资源简介

(共21张PPT)
从粒子到宇宙
二、静电现象
第
十
章
探微寻真 问天求索
1.了解摩擦起电现象，通过实验探究两种电荷和电荷间的相互作用规律。
2.知道验电器的构造、作用及工作原理，会用验电器检验物体是否带电。
3.知道静电在生活中的应用和防护。
我们知道分子很小，还有比分子更小的微粒吗？要回答这个问题，我们可以从静电现象开始研究。
摩擦起电
如图 10-12 所示，将用丝绸摩擦过的有机玻璃棒（或者用毛皮摩擦过的橡胶棒）靠近纸屑，你会看到什么现象？
物体经过摩擦后能够吸引轻小物体，我们就说它带了电，或者说带了电荷（electric charge）。用摩擦的方式使物体带电，叫作摩擦起电。
两种电荷
把塑料绳的一端扎紧，然后撕成很多细丝，再用丝绸摩擦塑料细丝，可以看到图 10-13 所示的现象。
为什么会出现这种现象？
做一做
1. 如图 10-14 所示，用丝绸摩擦有机玻璃棒，并把它放在可自由旋转的支架上。
2. 将用毛皮摩擦过的橡胶棒和另一根用丝绸摩擦过的有机玻璃棒，分别靠近支架上的有机玻璃棒的一端，你看到了什么现象
3. 将支架上的有机玻璃棒换成用毛皮摩擦过的橡胶棒，再将另一根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近支架上的橡胶棒的一端，你看到了什么现象
说一说
通过上述观察，你对用丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷的种类有什么认识 电荷间的相互作用有何特点
由上述实验现象可知：用丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷不同；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
人们发现：无论用什么方法使物体带电，带电后的物体中，凡是与用丝绸摩擦过的有机玻璃棒相互吸引的，一定与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥；凡是与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互吸引的，一定与用丝绸摩擦过的有机玻璃棒相互排斥。人们由此推断，自然界只存在两种电荷，并把用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带的电荷称为正电荷，把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷称为负电荷。
自然界和生产、生活中的静电现象
静电现象在自然界和生活中十分常见。冬季，脱毛衣时会听到“噼啪”声，如果在黑暗处，还会看到闪光，这就是毛衣与其他衣服摩擦起电后的放电现象。夏季，天空中划过的闪电是自然界发生的一种剧烈的放电现象。在强对流天气条件下，空气及云层中的小水滴和小冰晶剧烈运动，使云层带电。当电荷积累到一定程度时，云层与云层间、云层与地面间就会发生剧烈的放电现象。
静电现象在生产、生活中有广泛应用，如静电复印、静电喷涂(图 10-15)、静电植绒等。但静电也会产生危害，如闪电可能导致人畜伤亡、房屋损毁；微小的静电火花会引起煤矿瓦斯爆炸；检修精密仪器内部电路时，人体与电路板之间放电会导致电路器件损坏；等等。为此，人们发明了多种静电防护装置，如避雷针、防静电手环等。避雷针通过与大地相连的导线把雷电电流引入大地，从而避免建筑物受到雷击，如图 10-16 所示。
早在我国汉代的文献中，就有关于摩擦起电现象的记载。琥珀和玳瑁是我国古人最早发现的具有摩擦起电性质的两种物体。琥珀是一种透明的树脂化石；玳瑁是海龟科海生爬行动物，其甲壳也叫玳瑁。
东汉王充在《论衡·乱龙》中描述了“顿牟掇芥”的现象。“顿牟”即玳瑁，而“芥”是指草屑。“顿牟掇芥”指的就是摩擦过的玳瑁吸引草屑的现象。
除了琥珀和玳瑁，我国古人还发现了毛皮、丝绸等物体的静电现象。西晋张华在《博物志》中记述了两个静电现象：一是黑夜用梳子梳理头发，发现梳齿尖端放电的亮光，并听到微弱的放电声音；二是黑夜猛地脱下衣服（毛皮或丝绸质料），也能看到闪光并听见声音。
我国古人还对雷电现象进行了观察。在距今约 3 500 年的殷商甲骨文中，已有“雷”字。东汉王充在《论衡》中写道：“云雨至则雷电击。”他还明确提出了云雨与雷电的关系。
实践与练习
1. 如图 10-17 所示，用丝绸摩擦过的有机玻璃棒靠近带电小球 A，小球 A 被吸引；将这个小球 A 靠近另一个带电小球 B，两个小球相互吸引。小球 A、B 各带什么电荷
根据同种电荷相互吸引，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，吸引带电小球A，说明A带负电；带电小球B也吸引A，说明B带正电。
2. 用塑料梳子梳理干燥的头发时，发现头发会随着梳子飘起来，而且越梳头发越蓬松，为什么？
在干燥的天气里，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相互吸引，所以头发会随着梳子飘起来；头发之间带同种电荷而相互排斥，会变得蓬松，头发越梳所带同种电荷量越多，头发越蓬松。
3. 观察并列举日常生活中静电现象的应用和静电危害防治措施。
应用：静电印花、静电喷涂和静电除尘技术、植绒、复印、静电火箭发动机、静电轴承。
防治措施：高大的建筑上装避雷针、油罐车上的搭地铁链、印染车间里保持适当的湿度、加油站的除静电按钮。
4. 制作一个简单的验电器。
验电器可以用来检验物体是否带电。验电器的结构如图 10-18 (a) 所示，当带电体与金属小球接触时，电荷就会传导到金属杆和金属箔片上，两片金属箔片就会因带同种电荷而张开。
你可以制作一个图 10-18 (b) 所示的简单验电器。当带电的塑料棒靠近铝箔条的一端时，铝箔条会向塑料棒偏转。
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