
第十五章 電流和電路第1課 兩種電荷
新課導(dǎo)入
“怒發(fā)沖冠”
【思考】出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是什么?
下面的現(xiàn)象,又是什么原因造成的?
將塑料梳子與頭發(fā)摩擦后靠近紙屑,塑料梳子吸引紙屑
晚上脫衣服時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)出響聲,甚至出現(xiàn)火花
前面出現(xiàn)的現(xiàn)象都是由于物體間的摩擦引起的。
物體間的摩擦,會(huì)使物體帶上“電”,物體就具有了“吸引”輕小物體的能力;這就是摩擦起電。
課堂講解
01
兩種電荷
02
原子及其結(jié)構(gòu)
03
導(dǎo)體與絕緣體
兩種電荷
視頻演示
視頻演示
摩擦起電
物理學(xué)中,把能夠吸引輕小物體的物體叫做帶電體。用摩擦的方法使物體帶電,叫做摩擦起電。
摩擦過的氣球能吸引頭發(fā)、水流
知識(shí)探究
知識(shí)探究1
將兩根用絲綢摩擦過的玻璃棒相互靠近
現(xiàn)象:相互排斥
分析:同為絲綢摩擦過的玻璃棒,所帶的電荷種類一定是相同的,相同種類的電荷間互相排斥
知識(shí)探究2
將兩根用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近
現(xiàn)象:相互排斥
分析:同為毛皮摩擦過的橡膠棒,所帶的電荷種類一定是相同的,相同種類的電荷間互相排斥
知識(shí)探究3
將用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒相互靠近
現(xiàn)象:相互吸引
分析:用絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒,所帶的電荷種類一定是不同的,不同種類的電荷間互相吸引
(3)用絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷跟用毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷種類是不同的。
(1)電荷間有相互作用;
(2)相同的電荷間及不同的電荷間的相互作用不同;
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明:
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1.大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明:無論用什么方法帶電,物體所帶的電荷或者與絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷相同,或者與毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷相同-自然界只有兩種電荷。2.同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。3.人們把用絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫做正電荷,用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷。
電荷量
電荷的多少叫做電荷量,簡稱電荷。電荷的單位:庫侖,簡稱:庫,符號(hào):C
電荷間的相互作用規(guī)律
同種電荷互相排斥
異種電荷互相吸引
電荷間相互作用
特別提醒:1.自然界只存在兩種電荷,不存在第三種電荷。2.帶電體具有能吸引輕小物體的性質(zhì)。由于物體間力的作用是相互的,因此,輕小物體也能吸引帶電物體。3.一個(gè)帶電體能吸引另一個(gè)物體,另一個(gè)物體的帶電情況有兩種可能:(1)另一個(gè)物體是輕小物體,它有可能不帶電;(2)另一個(gè)物體帶電,兩物體帶的是異種電荷。
隨講隨練
1.A、B是兩個(gè)用絕緣絲線懸掛著的輕質(zhì)小球,其相互作用情況如圖所示,則兩小球的帶電情況可能是( ?。?。A.A和B均帶正電;B.A帶負(fù)電,B不帶電;C.A帶正電,B不帶電;D.A帶正電,B帶負(fù)電
隨講隨練
由于AB兩個(gè)小球相互排斥,根據(jù)電荷間的作用規(guī)律可知,兩個(gè)小球一定帶同種電荷;都帶正電或都帶負(fù)電。故選A。
隨講隨練
2.如圖 所示,甲、乙、丙、丁四個(gè)帶電小球,甲吸引乙,甲排斥丙,丙吸引丁。若丁帶負(fù)電,則甲帶______電,乙?guī)____電。
隨講隨練
【解析】這四個(gè)小球都是帶電的; 已知丁帶負(fù)電,丙丁相互吸引,則丙帶正電;丙與甲相互排斥,則甲帶正電; 甲與乙相互吸引,則乙?guī)ж?fù)電。【答案】正、負(fù)。
驗(yàn)電器
是用來檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器。
金屬球
金屬桿
金屬罩
絕緣墊
金屬箔
接線柱
小實(shí)驗(yàn)
一、用一個(gè)金屬小球,去接觸帶正電的帶電體,然后接觸驗(yàn)電器的金屬球后,發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的金屬箔張開
二、用一個(gè)金屬棒連接一個(gè)帶電、另一個(gè)不帶電的兩個(gè)驗(yàn)電器的金屬球,發(fā)現(xiàn)不帶電的驗(yàn)電器金屬箔有了張角
隨講隨練
3.如圖所示,用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸驗(yàn)電器的金屬球,驗(yàn)電器的金屬箔片會(huì)張開,下列說法正確的是( )。A. 電子從橡膠棒轉(zhuǎn)移到了驗(yàn)電器金屬球上;B. 正電荷從驗(yàn)電器金屬球轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上;C. 瞬間的電流方向是從橡膠棒到驗(yàn)電器金屬球;D. 驗(yàn)電器的兩金屬箔片因帶正電荷相互排斥而張開
隨講隨練
【解析】用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷,當(dāng)接觸驗(yàn)電器上端的金屬球時(shí),橡膠棒上的電子會(huì)轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上,金屬箔片因與金屬球連接,所以金屬箔片也因有多余的電子而帶負(fù)電,所以兩片金屬箔都帶上負(fù)電荷相互排斥而張開;故A正確,BD錯(cuò)誤;因?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)的方向規(guī)定為電流的方向,所以電流方向與電子移動(dòng)方向相反,即瞬間的電流方向是驗(yàn)電器金屬球到橡膠棒,故C錯(cuò)誤。故選A。
原子及其結(jié)構(gòu)
(1)常見的物質(zhì)是由 分子、原子構(gòu)成的,原子由原子核和核外電子構(gòu)成。(2)原子核位于原子的中心,原子核帶正電,電子帶負(fù)電,電子繞核運(yùn)動(dòng)。
原子核
核外電子
原子結(jié)構(gòu)
(3)原子結(jié)構(gòu)
電子是帶有最小負(fù)電荷的粒子,所帶電荷量為1.6×10-19 C。
原子結(jié)構(gòu)
摩擦起電的實(shí)質(zhì)
1.不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同;2.失去電子的物體因?yàn)槿鄙匐娮佣鴰д姡?.得到電子的物體因?yàn)橛辛硕嘤嚯娮佣鴰У攘康呢?fù)電;4.摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷,而是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,使正、負(fù)電荷分開。
摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷,而是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,使正、負(fù)電荷分開。同種物質(zhì)組成的兩個(gè)物體,原子核束縛電子的本領(lǐng)相同,相互摩擦?xí)r不會(huì)出現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移,所以不會(huì)帶電。在摩擦起電現(xiàn)象中,一個(gè)物體失去多少電子,則另一個(gè)物體就得到多少電子。因此,在摩擦起電過程中,兩物體一定帶上了等量的異種電荷。
隨講隨練
4.被絲綢摩擦過的玻璃棒帶上了正電荷,以下說法中正確的是( ?。.摩擦過程中有電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移;B.摩擦創(chuàng)造了正電荷;C.摩擦過程中有質(zhì)子發(fā)生了轉(zhuǎn)移;D.絲綢也帶正電荷
隨講隨練
【解析】ABC.摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷,只是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,使正、負(fù)電荷分開,故A正確,BC錯(cuò)誤;D.被絲綢摩擦過的玻璃棒帶上了正電荷,是因?yàn)椴AО羰ル娮?,絲綢得到電子,故絲綢帶負(fù)電,故D錯(cuò)誤。故選A。
隨講隨練
5.摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷,只是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,使正、負(fù)電荷分開,用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電,是由于( ?。.電子從毛皮轉(zhuǎn)移到了橡膠棒 B.電子從橡膠棒轉(zhuǎn)移到了毛皮C.質(zhì)子從毛皮轉(zhuǎn)移到了橡膠棒 D.質(zhì)子從橡膠棒轉(zhuǎn)移到了毛皮
隨講隨練
【解析】在毛皮和橡膠棒摩擦的過程中,毛皮中的部分電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上,所以毛皮因失去電子而帶正電荷,而橡膠棒得到電子帶等量的負(fù)電荷,即電子從毛皮轉(zhuǎn)移到了橡膠棒。故選A。
導(dǎo)體和絕緣體
小實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)表明有一部分電荷通過金屬棒從A轉(zhuǎn)移到了B,電荷發(fā)生了定向轉(zhuǎn)移
金屬棒比橡膠棒更容易導(dǎo)電
結(jié) 論
電荷在金屬棒、銅絲中可以定向移動(dòng),在橡膠棒、塑料繩中不能定向移動(dòng)
導(dǎo) 體
容易導(dǎo)電的物體。如金屬、人體、大地等都是導(dǎo)體。
絕緣體
不容易導(dǎo)電的物體。如橡膠、玻璃、塑料等都是絕緣體。
導(dǎo)體中存在自由電荷:金屬導(dǎo)電,靠的是自由電子。絕緣體不易導(dǎo)電,是因?yàn)殡姾墒`在原子、分子的范圍內(nèi),不能自由移動(dòng)。
(1)金屬中可以自由移動(dòng)的電荷是電子,叫做自由電子,自由電子帶負(fù)電。
(2)導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對(duì)界限。
(3)絕緣體內(nèi)并非不含電荷,而是缺乏能夠自由移動(dòng)的電荷。
導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別和聯(lián)系
導(dǎo)體
絕緣體
陶瓷
玻璃
石墨
橡膠
油
人體
酸堿鹽的水溶液
大地
塑料
空氣
連連看
注意:1.絕緣體不容易導(dǎo)電,不能理解為一定不能導(dǎo)電。2.絕緣體與導(dǎo)體間沒有絕對(duì)的界限,條件變化時(shí),絕緣體有可能變成導(dǎo)體。3.絕緣體不容易導(dǎo)電的原因是由于其內(nèi)部沒有大量的能自由移動(dòng)的電荷,不能理解為“絕緣體內(nèi)部沒有電荷”。
金屬導(dǎo)體靠自由電子導(dǎo)電
酸堿鹽溶液靠自由離子導(dǎo)電
統(tǒng)稱:自由電荷
自由電荷
實(shí)驗(yàn)表明導(dǎo)體與絕緣體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化
導(dǎo)體和絕緣體之間沒有絕對(duì)界限
電中和現(xiàn)象:等量的異種電荷放在一起完全抵消的現(xiàn)象。如用絲綢摩擦過玻璃棒后,兩者帶有等量的異種電荷,兩者接觸后,所帶電荷相互抵消,不再顯電性。
中和現(xiàn)象并不是電荷的消失,而是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移,使正、負(fù)電荷抵消。
電中和過程必定伴隨放電現(xiàn)象,劇烈的放電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生電火花。
電中和
隨講隨練
6.下列物體中,通常情況下屬于導(dǎo)體的是( ?。.干木棒 B.橡皮擦 C.塑料三角板 D.鋼尺【解析】A.在正常情況下,干木棒不容易導(dǎo)電,是絕緣體,故A不符合題意;B.在正常情況下,橡皮擦不容易導(dǎo)電,是絕緣體,故B不符合題意;C.在正常情況下,塑料三角板不容易導(dǎo)電,是絕緣體,故C不符合題意;D.鋼尺容易導(dǎo)電,是導(dǎo)體,故D符合題意。故選D。
課堂總結(jié)
思維導(dǎo)圖
歸類練習(xí)
類型1:摩擦起電現(xiàn)象
1.小雁做飯時(shí),不小心把一些干燥芝麻灑在地板上,所圖所示。她取出保鮮袋在毛衣上摩擦幾下,接著使其靠近地上的芝麻,芝麻立刻被吸到保鮮袋上,就輕松清理了地上的芝麻。下列說法正確的是( )。A.保鮮袋能吸引芝麻是因?yàn)樗鼛Я穗姡籅.若保鮮袋失去了電子,則保鮮袋帶負(fù)電;C.保鮮袋帶電,是通過摩擦的方法創(chuàng)造了電荷;D.保鮮袋因摩擦毛衣而帶了電,說明塑料是導(dǎo)體
【解析】A.帶電體能夠吸引輕小物體,所以保鮮袋能吸引芝麻是因?yàn)樗鼛Я穗?,故A正確;B.電子帶負(fù)電,若保鮮袋失去了電子,則保鮮袋帶正電,故B錯(cuò)誤;C.保鮮袋是通過摩擦的方法從而發(fā)生了電荷的轉(zhuǎn)移,不是創(chuàng)造了電荷,故C錯(cuò)誤;D.保鮮袋不容易導(dǎo)電,所以塑料是絕緣體,故D錯(cuò)誤。故選A。
類型1:摩擦起電現(xiàn)象
類型2:摩擦起電的實(shí)質(zhì)
2.如圖所示,在央視《是真的嗎?》的節(jié)目中,主持人用一個(gè)干燥的布反復(fù)擦拭一個(gè)大的塑料板,然后將一些鋁箔球散在了塑料板上,發(fā)現(xiàn)所有的鋁箔球迅速的彼此分開。關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象以下說法錯(cuò)誤的是( )。A.用布擦拭塑料板時(shí)發(fā)生了摩擦起電現(xiàn)象;B.布和塑料板摩擦后帶上了同種電荷;C.鋁箔球迅速地彼此分開是因?yàn)橥N電荷互相排斥;D.鋁箔球和塑料板接觸時(shí),電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移
類型2:摩擦起電的實(shí)質(zhì)
【解析】AB.用摩擦的方法使物體帶電,叫做摩擦起電。干燥的布反復(fù)擦拭塑料板,布或塑料板的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,得到電子的物體帶負(fù)電,失去電子的物體帶正電,所以布和塑料板摩擦后帶上了異種電荷,故A正確,不符合題意,B錯(cuò)誤,符合題意;CD.鋁箔球散在了塑料板上,鋁箔球因?yàn)榕c塑料板直接接觸,電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移,使鋁箔球帶上了與塑料板相同性質(zhì)的電荷,由于同種電荷相互排斥,所以鋁箔球迅速的彼此分開,故CD正確,不符合題意。故選B。
類型3:驗(yàn)電器的工作原理
3.絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電是因?yàn)椴AО鬫_____(選填“得到”或“失去”)電子;用絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗(yàn)電器,驗(yàn)電器金屬箔張開,如圖所示。接觸瞬間______(選填序號(hào)即可:①“有正電荷從玻璃棒轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器”、②“有電子從驗(yàn)電器轉(zhuǎn)移到玻璃棒”或③“沒有電荷轉(zhuǎn)移”)。
類型3:驗(yàn)電器的工作原理
【解析】[1]用絲綢摩擦過的玻璃棒因?yàn)槭ル娮佣鴰д?。[2]將它接觸驗(yàn)電器,驗(yàn)電器金屬箔張開,接觸瞬間有電子從驗(yàn)電器轉(zhuǎn)移到玻璃棒,最終玻璃棒和驗(yàn)電器的金屬箔都會(huì)帶正電。【答案】失去;有電子從驗(yàn)電器轉(zhuǎn)移到玻璃棒。
類型4:用電荷間相互作用規(guī)律判斷物體帶電情況
4.有甲、乙、丙三個(gè)輕質(zhì)小球,甲球帶正電,將甲與乙、丙靠近時(shí),它們相互作用的情況如圖所示,則下列判斷正確的是( )。A.乙球一定帶負(fù)電,丙球可能帶正電;B.乙球一定不帶電,丙球可能帶負(fù)電;C.乙球可能帶負(fù)電,丙球一定帶正電;D.乙球可能不帶電,丙球一定帶負(fù)電
類型4:用電荷間相互作用規(guī)律判斷物體帶電情況
【解析】甲、丙相互排斥,說明甲、丙一定帶同種電荷,甲帶正電,則丙一定也帶正電;甲、乙相互吸引,說明乙?guī)ж?fù)電或乙不帶電。故選C。
類型5:用驗(yàn)電器判斷物體帶電情況
5.被絲綢摩擦過的玻璃棒由于______而帶上正電,用這個(gè)玻璃棒去接觸驗(yàn)電器的金屬球,如圖所示,驗(yàn)電器的兩金屬箔片由于帶同種電荷相互______而張開,實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)金屬箔片張開角度很小,說明玻璃棒______。
類型5:用驗(yàn)電器判斷物體帶電情況
【解析】[1]根據(jù)正、負(fù)電荷的定義可知,用絲綢摩擦過的玻璃棒因?yàn)槭ル娮佣鴰д?。[2][3]將被絲綢摩擦過的玻璃棒與驗(yàn)電器的金屬球接觸后,兩金屬箔片均會(huì)帶上正電,因?yàn)橥N電荷相互排斥,所以驗(yàn)電器的金屬箔會(huì)張開;金屬箔片張開角度很小,說明兩者之間的作用力較小,而作用力的大小與電荷量的多少有關(guān),即是玻璃棒所帶電荷量少?!敬鸢浮渴ル娮樱慌懦?;所帶電荷量少。
類型6:導(dǎo)體和絕緣體
6.關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的下列說法中,正確的是( )。A.導(dǎo)體能夠?qū)щ娛且驗(yàn)閷?dǎo)體內(nèi)有大量的自由電子存在;B.絕緣體不容易導(dǎo)電,是因?yàn)榻^緣體內(nèi)幾乎沒有自由電荷;C.導(dǎo)體在任何情況下都可以導(dǎo)電,絕緣體在任何情況下都不會(huì)導(dǎo)電;D.有些絕緣體在一定的條件下可能變成導(dǎo)體
類型6:導(dǎo)體和絕緣體
【解析】A.導(dǎo)體容易導(dǎo)電,是因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)有能夠自由移動(dòng)的電荷,而不是自由電子,故A錯(cuò)誤;B.絕緣體不容易導(dǎo)電,是因?yàn)榻^緣體內(nèi)幾乎沒有能夠自由移動(dòng)的電荷,故B正確;C.導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對(duì)的界限,如常溫下是絕緣體的玻璃加熱到紅熾狀態(tài)時(shí),就變?yōu)閷?dǎo)體,故C錯(cuò)誤;D.導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對(duì)的界限,如干木是絕緣體,遇水變潮濕,就變?yōu)閷?dǎo)體,能導(dǎo)電,故D正確。故選BD。
課程結(jié)束
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