人教版九年级全册第1节 两种电荷精品精练
展开课时15.1 两种电荷(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.认识两种电荷;
2.认识摩擦起电现象;
3.了解电荷的种类及电荷间的相互作用;
4.了解验电器的构造、原理及其作用及电子流动的方向;
5.了解原子结构,认识导体和绝缘体。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、摩擦起电
1.现象探究-生活中的摩擦起电现象
探究实验 | 将塑料梳子与头发摩擦后靠近小纸屑 | 将玻璃棒用丝绸摩擦后靠近泡沫小球 | 用衣服摩擦气球后靠近头发 |
现象 | |||
现象分析 | 塑料梳子、玻璃棒、气球在摩擦前不能吸引纸屑和头发,但在和相应物品摩擦后具有了吸引轻小物体的能力,这是因为物体经过摩擦带了“电” | ||
归纳总结 | 摩擦能是物体带电(或者说摩擦使物体带来电荷) |
特别提醒
(1)探究摩擦起电现象时应在比较干燥的环境进行,在潮湿环境下实验容易失败;
(2)带电体能够吸引常见的轻小物体有灰尘、胡椒粉、毛发、细小水流、碎纸屑、通草球、泡沫小球等。
2.摩擦起电
用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。
【典例】毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带电,这是因为摩擦使得( )。
A.部分电子从毛皮转移到橡胶棒 B.部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C.部分原子核从毛皮转移到橡胶棒 D.部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
知识点二、两种电荷
1.探究实验:电荷间相互作用
图示 | |||
实验 | 将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近 | 用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近 | 将用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近 |
分析 | 同为丝绸摩擦过的玻璃棒,它们所带的电荷种类一定时相同的,相同电荷之间相互排斥 | 用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷种类不同,不同种类的电荷之间相互吸引 | 同为用毛皮摩擦过的橡胶棒,它们所带电荷种类相同,相同电荷之间相互排斥 |
探究归纳 | (1)电荷间有相互作用;(2)相同电荷间与不同电荷间相互作用不同;(3)用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷不同 |
2.两种电荷
(1)正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷;用“+”表示。
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷;用“-”表示。
3.电荷间相互作用规律
电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
特别提醒
带电体吸引轻小物体与异种电荷相互吸引不同。带正电或带负电的物体都能吸引轻小物体,这是带电体的一种性质;带异种电荷的两个物体相互吸引,这是电荷间的相互作用。
4.电荷量
(1)电荷的多少叫电荷量,简称电量,用“Q”表示;
(2)单位:在国际单位制中,电量单位是库仑,简称为库,符号是C。
5.验电器
验电器是一种可检验物体是否带点及可粗略估计所带是量的仪器。
构造及作用 | 金属球:接触带电体 绝缘垫:隔离金属罩和金属杆 金属箔:显示是否带电 金属杆:传导电荷 接线柱:接大地,确保金属罩不带电 金属罩:可屏蔽周围带电体对金属箔的干扰 | |
使用方法 | 将被检验的物体与验电器金属球接触,如果验电器的两片金属箔张开一定角度,则说明物体带电 | |
原理 | (1)利用同种电荷相互排斥的原理工作的; (2)当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。验电器金属箔张开的角度不同,反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同 | |
使用说明 | 验电器可检验物体是否带电并能粗略估计物体所带电荷量的多少,对同一个验电器来说,金属箔张开的角度越大,说明被检验的物体所带电荷越多 |
验电器的另类用法
用验电器不能直接判断带电体所带电荷的种类,但在特定条件下可以间接判断带电体带的是什么电荷,例如,先让带电体带上少量已知电荷,此时金属箔张开一个小角度,然后再将被检验物体接触验电器金属球。
(1)如果金属球张开角度变大,则被检验物体所带电荷与验电器所带电荷是同种电荷;
(2)如果金属箔张开角度变小,则有两种可能:被检验物体所带更少量的同种电荷,或者带更少量的异种电荷;
(3)如果金属箔先闭合后张开,则被检验物体所带电荷与验电器所带电荷是异种电荷;
电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
6.检验物体是否带电的常用方法
| 现象 | 带电情况 |
方法一:利用带电体能吸引轻小物体的性质 | 能吸引轻小物体 | 带电 |
不能吸引轻小物体 | 不带电 | |
方法二:利用电荷间相互作用规律 | 两物体相互吸引 | 可能两物体带异种电荷 |
可能一个物体带电,一个物体不带电 | ||
两物体相互排斥 | 两物体带有同种电荷 | |
方法三:利用验电器(验电器不带电) | 金属箔张开 | 带电 |
金属箔没有张开 | 不带电 |
【典例】用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )。
A.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强;
B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上;
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷;
D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反
知识点三、原子及其结构
1.原子结构
常见物质是由分子、原子组成的,有的分子由多个原子构成,有的分子只有一个原子构成。
原子由位于中心的原子核和核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电,电子绕原子核高速运动。
2.元电荷
(1)人们把自然界中最小的电荷量叫做元电荷。它是一个电子所带的电量,用符号e表示;e=1.6×10-19C。
(2)任何带电体所带的电荷量都是e的整数倍,不存在非元电荷整数倍的电量。
3.摩擦起电的原因
(1)不同物质的原子核束缚电子的本领不同;
(2)失去电子的物体因为缺少电子而带正电;
(3)得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电;
(4)摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
电中和
由摩擦起电的原因可知,物体是因为所带正负电荷数量不等而显示出电性的,所以,如果将带有等量异种电荷的物体相互接触,它们所带的正负电荷的代数和为零,对外将不显电性,宛如一个不带电一样,这时它们呈电中性,这种现象叫电中和。
4.使物体带电的两种方式
(1)摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。
(2)接触带电:物体和带电体接触后带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。
【典例】关于物质的组成,下列说法中错误的是( )。
A.首先发现电子的科学家是汤姆孙;
B.原子核内由质子和电子构成;
C.原子核位于原子中心,核外电子绕原子核高速旋转;
D.原子的质量几乎全部集中在原子核内
知识点四、导体和绝缘体
1.导体和绝缘体
| 导体 | 绝缘体 |
定义 | 容易导电的物体 | 不容易导电的物体 |
示例 | 金属、石墨、人体、大地,以及各种酸、碱盐的溶液 | 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等 |
导电或不导电的原因 | 导体容易导电是因为导体内有大量的可自由移动的电荷,电荷从导体的一个地方移动到另一个地方 | 绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎被束缚在原子内,不能自由移动,即绝缘体并非不含电荷,而是缺乏能够自由移动的电荷 |
2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限
一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体。例如,常温下玻璃板时绝缘体,而在高温下达到红炽状态时,就变成了导体。
特别提醒:“导电”与“带电”的区别
“导电”是自由电荷的定向移动过程,导电体是导体;“带电”是电子的得失过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。
【典例】图示的四种用品中,通常情况下属于导体的是( )。
A.金属勺;B.瓷碗;
C.塑料壳;D.木铲
【方法帮】
题型一:摩擦起电
【角度1】摩擦起电现象
★易错警示
吸引轻小物体是带电体本身的一种性质,与轻小物体是否带电无关,当带电体带有大量电荷时,不论轻小物体带何种电荷,都会被带电体吸引。
【典例】小雁做饭时,不小心把一些干燥芝麻洒在地板上,所图所示。她取出保鲜袋在毛衣上摩擦几下,接着使其靠近地上的芝麻,芝麻立刻被吸到保鲜袋上,就轻松清理了地上的芝麻。下列说法正确的是( )。
A.保鲜袋能吸引芝麻是因为它带了电;
B.若保鲜袋失去了电子,则保鲜袋带负电;
C.保鲜袋带电,是通过摩擦的方法创造了电荷;
D.保鲜袋因摩擦毛衣而带了电,说明塑料是导体
【角度2】摩擦起电的本质
(1)摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到了另一个物体;
(2)摩擦起电现象中,转移的是带负电的电子;
(3)两个物体相互摩擦后的带电情况取决于两物体的原子核束缚核外电子本领的强弱。
【典例】如图所示,在央视《是真的吗?》的节目中,主持人用一个干燥的布反复擦拭一个大的塑料板,然后将一些铝箔球散在了塑料板上,发现所有的铝箔球迅速的彼此分开。关于这个现象以下说法错误的是( )。
A.用布擦拭塑料板时发生了摩擦起电现象;
B.布和塑料板摩擦后带上了同种电荷;
C.铝箔球迅速地彼此分开是因为同种电荷互相排斥;
D.铝箔球和塑料板接触时,电荷发生了转移
题型二:验电器的工作原理
解答此类问题的关键是判断两物体相互接触时电子转移的方向,一般有两种情况:
(1)带负电的物体上电子转移到了带正电物体或不带电的物体;
(2)不带电的物体上的电子转移到了带正电的物体。
【典例】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是因为玻璃棒______(选填“得到”或“失去”)电子;用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器,验电器金属箔张开,如图所示。接触瞬间______(选填序号即可:①“有正电荷从玻璃棒转移到验电器”、②“有电子从验电器转移到玻璃棒”或③“没有电荷转移”)。
题型三:判断物体的带电情况
【角度1】用电荷间的相互作用规律判断
判断物体带电情况的“斥定吸不定”原则
“斥定”:从电荷的角度来说,两个物体相互排斥时,两个物体一定带同种电荷;
“吸不定”:两个物体相互吸引时,两个物体可能带异种电荷,也可能是一个物体带电,另一个物体不带电。
【典例】有甲、乙、丙三个轻质小球,甲球带正电,将甲与乙、丙靠近时,它们相互作用的情况如图所示,则下列判断正确的是( )。
A.乙球一定带负电,丙球可能带正电;B.乙球一定不带电,丙球可能带负电;
C.乙球可能带负电,丙球一定带正电;D.乙球可能不带电,丙球一定带负电
【角度2】用电荷间的相互作用规律判断
用验电器判断
两个带异种电荷的物体相互接触时,如果所带电荷量相等,这时正、负电荷完全抵消;如果电荷量不相等,有一种电荷被完全抵消后,两个物体会带同种电荷,电荷的电性由原来带电荷量多的物体电性决定。
【典例】被丝绸摩擦过的玻璃棒由于______而带上正电,用这个玻璃棒去接触验电器的金属球,如图所示,验电器的两金属箔片由于带同种电荷相互______而张开,实验时发现金属箔片张开角度很小,说明玻璃棒______。
题型四:导体和绝缘体
对于常见的导体和绝缘体,可以联系生活实际记忆。如塑料、橡胶、陶瓷等常用来做电器的外壳,所以都是绝缘体;电线用金属做成,因为金属都是导体,容易导电。
【典例】下列物体中,通常情况下属于导体的是( )。
A.干木棒 B.橡皮擦 C.塑料三角板 D.钢尺
【中考帮】
考点一:摩擦起电
【典例】(2022·湖南常德)用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起。下列现象中“粘”的原因与其相同的是( )。
A. 两个铅柱底面削平挤压后能“粘”一起;
B. 干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上;
C. 用湿手拿冰冻的东西,手被粘住了;
D. 用硬纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置,纸片“粘”在杯口
中考考题要求同学们知道物质原子的微观结构,知道摩擦起电的实质,并能解释生活中常见的摩擦起电现象,这是物理核心素养的物理概念(物质观)的体现。
考点二:电荷间相互作用
【典例】(2022·广东广州)如图,用绝缘线分别悬吊甲、乙两轻小物体,甲带电,用带电棒丙分别靠近甲、乙。下列能证明乙带电且甲、乙带异种电荷的现象是( )。
A. B. C. D.
中考考题要求同学们能理解“电荷间相互作用的规律”,并应用电荷间相互作用规律判断物体的带电情况,这是物理核心素养的物理观念(相互作用观)的体现。
考点三:导体和绝缘体
【典例】(2022·湖南郴州)如图所示,甲验电器的金属箔片张开,乙验电器的金属箔片闭合。用绝缘手套选取以下哪种材料连接两验电器的金属球,可以观察到乙验电器的金属箔片张开( )。
A. 干木条 B. 橡胶棒 C. 玻璃棒 D. 石墨棒
中考考题要求同学们知道导体和绝缘体的概念。并能结合生活经验和生活实际从物理学中导电性的角度重新认识常见物体,这是物理核心素养的物理观念(物质观)的体现。
【作业帮】
一、基础练(知识巩固)
1.将纸巾摩擦过的轻质吸管放在绝缘支架上,用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近吸管的一端,发现吸管这端远离橡胶棒。下列判断正确的是( )。A.摩擦过的吸管一定不带电 B.摩擦过的吸管一定带负电C.摩擦过的吸管失去电子 D.摩擦过的纸巾得到电子2.如图,气球与头发摩擦,头发会随着气球飘起来。下列说法正确的是( )。
A.气球与头发摩擦创造了电荷;
B.气球因摩擦带电而成为导体;
C.气球若带负电荷,则头发带正电荷;
D.气球与头发因带同种电荷而互相吸引
3.如图所示,当一个带负电的物体甲靠近置于绝缘支架上不带电的金属导体乙时,乙的a端带正电,b端带负电。发生上述现象的原因:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带负电,自由电子受到物体甲所带电荷的排斥作用,移动到导体乙的另一端。若将图中的物体甲换成用丝绸摩擦过的玻璃棒,下列分析正确的是( )。
A.导体乙的a、b两端都不带电; B.导体乙的a、b两端都带正电;
C.导体乙的a端带正电、b端带负电;D.导体乙的a端带负电、b端带正电
4.如图是用带电小球探究电荷间相互作用规律的实验装置,其中符合事实的是( )。
A. B. C. D.
5.关于导体和绝缘体的下列说法中,正确的是( )。
A.导体能够导电是因为导体内有大量的自由电子存在;
B.绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内几乎没有自由电荷;
C.导体在任何情况下都可以导电,绝缘体在任何情况下都不会导电;
D.有些绝缘体在一定的条件下可能变成导体
6.毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带电,这是因为摩擦使得( )。
A.部分电子从毛皮转移到橡胶棒
B.部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C.部分原子核从毛皮转移到橡胶棒
D.部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
7.关于微观粒子,下列说法正确的是( )。
A.原子是由质子和中子构成;B.同种电荷互相吸引,异种电荷互相排斥;
C.只有固体分子之间存在斥力;D.质子、原子核、原子是按照尺度由小到大的顺序排列的
8.下列材料中最容易导电的是( )。
A.铜线 B.塑料 C.木材 D.玻璃
9.用带电体接触验电器的金属球,金属箔片张开是因为两金属箱片带有______(填“同种”或“异种”)电荷,此时用手接触金属球,两金属箔片闭合了,这说明人体是______(填“导体”或“绝缘体”);若验电器带正电,在这一过程中的电流方向是______(填“从手到金属箱”“从金属箱到手”)
10.A、B是两个轻质泡沫小球,C是用丝绸摩擦过的玻璃棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示,由此可判断:小球A___________,小球B___________。(均选填“一定带正电”、“一定带负电”或“可能不带电”)。
二、综合练(能力提升)
11.(2022·湖北随州)下列说法中正确的是( )。
A. 用纸巾摩擦过的塑料吸管可以吸引纸屑,说明塑料是导体;
B. 用塑料梳子梳头发,头发更蓬松是因为梳子与头发摩擦的过程中创造了电荷;
C. 与头发摩擦过的塑料尺能吸引纸屑,因为塑料尺把头发的电荷都带走了;
D. 干燥的冬季,化纤衣服容易吸附灰尘是因为摩擦过的衣服带了电容易吸引轻小物体
12.(2022·山西)实践小组的同学们到工厂参观,看到车间里摆放着如图所示的高凳,工人师傅告诉大家这是电力作业安全登高凳。下列可用来制作这种高凳的材料是( )。
A. 不锈钢 B. 铁 C. 铝合金 D. 木头
13.(2022·福建) 塑料胶带属于______(填“绝缘体”或“导体”)。把贴在桌面两条塑料胶带迅速撕开后让其靠近时,发现它们互相排斥,说明它们带______电荷(填“同种”或“异种”)。
14.(2022·云南省)梳过头发的塑料梳子,由于摩擦会带电,摩擦起电的本质是___________(选填“电荷的转移”或“创造了电荷”),将带电的 梳子接触验电器的金属小球后金属箔片张开,金属箔片张开的原因是___________。
三、培优练(挑战自我)
15.(2022·四川遂宁)用丝绸摩擦过玻璃棒去接触不带电的验电器时,验电器的金属箔张开(如图),金属箔因失去电子带上______电荷,接触瞬间电流的方向是______(选填“金属球到玻璃棒”或“玻璃棒到金属球”)。
16.(2022·湖南长沙)如图甲所示,小丽在透明塑料板下放了一张爱心的图案,用丝绸裹住手指,照着图案用力摩擦塑料板后,均匀撒上木屑,竖起塑料板轻敲,板上就留下了一颗由木屑组成的爱心,如图乙所示,这个过程模拟了静电复印。下列说法正确的是( )。
A. 塑料板是绝缘体;
B. 摩擦过程中创造了电荷;
C. 摩擦后的塑料板和丝绸带上了同种电荷;
D. 木屑留在塑料板上是由于带电体吸引轻小物体
17.“吹泡泡”新玩法:①制备一定量的泡泡液;②将一张锡箔纸卷起并包住一根中空玻璃管;③用条状气球与一块毛皮摩擦后接触锡箔纸;④通过玻璃管吹出一个泡泡(锡箔纸使泡泡与气球带同种电荷),并在下方用气球“接住”泡泡,使其能悬浮在空中,且通过气球可以控制泡泡的升降,如图所示。气球与毛皮摩擦后,它们带( )。
A.等量同种电荷 B.等量异种电荷 C.不等量同种电荷 D.不等量异种电荷
18.(2022·四川达州)用丝绸摩擦过的玻璃棒能吸起地上的羽毛,是因为玻璃棒的一些___________(选填“质子”“中子”或“电子”)转移到丝绸上,使玻璃棒带了电,由于带电体具有___________的性质,所以玻璃棒能吸起地上的羽毛。
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