专题14 两种电荷 -人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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专题14 两种电荷 -人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)
第十五章 电流和电路
专题14 两种电荷
物理观念:了解静电现象,知道电荷间存在相互作用,能用原子核式结构模型解释摩擦起电现象,能了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
科学思维:能通过实验观察及生活现象归纳,得出电荷间的相互作用规律。
科学探究: 能完成有关摩擦起电及电荷间相互作用规律的实验探究。通过实验过程提升学生的观察能力、分析能力、归纳能力和表述信息能力,让学生明确实验过程和结果推理的逻辑性;在学习过程中注意与他人合作。
科学态度与责任:对静电的利用与防止能提出合理化建议。养成学以致用的习惯,体会物理与生活的紧密联系。
贯彻本节课核心素养目标,必须完成以下精细化的学习目标
1. 认识摩擦起电现象,会运用摩擦起电的知识解释一些简单的相关现象。
2. 通过实验探究两种电荷及电荷间的相互作用规律,感受和领悟人们在认识“自然界中只有两种电荷”的过程中所运用的推理方法。
3. 知道验电器的构造、作用及工作原理,知道电荷量及其单位。
4. 知道原子及其结构、摩擦起电的原因。
5. 知道静电现象,了解静电的防止和利用。
本节课重点难点
重点:通过摩擦起电现象认识自然界存在两种电荷,知道电荷间的相互作用规律。
难点:难点是对电荷的认识;通过实验进行推理,得出“只有两种电荷”的逻辑推理过程。
知识点一、电荷间的相互作用
1.摩擦起电现象
(1)摩擦起电:摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象叫摩擦起电;
(2)使物体带点的方法:①摩擦起电;②感应起电; ③接触带电。
2.两种电荷及电荷间的相互作用
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;
(3)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。
3.验电器
实验室里常用验电器来检验物体是否带电,验电器是利用同种电荷互相排斥的原理制成的,从验电器张角的大小,可以大体判断所带电荷的多少。
4. 电荷量
(1)定义:电荷的多少叫作电荷量,简称电荷,用字母Q表示。
(2)单位:库仑,简称库,符号是C。上述实验室中的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有10-7C。
知识点二、 摩擦起电的原因
1.原子及其核式结构
1.原子由原子核和电子构成,原子核带正电,位于原子中心,电子带负电,绕原子核运动。
2.元电荷:
①最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;e=1.6×10-19C;
②通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等,电性相反,整个原子呈中性。
2. 摩擦起电的实质
不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体摩擦时,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。失去电子的物体因为缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。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。所以摩擦起电的实质是:电子的转移。同种物质摩擦不起电的原因是原子核对核外电子的束缚能力相同,电子不能发生转移。
知识点三、静电的防止和利用
1. 静电现象
(1)生活中的一些静电现象:在干燥和多风的秋天,日常生活中,人们常常会碰到这种现象:晚上脱毛衣睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;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;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱;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。
(2)闪电:夏季雷雨时,天空中划过的闪电是自然界发生的一种剧烈的放电现象。在大气强对流的天气条件下,空气及云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,这就是闪电。
【结论】物体摩擦后聚集了大量的电荷,电荷间会发生剧烈的作用。这就是一种静电现象。
2. 静电的应用
静电现象在生产、生活中有广泛应用,如静电复印、静电拖把、静电喷涂、净化空气等。
(1)静电拖把: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。
(2)静电复印:可以迅速、方便的把图书、资料、文件复印下来。静电复印机是利用静电正、负电荷能互相吸引的原理制成的。利用光敏半导体材料的静电与光敏特性,用类似照相和印刷的方法,将文献上的文字、图像转移到纸上的复制过程。
(3)静电喷涂:静电喷涂设备通常由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。在静电喷涂过程中,接地的被涂物作为正极,油料雾化器(即喷杯或喷盘)接高压电作为负极。当涂料通过喷枪并被高压静电发生器产生的负高压作用时,涂料会带上负电并进一步雾化。在静电力的作用下,涂料粒子沿着电力线的方向被吸附到带正电的工件表面,形成均匀的涂膜。这样能使油漆与工件表面结合得更牢固。
静电喷涂 空气净化器
(4)空气净化器:闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入空气,A处的颗粒物也被吸入净化器,颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时,受到强烈的吸引力,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。颗粒物与光洁金属网C接触后也带上负电,被带有正电荷的活性炭棉芯层D牢牢吸引,这是利用异种电荷相互吸引的原理,最终达成对空气的净化作用。
3. 静电的危害
(1)闪电:可能导致人畜伤亡、建筑物损毁。
(2)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。
(3)击穿电子元件:目前大规模集成电路被广泛应用在航天、计算机、遥控技术领域。因此,在生产过程中每一道工序都要防止静电放电造成的击穿而造成报废,美国每年因静电放电致使半导体器件的损失达100亿美元,日本的微电子产品报废损失中有70%是因静电放电造成的。
4. 静电的防止
生活中遇到易燃、易爆物品时,要注意防止静电的产生。
(1)静电释放器:静电释放器的原理非常简单。它通常由金属材质或导电材料制成,通过触摸可以释放身上的静电。当人们触摸释放器时,静电会通过金属材料流入地面或其他导电材料中。这样一来,身体和物体之间的电压差就会减小或消除,从而消除了静电。
静电释放器 避雷针
(2)避雷针: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,如图所示。
易错点:解决带电体产生的作用问题容易忽视带电体能够吸引轻小物体
(1)吸引轻小物体 :当一个物体带电后,它会表现出能够吸引纸屑、灰尘、通草小球等轻小物体的特性。这是判断物体是否带电的基本依据之一。
(2)电荷间的相互作用 :两个带电体之间会因所带电荷的种类不同而产生不同的力:
同种电荷(如正-正或负-负)之间相互排斥;
异种电荷(正-负)之间相互吸引。
一、识别摩擦后的物体带何种电荷思路
依据“丝绸摩擦玻璃棒带正电”“毛皮摩擦橡胶棒带负电”的标准定义。
二、电荷间相互作用规律解决问题方法
(1)同种电荷相互 排斥 ,异种电荷相互 吸引 。
(2)常结合轻质小球、气球、吸管等实验情境进行判断 。
三、摩擦起电实质的分析方法
(1)实质: 电子转移 ,非创造电荷;束缚电子能力弱的物体 因失去电子缺少电子而带正电 ,强的因 得到电子多余电子而带负电。
(2)转移:摩擦起电是电子的“搬家”,得电子带负电,失电子带正电。
(3)电子转移的方向:由所带电子多的物体转移到所带电子少的物体上,或者由所带电子多的物体转移到电中性的物体上,再或者由电中性的物体转移到所带电子少的物体上。
(4)常考材料组合:玻璃/丝绸、橡胶/毛皮、塑料梳子/头发等。
知识点一、电荷间的相互作用
【例题1】(2026安徽一模)玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,在摩擦过程中(  )
A. 玻璃棒和丝绸都得到电子
B. 玻璃棒和丝绸都失去电子
C. 玻璃棒失去电子,丝绸得到电子
D. 玻璃棒得到电子,丝绸失去电子
【答案】C
【解析】由于玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱,在与丝绸摩擦的过程中,一部分电子从玻璃棒转移到丝绸上,从而使得玻璃棒失去电子,带正电;而丝绸得到电子,带负电。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【例题2】甲、乙、丙三个轻质小球相互靠近时的情景如图所示。若甲球带正电,则下列说法正确的是(  )
A.乙球一定带负电 B.丙球一定带负电
C.丙球可能不带电 D.乙和丙的情景展示了验电器的原理
【答案】C.
【解析】ABC.由左图知,甲球与乙球靠近时相互排斥,已知甲球带正电,根据同种电荷相互排斥可知,乙球一定带正电;由右图知,乙球与丙球靠近时相互吸引,根据异种电荷相互吸引可知,丙球可能带负电;但带电体能够吸引不带电的轻小物体,所以丙球也可能不带电;故C正确,AB错误;
D.验电器的原理是同种电荷互相排斥,故D错误。
所以选C。
【例题3】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】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。
知识点二、摩擦起电的原因
【例题4】(2026江苏常州一模)下列粒子中,带负电的是(  )
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 原子核
【答案】A
【解析】原子由原子核和核外电子构成,原子不显电性,核外电子带负电,原子核带正电,原子核由中子和质子构成,中子不带电,质子带正电,所以带负电的是电子,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
【例题5】(2026四川广元一模)毛皮摩擦过的橡胶棒,橡胶棒带负电,以下说法正确的是(  )
A. 因橡胶棒带电说明橡胶棒是导体
B. 毛皮摩擦橡胶棒的过程中,橡胶棒失去正电荷而带负电
C. 橡胶棒是否带电和墙上的插座是否带电,都可以用试电笔进行检测
D. 橡胶棒带负电是因为毛皮失去的电子转移到了橡胶棒上
【答案】D
【解析】A.橡胶棒带上的是电荷,但橡胶棒不导电是绝缘体,故A错误;
B.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,橡胶棒得到电子而带负电,故B错误;
C.橡胶棒带上的负电荷非常微弱,试电笔无法检测出来,家庭电路中的大电流才能被试电笔检测出来,故C错误;
D.橡胶棒带负电是因为毛皮失去的电子转移到了橡胶棒上,橡胶棒得到电子,故D正确。故选D。
【例题6】用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒因______(选填“得到”或“失去”)电子而带上正电荷,此时玻璃棒具有____________的性质;如图将它与不带电的验电器金属球接触,验电器的金属箔张开,是因为______(选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥;如图所示是不同物质的原子核对电子约束能力强弱的排序图,分析可知:蜡烛与毛衣摩擦后,蜡烛带______电。
【答案】失去,吸引轻小物体,同种,负.
【解析】摩擦起电中,被丝绸摩擦过的玻璃棒是带正电的,因为失去了电子。
带电体具有吸引轻小物体的性质,被丝绸摩擦过的玻璃棒是带电体,也具有吸引轻小物体的性质。
验电器的金属箔张开是因为带上了同种电荷,同种电荷相互排斥。
因为蜡烛的原子核对电子的约束能力强于毛衣,所以蜡烛与毛衣摩擦后,蜡烛得到电子,带负电。
【例题7】如图将有机玻璃架在两本书之间,下方放些纸屑,用丝绸反复摩擦有机玻璃,纸屑就会上下飞舞、跳跃不停。这是因为摩擦的有机玻璃带了电,具有_______的性质。如果有机玻璃带有负电,是因为在摩擦的过程中,有机玻璃____电子的缘故,物体带有电荷的多少叫电荷量,电荷量的单位是____。
【答案】吸引轻小物体,得到,库仑。
【解析】带电体具有吸引轻小物体的性质,用干燥的丝绸在玻璃板上摩擦,有机玻璃板能将碎纸屑“吸”起,这是因为摩擦过的有机玻璃板带了电荷,能吸引轻小物体。
“摩擦起电”并不是创造了电,只是依靠摩擦,使电荷从一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,并且相互摩擦的两个物体同时带上了等量异种电荷,如果有机玻璃带有负电,是因为在摩擦的过程中,有机玻璃得到电子的缘故。
电荷的多少叫电荷量,在国际单位制中,其单位是库仑。
知识点三、静电的防止和利用
【例题8】静电复印技术已经逐渐走入人们的生活。小华利用身边的素材来简单模拟静电复印原理,具体操作步骤如图所示。
(1)找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面,其目的是通过摩擦使塑料板_________;
(2)用干燥的手指在塑料板上写一个“大”字,其目的是借助人体将“大”字部分的电荷导走,因为人体具有_______性;
(3)将塑料板平放,在上面均匀地撒上一层干木屑,再将塑料板缓慢竖起,一个“大”字就在塑料板上显现出来了。“大”字部分的干木屑由于受到重力作用而滑落,其他部分的干木屑被吸引是因为_______。
【答案】带电;导电;带电体能吸引轻小的物体。
【解析】(1)用摩擦的方法可使物体带电,因此找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面可以使塑料板带电。
(2)由于人是导体,因此可以借助人体将“大”字部分的电荷导走。
(3)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,将塑料板缓慢竖起,“大”字部分的干木屑由于没有电荷吸引而在重力作用下滑落,其他部分的干木屑被吸引是因为带电体能吸引轻小物体。
一、摩擦起电现象(共3小题)
1. 下图是用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近气球时的情形,则气球(  )
A. 不带电 B. 带正电 C. 带负电 D. 无法判断
【答案】C
【解析】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,由图可知毛皮摩擦过的橡胶棒与气球相排斥,则根据同种电荷相互排斥可知,气球一定带负电荷,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.小晋做饭时,不小心把一些干燥的芝麻洒在地板上。他取出保鲜袋在毛衣上摩擦几下,接着使其靠近地板上的芝麻,就轻松清理了地板上的芝麻。下列说法正确的是(  )
A.保鲜袋吸引芝麻的原理与验电器的原理相同
B.若保鲜袋失去了电子,则保鲜袋带正电
C.保鲜袋带电,是通过摩擦的方法创造了电荷
D.芝麻洒在地板上是扩散现象
【答案】B
【解析】A.摩擦后的保鲜袋带上了电荷,由于带电体能吸引轻小物体,所以保鲜袋能将芝麻吸走,而验电器是由于其金属箔带上了同种电荷,同种电荷相互排斥而张开,则保鲜袋吸引芝麻的原理与验电器的原理不同,故A错误;
B.由于电子带负电荷,所以保鲜袋在摩擦过程中,若失去了电子,则带上正电,故B正确;
C.保鲜袋在摩擦过程中,由于电荷发生了转移而带上了电,摩擦起电,并没有创造电荷,故C错误;
D.芝麻洒在地板上,是机械运动,不是分子运动,所以不是扩散现象,故D错误。故选B。
3. 物理学告诉我们,自然界中只有 种电荷。用丝绸摩擦过的 带的电荷叫正电荷;用毛皮摩擦过的 带的电荷叫负电荷;
【答案】两 玻璃棒 橡胶棒
【解析】自然界中只有两种电荷,一种与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同,叫作正电荷,另一种与用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同,叫作负电荷。
二、带电体可以吸引轻小物体(共4小题)
1.善于观察的小华发现:穿羽绒服很轻,但在天气干燥时有些羽绒服表面容易吸附灰尘而变脏,请用物理知识解释羽绒服轻及容易吸附灰尘的原因。
【答案】选用密度比较小的绒毛,经摩擦后带电,容易吸引灰尘
【解析】羽绒服轻是因为选用密度比较小的绒毛,在体积一定时,质量小,而容易吸附灰尘的原因是因为天气干燥,羽绒服之间相互摩擦后带电,能够吸引轻小的灰尘。
2. “金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,最薄可达0.12μm。直接用手拿取会导致破碎。如图甲所示,把羽毛靠近金箔,金箔在工作台上静止不动;手持羽毛轻轻扫过纸垫,如图乙所示;再将羽毛靠近工作台上方的金箔,羽毛即可将金箔吸起,如图丙所示。羽毛能够吸起金箔的原因是(  )
A.带电物体能够吸引轻小物体 B.羽毛与金箔摩擦产生电荷
C.异种电荷相互吸引 D.同种电荷相互排斥
【答案】A
【解析】手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛由于摩擦而带上了电荷,带电物体具有吸引轻小物体的性质,羽毛与金箔靠近时,带电的羽毛可以吸引轻薄的金箔,故BCD错误,A正确。故选A。
3.我国春节期间有“二十三,糖瓜粘;二十四,扫房子”的习俗。小媛在扫房子时,发现用干绸布擦拭镜子后,镜面上吸附了一些灰尘。对此现象,下列说法正确的是(  )
A.干绸布擦拭镜子过程中创造了电荷
B.干绸布若带正电,则镜面一定得到了电子
C.镜面与干绸布摩擦带了等量同种电荷
D.镜面能吸附灰尘是因为带电体可以吸引轻小物体
【答案】BD
【解析】A.电荷不能凭空产生也不能凭空消失,干绸布擦拭镜子过程中电子发生了转移,故A错误;
B.电子带负电,干绸布若带正电,则干绸布失去电子,镜面得到了电子而带负电,故B正确;
C.镜面与干绸布摩擦,导致镜面和干绸布得失电子从而带上异种电荷,得失电子的数量相等,因此镜面与干绸布摩擦带了等量异种电荷,故C错误;
D.灰尘属于轻小物体,镜面能吸附灰尘是因为带电体可以吸引轻小物体,故D正确。
故选BD
4.四个轻质小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示,c球带正电,则下列说法正确的是(  )
A.a球一定带负电,b球一定带正电
B.a球一定带负电,d球可能不带电
C.b球一定带正电,d球可能不带电
D.b球一定带正电,d球一定带负电
【答案】C
【解析】根据题目给出的信息,c球带正电,由于b球与c球相互排斥,根据同种电荷相互排斥的规律,b球一定带正电;a球与b球相互吸引,由于异种电荷相互吸引,同时带电体也可以吸引轻小物体,因此推断出a球可能带负电(与b球形成异种电荷吸引),也可能不带电(被b球这个带电体吸引);d球与c球相互吸引,由于c球已经确定带正电,因此d球可能带负电(与b球形成异种电荷吸引),也可能不带电(被b球这个带电体吸引)。
故选C。
三、两种电荷的相互作用规律(共8小题)
1. 甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知丙球带负电。下列判断正确的是( )
A.甲、乙两球均带正电 B.甲、乙两球均带负电
C.甲球带正电,乙球一定带负电 D.甲球带负电,乙球可能不带电
【答案】D
【解析】由图知,甲与丙靠近时相互排斥,已知丙带负电,根据同种电荷相互排斥可知,甲球一定带负电;甲与乙靠近时相互吸引,根据异种电荷相互吸引可知,乙球可能带正电;但带电体能够吸引不带电的轻小物体,所以乙球可能不带电;综合分析可知,乙球可能带正电,也可能不带电,故D正确,ABC错误。故选D。
2.轻质泡沫小球、B与橡胶棒C之间的相互作用如图所示,C带负电。可以判定(  )
A.带正电 B.B可能不带电
C.B带正电 D.可能不带电
【答案】B
【解析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,带电体具有吸引轻小物体的性质。C带负电,与A球相互排斥,则A球带负电;A球B球靠近时相互吸引,由于A球带负电,则B球可能带正电,也可能不带电。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
3.四个悬挂着的轻质通草小球,静止时的位置关系如图所示,下列说法正确的是(  )

A.4个小球中至少有3个球带电
B.B球与D球一定带有同种电荷
C.A球与C球一定带有电荷
D.B球可能带电,也可能不带电
【答案】A
【解析】AB球相互排斥,因此它们一定带同种电荷,可能是正电,也可能是负电;BC球相互吸引,则C球可能带异种电荷,也可能为轻小物体;CD球相互吸引,若C球带电,则D球为轻小物体或带异种电荷;若C球不带电,则D球一定带电,所以CD球必然有一个带电。综上所述,故A正确,BCD错误。故选A。
4. 甲、乙、丙三个轻质小球情况如图,已知乙带负电,丙 电(选填“带正”、“带负”或“不带”)。请选出符合小球甲情况的选项: (选填序号①带负电②带正电③不带电)。
【答案】负电 ②或③
【解析】乙、丙两球相互排斥,说明乙、丙两球一定带电,且带同种电荷,丙球带负电。
带电体可以吸引轻小物体,因此甲可能不带电;由于异种电荷相互吸引,因此甲球也可能带正电。
5. 现有A、B.C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,B和C互相排斥,则B   (选填“带正电”、“带负电”或者“不带电),A和C互相   。
【答案】带正电 吸引
【解析】已知A带负电,A和B互相吸引,B可能带正电或不带电,由于C和B互相排斥,所以B一定时带正电,故C带正电,A和C带异种电荷,异种电荷相互吸引。
6.将气球与干燥的头发摩擦后,看到如图所示的有趣现象。这是因为气球与头发摩擦后带上了 ,由于异种电荷相互 ,因而使头发吸附在气球上。夏天,用塑料泡沫箱放入冰块装运海鲜,可达到减少装载质量和保鲜的目的,其中利用了塑料泡沫密度小和 (选填“隔热”“导热”或“绝缘”)效果好的特性。
【答案】异种电荷 吸引 隔热
【解析】将气球与干燥的头发摩擦后,由于电子转移后,气球与头发带异种电荷,是摩擦起电现象,由于异种电荷互相吸引,因而使头发吸附在气球上。
塑料泡沫密度较小,故体积相同的情况下,质量会较小,可达到减少装载质量的目的;隔热性能好,所以,夏天用塑料泡沫箱装运海鲜,可以避免海鲜升温,从而达到保鲜的目的。
7.如图所示,带正电荷的两个轻小物体靠近时相互排斥,说明同种电荷之间有斥力的作用。如果你是物理学家,你由此现象能提出什么样的问题继续探究?
【答案】见解析。
【解析】自然界中的两种电荷及电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
带正电荷的两个轻小物体靠近时相互排斥,还不能说明同种电荷之间有斥力的作用;
自然界中的两种电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
只要是两个带电体相互排斥,则说明它们一定带有同种电荷,即要么都带正电荷,要么都带负电荷。
所以可以提出的问题是“自然界是否只存在正电荷?”或“自然界存在几种电荷?”
答:自然界是否只存在正电荷?
8.探究“电荷间的相互作用规律”
(1)实验时应选择较 (选填“干燥”或“潮湿”)的环境,这样才容易产生摩擦起电现象;
(2)林红用纸巾与塑料吸管摩擦后,发现塑料吸管和纸巾都能吸引不带电的泡沫小球,这说明吸管和纸巾带了“电”,判断的根据是 ;
(3)林红想知道塑料吸管和纸巾带的是“正”电还是“负”电呢?他又进行了下面实验:用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管,发现相互吸引,可判断吸管带 电:再用这个玻璃棒去靠近纸巾时,发现互相排斥,可判断纸巾与吸管带的是 种电荷。
【答案】(1)干燥;(2)带电体会吸引轻小的不带电物体;(3)负,异
【解析】(1)实验时应选择较干燥的环境,防止电荷发生转移,这样才容易产生摩擦起电现象。
(2)林红用纸巾与塑料吸管摩擦后,发现塑料吸管和纸巾都能吸引不带电的泡沫小球,由带电体会吸引轻小的不带电物体说明吸管和纸巾带了“电”。
(3)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用丝绸摩擦 过的玻璃棒去靠近吸管,发现相互吸引,由异种电荷相吸引得,吸管带负电。用带正电得玻璃棒去靠近纸巾时,发现互相排 斥,由同种电荷相排斥得,纸巾与吸管带的是同种电荷。
四、验电器的构造和原理(共7小题)
1.用带正电的玻璃棒接触原来不带电的验电器金属球,发现验电器的金属箔张开,则两片金属
箔(  )
A.一定带负电 B.一定带异种电荷
C.和玻璃棒一定带异种电荷 D.的负电荷转移到了玻璃棒上
【答案】D
【解析】用带正电的玻璃棒接触原来不带电的验电器金属球,发现验电器的金属箔张开,是因为金属箔上的负电荷(电子)转移到玻璃棒上,两片金属箔由于失去电子都带了正电荷,同种电荷相互排斥而张开,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
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】ABC.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,故C正确,AB错误;
D.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D错误。
故选C。
3. 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.能反映验电器的带电情况和金箔片所处状态的是( )
【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,故C图正确。
4. 如图所示,用干燥毛巾多次摩擦PVC管和气球。将气球往上抛,然后将PVC管放在气球下方,气球就会在空中悬浮,下列说法正确的是(  )
A.气球会悬浮在PVC管上方的原因与验电器工作原理相同
B.摩擦的方法创造了电荷
C.气球之所以能悬浮在空中,是因为带电的PVC管能吸引轻小物体
D.PVC管和气球带上异种电荷
【答案】A
【解析】ACD.气球会悬浮在PVC管上方,是因为用干燥毛巾摩擦过的PVC管和气球带上了同种电荷,根据电荷间作用规律可知,同种电荷相互排斥,故气球会悬浮在PVC管上方,这与验电器的工作原理相同,故A正确,CD错误;
B.摩擦起电的实质是电子的转移,并不是创造了电荷,故B错误。故选A。
5.(2026广西二模)兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,发现锡箔纸张开,说明笔杆因为摩擦带电,锡箔纸带_______(选填“同种”或“异种”)电荷。
【答案】同种
【解析】头发摩擦过的笔杆带有电荷,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,验电器的金属箔片上都带了同种电荷,由于同种电荷相互排斥,所以两个金属箔片会张开。
6. 如图,验电器是检测物体是否带_____(选填“电”或“磁”)的仪器.用带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开,是因为两个金属箔片带有_____(选填“同种”或“异种”)电荷,相互_____(选填“吸引”或“排斥”).
【答案】电 同种 排斥
【解析】验电器是用来检验物体是否带电仪器;用带电体接触验电器的金属球时,电荷通过验电器的金属球传给金属杆传给两片金属箔,两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥而张开.
【点睛】此题考查对验电器用途、原理及其使用特点的了解,要牢记.
7. 如图所示是实验室的验电器,它的工作原理是同种电荷 ,验电器的金属箔所带的电荷量越多,金属箔的张角 ,验电器 (选填“能”或“不能”)直接检验物体带哪种电荷。
【答案】 互相排斥 越大 不能
【解析】对物体进行检验时,先将物体放在金属球上,只要物体有带电的情况下,电荷就会移动到金属箔上面,因为金属箔的电量和电荷相同,故由同种电荷相互排斥可知,金属箔会张开。
验电器的金属箔所带的电荷量越多,则电荷间的相互排斥力越大,故金属箔的张角也越大。
验电器只能检验物体是否带电,但不能检验物体带哪种电荷。
五、摩擦起电的实质(共9小题)
1.把一段塑料绳撕成细条,中间打结,用干燥的毛巾反复摩擦后,细条张开;靠近塑料瓶时,细条和塑料瓶互相吸引,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.毛巾和塑料绳摩擦时创造了电荷
B.塑料绳带电是因为它是导体
C.若塑料绳带负电是因为得到了电子
D.细条和瓶吸引是因为带异种电荷
【答案】C
【解析】A.摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷的转移,故A错误;
B.塑料绳因摩擦带电,但仍然是绝缘体,不是导体,故B错误;
C.摩擦起电时,带正电的物体失去电子,带负电的物体得到到电子,若塑料绳带负电是因为得到了电子,故C正确;
D.细条和瓶吸引是因为带电体能吸引轻小物体,故D错误。
故选C。
2.钠、氯原子结构示意图如图所示,钠与氯气反应生成氯化钠的示意图如图所示,请结合表和图提供的信息,分析下列选项中描述正确的是(  )
A.钠原子核外有10个电子
B.氯化钠整体对外显负电性
C.钠原子失去一个电子后变成钠离子,钠离子不带电
D.氯原子中,氯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
【答案】D
【解析】A.据图可知,钠原子核外有11个电子,故A错误;
B.正常情况下,氯化钠所带的正电荷和负电荷数量相等,整体对外呈电中性,故B错误;
C.钠原子失去一个电子后变成钠离子,钠离子带一个单位的正电荷,故C错误;
D.氯原子中,氯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,整个氯原子对外不显电性,故D正确。故选D。
3. 如图所示是卢瑟福原子结构模型:原子是由带正电的____和带负电的_____构成的。用原子结构的知识可以解释摩擦起电现象:摩擦起电实质是_______,例如丝绸摩擦玻璃棒时,_____失去电子而带正电。
【答案】原子核 电子 电荷的转移 玻璃棒
【解析】从卢瑟福原子结构模型可看出,原子中间的是带正电的原子核,原子核周围的是带负电的电子。
丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒原子核束缚电子能力较弱,失去电子而带正电,丝绸得到电子而带负电,所以摩擦起电实质是电荷的转移。
4.摩擦起电是生活中常用的使物体带电的方式之一。如图所示是两个不同种类的物质在摩擦时的电子转移情况,由图可知物质 (选填“A”或“B”)因为 (选填“得到”或“失去”)电子而带正电。
【答案】A 失去
【解析】由图可知,两个不同种类的物质在摩擦时,A物质原子上的电子转移到B物质原子上,由此可知,B物体对电子的束缚能力较强,容易得到电子而带负电;A物体对电子的束缚能力较弱,容易失去电子而带正电。
5.元电荷:(1)原子是由位于中心的带正电的 和核外带 电的电子组成;
(2)最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;e= ;
(3)在通常情况下,原子核所带 电荷与核外电子总共所带 电荷在数量上相等,电性相反,整个原子呈中性;
【答案】 (1)质子 负 (2) 1.06×10-19 (3) 正 负
【解析】(1)物体是由分子组成,分子是由原子组成,原子是由位于中心的带正电的原子核和核外带负电电的电子组成;
(2)最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;e=1.06×10-19;
(3)在通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等,电性相反,整个原子呈中性。
6. 物理学中一个基本的观念是“世界是由物质组成的”。
(1)1911年,著名物理学家卢瑟福在进行了α粒子散射实验后,提出了原子核式结构模型,该模型认为,原子是由原子核和带______电的核外电子构成;毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带______电,这是因为橡胶棒______(填“得到”或“失去”)了电子;
(2)以氢原子为例,下面四个图中能正确示意氢原子核式结构的是图_______(甲/乙/丙/丁)。
【答案】(1)负,负,得到;(2)丙。
【解析】(1)著名科学家卢瑟福提出了原子核式模型,原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。
用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒的原子核束缚电子的本领强,得到了电子而带负电。
(2)氢原子是由位于中心的原子核和绕原子核高速运动的外围电子构成,且原子核相对于原子,其体积比较小,故丙图正确。
7.摩擦起电的实质是电子的 ,而摩擦过程中电子发生转移是因为不同物质原子核对电子的束缚能力强弱不同。物理学上规定,丝绸摩瘵过的玻璃棒带正电,由此可以推知:对电子束缚能力较强的是 (选填“玻璃”或“丝绸”)
【答案】 转移 丝绸
【解析】摩擦起电的实质是电子的转移。得到电子的带负电,失去电子的带负电。
丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷为正电荷,是因为玻璃棒失去了电子,则同时丝绸会得到电子,即丝绸对电子的束缚能力较强。
8. 如图是部分不同物质的原子核对电子束缚能力强弱的排序图,可判断长白袜与蜡烛相互摩擦,长白袜由于 (选填“得到”或“失去”)电子而带 电。
【答案】 失去 正
【解析】由图可知,长白袜的束缚电子的能力比蜡烛弱,故长白袜与蜡烛摩擦容易起电,长白袜失去电子带正电,蜡烛得到电子带负电。
9.小智同学在错题笔记中记录了如下错题,请你帮他找出错误之处,分析错因并写出正确的解答过程。
错题记录 错题改正
“金箔工艺”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,不便用手直接拿取。正确拿取的方法是,先手持羽毛扫过纸垫,如图甲所示;再将羽毛靠近工作台上方不带电的金箔,羽毛即可将金箔吸住,如图乙所示。请分析羽毛吸起金箔的原因。 答:手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,正电荷在两者间发生转移,使得羽毛带了电,由于带电体会吸引轻小物体,靠近金箔,便可将金箔吸往。 错误之处: ; 错因分析: ; 正确解答: 。
【答案】 正电荷在两者间发生转移 不明确摩擦起电的实质 手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,电子在两者间发生转移,使得羽毛带了电,由于带电体会吸引轻小物体,靠近金箔,便可将金箔吸往。
【解析】在摩擦起电的过程中,发生转移的电荷是电子,即负电荷,因此错误之处是正电荷在两者间发生转移,错误的原因是不明确摩擦起电的实质,是电子的转移,因此改正后的正确解答应是手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,电子在两者间发生转移,使得羽毛带了电,由于带电体会吸引轻小物体,靠近金箔,便可将金箔吸往。
六、生活中的静电现象(共5小题)
1. 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,下列属于静电防护的是( )
A.静电除尘 B.静电喷漆 C.静电复印 D.运输易燃品车辆尾部挂铁链
【答案】D
【解析】A.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A不符合题意;
B.静电喷漆的原理: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B不符合题意;
C.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C不符合题意;
D.运输易燃品的车辆尾部挂有一条铁链是为了把产生的静电导走,是静电防护。故D符合题意。
故选D。
2. 如图,加油站工作人员提取油枪加油前,手必须触摸静电释放器,以清除身体上的静电,确保安全。下列说法正确的是(  )
A.静电释放器可由玻璃制成
B.身体上的静电是人体与衣服摩擦过程创造的
C.清除静电后,人体上的正、负电荷全部消失
D.清除静电时,人体的静电经静电释放器释放到大地
【答案】D
【解析】A.为了将人体的静电释放掉,则静电释放器应该是导体,而玻璃是绝缘体,故A错误;
B.人身体与衣物摩擦带电,是由于电荷发生了转移,故B错误;
C.清除静电后,人体的所带的电荷发生转移,但人体内的正负电荷不会消失,故C错误;
D.除静电时,人体、静电释放器和大地连通构成回路,人体的静电经静电释放器释放到大地,故D正确。
3.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.初春的天气,手碰到金属物体时有被电击的感觉
【答案】C
【解析】A.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.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D不符合题意。故选C。
4. 在秋冬季节比较干燥的时候,手碰到金属做的门把手时会被电得麻一下,这是由于身上穿的化纤类衣服摩擦时产生 导致的,为了避免这种情况,可以对门把手采取的措施是 。
【答案】 静电 见解析
【解析】在干燥天气里,人身上的化纤等材料的衣服因摩擦而带上的静电,人身体积累的静电,碰到金属拉手就会被电得麻一下。
在开门之前手持金属钥匙的一端,让另一端去接触金属门把手可以起到放电的效果即可。
5. 如图所示为静电喷涂的原理示意图。工作时,被喷涂的工件带正电,雾化后的涂料微粒为了能够吸附在工件上,应使涂料通过枪口时,由于_____电子(选填“失去”或“得到”)而带_____电,涂料微粒能够散开是由于____________。
【答案】得到,负,同种电荷互相排斥。
【解析】被喷涂的工件带正电,所以雾化后的涂料微粒应该带负电,这样根据异种电荷相互吸引才能使涂料吸附在工件上;因此可判断雾化后的涂料微粒通过枪口时由于得到电子而带负电,又由于各涂料微粒带同种电荷相互排斥而均匀散开。
电荷的单位—库仑
库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。库仑家里很有钱,在青少年时期,他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工程学院学习,离开学校后,他进入西印度马提尼克皇家工程公司工作。工作了八年以后,他又在埃克斯岛瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作,他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
库仑找出了在真空中两个点电荷之间的相互作用力与两点电荷所带的电量及它们之间的距离的定量关系,这就是静电学中的库仑定律,即两电荷间的力与两电荷的乘积成正比,与两者的距离平方成反比。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律,它使电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。
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人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)
第十五章 电流和电路
专题14 两种电荷
物理观念:了解静电现象,知道电荷间存在相互作用,能用原子核式结构模型解释摩擦起电现象,能了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。
科学思维:能通过实验观察及生活现象归纳,得出电荷间的相互作用规律。
科学探究: 能完成有关摩擦起电及电荷间相互作用规律的实验探究。通过实验过程提升学生的观察能力、分析能力、归纳能力和表述信息能力,让学生明确实验过程和结果推理的逻辑性;在学习过程中注意与他人合作。
科学态度与责任:对静电的利用与防止能提出合理化建议。养成学以致用的习惯,体会物理与生活的紧密联系。
贯彻本节课核心素养目标,必须完成以下精细化的学习目标
1. 认识摩擦起电现象,会运用摩擦起电的知识解释一些简单的相关现象。
2. 通过实验探究两种电荷及电荷间的相互作用规律,感受和领悟人们在认识“自然界中只有两种电荷”的过程中所运用的推理方法。
3. 知道验电器的构造、作用及工作原理,知道电荷量及其单位。
4. 知道原子及其结构、摩擦起电的原因。
5. 知道静电现象,了解静电的防止和利用。
本节课重点难点
重点:通过摩擦起电现象认识自然界存在两种电荷,知道电荷间的相互作用规律。
难点:难点是对电荷的认识;通过实验进行推理,得出“只有两种电荷”的逻辑推理过程。
知识点一、电荷间的相互作用
1.摩擦起电现象
(1)摩擦起电:摩擦过的物体具有_____轻小物体的现象叫摩擦起电;
(2)使物体带点的方法:①______;②感应起电; ③接触带电。
2.两种电荷及电荷间的相互作用
(1)正电荷:用_____摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷;
(2)负电荷:用______摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;
(3)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互_____,异种电荷相互_____。
3.验电器
实验室里常用验电器来检验物体是否带电,验电器是利用______的原理制成的,从验电器_____的大小,可以大体判断所带电荷的多少。
4. 电荷量
(1)定义:_____的多少叫作电荷量,简称电荷,用字母Q表示。
(2)单位:_____,简称库,符号是C。上述实验室中的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的电荷量大约只有10-7C。
知识点二、 摩擦起电的原因
1.原子及其核式结构
1.原子由原子核和电子构成,原子核带____电,位于原子中心,电子带____电,绕原子核运动。
2.元电荷:
①最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;e=______C;
②通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上___,电性____,整个原子呈中性。
2. 摩擦起电的实质
不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体摩擦时,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。失去电子的物体因为缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。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。所以摩擦起电的实质是:电子的转移。同种物质摩擦不起电的原因是原子核对核外电子的束缚能力相同,电子不能发生转移。
知识点三、静电的防止和利用
1. 静电现象
(1)生活中的一些静电现象:在干燥和多风的秋天,日常生活中,人们常常会碰到这种现象:晚上脱毛衣睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;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;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱;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。
(2)闪电:夏季雷雨时,天空中划过的闪电是自然界发生的一种剧烈的放电现象。在大气强对流的天气条件下,空气及云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,这就是闪电。
【结论】物体摩擦后聚集了大量的电荷,电荷间会发生剧烈的作用。这就是一种_____现象。
2. 静电的应用
静电现象在生产、生活中有广泛应用,如静电复印、静电拖把、静电喷涂、净化空气等。
(1)静电拖把:静电拖把就利用_____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。
(2)静电复印:可以迅速、方便的把图书、资料、文件复印下来。静电复印机是利用静电正、负电荷能____的原理制成的。利用光敏半导体材料的静电与光敏特性,用类似照相和印刷的方法,将文献上的文字、图像转移到纸上的复制过程。
(3)静电喷涂:静电喷涂设备通常由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。在静电喷涂过程中,接地的被涂物作为正极,油料雾化器(即喷杯或喷盘)接高压电作为负极。当涂料通过喷枪并被高压静电发生器产生的负高压作用时,涂料会带上负电并进一步雾化。在静电力的作用下,涂料粒子沿着电力线的方向被吸附到带正电的工件表面,形成均匀的涂膜。这样能使油漆与工件表面结合得更牢固。
静电喷涂 空气净化器
(4)空气净化器:闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入空气,A处的颗粒物也被吸入净化器,颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时,受到强烈的吸引力,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。颗粒物与光洁金属网C接触后也带上负电,被带有正电荷的活性炭棉芯层D牢牢吸引,这是利用异种电荷______的原理,最终达成对空气的净化作用。
3. 静电的危害
(1)闪电:可能导致人畜伤亡、建筑物损毁。
(2)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。
(3)击穿电子元件:目前大规模集成电路被广泛应用在航天、计算机、遥控技术领域。因此,在生产过程中每一道工序都要防止静电放电造成的击穿而造成报废,美国每年因静电放电致使半导体器件的损失达100亿美元,日本的微电子产品报废损失中有70%是因静电放电造成的。
4. 静电的防止
生活中遇到易燃、易爆物品时,要注意防止静电的产生。
(1)静电释放器:静电释放器的原理非常简单。它通常由金属材质或导电材料制成,通过触摸可以释放身上的静电。当人们触摸释放器时,静电会通过金属材料流入_____或其他导电材料中。这样一来,身体和物体之间的电压差就会减小或消除,从而消除了静电。
静电释放器 避雷针
(2)避雷针: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,如图所示。
易错点:解决带电体产生的作用问题容易忽视带电体能够吸引轻小物体
(1)吸引轻小物体 :当一个物体带电后,它会表现出能够吸引纸屑、灰尘、通草小球等轻小物体的特性。这是判断物体是否带电的基本依据之一。
(2)电荷间的相互作用 :两个带电体之间会因所带电荷的种类不同而产生不同的力:
同种电荷(如正-正或负-负)之间相互排斥;
异种电荷(正-负)之间相互吸引。
一、识别摩擦后的物体带何种电荷思路
依据“丝绸摩擦玻璃棒带正电”“毛皮摩擦橡胶棒带负电”的标准定义。
二、电荷间相互作用规律解决问题方法
(1)同种电荷相互 排斥 ,异种电荷相互 吸引 。
(2)常结合轻质小球、气球、吸管等实验情境进行判断 。
三、摩擦起电实质的分析方法
(1)实质: 电子转移 ,非创造电荷;束缚电子能力弱的物体 因失去电子缺少电子而带正电 ,强的因 得到电子多余电子而带负电。
(2)转移:摩擦起电是电子的“搬家”,得电子带负电,失电子带正电。
(3)电子转移的方向:由所带电子多的物体转移到所带电子少的物体上,或者由所带电子多的物体转移到电中性的物体上,再或者由电中性的物体转移到所带电子少的物体上。
(4)常考材料组合:玻璃/丝绸、橡胶/毛皮、塑料梳子/头发等。
知识点一、电荷间的相互作用
【例题1】(2026安徽一模)玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,在摩擦过程中(  )
A. 玻璃棒和丝绸都得到电子
B. 玻璃棒和丝绸都失去电子
C. 玻璃棒失去电子,丝绸得到电子
D. 玻璃棒得到电子,丝绸失去电子
【答案】C
【解析】由于玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱,在与丝绸摩擦的过程中,一部分电子从玻璃棒转移到丝绸上,从而使得玻璃棒失去电子,带正电;而丝绸得到电子,带负电。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【例题2】甲、乙、丙三个轻质小球相互靠近时的情景如图所示。若甲球带正电,则下列说法正确的是(  )
A.乙球一定带负电 B.丙球一定带负电
C.丙球可能不带电 D.乙和丙的情景展示了验电器的原理
【答案】C.
【解析】ABC.由左图知,甲球与乙球靠近时相互排斥,已知甲球带正电,根据同种电荷相互排斥可知,乙球一定带正电;由右图知,乙球与丙球靠近时相互吸引,根据异种电荷相互吸引可知,丙球可能带负电;但带电体能够吸引不带电的轻小物体,所以丙球也可能不带电;故C正确,AB错误;
D.验电器的原理是同种电荷互相排斥,故D错误。
所以选C。
【例题3】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】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。
知识点二、摩擦起电的原因
【例题4】(2026江苏常州一模)下列粒子中,带负电的是(  )
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 原子核
【答案】A
【解析】原子由原子核和核外电子构成,原子不显电性,核外电子带负电,原子核带正电,原子核由中子和质子构成,中子不带电,质子带正电,所以带负电的是电子,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
【例题5】(2026四川广元一模)毛皮摩擦过的橡胶棒,橡胶棒带负电,以下说法正确的是(  )
A. 因橡胶棒带电说明橡胶棒是导体
B. 毛皮摩擦橡胶棒的过程中,橡胶棒失去正电荷而带负电
C. 橡胶棒是否带电和墙上的插座是否带电,都可以用试电笔进行检测
D. 橡胶棒带负电是因为毛皮失去的电子转移到了橡胶棒上
【答案】D
【解析】A.橡胶棒带上的是电荷,但橡胶棒不导电是绝缘体,故A错误;
B.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,橡胶棒得到电子而带负电,故B错误;
C.橡胶棒带上的负电荷非常微弱,试电笔无法检测出来,家庭电路中的大电流才能被试电笔检测出来,故C错误;
D.橡胶棒带负电是因为毛皮失去的电子转移到了橡胶棒上,橡胶棒得到电子,故D正确。故选D。
【例题6】用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒因______(选填“得到”或“失去”)电子而带上正电荷,此时玻璃棒具有____________的性质;如图将它与不带电的验电器金属球接触,验电器的金属箔张开,是因为______(选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥;如图所示是不同物质的原子核对电子约束能力强弱的排序图,分析可知:蜡烛与毛衣摩擦后,蜡烛带______电。
【答案】失去,吸引轻小物体,同种,负.
【解析】摩擦起电中,被丝绸摩擦过的玻璃棒是带正电的,因为失去了电子。
带电体具有吸引轻小物体的性质,被丝绸摩擦过的玻璃棒是带电体,也具有吸引轻小物体的性质。
验电器的金属箔张开是因为带上了同种电荷,同种电荷相互排斥。
因为蜡烛的原子核对电子的约束能力强于毛衣,所以蜡烛与毛衣摩擦后,蜡烛得到电子,带负电。
【例题7】如图将有机玻璃架在两本书之间,下方放些纸屑,用丝绸反复摩擦有机玻璃,纸屑就会上下飞舞、跳跃不停。这是因为摩擦的有机玻璃带了电,具有_______的性质。如果有机玻璃带有负电,是因为在摩擦的过程中,有机玻璃____电子的缘故,物体带有电荷的多少叫电荷量,电荷量的单位是____。
【答案】吸引轻小物体,得到,库仑。
【解析】带电体具有吸引轻小物体的性质,用干燥的丝绸在玻璃板上摩擦,有机玻璃板能将碎纸屑“吸”起,这是因为摩擦过的有机玻璃板带了电荷,能吸引轻小物体。
“摩擦起电”并不是创造了电,只是依靠摩擦,使电荷从一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,并且相互摩擦的两个物体同时带上了等量异种电荷,如果有机玻璃带有负电,是因为在摩擦的过程中,有机玻璃得到电子的缘故。
电荷的多少叫电荷量,在国际单位制中,其单位是库仑。
知识点三、静电的防止和利用
【例题8】静电复印技术已经逐渐走入人们的生活。小华利用身边的素材来简单模拟静电复印原理,具体操作步骤如图所示。
(1)找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面,其目的是通过摩擦使塑料板_________;
(2)用干燥的手指在塑料板上写一个“大”字,其目的是借助人体将“大”字部分的电荷导走,因为人体具有_______性;
(3)将塑料板平放,在上面均匀地撒上一层干木屑,再将塑料板缓慢竖起,一个“大”字就在塑料板上显现出来了。“大”字部分的干木屑由于受到重力作用而滑落,其他部分的干木屑被吸引是因为_______。
【答案】带电;导电;带电体能吸引轻小的物体。
【解析】(1)用摩擦的方法可使物体带电,因此找一块塑料板,用丝绸快速摩擦整个板面可以使塑料板带电。
(2)由于人是导体,因此可以借助人体将“大”字部分的电荷导走。
(3)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,将塑料板缓慢竖起,“大”字部分的干木屑由于没有电荷吸引而在重力作用下滑落,其他部分的干木屑被吸引是因为带电体能吸引轻小物体。
一、摩擦起电现象(共3小题)
1. 下图是用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近气球时的情形,则气球(  )
A. 不带电 B. 带正电 C. 带负电 D. 无法判断
2.小晋做饭时,不小心把一些干燥的芝麻洒在地板上。他取出保鲜袋在毛衣上摩擦几下,接着使其靠近地板上的芝麻,就轻松清理了地板上的芝麻。下列说法正确的是(  )
A.保鲜袋吸引芝麻的原理与验电器的原理相同
B.若保鲜袋失去了电子,则保鲜袋带正电
C.保鲜袋带电,是通过摩擦的方法创造了电荷
D.芝麻洒在地板上是扩散现象
3. 物理学告诉我们,自然界中只有 种电荷。用丝绸摩擦过的 带的电荷叫正电荷;用毛皮摩擦过的 带的电荷叫负电荷;
二、带电体可以吸引轻小物体(共4小题)
1.善于观察的小华发现:穿羽绒服很轻,但在天气干燥时有些羽绒服表面容易吸附灰尘而变脏,请用物理知识解释羽绒服轻及容易吸附灰尘的原因。
2. “金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,最薄可达0.12μm。直接用手拿取会导致破碎。如图甲所示,把羽毛靠近金箔,金箔在工作台上静止不动;手持羽毛轻轻扫过纸垫,如图乙所示;再将羽毛靠近工作台上方的金箔,羽毛即可将金箔吸起,如图丙所示。羽毛能够吸起金箔的原因是(  )
A.带电物体能够吸引轻小物体 B.羽毛与金箔摩擦产生电荷
C.异种电荷相互吸引 D.同种电荷相互排斥
3.我国春节期间有“二十三,糖瓜粘;二十四,扫房子”的习俗。小媛在扫房子时,发现用干绸布擦拭镜子后,镜面上吸附了一些灰尘。对此现象,下列说法正确的是(  )
A.干绸布擦拭镜子过程中创造了电荷
B.干绸布若带正电,则镜面一定得到了电子
C.镜面与干绸布摩擦带了等量同种电荷
D.镜面能吸附灰尘是因为带电体可以吸引轻小物体
4.四个轻质小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示,c球带正电,则下列说法正确的是(  )
A.a球一定带负电,b球一定带正电
B.a球一定带负电,d球可能不带电
C.b球一定带正电,d球可能不带电
D.b球一定带正电,d球一定带负电
三、两种电荷的相互作用规律(共8小题)
1. 甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知丙球带负电。下列判断正确的是( )
A.甲、乙两球均带正电 B.甲、乙两球均带负电
C.甲球带正电,乙球一定带负电 D.甲球带负电,乙球可能不带电
2.轻质泡沫小球、B与橡胶棒C之间的相互作用如图所示,C带负电。可以判定(  )
A.带正电 B.B可能不带电
C.B带正电 D.可能不带电
3.四个悬挂着的轻质通草小球,静止时的位置关系如图所示,下列说法正确的是(  )

A.4个小球中至少有3个球带电
B.B球与D球一定带有同种电荷
C.A球与C球一定带有电荷
D.B球可能带电,也可能不带电
4. 甲、乙、丙三个轻质小球情况如图,已知乙带负电,丙 电(选填“带正”、“带负”或“不带”)。请选出符合小球甲情况的选项: (选填序号①带负电②带正电③不带电)。
5. 现有A、B.C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,B和C互相排斥,则B   (选填“带正电”、“带负电”或者“不带电),A和C互相   。
6.将气球与干燥的头发摩擦后,看到如图所示的有趣现象。这是因为气球与头发摩擦后带上了 ,由于异种电荷相互 ,因而使头发吸附在气球上。夏天,用塑料泡沫箱放入冰块装运海鲜,可达到减少装载质量和保鲜的目的,其中利用了塑料泡沫密度小和 (选填“隔热”“导热”或“绝缘”)效果好的特性。
7.如图所示,带正电荷的两个轻小物体靠近时相互排斥,说明同种电荷之间有斥力的作用。如果你是物理学家,你由此现象能提出什么样的问题继续探究?
8.探究“电荷间的相互作用规律”
(1)实验时应选择较 (选填“干燥”或“潮湿”)的环境,这样才容易产生摩擦起电现象;
(2)林红用纸巾与塑料吸管摩擦后,发现塑料吸管和纸巾都能吸引不带电的泡沫小球,这说明吸管和纸巾带了“电”,判断的根据是 ;
(3)林红想知道塑料吸管和纸巾带的是“正”电还是“负”电呢?他又进行了下面实验:用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管,发现相互吸引,可判断吸管带 电:再用这个玻璃棒去靠近纸巾时,发现互相排斥,可判断纸巾与吸管带的是 种电荷。
四、验电器的构造和原理(共7小题)
1.用带正电的玻璃棒接触原来不带电的验电器金属球,发现验电器的金属箔张开,则两片金属
箔(  )
A.一定带负电 B.一定带异种电荷
C.和玻璃棒一定带异种电荷 D.的负电荷转移到了玻璃棒上
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
3. 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.能反映验电器的带电情况和金箔片所处状态的是( )
4. 如图所示,用干燥毛巾多次摩擦PVC管和气球。将气球往上抛,然后将PVC管放在气球下方,气球就会在空中悬浮,下列说法正确的是(  )
A.气球会悬浮在PVC管上方的原因与验电器工作原理相同
B.摩擦的方法创造了电荷
C.气球之所以能悬浮在空中,是因为带电的PVC管能吸引轻小物体
D.PVC管和气球带上异种电荷
5.(2026广西二模)兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示,将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线,发现锡箔纸张开,说明笔杆因为摩擦带电,锡箔纸带_______(选填“同种”或“异种”)电荷。
6. 如图,验电器是检测物体是否带_____(选填“电”或“磁”)的仪器.用带电体接触验电器的金属球,金属箔就会张开,是因为两个金属箔片带有_____(选填“同种”或“异种”)电荷,相互_____(选填“吸引”或“排斥”).
7. 如图所示是实验室的验电器,它的工作原理是同种电荷 ,验电器的金属箔所带的电荷量越多,金属箔的张角 ,验电器 (选填“能”或“不能”)直接检验物体带哪种电荷。
五、摩擦起电的实质(共9小题)
1.把一段塑料绳撕成细条,中间打结,用干燥的毛巾反复摩擦后,细条张开;靠近塑料瓶时,细条和塑料瓶互相吸引,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.毛巾和塑料绳摩擦时创造了电荷
B.塑料绳带电是因为它是导体
C.若塑料绳带负电是因为得到了电子
D.细条和瓶吸引是因为带异种电荷
2.钠、氯原子结构示意图如图所示,钠与氯气反应生成氯化钠的示意图如图所示,请结合表和图提供的信息,分析下列选项中描述正确的是(  )
A.钠原子核外有10个电子
B.氯化钠整体对外显负电性
C.钠原子失去一个电子后变成钠离子,钠离子不带电
D.氯原子中,氯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
3. 如图所示是卢瑟福原子结构模型:原子是由带正电的____和带负电的_____构成的。用原子结构的知识可以解释摩擦起电现象:摩擦起电实质是_______,例如丝绸摩擦玻璃棒时,_____失去电子而带正电。
4.摩擦起电是生活中常用的使物体带电的方式之一。如图所示是两个不同种类的物质在摩擦时的电子转移情况,由图可知物质 (选填“A”或“B”)因为 (选填“得到”或“失去”)电子而带正电。
5.元电荷:(1)原子是由位于中心的带正电的 和核外带 电的电子组成;
(2)最小的电荷叫元电荷(一个电子所带电荷)用e表示;e= ;
(3)在通常情况下,原子核所带 电荷与核外电子总共所带 电荷在数量上相等,电性相反,整个原子呈中性;
6. 物理学中一个基本的观念是“世界是由物质组成的”。
(1)1911年,著名物理学家卢瑟福在进行了α粒子散射实验后,提出了原子核式结构模型,该模型认为,原子是由原子核和带______电的核外电子构成;毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带______电,这是因为橡胶棒______(填“得到”或“失去”)了电子;
(2)以氢原子为例,下面四个图中能正确示意氢原子核式结构的是图_______(甲/乙/丙/丁)。
7.摩擦起电的实质是电子的 ,而摩擦过程中电子发生转移是因为不同物质原子核对电子的束缚能力强弱不同。物理学上规定,丝绸摩瘵过的玻璃棒带正电,由此可以推知:对电子束缚能力较强的是 (选填“玻璃”或“丝绸”)
8. 如图是部分不同物质的原子核对电子束缚能力强弱的排序图,可判断长白袜与蜡烛相互摩擦,长白袜由于 (选填“得到”或“失去”)电子而带 电。
9.小智同学在错题笔记中记录了如下错题,请你帮他找出错误之处,分析错因并写出正确的解答过程。
错题记录 错题改正
“金箔工艺”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,不便用手直接拿取。正确拿取的方法是,先手持羽毛扫过纸垫,如图甲所示;再将羽毛靠近工作台上方不带电的金箔,羽毛即可将金箔吸住,如图乙所示。请分析羽毛吸起金箔的原因。 答:手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,正电荷在两者间发生转移,使得羽毛带了电,由于带电体会吸引轻小物体,靠近金箔,便可将金箔吸往。 错误之处: ; 错因分析: ; 正确解答: 。
六、生活中的静电现象(共5小题)
1. 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,下列属于静电防护的是( )
A.静电除尘 B.静电喷漆 C.静电复印 D.运输易燃品车辆尾部挂铁链
2. 如图,加油站工作人员提取油枪加油前,手必须触摸静电释放器,以清除身体上的静电,确保安全。下列说法正确的是(  )
A.静电释放器可由玻璃制成
B.身体上的静电是人体与衣服摩擦过程创造的
C.清除静电后,人体上的正、负电荷全部消失
D.清除静电时,人体的静电经静电释放器释放到大地
3.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.初春的天气,手碰到金属物体时有被电击的感觉
4. 在秋冬季节比较干燥的时候,手碰到金属做的门把手时会被电得麻一下,这是由于身上穿的化纤类衣服摩擦时产生 导致的,为了避免这种情况,可以对门把手采取的措施是 。
5. 如图所示为静电喷涂的原理示意图。工作时,被喷涂的工件带正电,雾化后的涂料微粒为了能够吸附在工件上,应使涂料通过枪口时,由于_____电子(选填“失去”或“得到”)而带_____电,涂料微粒能够散开是由于____________。
电荷的单位—库仑
库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。库仑家里很有钱,在青少年时期,他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工程学院学习,离开学校后,他进入西印度马提尼克皇家工程公司工作。工作了八年以后,他又在埃克斯岛瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作,他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
库仑找出了在真空中两个点电荷之间的相互作用力与两点电荷所带的电量及它们之间的距离的定量关系,这就是静电学中的库仑定律,即两电荷间的力与两电荷的乘积成正比,与两者的距离平方成反比。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律,它使电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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