内容正文:
物理九年级上册 •教科版
第三章 简单电路
第1节 电现象
学习目标——物理学科素养
01
物理观念
知道摩擦起电现象;
知道自然界中只存在两种电荷;知道电流的形成和电流方向的规定;了解电池的作用。
02
科学思维
通过摩擦起电的实验与观察,知道电荷的种类及物体带电的实质。
03
科学探究
通过实验探究和动手做 电荷间的相互作用、自制水果电池得出实验结论。
04
科学态度与责任
通过实验探究及讨论活动,培养学生探索精神和严谨、踏实的学习态度及良好的节能习惯;查阅资料,了解静电防止和利用的常用方法。
教学重难点
教学难点
教学重点
1. 电荷间的相互作用规律;
2. 知道电荷的定向移动形成电流。
1. 摩擦起电的实质;
2. 知道电荷的定向移动形成电流。
3. 验电器的工作原理
课堂引入
电可以存在于手电筒中,也可以像闪电那样神秘。电使我们的房间充满光明 ,使计算机能够工作……关于电,有许许多多神奇的故事。
知识点1 静电现象
知识点1:静电现象
摩擦起电
知识点1:静电现象
摩擦过的物体能够吸引轻小物体,我们就说它带了电,或者说带上了电荷。用摩擦的方式使物体带电,叫作摩擦起电。
研究表明, 自然界中只存在两种电荷。
1747年,富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作正电荷,把用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫作负电荷。
摩擦后的物体为什么能带电呢?
知识点1:静电现象
直到人们弄清了原子结构的秘密后 ,才对静电现象有了科学的解释。
核外电子
质子
中子
原子
原子核
核外电子
质子
中子
带正电
不带电
带负电
带正电
在通常情况下,原子是电中性的,由原子组成的物体也呈电中性
不带电
知识点1:静电现象
摩擦起电的原因:由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
两个物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。
不同物质的原子核
束缚电子的本领不同
束缚能力强的得到电子
束缚能力弱的失去电子
物质带负电荷
物质带正电荷
知识点1:静电现象
从这个现象来看,玻璃中原子核束缚电子的本领要弱于丝绸中的原子核。
注意:摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
知识点1:静电现象
摩擦起电的原因
知识点1:静电现象
【典例】1.《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“吸得芥子”是由于琥珀摩擦起电而吸引轻小物体。关于上述现象,下列说法中正确的是( )
A.摩擦过程中产生了电荷
B.摩擦过程中电荷发生了转移
C.摩擦后只有琥珀带上电荷
D.芥子被吸引后与琥珀带异种电荷
【详解】AB.“以布拭热”的过程中,发生了电荷的转移,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电,故A错误,B正确;
C.“以布拭热”的过程中,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电,布和琥珀带异种电荷,故C错误;
D.由于布擦拭后的“琥珀”带电,带电体有吸引轻小物体的性质,所以“吸得芥子”,故D错误。
故选B。
B
知识点1:静电现象
【典例】2.如图所示,在干燥天气里,用气球摩擦秋紫同学的头发,秋紫同学的头发会随气球飘起来,这是因为气球和头发带______(选填“同”或“异”)种电荷;而用该气球靠近小姝同学的头发时,小姝的头发也能被吸引,这是由于带电物体具有____________的性质。
【答案】 异 吸引轻小物体
【详解】[1]当气球和头发相互摩擦时,气球和头发由于束缚电子的能力不同,会使气球和头发带上异种电荷。
[2]该气球摩擦后带了电,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,所以该气球靠近小姝同学的头发时,小姝的头发会被吸引。
异
吸引轻小物体
知识点2 电荷间的相互作用
知识点2:电荷间的相互作用
电荷间的相互作用
知识点2:电荷间的相互作用
分别将带有正、负不同电荷的小球悬挂起来,慢慢靠近。你发现了什么现象?
实验表明:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
知识点2:电荷间的相互作用
如何检验物体是否带电呢?
用验电器可以检测物体是否带电。
用带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开。根据它的结构,你能分析验电器的工作原理吗?
知识点2:电荷间的相互作用
验电器
知识点2:电荷间的相互作用
验电器的工作原理:
同种电荷相互排斥
注意:不能判断带电的种类,也不能测量带电多少,但能通过张角大小比较出带电多少。
知识点2:电荷间的相互作用
静电现象:
1. 晚上脱毛衣时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;
2. 见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;
3. 早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱;
4. 拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪”的声响,这就是发生在人体的静电。
知识点2:电荷间的相互作用
静电的危害:
闪电:可能导致人畜伤亡、建筑物损毁。
引起火灾:静电产生的电火花引起起火爆炸,例如煤矿中的瓦斯爆炸。
击穿电子元件。
知识点2:电荷间的相互作用
静电的防止:
油罐车采用接地的方法,在车尾装拖在地上的铁链,减少静电的影响
生活中遇到易燃、易爆物品时,要注意防止静电的产生。
知识点2:电荷间的相互作用
静电的利用:
静电拖把就利用摩擦使地面上的毛发等碎屑和拖把上的静电除尘纸带电,碎屑被静电除尘纸吸附带走,从而达到清洁的目的。
静电喷漆时使被喷涂的金属件与油漆雾滴带异种电荷,这样能使油漆与金属表面结合得更牢固。
静电植绒
知识点2:电荷间的相互作用
【典例】1.如图所示,将塑料中性笔的笔尾在头发上摩擦后用细线挂起来,静止后,把用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近笔尾,观察到笔尾远离橡胶棒、则摩擦后的笔尾( )
A.带正电 B.带负电
C.不带电 D.与头发带同种电荷
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,把用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近笔尾,笔尾远离橡胶棒(即笔尾被排斥)。根据同种电荷相互排斥的规律,笔尾带负电,塑料中性笔的笔尾在头发上摩擦后带负电,说明头发失去电子带正电,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
B
知识点2:电荷间的相互作用
【典例】2.如图所示,轻质小球甲、乙、丙处于静止状态,已知丙带正电,则甲的带电情况是( )
A.一定带负电 B.一定带正电 C.一定带电 D.无法判断
【详解】由图可知,乙和丙相互吸引,因为异种电荷相互吸引且带电体可以吸引轻小物体,所以乙可能带负电或不带电。甲和乙相互吸引,若乙带负电,则甲带正电或不带电;若乙不带电,则甲可能带正电或负电,因此无法判断甲的带电情况,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D 。
D
知识点2:电荷间的相互作用
【典例】3.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电验电器的金属球,验电器的两片金属箔张开。下列各图能正确表示橡胶棒和验电器金属箔带电情况的是( )
A. B. C. D.
【详解】毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒得到电子带负电,用它去接触验电器的金属球时,验电器也带上负电,即验电器的金属球和两个金属箔片上都带上了负电,由于同种电荷相互排斥,故其两个金属箔片会张开。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
A
知识点2:电荷间的相互作用
【典例】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. B.
C. D.
【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,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。
B
知识点3 电荷的移动
知识点3:电荷的移动
取两个相同的验电器A 和B,使A 带电,B 不带电。用带绝缘柄的金属棒把A 和 B 的金属球连接起来,可以看到什么现象?
知识点3:电荷的移动
电荷的移动
知识点3:电荷的移动
取两个相同的验电器A 和B,使A 带电,B 不带电。用带绝缘柄的金属棒把A 和 B 的金属球连接起来,可以看到什么现象?
A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔张开,这表明验电器B也带了电。
实验说明:有电荷通过金属棒发生了移动。
知识点3:电荷的移动
电流的形成以及电流的方向
知识点3:电荷的移动
电流的形成:电荷的定向移动
金属内部的电子可以自由移动
(杂乱无章)
自由电子在一定条件下定向移动就形成了电流
知识点3:电荷的移动
物理学规定,正电荷定向移动的方向为电流方向。
负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
电流方向
电流方向
电流的方向:
电流方向
知识点3:电荷的移动
在电荷的移动实验中,A、B之间的电流是短暂的,并不是持续的。实际应用的电流常常是持续的,那么怎样得到持续的电流呢?
1786年,意大利生物学家伽伐尼在解剖实验中偶然发现,用外科手术刀触及青蛙腿上外露的神经时,蛙腿会剧烈抽搐。受此启发,伏打经过深入研究,于1800年用锌片和铜片夹上盐水浸湿的纸片,发明人类历史上首个电池,使人们第一次获得了持续的电流。
知识点3:电荷的移动
电池有正、负两个极,在闭合回路中,电流从正极流出,经过用电器后从负极流回电池,我们在日常生活中接触的电池种类很多,大多数都利用了伏打电池的基本原理,把化学能转化成电能。
知识点3:电荷的移动
水果电池
知识点3:电荷的移动
【典例】1.如图是两个相同的验电器,其中A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。在连接的一瞬间,下列说法错误的是( )
A.发生定向移动的是负电荷
B.自由电子从B流向A
C.正电荷从A流向B
D.金属棒中电流方向是从A到B
【详解】ABC.A带正电,B不带电,由异种电荷互相吸引可知,A中正电荷会吸引B中的负电荷(自由电子),使自由电子从B到A定向移动,而固体中正电荷不能自由移动。故AB正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.负电荷的定向移动方向与电流的方向相反,所以此时电流方向为从A到B。故D正确,不符合题意。故选C。
C
知识点3:电荷的移动
【典例】2.避雷针能让建筑物避免雷击。当云层电荷较多时,避雷针与云层之间的空气被击穿,瞬间有大量电荷从云层流向大地,形成强大的电流。若云层带负电,则闪电发生时,形成的电流方向是____________(选填“从云层到大地”或“从大地到云层”)。
【答案】从大地到云层
【详解】物理学中规定电流的方向是正电荷定向移动的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。由于云层带负电,避雷针与云层之间的空气被击穿,大量的负电荷从云层流向大地,则电流的方向是从大地流向云层。
从大地到云层
课堂小结
课堂小结
课堂练习
课堂练习
探究新知
1.用塑料梳子梳干燥的头发时会发现,头发越梳越蓬松,这是因为( )
A.头发带同种电荷,相互排斥
B.头发带异种电荷,相互吸引
C.通过摩擦创造了电荷
D.通过摩擦梳子和头发都失去了电荷
A
【详解】ABC.用塑料梳子梳干燥头发时,梳子和头发摩擦发生摩擦起电,本质是电荷发生了转移,并不是创造了电荷。摩擦后头发都会带上同种电荷,同种电荷相互排斥,因此头发会越梳越蓬松。故A符合题意,BC不符合题意。
D.摩擦起电中,一个物体得到电子、一个物体失去电子,不会都失去电荷,故D不符合题意。
故选A。
课堂练习
探究新知
2.现有甲、乙、丙三个轻质小球,其中甲球带负电。将甲与乙、丙靠近时,小球的状态如图所示,下列判断正确的是( )
A.乙球可能带正电,丙球一定带电
B.乙球一定不带电,丙球可能带正电
C.乙球一定带正电,丙球可能带负电
D.乙球可能不带电,丙球可能带正电
A
【详解】由题意可知,甲带负电,甲与丙相互排斥,则丙一定带负电;甲与乙相互吸引,则乙可能带正电,也可能不带电,故A正确,故BCD错误。
故选A。
课堂练习
探究新知
3.关于电流的方向,下列说法正确的是( )
A.电子定向移动的方向与电流的方向相反
B.电路中电流从电源的负极流出,从正极流回
C.物理学中规定负电荷定向移动的方向为电流的方向
D.只有正电荷的定向移动才能形成电流
A
【详解】AC.正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,故A正确,C错误;
B.电路中电流从电源的正极流出,从负极流回,故B错误;
D.正电荷或负电荷的定向移动都会形成电流,故D错误。
故选A。
课堂练习
探究新知
4.如图所示,用一个带正电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上正电,则下列说法正确的是( )
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向b→a
D.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向a→b
B
【详解】金属导体里面做定向移动的为带负电的自由电子,电子定向移动的方向与电流方向相反;用一个带正电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,物体b中的一部分自由电子转移到a上,物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,瞬时电流方向a→b,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
课堂练习
探究新知
5.如图所示有两个相同的验电器,其中A带正电、B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,下列说法错误的是( )
A.连接前,A的金属箔张开是因为同种电荷相互排斥
B.连接的一瞬间,自由电子从B流向A
C.连接之后,B的金属箔不会张开
D.连接的一瞬间,金属杆中电流方向是从A流向B
C
【详解】A.连接前,A的金属箔带着同种电荷,同种电荷互相排斥,所以金属箔张开,故A正确,不符合题意;
BCD.A带正电,说明A缺少电子,金属棒连接的一瞬间,因带正电的质子在原子核内部不能自由移动,且异种电荷相互吸引,所以自由电子由B流向A,此时B因缺少电子带正电,同种电荷互相排斥,所以B的金属箔张开;自由电子带负电,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由A流向B,故BD正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
课后作业
探究新知
作业
内容
同步作业
完成课后作业:“练习与应用”
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