摩擦起电Word格式文档下载.docx
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开阔视野
英语中，电是“electricity”，这个词来源于古希腊字“ηλεκτρου”，它本来的意思是“琥珀”．
公元前600年，希腊有位哲学家兼数学家叫泰利斯，他的家里就有—块珍贵的琥珀．据说：
有—天，泰利斯坐到桌边休息，看到了美丽的琥珀便把它拿过来用自己的长袍反复摩擦，让它更加光彩夺目，最后把它放在桌上．突然，泰利斯发现，桌上的一片
；
小羽毛自己向琥珀移去，最后粘到了琥珀上．泰利斯拿开羽毛，—松手，羽毛还是被琥，珀吸住了．
经过摩擦之后的琥珀为什么会吸引轻小的物体．泰利斯无法解释，但是，他认为这个现象很重要。
便把它详细地记录了下来．
我们的祖先很早就注意到了琥珀的这个特性．三同时代吴国有个叫虞翻年的人，他从小就发现“琥珀不取腐芥”，意思是琥珀不能吸引腐烂的轻小物体．南北朝时的科学家陶弘景（452-536）在他的著作《名医别录》中指出“琥珀，惟以手心摩热抬芥为真”．意思是说，经过人手的摩擦才能吸引轻小物体的东西，才是真正的琥珀．这显然是应用静电知识去鉴别琥珀的真伪了．
到了16世纪末，有位英国科学家吉尔伯特对琥珀吸引轻小物体的现象进行了深入的研究，并且提出了英语中“电”的词语．吉尔伯特被人们称为“电学之父”．
二、电荷的种类及其相互作用规律
1.电荷的产生
电荷是由摩擦而产生的，那么摩擦过的玻璃棒和橡胶棒带的电荷是否相同呢?
电荷间的相互作用规律又是怎样的呢?
（1）两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近时，它们间发生的现象是相互排斥．
（2）两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时，它们间发生的现象是相互排斥．
（3）用丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近时，它们间发生的现象是相互吸引．
分析上述实验:
如图13-2所示
用丝绸摩擦过的两根玻璃棒互相排斥，用毛皮摩擦过的橡胶棒也互相排斥，但用丝绸摩擦过的玻璃棒跟用毛皮摩擦过的橡胶棒却互相吸引．
这个现象说明：
用丝绸摩擦过的玻璃棒跟用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电是不同的．后来人们用各种不同的物质互相摩擦做了大量的实验，发现凡是跟用丝绸摩擦过玻璃棒相排斥的，必定跟用毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引；
反之，凡是跟用丝绸摩擦过玻璃棒相吸引的，必定跟用毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥。
这些事实使人们认识到自然界中只存在两种电荷．分别叫正电荷和负电荷．
结论：
①电荷的种类有两种：
正电荷、负电荷．
正电荷：
丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷规定为正电荷．正电荷用“+”号表示．
负电荷：
毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷规定为负电荷．负电荷用“一”号表示．
②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．（如图13—3所示．）
2．摩擦起电的原因
探索：
（1）思考原子的结构是怎样的。
（2）思考摩擦起电的原因。
（1）人类首先认识到一切物质都是由分子、原子构成的，直到19世纪末，人们还以为原子是组成物质的最小微粒，不能再分．直到1897年英国科学家汤姆（1856—1940）发现了比原子小得多的带负电的粒子—电子，并且用实验证明了电子普遍存在，它是比原子更基本的物质单元，从此揭示出原子是具有结构的．
原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的，原子核带正电，电子带负电．
（2）摩擦起电的原因
科学提示，物质是由原子组成的，原子是由原子核与核外电子组成的，原子核带正电．核外电子带负电，通常情况下，原子核内的正电荷跟核外的电子所带的负电荷的总量相等，整个原子不显示电性．由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同，当两个物体相互摩擦的时候，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—个物体上，失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因为有多余的电子而带等量的负电，在转移的过程中，电荷总量是保持不变的，即电荷是守恒的，在转移过程中只能转移带负电荷的电子．可见摩擦起电不是创造了电荷，只是电荷发生了转移．
3．摩擦起电的危害
我们穿的化纤衣服，用的塑料制品，都是摩擦起电的良好栖息处所，使用不久就沾上一层灰尘，使它们黯然失色了．
在纺纱机上，摩擦使纤维带电后互相排斥散开，给加拈成纱造成困难；
在印刷机上，受滚筒挤压而摩擦带电的纸常常吸在铝板或滚筒上，影响连续印刷；
在煤矿里，摩擦起电放出的电火花会引起瓦斯爆炸……
在干燥的环境里，如果你穿着塑料底鞋在干净的地板或地毯上长时间行走之后，伸手去抓金属门把，也许会“啪的一个小火花跳到你的手上，把你电了一下．”
①同种物质构成的两个物体相互摩擦是不可能带电的．
摩擦起电是因为两种不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同，造成了电荷发生转移，从而使两物体带电．而同种物质的两个物体中的原子核束缚电子的本领是相同的，相互摩擦时就不会出现电子的得失，因此不可能带电．所以当丝绸跟玻璃棒摩擦时，玻璃棒带正电荷，是因为玻璃棒失去电子；
而丝绸带负电荷，是因为丝绸得到了电子．
②带电体吸引轻小物体（相互吸引）与异种电荷相互吸引现象看似不太一样，但本质上都是一样的．因为当带电体靠近不带电体时发生了“静电感应”现象．
③静电感应：
一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时，由于电荷相互作用，会使导体内部的电荷重新分布；
异种电荷被吸引到带电体附近而同种电荷被排斥到远离带电体的另一端．这种现象叫静电感应（如图13—4所示）。
由于发生了上述现象，当带电体靠近轻小物体时，会发生吸引现象.
三、检验物体是否带电的办法
1．物体能否吸引轻小物体．
2．电荷间相互作用的规律．
3．用验电器检验．
四、验电器的构造及工作原理（如图13—5所示）
1．验电器的构造如图13—5所示．
2．验电器是根据电荷间相互作用的规律来检验物体是否带电的．
3．使用方法：
让一物体与验电器的金属球接触，如果验电器的金属箔片张开一定角度，则说明物体带电．当一带正电的物体接触验电器时，验电器就带上了正电荷，而使两片金属箔片张开一定角度（电子从验电器转移到物体上）：
当一带负电的物体接触验电器时，验电器就带上了负电荷，而使两金属箔片张开一定角度（电子由带电体转移到验电器上）．
4．验电器能粗略比较物体带电的多少．
5．用验电器还能知道带电体带的是正电荷还是负电荷．
综合例题剖析
题型一
例1
（2005·
河南模拟）经常使用的电风扇转动时，扇叶表面往往会带有一些灰尘，其原因是____________．
分析：
这是因为电扇转动时，扇叶和空气摩擦带电,吸引了空气中的灰尘．
答案：
摩擦带电
例2
为什么严禁用塑料桶装运汽油?
有时候。
我们在加油站看到—条醒目的标浯：
“严禁用塑料桶装运汽油”．这是因为，汽油是易燃物质，当用塑料桶装运汽油时，由于在运输过程中汽油不断与桶壁摩擦，而使塑料桶带电．当桶上的电荷越来越多，聚积到一定程度时就会发生放电现象，放电产生的电火花引燃汽油，造成火灾或烧伤事故．所以加油站用醒目的标语提醒人们不要用塑料桶装运汽油，以免发生意外．
题型二
两种电荷及相互作用
例3
甲、乙两个用细丝线悬挂的轻质小球，如图13—6所示，让乙球靠近甲球，在以下几种情况中，能使两球互相排斥的是（
）
A．甲球带正电、乙球不带电
B.甲球不带电，乙球带负电
C．甲球带负电，乙球带正电
D.甲、乙两球都带负电
因为两球互相排斥，则两球一定带同种电荷，不论是正电荷还是负电荷都可以．
D
例4
（2003·
江西）甲、乙、丙、丁四个轻质带电小球，用细线悬挂起来，它们的互相作用情况如图13—7所示，则甲、乙带_________电荷．丙丁带________电荷（填“同种”或“异种”）.
本题是利用图示的形式描述小球之间的相互作用，要求同学们首先理解图中的含义，再根据所学知识解题．
甲、乙两球排斥则两球带同种电荷．丙、丁两球都带电而相互吸引，所以带异种电荷．
同种
异种
题型三
摩擦起电的原因
例5
（2004·
天津）当玻璃与丝绸摩擦后，玻璃棒失去电子带_______电，丝绸得到电子带等量的__________电．
玻璃棒在摩擦之前，内部正负电荷相等不显电性，摩擦后失去电子，因缺少负电荷而带正电；
同理丝绸带负电．
正
负
例6
沈阳）用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带了负电，这是由于（
）
A．毛皮束缚电子的能力比较弱
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．橡胶棒上有多余的电子
毛皮摩擦橡胶棒时，毛皮束缚电子的本领弱，失去电子，橡胶棒得到电子.橡胶棒因为有了多余的电子而带负电，故A、D正确，B错．摩擦起电并不是创造了电，只是发生了电荷的转移，故C错．
AD
例7
以上说法中正确的是（
A.只有固体与固体之间相互摩擦，才会摩擦起电
B.把A物体和B物体摩擦，结果A物体带负电，B物体带正电，由此可以断定它们的原子核束缚电子的本领一定是A的强
C.分别用丝线吊起甲、乙两个小球，互相靠近时若互相吸引，则它一定带有异种电荷
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个用细线吊起的塑料小球，小球被排开，小球一定带负电
A错误，能发生摩擦起电的两个物体必须是由不同材料组成的，对于物体的状态没有限制．B正确，正是因为A物体的原子核束缚电子的本领比B的强，所以A、B摩擦后，A得到电子，所以带负电．C错误．相互吸引的两个小球可能带异种电荷，也可能一个小球带电，另一个小球不带电.D错误，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，它与塑料小球靠近时，小球被排开，小球一定也能带正电．
B
题型四
检验物体带电的方法
例8
兰州市）如图13—8所示将一带电体接触带正电的验电器时，若：
（1）金属箔张角变大．说明带电体是带__________电的．
（2）金属箔张角变小，说明带体是带___________电的.
（3）金属箔闭合后又张开，说明带电体是带___________电的，且所带电荷量比验电器所带电荷量___________（填“多”或“少”）．
验电器是利用同种电荷相互排斥的规律制成的，金属箔片带的电荷越多，排斥得就越强，张开的角度就越大，反之张角就越小，
（1）正
（2）负（3）负多
例9
怎样检验经过摩擦后的一塑料圆柱笔杆是否带电?
说明用到的材料和简要的过程与现象?
答案一：
根据带电体具有吸引轻小物体的性质进行检验．
方法：
让塑料圆珠笔杆靠近一些小纸屑，如果小纸屑被吸引，则说明圆珠笔杆一定带电，否则不带电．
答案二：
用验电器检验．
将塑料笔杆与验电器的金属球接触，如果验电器的金属箔张开，则说明圆珠笔杆带电．
答案三：
利用电荷间的作用规律检验．
用细线吊起两个带异种电荷的小球，让塑料笔杆分别与小球靠近，如果圆珠笔杆与两个小球都相吸引，则圆珠笔杆一定不带电．
创新实践应用
一、物理与生活
每年元旦，每个班级都要举行庆祝元旦的活动，同学们把五颜六色的气球吹起后把它与窗户上的玻璃、黑板等摩擦几下后，气球就会被“沾”在玻璃上、黑板上，把教室装扮的格外漂亮，请解释一下气球“沾”在玻璃、黑板上的原因．
气球与玻璃、黑板等摩擦后气球便带上了电，与玻璃、黑板等吸引而吸在了玻璃、黑板上不会掉下来．
用带绝缘柄的小刀削铅笔时，木屑常附在小刀上，这是什么原因?
小刀在削铅笔的过程中，与铅笔摩擦带电，能吸引轻小的木屑而附在小刀上．
淮安市）下列事例中，不可以用静电知识解释的是（
A.干燥的季节，夜晚脱毛衣时会冒“火花”
B．电工用的钢丝钳柄上套有橡胶管
C．电视机屏幕上经常吸附许多灰尘
D．油罐车尾部有一条拖到地面的铁链
A答案属于摩擦产生的电荷相互靠近发生的放电现象，C答案屏幕上带了电，带了电的物体具有吸引轻小物体（灰尘）的性质，D答案是为了将摩擦产生出的电荷转移到大地上去．所以A、B、C答案都可用静电知识来解释，B答案套橡胶套是为了绝缘，防止发生触电事故．
你能说出生活中对摩擦起电现象的一个应用实例吗?
分析与解答：
对于摩擦起电应该一分为二的来看，即它有时带给我们危害，有时也可以被我们所利用，例如市场上出售一种能滚动的毛刷，当毛刷在毛料衣服上滚动时，可以将衣物上的灰尘及微小脏物吸入刷内，这是对摩擦起电的应用．
二、开放与创新
小明学习了“电是什么”这一节的内容后，知道了摩擦起电、两种电荷、电荷间的作用规律及带电体的检验等知识，而生活中摩擦起电是很常见的现象，现在他很想知道塑料梳子跟头发摩擦后，塑料梳子带的电是正电荷还是负电荷?
请你说出一种具体的方法，帮助他解决这一问题．
检验梳子带电的方法有多种，看梳子是否吸引轻小物体，用验电器检验，但现在要检验梳子是带正电荷还是负电荷，就应该从电荷间的作用规律去思考．假如梳子带正电，它可排斥带正电的物体；
假如梳子带负电，它可排斥带负电的物体．
把一根用丝绸摩擦过的细玻璃棒用细线吊起，然后将塑料梳子迅速与头发摩擦，让摩擦后的塑料梳子靠近细玻璃棒，因为玻璃棒带正电荷，所以如果发现塑料梳子与玻璃棒相排斥，则梳子带正电荷；
如果塑料梳子与玻璃棒相吸引，则梳子带负电荷．
黄冈市）两个相同的验电器A和B,A带正电，B不带电，用金属棒把A、B连接起来后如图13—9所示，则（
A．A中正电荷通过棒流向B，B带正电荷
B．B中负电荷通过棒流向A，B带正电荷
C．棒中有持续电流从A流向B，使B张角增大
D．棒中有持续电流从B流向A，使A张角先减小，后增大
A带正电，说明验电器A上缺少电子，验电器B不带电说明正负电荷数相等，当用金属棒把A、B连接起来后，验电器B上的部分负电荷发生转移，到验电器A上，这样棒上会有瞬间电流产生．A验电器因得到部分负电荷，则多余的正电荷数目减小，张角也减小．
三、学科渗透
说明分子、原子、原子核、质子、中子、电子、正离子和负离子带不带电?
带哪种电荷?
其中哪几种带电粒子能参与导电形成电流?
它们的运动方向和规定的电流方向是什么关系?
分子、原子、中子不带电，原子核、质子、正离子都带正电荷，电子、负离子带负电荷．其中电子、正离子、负离子能参与导电形成电流．电子，负离子定向移动的方向和规定的电流方向相反，正离子定向移动的方向和规定的电流方向相同．
运输汽油的油罐车的底部为什么要装一条铁链拖在地上?
油罐车在运行时，由于摩擦等原因会带电，而油罐车又被橡胶轮胎支持着，与大地是绝缘的，这些电如果不能及时传走，积累多了，就会产生电火花，引起事故．用一根铁链拖在地上，油罐车、铁链、大地都是导体，能及时把摩擦而生的电荷传到地上，防止事故的发生．
四、探究学习
分析归纳下列物理现象，说明与之相关的物理知识．
（1）塑料圆珠笔杆与头发摩擦几下，笔杆把桌子上的碎纸屑吸起来．
（2）用梳子梳头发时，有时听到噼啪声．
（3）天气干燥时脱毛衣，听到轻微的噼啪声，夜晚有时还能看到火花．
（4）用摩擦过的梳子靠近自来水细细的水流，发现细水流向梳子弯曲．
（5）用磁铁把大头针吸起来．
这类题型在解答时首先应明确
（1）、
（2）、（3）、（4）是属于与摩擦起电有关的现象，而（5）不属于这类现象，然后再根据具体的客观事实进行分别回答．
（1）、
（2）、（3）、（4）这4个现象说明用摩擦的办法能使物体带电；
（1）、（4）说明带电体能吸引轻小物体；
（2）、（3）是带电体的放电现象；
（5）是磁铁具有吸引铁的性质，它不能吸引纸屑、塑料等物质．
例10
手拿金属棒与其他物体摩擦，金属棒能否带电?
为什么?
金属棒和人都是导体，导体上有能够自由移动的电荷，用摩擦的方法虽然可以把正、负电荷分开，但是已被带上电的金属棒可以通过人体将电荷传送出去（或输送过来），使得金属棒又恢复成不带电的物体了．若要金属棒摩擦带电，必须把金属棒和手用绝缘体分开．
例11
由同种物质组成的物体相互摩擦和由不同种物质组成的物体相互摩擦，哪种情况下容易带电?
因为不同种物质的原子核束缚电子的本领不同，两个物体相互摩擦时，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；
同种物质的原子核束缚电子的本领相同，当由同种物质组成的两个物体相互摩擦时，谁都不容易失去电子，另一个也得不到电子，彼此就很难带电．
不同物质组成的物体相互摩擦容易带电；
同种物质组成的物体相互摩擦时，彼此很难带电．
中考信息链接
1．命题方向
本节学习的重点是带电体有什么性质，电荷间的作用规律及带电体的检验，根据物理课标的要求，不但要对知识与技能进行考查，还注重对过程与方法的考查．重点是通过对物理现象的分析归纳与探究过程，体会物理与生活、社会的联系．
2．热点考题举例
例12
南昌）在晴朗的冬日，塑料梳子梳干燥的头发，头发会越梳越蓬松，其主要原因是（
A．梳头时，空气进入头发
B．头发和梳子摩擦后，头发带同种电荷相互排斥
C．梳子对头发有力的作用
D．梳头时，头发的毛囊会收缩
头发和梳子因摩擦而带电，此时头发上带的是同种电荷，同种电荷互相排斥，所以头发会越梳越蓬松．
例13
长沙）三只轻纸球分别用丝线悬挂着，其中任意两只球靠近时都互相吸引，则卜面结论正确的是（
A．三球都带电
B．有两球带同种电荷，第三球不带电
C．只有一球带电
D．有两球带异种电荷．第三球不带电
此题考查带电体的性质与电荷间的作用规律．通过对已知条件的分析可知：
绝对不会出现两个球带正电、负电或不带电的情况，因为如果这样，就会出现两球相斥或不发生作用的情况．
在线课本作业
1．如图13—l0所示，将与毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近用丝线悬挂着的通草小球．
图13-10
（1）如果小球被吸引图13—l0（a），那么这小球带_________电或___________
（2）如果小球被排斥图13—10（b），那么小球带_________电．
被摩擦过的橡胶棒带了负电，而带了电的物体具有吸引轻小物体的性质．所以如果通草球不带电（或带了与橡胶棒相反的正电荷）都将被吸引；
如果通草球带了负电，那么同种电荷相互排斥，则通草球将被排斥．
（1）正
不带电
（2）负
2．四个悬挂着的通草小球，相互作用的情况如图13—11所示，那么D球可能是（
A.带与A球相同的电荷
B．带与月球相同的电荷
C.带与C球相同的电荷
D.不带电
根据电荷间相互作用规律，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，A排斥B，B排斥C，所以A、B、C球带同种电荷，C又吸引D，那么C与D要么带异种电荷.要么D不带电．
发散思维演练
1．（2004·
哈尔滨）电视机的荧光屏上经常粘有灰尘，这是因为电视机工作时，屏幕上带有___________，而具有了___________的性质．
2．小明用头发摩擦过的圆珠笔杆去吸引桌子上的—小纸片，发现小纸片被吸到笔杆上，接着，小纸片又被圆珠笔杆“弹出”．请你解释这—现象发生的原因．
3．（2004·
玉林课改区）在干燥的秋冬季节，晚上脱毛衣时会发现一些小火花，并伴有“啪啪”的响声，这是由于脱毛衣时因__________起电，发生_________的缘故．
4．将两个气球充气后挂起来，让他们碰在一起[图13—12（a）]用毛织品分别摩擦两个气球相接触的部分[图13—12（b）]放开气球后，你观察到什么现象?
你能解释这个现象吗?
图13-12
5．（2002·
兰州模拟）如图13—13所示，—个带负电的物体A和—个带正电的物体B，用一根带绝缘柄的金属杆将它们连接起来时，发生移动的电荷是_________，瞬间电流的方向是___________.
6．（2004.陕西）小
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