下;粒子初速度方向为水平向右,合力与初速度方向垂直,粒子做曲线运动,且曲线轨迹的凹侧指向合力方向。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.如图所示,当一个带负电的物体甲靠近置于绝缘支架上不带电的金属导体乙时,乙的a端带正电,b端带负电。发生上述现象的原因:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带负电,自由电子受到物体甲所带电荷的排斥作用,移动到导体乙的另一端。若将图中的物体甲换成用丝绸摩擦过的玻璃棒,下列分析正确的是( )
A.导体乙的a、b两端都不带电
B.导体乙的a、b两端都带正电
C.导体乙的a端带正电、b端带负电
D.导体乙的a端带负电、b端带正电
【答案】D
【详解】若将图中的物体甲换成用丝绸摩擦过的玻璃棒,该玻璃棒带正电,因异种电荷相互吸引,所以乙中自由电子会受到带正电的物体的吸引,移动到导体乙的a端,使a端带负电,而b端因失去电子而带正电,故D正确,ABC错误。
故选D。
二、填空题
7.如图是工业生产中“静电喷涂”的原理图。工作中,涂料通过喷枪后带上负电,涂料颗粒相互分散发生“雾化”,并最终吸附在带正电的工件表面,形成均匀涂层.涂料在经过喷枪口时________(选填“得到”或“失去”)电子;涂料发生“雾化”是________相互作用的结果;涂料颗粒在空中运动的过程中受________(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用。
【答案】 得到 同种电荷 非平衡力
【详解】[1]物体得到电子带负电,失去电子带正电,涂料带上负电,说明涂料在喷枪口时得到电子。
[2]所有涂料颗粒都带同种负电,根据电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,颗粒因为排斥相互分散形成雾化,因此雾化是因为同种电荷的相互排斥作用的结果。
[3]涂料颗粒在空中运动时,运动状态不断改变,因此受非平衡力作用。
8.下表是两位科学家研究摩擦起电得出的物体带电次序,表格中任何两种物体相互摩擦时,次序在前者带正电,次序在后者带负电。
1
2
3
4
5
6
7
西尔斯资料
石棉
玻璃
云母
羊毛
猫皮
纸
木棉
赫西蒙科马利资料
羊毛
尼龙
粘胶丝
木棉
火碱
丙烯树脂
聚乙烯醇
(1)尼龙与云母相互摩擦后,尼龙将___________(选填“得到”或“失去”)电子;
(2)表中___________(选填“能”或“不能”)判断尼龙和纸摩擦后两者的带电情况。
【答案】(1)得到
(2)不能
【详解】(1)由题可知,在西尔斯资料中,云母在羊毛之前,所以云母与羊毛摩擦,云母失去电子带正电,羊毛得到电子带负电,说明云母原子对电子束缚能力比羊毛原子弱;在赫西蒙科马利资料中,羊毛在尼龙之前,所以羊毛与尼龙摩擦,羊毛失去电子带正电,尼龙得到电子带负电,说明羊毛原子对电子束缚能力比尼龙原子弱,综上,当尼龙与云母摩擦,尼龙原子对电子束缚能力比云母原子强,所以会得到电子带负电。
(2)由表可知,在西耳斯资料和赫西蒙科马利资料中,有共同物质,羊毛和木棉,若以羊毛为参考,在西尔斯资料中,羊毛在纸前面,在赫西蒙科马利资料中,羊毛同样在尼龙前面,故无法判断电子束缚能力谁更强,同理若以木棉为参考,在两者的资料中,木棉都在尼龙和纸次序后面,也无法判断电子束缚能力谁更强,综上,不能从表中判断尼龙和纸摩擦后两者的带电情况。
迁移创新
一、填空题
1.如图所示是利用身边的素材来简单模拟静电复印。
(1)找一块有机玻璃板,用丝绸快速摩擦整个板面,其意图是通过摩擦使有机玻璃板______。
(2)用干燥的手指在有机玻璃板上写下一个“大”字后,将有机玻璃板平放,在上面均匀地撒上一层干木屑,再将有机玻璃板缓慢竖起,随着有机玻璃上干木屑的滑落,一个“大”字就在有机玻璃板上显现出来了,请根据学过的知识简要分析“大”字显现的原因:________。
【答案】(1)带电
(2)用干燥的手指在玻璃板上写一个“大”字,其意图是借助人体将“大”字部分的电荷导走,因为人体是导体,能够传导电荷。干木屑被吸引是因为带电体能吸引轻小物体,玻璃板上未被手指划过的部分仍带有电荷,因此能够吸引干木屑;而手指划过的部分电荷被导走,无法吸引干木屑,所以木屑会掉落,所以一个“大”字就在有机玻璃板上显现出来了。
【详解】(1)摩擦起电的本质是电荷的转移。有机玻璃板与丝绸摩擦时,由于两种物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,电子会从束缚能力较弱的物质转移到束缚能力较强的物质上。最终,有机玻璃板会失去或得到电子,从而带上静电(具体为正电,因为丝绸对电子的束缚能力强于有机玻璃,电子从有机玻璃转移到丝绸上)。
(2)略。
2.阅读短文,回答问题。
使物体带电的方法
摩擦起电:实验室经常用玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮相互摩擦起电。其实,日常用的塑料梳子、笔杆、尺子与头发或腈纶针织物摩擦也极易起电。摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,在摩擦过程中,电子发生转移而使相互摩擦的两物体带上了等量的异种电荷。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法得出了起电顺序表:兔毛—玻璃—羊毛—丝绸—铝—木—硬橡胶—硫磺—人造丝。顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电;两物质次序相隔越多,起电的效果就越好。
接触起电:将一带电体与一非带电体接触时,就会有一部分电子从带电体跑到非带电体上,或从非带电体跑到带电体上,使原来的非带电体上带上了与带电体相同的电荷。
感应起电:如图甲所示,将一带正电的物体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时,由于电荷间的相互作用,B的左端聚集了与A电性相反的电荷,右端聚集了与A电性相同的电荷,这样使B的两端带上了电荷。
(1)摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,其实质是 ___________发生了转移;
(2)若用兔毛与木条相互摩擦而带电,兔毛将带 ___________电;
(3)如图乙是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”,这是 ___________起电;电荷通过人体传到头发上,头发由于带 ___________(选填“同种电荷”或“异种电荷”)相互排斥而使头发竖起来。
【答案】 电子 正 接触 同种电荷
【详解】(1)[1]摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,对电子束缚能力强的物体得电子,反之,失去电子,其实质是电子发生了转移。
(2)[2]起电顺序表中兔毛排在木的前面,相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电,所以兔毛与木条相互摩擦而带电时,兔毛将带正电。
(3)[3][4]带电体与不带电体接触时,原来不带电的物体就会带上与带电体相同的电荷,这是接触带电,因此手接触带电金属球,人体也会带上电荷,同种电荷互相排斥,所以头发会因带上同种电荷互相排斥而出现“怒发冲冠”的情景。
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第11章
静电与电流
第1节 简单的静电现象
课标要点
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。
学习重难点
重点:摩擦起电;自然界只存在两种电荷;电荷间的相互作用。
难点:使物体带电的方法;验电器及其应用。
知识点 什么是摩擦起电现象
1、摩擦起电
塑料笔杆在头发上摩擦几下后能吸起碎纸屑;与丝绸摩擦过的玻璃棒也能吸起碎纸屑。这是因为摩擦过的笔杆、玻璃棒都带上了“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做摩擦起电。
2、自然界只存在两种电荷
①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。
②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。
3、 电荷间的相互作用
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。
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。
4、拓展(摩擦起电的实质):
①原子核式结构模型
a.原子的构成: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。
b.原子核的构成:原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的.
②、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。
随学随练
1.“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产。拿取金箔时,匠人先用羽毛轻扫纸垫,通过________的方式使羽毛带电,带电体具有________的性质,从而将金箔吸起。
2.用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带____________电;小雨冬天用塑料梳子梳头时,发现头发丝会互相分开,这是因为头发丝带上了同种电荷而相互____________。
3.将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手顺着塑料丝捋几下,可以看到塑料绳的细丝纷纷散开如图所示,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
4.如图所示,一个小女孩从塑料滑梯上滑下时头发丝根根竖起,形成了“怒发冲冠”的现象。下列分析正确的是( )
A.这种现象在空气潮湿时更容易出现
B.衣服与滑梯摩擦过程中创造了新电荷
C.塑料滑梯因与衣服摩擦起电成为导体
D.根根竖起是因为头发丝带上同种电荷
5.毛皮和橡胶棒摩擦后,下列说法正确的是( )
A.橡胶棒得到电子带负电 B.毛皮失去电子带负电
C.橡胶棒失去电子带正电 D.毛皮得到电子带正电
6.丝绸与玻璃相比,丝绸对核外电子的束缚能力更强,则用干燥的丝绸摩擦玻璃棒后,玻璃棒________(选填“失去”或“得到”)电子,用该玻璃棒能吸引轻小物体,则此轻小物体________(选填“肯定”或“可能”)是带电体。
7.如图为不同物质构成的AB两物体在摩擦时,原子之间电荷转移情况的示意图。则A物体将__________(选填“带正电”或“带负电”或“不带电”),由此可知摩擦起电的本质是__________。(选填“创造了电荷”或“电子的转移”)
8.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( )
A.B.C. D.
9.三个轻质小球甲、乙、丙,已知甲、乙互相排斥,甲、丙互相吸引,甲带正电,则乙、丙的带电情况为( )
A.乙带负电、丙带正电 B.乙带正电、丙带负电
C.乙带正电、丙带负电或不带电 D.乙带负电、丙带负电或者不带电
10.如表是几位科学家研究摩擦起电得出的物体带电次序,表格中任何两种物体相互摩擦时,次序在前的带正电,次序在后的带负电。
来自西尔斯资料
石棉
玻璃
云母
羊毛
毛皮
铅
绢
纸
木棉
蜡
来自蒙科马利资料
羊毛
尼龙
粘胶丝
木棉
酸碱盐
炳烯树脂
聚乙烯醇
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣
(1)物理学中把与丝绸摩擦过的 _____带的电荷叫正电荷,把与毛皮摩擦过的 _____带的电荷叫负电荷;
(2)由表中可知玻璃与石棉摩擦后,玻璃带 _____电;
(3)羊毛对电子的束缚能力要比纸 _____ ;(选填“强”或“弱”)
(4)由表中 _____判断毛皮和尼龙摩擦后两者带电情况;(选填“能”或“不能”)
(5)A、B、C、D是四个带电小球,将它们用细线吊起来后静止时的情况如图所示,已知B球带负电,则A球带 _____电,C球带 _____电,D球带 _____电。
知识点 如何判断物体是否导电
1、验电器
实验室里常用验电器(图11-1-3)来检验物体是否带电:
①作用:检验物体是否带电
②原理:根据电荷间的相互作用原理制成的。
③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。
④带电体带的电荷越多,验电器金属箔张开的角度越大。
2、引入
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。
3、自主活动
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。
通过上述实验发现:
a.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;
b.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。
4、导体与绝缘体
容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体。
①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大部分玻璃、塑料、橡胶、陶瓷都是绝缘体。
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。
5、拓展(使物体带电的方法):
1.摩擦起电 2.接触起电 3.感应起电
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。如右图所示。
随学随练
1.以下几组材料中,都是导体的是( )
A.玻璃、大地、塑料 B.人体、空气、石墨
C.橡胶、玻璃、塑料 D.食盐水溶液、金属、水银
2.下列物品在通常状况下都是导体的是( )
A.钢尺、塑料尺、玻璃
B.金属、汽油、铅笔芯
C.铅笔芯、大地、人体
D.水果刀、橡胶棒、食盐水溶液
3.在通常情况下,以下物质全部属于绝缘体的一组是( )
A.陶瓷、糖水 B.大地、玻璃 C.塑胶鞋、盐水 D.人体、空气
4.如图所示,用带电的玻璃棒接触未带电的验电器的金属球,验电器的金属箔张开一定角度,其原因是两片金属箔带上了同种电荷而互相______。
5.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球时,金属箔张开,如图所示。以下说法中正确的是( )
A.摩擦可以创造电荷 B.玻璃棒上的正电荷转移到验电器
C.验电器可检验带电体的电性 D.金属箔张开的原因是同种电荷互相排斥
6.用毛皮摩擦过的橡胶棒A带____________(选填“正电”或“负电”),用A接触验电器的金属球B,如图所示,发现金属箔张开,其原因是____________(选填“同”或“异”)种电荷相互排斥。相互摩擦的物体能带电是因为____________。
7.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时,验电器的金属箔张开是由于__________相互排斥;再用丝绸摩擦过的玻璃棒接触该验电器的金属球,验电器的金属箔张开的角度会先__________。
8.如图甲,塑料棒靠近不带电的铝箔条一端时,铝箔条发生转动,说明塑料棒______(选填 “带电”或“不带电”)。如图乙,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器金属球,金属箔片会带上______(选填“正”或“负”)电荷。摩擦起电的实质是______(选填“电子”或“质子”)发生了转移;验电器金属箔张开的原因是______________________________。
9.如图所示,甲为不带电的金属导体,乙为丝绸摩擦过的玻璃棒。
(1)当玻璃棒靠近金属导体的B端时,金属导体的A端会带 ___________电,B端会带 ___________电。
(2)发生上述现象的原因是金属导体中存在大量可移动的自由电子,自由电子带 ___________电(选填“正”或“负”),自由电子受到玻璃棒所带电荷的 ___________作用移动到金属导体的一端(选填“吸引”或“排斥”)。
知识点 生活中哪些现象与静电有关
1、静电现象:除了摩擦起电以外,生活中还有许多常见的静电现象。例如,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”;触摸金属门把手的时候会突然感觉被 “刺”了一下;自然界中的闪电等。
2、静电现象的应用:静电现象在现代技术中有很多应用。例如,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);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”;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”。
3、静电现象的危害及其防范: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,a.适当增加印刷车间的湿度来消除静电,防止纸张粘连;b.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;c.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。
随学随练
1.生活中的静电现象很常见,下列不属于静电现象的是( )
A.干燥的冬天,手碰到金属物体时有被电击的感觉
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.摩擦过的塑料笔杆吸引小纸屑
2.下列属于防止静电带来危害的是( )
A.静电释放器 B.静电除尘 C.静电喷涂 D.静电复印
3.下列选项中,属于利用静电的是( )
A.楼顶的避雷针 B.危险品运输车底的铁链
C.静电喷漆 D.印染车间保持一定的湿度
4.如图所示是加油站里常见的“静电释放器”,工作人员提油枪加油前,必须用手触摸圆形“铁饼”以消除身体上的静电。消除静电时( )
A.电荷全部消失 B.电荷发生转移
C.电荷的性质改变 D.正电荷导入大地
5.生活中的物理现象下列实例中,不属于静电防护的是( )
A.飞机轮胎用导电橡胶制成
B.静电复印机复印文件资料
C.油罐车车辆尾部挂有一条铁链
D.高大建筑的顶端都装有避雷针
6.静电在工业和生活中具有很重要的应用,但有时也会带来很多麻烦,下列属于防止静电危害的是( )
A.静电除尘 B.静电复印
C.静电带放电 D.静电喷漆
题型 概念及其应用
1.自然界中只有______种电荷,人们把被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫______电荷。
2.下列物品在通常状况下都是导体的是( )
A.钢尺、塑料尺、玻璃
B.金属、汽油、铅笔芯
C.铅笔芯、大地、人体
D.水果刀、橡胶棒、食盐水溶液
3.打扫房间时,小刚用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面很容易粘上细小绒毛,这是由于带电体有_______的性质,若镜面带正电,则在摩擦过程中镜面___________(选填“得到”或“失去”)电子。
4.打出租车时,小丽的手刚触车门就被“电”了一下,这常常是因为汽车在行驶过程中与空气摩擦而带电,这是_______现象;有拖地铁链的车,不发生这种现象,是因为铁链是________。
5.下列四幅图均是与静电现象相关实际应用的例子,属于防止静电危害的是( )
A.静电除尘器 B.静电复印机
C.铁链导走车体的静电 D.静电喷涂油漆
活学活用
1.毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带电,这是因为摩擦使得( )
A.部分电子从毛皮转移到橡胶棒 B.部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C.部分原子核从毛皮转移到橡胶棒 D.部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
2.一根被丝绸摩擦过的玻璃棒带____________电,当它靠近干燥的碎纸屑时,能吸引纸屑,这是因为带电体具有________________的性质;但纸屑接触到玻璃棒以后,往往又会立即跳离玻璃棒,是由于___________________________________________。
题型 电荷间的相互作用
1.将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手顺着塑料丝捋几下,可以看到塑料绳的细丝纷纷散开如图所示,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
2.甲、乙、丙三个轻质带电小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲一定带正电 B.甲和乙一定带同种电荷
C.乙一定带正电 D.乙和丙一定带同种电荷
活学活用
1.如图,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥,但被物件吸引。则( )
A.物件一定带负电 B.物件一定不带电
C.小液滴可能不带电 D.小液滴一定带同种电荷
2.如图所示,将用纸巾摩擦过的塑料吸管放在支架上,手持毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管一端,吸管这一端远离橡胶棒。这是由于( )
A.带电体可以吸引轻小物体 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互排斥 D.毛皮和橡胶棒摩擦创造了电荷
3.有甲、乙、丙、丁四个轻质小球,乙带正电,把四个小球分别两两靠近时,发现乙吸引甲,丙吸引乙,丁吸引丙也吸引甲,则丁球的带电情况是( )
A.可能带负电,也可能不带电 B.可能带正电,也可能不带电
C.不带电 D.可能带负电,可能带正电,也可能不带电
题型 验电器
1.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.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.丝绸与玻璃棒摩擦过程中创造了电荷
C.两片金属箔都带正电荷,由于同种电荷相互排斥而张开
D.用验电器可以直接检验出物体带正电还是带负电
2.用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器甲,甲的金属箔片张角变大,如图所示.再用a棒去同时接触甲、乙验电器的金属球,发现甲的金属箔片张角变小,乙的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.验电器原理是异种电荷相互吸引
B.a棒与其手柄b均为导体
C.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,电子由丝绸转移到玻璃棒
D.当a棒接触两验电器的金属球时,电子由乙金属球转移到甲金属球
活学活用
1.实验室中可以使用验电器检验物体是否带电,如图甲所示为两个验电器A、B。
其中验电器A的金属球与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后,金属箔张开了一定角度,其原因是金属箔带上了_______(选填“同种”或"异种”)电荷。现用带有塑料手柄的圆棒连接验电器A、B的金属球,出现了如图乙所示的现象,说明圆棒是_______(选填“导体”或“绝缘体”);如果用干木棒连接验电器A、B的金属球,则B的金属箔________张开(选填“会”或“不会”)。
基础通关
一、单选题
1.下列物体中,通常情况属于导体的是( )
A.塑料瓶 B.陶瓷碗 C.铁锅 D.玻璃杯
2.静电现象在生活中十分常见,下列现象主要是利用静电的是( )
A.油罐车尾部拖着一根铁链 B.静电复印
C.电子厂工人穿着防静电服工作 D.加油员加油前要先触摸静电释放器
3.用一条塑料横幅在同学头顶上来回拖动几次,再抬高横幅,出现如图所示的情形。针对图示情形,下列说法正确的是( )
A.摩擦后,横幅和头发带上了同种电荷
B.若头发带正电,则它得到了电子
C.摩擦后横幅和头发带电,是摩擦过程创造了电荷
D.头发成“怒发冲冠”状是因为带同种电荷相互排斥
4.已知甲带正电,则下列判断正确的是( )
A.乙一定带负电 B.乙可能不带电 C.丙可能不带电 D.丙一定带负电
5.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
二、填空题
6.用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带____________电;小雨冬天用塑料梳子梳头时,发现头发丝会互相分开,这是因为头发丝带上了同种电荷而相互____________。
7.将塑料绳的一端扎紧,撕成细丝,再用丝绸摩擦细丝,如图甲所示,细丝散开,出现这种现象的原因是________;这与图乙中验电器的工作原理________(选填“相同”或“不同”)。
8.如图所示,A是检验物体是否____的仪器叫验电器,他的工作原理是_____,验电器此状态表明B物是否带电?_____
9.如图所示,用“静电除尘掸”扫除书本上的灰尘。
(1)使除尘掸带电的方式是________;
A.接触起电 B.摩擦起电 C.感应起电
(2)带电的除尘掸能吸附灰尘,是利用了带电体能______的性质。
10.生活中的静电现象。
(1)“静电复印”的原理是使墨粉和纸张带异种电荷,相互___________。
(2)一块干燥的毛皮分别摩擦两个相同的橡胶气球,使气球均带电,橡胶气球是___________(选填“导体”或“绝缘体”),它们所带电荷为___________(选填“正”或“负”)电荷。
(3)我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱衣时,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,此现象中( )
A.通过摩擦创造了电荷
B.梳子和头发相互排斥
C.头发越梳越乱是因为异种电荷相互吸引
D.负电荷在外衣和里面的衣服之间转移
素养提升
一、单选题
1.如图为部分物质的原子核对核外电子束缚能力强弱情况,束缚能力越弱越容易失去电子。现用丝绸摩擦橡胶棒,然后将该橡胶棒靠近轻质小球,发现它们相互排斥。下列说法中正确的是( )
A.小球一定带负电 B.小球可能带负电也可能不带电
C.丝绸和橡胶棒摩擦过程中,橡胶棒会失去电子 D.丝绸和橡胶棒摩擦后,它们带的是同种电荷
2.验电器原来带负电,当把一个导体靠近验电器上的金属球(不接触)时,验电器金属箔的张角增大,这说明( )
A.导体一定带正电
B.导体一定带负电
C.导体可能带正电,也可能不带电
D.导体可能带负电,也可能不带电
3.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开。随后进行以下操作,对实验现象的描述正确的是( )
A.用手触摸金属球,箔片张角不会闭合
B.用另一根不带电的橡胶棒接触金属球,箔片张角不变
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触金属球,箔片张角会变小
D.将带电橡胶棒从金属球移开,验电器的箔片会立即闭合
4.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.
5.一带负电粒子以速度v射入水平面上的两带电平板a、b之间,其运动轨迹可能是图中的( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,当一个带负电的物体甲靠近置于绝缘支架上不带电的金属导体乙时,乙的a端带正电,b端带负电。发生上述现象的原因:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带负电,自由电子受到物体甲所带电荷的排斥作用,移动到导体乙的另一端。若将图中的物体甲换成用丝绸摩擦过的玻璃棒,下列分析正确的是( )
A.导体乙的a、b两端都不带电
B.导体乙的a、b两端都带正电
C.导体乙的a端带正电、b端带负电
D.导体乙的a端带负电、b端带正电
二、填空题
7.如图是工业生产中“静电喷涂”的原理图。工作中,涂料通过喷枪后带上负电,涂料颗粒相互分散发生“雾化”,并最终吸附在带正电的工件表面,形成均匀涂层.涂料在经过喷枪口时________(选填“得到”或“失去”)电子;涂料发生“雾化”是________相互作用的结果;涂料颗粒在空中运动的过程中受________(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用。
8.下表是两位科学家研究摩擦起电得出的物体带电次序,表格中任何两种物体相互摩擦时,次序在前者带正电,次序在后者带负电。
1
2
3
4
5
6
7
西尔斯资料
石棉
玻璃
云母
羊毛
猫皮
纸
木棉
赫西蒙科马利资料
羊毛
尼龙
粘胶丝
木棉
火碱
丙烯树脂
聚乙烯醇
(1)尼龙与云母相互摩擦后,尼龙将___________(选填“得到”或“失去”)电子;
(2)表中___________(选填“能”或“不能”)判断尼龙和纸摩擦后两者的带电情况。
迁移创新
一、填空题
1.如图所示是利用身边的素材来简单模拟静电复印。
(1)找一块有机玻璃板,用丝绸快速摩擦整个板面,其意图是通过摩擦使有机玻璃板______。
(2)用干燥的手指在有机玻璃板上写下一个“大”字后,将有机玻璃板平放,在上面均匀地撒上一层干木屑,再将有机玻璃板缓慢竖起,随着有机玻璃上干木屑的滑落,一个“大”字就在有机玻璃板上显现出来了,请根据学过的知识简要分析“大”字显现的原因:________。
2.阅读短文,回答问题。
使物体带电的方法
摩擦起电:实验室经常用玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮相互摩擦起电。其实,日常用的塑料梳子、笔杆、尺子与头发或腈纶针织物摩擦也极易起电。摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,在摩擦过程中,电子发生转移而使相互摩擦的两物体带上了等量的异种电荷。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法得出了起电顺序表:兔毛—玻璃—羊毛—丝绸—铝—木—硬橡胶—硫磺—人造丝。顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电;两物质次序相隔越多,起电的效果就越好。
接触起电:将一带电体与一非带电体接触时,就会有一部分电子从带电体跑到非带电体上,或从非带电体跑到带电体上,使原来的非带电体上带上了与带电体相同的电荷。
感应起电:如图甲所示,将一带正电的物体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时,由于电荷间的相互作用,B的左端聚集了与A电性相反的电荷,右端聚集了与A电性相同的电荷,这样使B的两端带上了电荷。
(1)摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,其实质是 ___________发生了转移;
(2)若用兔毛与木条相互摩擦而带电,兔毛将带 ___________电;
(3)如图乙是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”,这是 ___________起电;电荷通过人体传到头发上,头发由于带 ___________(选填“同种电荷”或“异种电荷”)相互排斥而使头发竖起来。
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