4.1.1电荷与电流-电荷

第4章电路探秘第1节电荷与电流第1课时电荷1.摩擦起电①电荷的概念：物体具有____________________的性质，我们就说物体带了电，或者说带了电荷。②摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，带了电的物体叫带电体。物体之间的摩擦会使一个物体上的__________转移到另一个物体上，得到电子的那个物体就带________电了，另一个失去电子的物体就带等量的________电，这种现象称为摩擦起电。摩擦起电的电不流动，这些物体所带的电荷叫做________。③带电体的性质：带电体具有____________的性质，利用这个性质可以检验物体是否带电。易错提醒：在摩擦起电过程中电荷总量是保持不变的，即电荷守恒。可见，摩擦起电不是创造了电荷，只是电荷发生了转移。摩擦起电的实质：不是创造了电，而是______________________________。2.两种电荷①正电荷：丝绸摩擦过的__________上带的电荷规定为正电荷，正电荷用“+”号表示。②负电荷：毛皮摩擦过的__________上带的电荷规定为负电荷，负电荷用“一”号表示。③电荷间的相互作用规律：同种电荷____________，异种电荷____________。④验电器：是检验物体是否带电的仪器，其原理是_____________________。【点拨】点吸引有两种情况，一是带电体吸引原来不带电的轻小物体：二是两个带异种电荷的物体相互吸引。而排斥只有一种情况，那就是两个物体都带电，且带的是同种电荷。【答案提示】1．②电子负正静电③吸引轻小物体电子发生了转移2.①玻璃棒②橡胶棒③相互排斥相互吸引④同种电荷相互排斥【随堂训练】1.被毛皮摩擦过的橡胶棒会带负电，这是因为(A)A．有电子发生了转移B．有原子核发生了转移C．摩擦创造了正电荷D．摩擦创造了负电荷【解析】通过摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒带负电。摩擦起电的实质是电子的转移，与毛皮摩擦边的橡胶棒带上负电荷，这是因为毛皮上的电子转移到橡胶棒，橡胶棒得到了电子，带负电。2.甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂，相互作用情况如图所示，如果丙带正电荷，则甲(A)A．可能带负电荷B．一定带负电荷C．一定带正电荷D．可能带正电荷【解析】由图知乙、丙相互排斥，说明乙、丙一定带同种电荷，已知丙带正电，则乙一定也带正电；图中甲、乙相互吸引，根据异种电荷相互吸引、带电体具有吸引轻小物体的性质可知，甲可能带负电或不带电，故A正确，BCD错误。3.如图是“静电章鱼”实验，用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面，此时塑料丝静止在空中，形状像章鱼。下列分析正确的是(B)A．塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起B．塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状C．塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电D．塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数【解析】A、塑料丝和塑料管带同种电荷，同种电荷相互排斥，故A错误；B、因为塑料丝之间相互排斥，所以塑料丝间带了同种电荷，故B正确；C、因为毛皮易失去电子，所以它与塑料管摩擦后，塑料管会得到电子而带负电，故C错误；D、由电荷守恒定律可知塑料管得到的电子等于毛皮和它摩擦一次所失去的电子，故D错误。4.在干燥的头发上梳过的塑料梳子靠近细细的水流，会观察到如图所示的现象，这是由于梳子摩擦后__________，会吸引细细的水流；当梳子靠近带负电的小球，小球被排斥，说明梳子带__________电。【答案】带电；负【解析】摩擦过的梳子可以吸引细小的水流，是因为梳子摩擦带电而造成的；根据同种电荷相互排斥可知，当梳子靠近带负电的小球，小球被排斥，说明梳子带负电。5.如图是小科判断泡沫球带电情况的流程，请填空。【答案】负正【解析】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，丝绸摩擦过玻璃棒带正电荷；若泡沫球与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，则泡沫球带负电荷；若泡沫球与毛皮摩擦过的橡胶棒相互吸引，则泡沫球可能带正电荷，也可能不带电，如与丝绸摩擦过玻璃棒相排斥，则说明泡沫球带正电荷，若与丝绸摩擦过玻璃棒相吸引则不带电。6.小丽同学要探究电荷之间的相互作用力跟什么因素有关，将一个带正电的物体放在A处，然后将挂在丝线上带电的小球先后挂在P1、P2、P3处。小球受力发生偏移的情况如图所示，可知小球带_______(填“正”或“负”)电，得出的结论是____________________________________________。【答案】正；电荷之间的相互作用跟距离有关，距离越远，电荷之间的相互作用力越小【解析】小球远离带正电的A球，说明细线悬挂的小球带正电，悬挂的小球离带正电的A球越远，受到的作用力越小，同种电荷越近排斥作用越强，所以，电荷之间的相互作用跟距离有关。7.摩擦起电的原因是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，电子发生转移而使相互摩擦的两个物体带上了等量的异种电荷。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……顺序表排在前面的物质束缚电子能力比较弱。请你判断兔毛和木棒摩擦后木棒带电的情况，并说出你判断的依据。【答案】兔毛带正电，木棒带负电。兔毛束缚电子的能力弱于木棒，所以摩擦时，兔毛失去电子带正电，木棒得到电子带负电。【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷。束缚电子能力强的物体容易得到电子，带负电；束缚电子能力弱的物体容易失去电子，带正电1．电脑显示屏表面比它下面的电脑桌表面有更多的灰尘，是因为(B)A．显示屏工作时，表面温度较高B．显示屏工作时，显示屏表面带电，容易吸附灰尘C．房间里灰尘的自然堆积D．显示屏是用吸附灰尘能力较强的材料制成的【解析】电脑显示器内部电路很复杂，在工作时，由于电流感应产生大量的静电，可以吸引轻小的灰尘。2．下列现象中，由于摩擦起电造成的是(C)A．演奏二胡时，琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音B．冬天感到手冷时，双手摩擦会使手变暖和C．在干燥的天气里脱毛衣，会听到轻微的噼啪声D．把钢针沿磁体摩擦几下，钢针就能吸引铁屑【解析】A、演奏二胡时，琴弓的弓毛与琴弦摩擦产生声音，属于振动产生声音，不属于摩擦起电；B、冬天感到手冷时，双手摩擦会使手变暖和，是摩擦生热，机械能转化成内能，不属于摩擦起电；C、在干燥的天气里脱毛衣，会听到轻微的噼啪声，是因为毛衣和衬衣摩擦带电，放电产生的噼啪声，符合题意；D、把钢针沿磁体摩擦几下，钢针就能吸引铁屑，是磁化现象，不是摩擦起电。3．有甲、乙、丙三个小球，甲带正电。先用甲靠近乙，发现乙被甲吸引并接触；再用乙靠近丙，丙被乙排斥。则下列关于小球最初带电情况的判断，正确的是(C)A．乙一定带正电，丙一定带正电B．乙一定带负电，丙一定带负电C．乙可能不带电，丙可能带正电D．乙一定不带电，丙可能带负电【解析】甲带正电，乙被甲吸引，说明乙不带电或带负电；①若乙不带电，乙被甲吸引并接触后，乙会带正电，乙靠近丙，丙被排斥，说明丙带正电；②若乙带负电，乙被甲吸引并接触后，一部分电荷会被中和，则乙又会有两种情况：带正电或带负电；乙被甲吸引并接触后，若乙带正电，乙靠近丙，丙被乙排斥，则丙带正电；乙被甲吸引并接触后，若乙带负电，乙靠近丙，丙被乙排斥，则丙带负电；综上所述，乙可能不带电或带负电，丙可能带正电，也可能带负电。4．为了消除人体上因摩擦而产生的静电，在加油站里加油时，一般都要先用手触摸静电释放按钮，将静电释放掉后再加油，如图所示。下列说法中，错误的是(C)A．固体之间的相互摩擦可能产生静电B．静电释放按钮上面手触摸的部位一定是导体C．某物体能吸引轻小物体，则该物体一定带有静电D．摩擦起电的实质是相互摩擦的物体间产生了电荷的转移【解析】A、用摩擦的方法可以使物体带电，固体之间相互摩擦可能产生静电，故A正确；B、静电释放按钮上面手触摸的部位一定是导体，这样才能把人体上的静电传走，故B正确；C、带正电的物体甲能吸引物体乙，物体乙可能带负电，也可能不带电，故C错误；D、摩擦起电的实质是电子的得失，得电子的带负电，失电子的带正电，相互摩擦的物体间产生了电荷的转移，故D正确。5．如图所示，用一段细铁丝做一个支架，作为转动轴，把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电，则(C)A．把某个物体放在带电吸管一端的附近，发现吸管向该物体靠近，说明该物体带电B．把用毛皮摩擦过的橡胶棒放在带电吸管一端的附近，如果吸管与橡胶棒相排斥，那么吸管带正电C．吸管和餐巾纸摩擦起电时，分别带上了异种电荷D．吸管和餐巾纸摩擦起电的过程中创造了电荷【解析】A、带电体除了吸引带有异种电荷的物体外，还可以吸引不带电的轻小物体，所以不能判定物体是否带电，故A错误；B、毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，橡胶棒放在带电吸管一端的附近，发现吸管与橡胶棒相排斥，那么吸管带负电，故B错误；CD、吸管和餐巾纸摩擦起电时，一个物体因为失去电子带上了正电，另一个物体因为得到电子带了负电，故它们带上了异种电荷，故C正确，D错误。6．如图所示，小女孩接触带电体后，头发呈“爆炸”状。此时，该小女孩(A)A．头发上一定都带了同种电荷B．头发上一定都带了正电荷C．头发上一定都带了负电荷D．全身正电荷总和一定等于负电荷总和【解析】A、小女孩接触带电体后头发呈“爆炸”状。说明头发带同种电荷，相互排斥所致。故A正确。B、头发带同种电荷，可能都带正电荷也可能都带负电荷，相互排斥所致。故B错误。C、头发带同种电荷，可能都带正电荷也可能都带负电荷，相互排斥所致。故C错误。D、小女孩接触带电体后，女孩带电，可能带负电也可能带正电，且正电荷总和一定不等于负电荷总和。故D错误。7．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带了负电，这是由于(D)A．毛皮束缚电子的能力比较强B．橡胶棒的正电荷转移到了毛皮上C．摩擦过程中创造了负电荷D．橡胶棒上有了多余的负电荷【解析】用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒的原子核束缚核外电子的本领强而夺得电子，橡胶棒上有多余电子带负电，毛皮的原子核束缚核外电子本领弱而失去电子，毛皮因缺少电子带正电；摩擦起电的实质不是创造了电荷，而是电子的转移，故ABC错误，D正确。8．下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，毛皮与图中的___________摩擦最容易起电，且它们摩擦后毛皮带______(填“正”或“负”)电。【答案】梳子；正【解析】由图可知，毛皮的束缚电子的能力最弱，梳子束缚电子的能力最强，故毛皮与梳子摩擦最容易起电；毛皮失去电子带正电，梳子得到电子带负电。9．老师在课堂上演示了下图所示的三个实验：如图甲所示，将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近，观察发生的现象；如图乙所示，将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近，观察发生的现象；如图丙所示，将上述玻璃棒和橡胶棒相互靠近，观察发生的现象。(1)在图甲中观察到的现象是________________________，在图丙中观察到的现象是__________________________________。(2)根据甲、乙两实验现象，可以初步得到的结论是______________________。(3)结合甲、乙实验现象，由丙实验可以得到的结论是________________________。【答案】（1）两玻璃棒相互排斥；玻璃棒和橡胶棒相互吸引；（2）同种电荷相互排斥；（3）异种电荷相互吸引【解析】（1）图甲中观察到的现象是：两根用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近时会相互排斥；图乙中观察到的现象是：两根用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时会相互排斥；图丙中观察到的现象：丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时，它们之间会相互吸引；（2）（3）原因是摩擦起电的实质是电子的转移，两根用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷都是同种电荷，被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷与被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是不同的，所以由此可得出的结论是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。10．打开水龙头，放出一股细细的水流，将在干燥的头发上梳过的塑料梳子靠近水流，发生的现象及原因是(D)A．水流远离梳子，因为梳子摩擦后具有磁性，排斥水流B．水流靠近梳子，因为梳子摩擦后具有磁性，吸引水流C．水流远离梳子，因为梳子摩擦带电后排斥水流D．水流靠近梳子，因为梳子摩擦带电后吸引水流【解析】在干燥的头发上梳过的塑料梳子由于摩擦带了电。带电物体能吸引轻小物体。水流是轻小物体，故被带电的梳子吸引。11．将一根带正电的玻璃棒靠近一颗以绝缘细线悬挂的不带电金属球，但玻璃棒与金属球不互相接触。关于金属球两侧所带电性与受力达到平衡状态时的示意图，下列选项最合理的是(B)A．B．C．D．【解析】带正电的玻璃棒靠近不带电的金属球时，由于感应带电，不带电的金属球靠近带玻璃棒的一端带上负电荷，另一端带上正电荷，由于异种电荷相互吸引，所以带正电的玻璃棒和带负电的金属球会相互吸引，故B正确。12．“为什么丝绸要与玻璃棒摩擦而毛皮要与橡胶棒摩擦？”这个问题困扰着刚学习摩擦起电的科学研究小组的成员，于是他们进行了科学探究。(1)首先是一道题给了他们启发：①用丝绸分别摩擦玻璃棒和保鲜膜，再将经丝绸摩擦过的玻璃棒和保鲜膜靠近，两者会相互吸引。可见保鲜膜经丝绸摩擦后带的是____电荷；②丝绸、玻璃棒、保鲜膜三者相比，在摩擦时最容易失去电子的是玻璃棒，最容易捕获电子的是_____________。于是就排出了这三种物质捕获其他物质的电子能力的强弱，如法炮制，就可以得到一张“摩擦起电顺序表”。他们感觉问题有了头绪。(2)然后成员们做了一些材料，排了序，有些实验现象不明显，很难判断，他们想网上会不会有“摩擦起电顺序表”，于是上网查询，果真如愿。根据你所学的摩擦起电知识和“摩擦起电顺序表”，判断下列说法中正确的是(C)A．跟纸摩擦过的硬橡胶棒带正电B．跟纸摩擦过的玻璃棒带负电C．跟保鲜膜摩擦过的硬橡胶棒带正电D．跟保鲜膜摩擦过的玻璃棒带负电(3)解决了该问题后，同学们又发现塑料吸管与纸巾摩擦后能吸引小泡沫，说明吸管带了电。那么“用纸巾摩擦过的塑料吸管带的是正电还是负电”呢？给你玻璃棒、丝绸、橡胶棒、毛皮、塑料吸管、纸巾和细线，请你帮助他们设计一个可行的实验方案对此问题进行探究，简要说明实验步骤____________________________________________________________________________________。【答案】（1）负；保鲜膜；（2）C；（3）先用细线将纸巾摩擦过的塑料吸管悬挂起来，再用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近塑料吸管，若塑料吸管和玻璃棒相互吸引，说明塑料吸管带负电，若相互排斥则带正电。【解析】（1）因为丝绸与玻璃棒摩擦时，电子会从玻璃棒转移到丝绸上，结果玻璃棒失去电子而带正电，丝绸失去了电子而带正电；当将用丝绸摩擦过的玻璃棒，与用丝绸摩擦过的保鲜膜，接触时，两者相吸，说明保鲜膜带负电；丝绸与玻璃棒摩擦得到电子，而与保鲜膜摩擦失去电子