1自然界的电现象

知识点一：两种电荷：摩擦过的物体有吸引轻小物体的性质，我们就说物体带电。带电物体（带电体）的基本性质：吸引轻小物体（轻小物体指：碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等）。2、使物体带电的方法①摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。原因：不同物质原子核束缚电子的本领不同。实质：电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开；能的转化：机械能→电能。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。③感应带电：3、两种电荷：（1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电；实质：物质中的原子失去了电子。（2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电；实质：物质中的原子得到了多余的电子。4、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。5、验电器：（1）构造：金属球、金属杆、金属箔。如图所示。（2）作用：检验物体是否带电和物体带电多少（带电多，金属箔张开角度大）。（3）原理：同种电荷相互排斥。6、电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电量；在国际单位制中，电量单位是库仑，简称为库，符号是C。元电荷（e）：在各种带电微粒中，电子电量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷；元电荷也是物理学的基本常数之一，常用符号e表示。基本电荷e＝1.6021892×1019库仑，是一个电子或一个质子所带的电荷量，任何带电体所带电荷都是e的整数倍。7、中和：放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。扩展：①如果物体所带正、负电量不等，也会发生中和现象。这时，带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和，剩余的电荷可使两物体带同种电荷。②中和不是意味着等量正负电荷被消灭，实际上电荷总量保持不变，只是等量的正负电荷使物体整体显不出电性。两种电荷正电荷与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电负电荷与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电相互作用聚集于物体上的电荷称为静电。两个带静电的物体会发生相互作用，遵循的规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引验电器作用用来检验物体是否带电原理同种电荷相互排斥电荷量定义电荷的多少单位库仑,符号是C元电荷e=1.6×10－19C【要点诠释】（1）带电体能够吸引轻小物体，这个吸引是相互的，轻小物体也会吸引带电体。轻小物体是指质量和体积都很小的物体如：通草球，轻质小球、碎纸屑、泡沫、毛发、细小水流等。（2）使物体带电的方法：①摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电，两种不同的物体相互摩擦后，各自带上等量异种电荷的现象。②接触带电：用接触的方法使物体带电，即：一个不带电的物体与另一个带电的物体接触时，不带电的物体也带了同种电荷。接触带电实际上是电荷的转移。（3）摩擦起电的实质，由于不同物体的原子核对于核外电子的束缚能力不同，在相互摩擦中，束缚能力弱的物体失去电子而带正电，束缚能力强的物体得到电子而带负电。摩擦起电的过程是电荷的转移过程，而非创造了电荷。（4）静电现象的应用：静电除尘、静电分离、静电植绒、静电纺纱、静电喷漆、静电复印等。（5）静电现象的危害与防护：①印刷厂中的静电处理不慎会引起火灾；应保持适当的空气的湿度。②运输汽油的油罐车会因汽油与罐体的摩擦而产生静电，当电荷积累到一定程度时会发生火花放电，从而引发安全事故；为此需要在油罐车下面拖一条铁链，使其接地，随时释放摩擦产生的静电荷，以防止电荷的积累和放电。③带电物体的尖端容易产生放电现象，如雷电是一种发生在大气中的大规模的放电现象，会造成很大的破坏，甚至发生人、畜的死伤事故；为了避免被雷电直接袭击，可以在建筑物的顶端安装避雷针。知识点二：原子及其结构1、常见的物质是由分子、原子构成的，原子由原子核和核外电子构成。2、原子核位于原子的中心，原子核带正电，电子带负电，电子绕核运动，如图。3、摩擦起电的本质：（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。知识点三：导体与绝缘体1、导体：善于导电的物体。。导电原因：导体中有大量可以自由移动的电荷。说明自由电子定向。2、绝缘体：不能（不善于）导电的物体。常见材料：橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。不善于导电的原因：没有可以自由移动的电荷。3、“导电”与“带电”的区别：导电过程是自由电荷定向移动的过程，导电体是导体；带电过程是电子得失的过程，能带电的物体可以是导体，也可以是绝缘体。4、导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，在一定条件下可相互转化。一定条件下，绝缘体也可变为导体。原因是：加热使绝缘体中的一些电子挣脱原子的束缚变为自由电荷。5、半导体：导电能力介于导体与半导体之间的物体。常见材料：锗、硅等。特征原因常见材料导体容易导电有大量的自由电荷金属、人体、大地、食盐水、石墨绝缘体不容易导电有少量的自由电荷橡胶、塑料、陶瓷、食用油、玻璃【要点诠释】1、善于导电的物质称为导体，不善于导电的物质称为绝缘体。2、导体中存在大量可以自由移动的带电粒子（金属导体是自由电子、导电溶液是带电粒子）。金属是最常见的一类导体。金属原子最外层的电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子。金属中自由电子的浓度很大,约为10每立方厘米，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体一般随温度降低导电能力增强。在极低温度下，某些金属或合金转化为“超导体”。电解质的水溶液也是导体，其中的可以自由移动的是正负离子。电解液在通电过程中伴随着化学变化,因此,它常应用于电化学工业(如电解提纯、电镀等)，并把它称为"第二类导体"，而把导电过程中不引起化学变化,也没有显著物质转移的导体,如金属，称为"第一类导体"。3、绝缘体的导电能力很差，或者说不导电。绝缘体的种类很多，有固体，如塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、云母、绝缘漆、绝缘纸等；有的液体也是绝缘体，如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等；有的气体，如空气、氮、二氧化碳、六氟化硫等也属于绝缘体。绝缘体在某些外界条件(如加热、加高压等)影响下,会被“击穿”，而转化为导体。在未被击穿之前,绝缘体也不是绝对不导电的物体。如果在绝缘材料两端施加电压，材料中将会出现微弱的电流。4、半导体现今通常把例如锗(Ge)、硅(Si)等一类导体称为半导体。这类导体的导电能力介乎金属与绝缘体之间，且随温度的升高而迅速减小。这类材料中存在一定量的自由电子和空穴，后者可看作带有正电荷的载流子。与金属或电解液的情况不同，半导体中杂质的含量以及外界条件的改变(如光照,或温度、压强的改变等),都会使它的导电性能发生显著变化。由于这些特点，半导体在实际中有着非常广泛的应用。固体物质所以能够区分为导体、半导体或绝缘体，可以从能带理论得到解释。1、有甲、乙、丙三个带电的泡沫塑料小球，甲带正电。先用甲靠近乙，发现乙被排斥；再用乙靠近丙，丙被吸引（如图）。则下列判断正确的是（）A.乙带正电，丙带正电B.乙带负电，丙带负电C.乙带负电，丙带正电D.乙带正电，丙带负电【答案】D【解析】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。甲、乙相互排斥所以带同种电荷，乙、丙相互吸引所以带异种电荷，因为甲带正电，所以乙也带正电，丙与乙吸引，所以丙带负电。2、如图，实验中的女生长发上扬。下列选项中，不属于保证该实验成功的必要条件是()A．金属球壳必须带电B．身体必须直接接触金属球壳C．身体必须与金属球壳不断摩擦D．身体与大地之间必须用绝缘材料隔离【答案】C【解析】C．金属球本身已经带电，所以女生不需要与金属球摩擦生电，符合题意。3、如图所示，验电器A带正电，用带有绝缘柄的金属棒将验电器A和不带电的验电器B的金属球连接起来，发现验电器B的金属箔片张开，则验电器B带电，瞬间自由电子定向移动的方向是（选填“由A到B”或“由B到A”）。【答案】正；由B到A。【解析】[1]验电器A带正电（缺少电子），B不带电；用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时，B验电器上自由电子（负电荷）向验电器A转移，与A上的正电荷发生中和，使A的张角变小；B失去电子而带正电，所以B的金属箔由于带上同种电荷相互排斥而张开。1、下列说法正确的是（）A．原子是由质子和中子构成的B．电磁波不能在真空中传播C．导体的电阻是导体本身的一种性质D．铜丝、铅笔芯、玻璃都是导体【答案】C【解析】A．原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由质子和中子构成的，故A错误；B．电磁波可以在真空中传播，故B错误；C．导体的电阻是导体本身的一种性质，其大小与导体两端的电压和通过它的电流大小无关，故C正确；D．铜丝、铅笔芯容易导电，是导体，而玻璃不容易导电，是绝缘体，故D错误。故选C。2、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()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【答案】B【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。3、随着科学技术的发展，像超导、纳米等新型材料逐渐走进人们的生活，为了更好地服务于我们，有必要了解它们的属性。下列对铜、铁、铝、陶瓷、橡胶、塑料、盐水、玻璃、木棒等材料分类合理的是()A．属于导体的材料是：铜、铁、铝、盐水B．导热性较好的材料是：铜、铁、铝、木棒C．容易被磁化的材料是：铜、铁、铝、橡胶D．属于晶体的材料是：铜、铁、铝、玻璃【答案】A【解析】A、铜、铁、铝都属于金属，都是导体；盐水是盐的水溶液，是导体，故A正确；B、导热性较好的材料是：铜、铁、铝、，木棒不容易导热，故B错误；C、只有磁性材料才能被磁化，如铁、钴、镍．其他材料是不能被磁化的，即容易被磁化的材料是：铁，而铜、铝、橡胶都不是磁性材料，不能够被磁化，故C错误；D、属于晶体的材料是：铜、铁、铝，玻璃属于非晶体，故D错误。4、如图所示，当带电体接触验电器的金属球时，下列说法正确的是 ()A.若带电体带正电荷，则这些正电荷就通过金属杆全部移动到金属箔上B.若带电体带负电荷，则这些负电荷就通过金属杆全部移动到金属箔上C.若带电体带正电荷，则验电器就有一部分电子移动到带电体上D.若带电体带负电荷，则验电器就有一部分正电荷移动到带电体上【答案】C【解析】若带电体带正电荷，带电体缺少电子，正电荷不能通过金属杆移动到金属箔上，而只能是一部分电子从验电器移动到带电体上，故A错误，C正确;若带电体带负电荷，部分负电荷将转移到金属箔上，从而使金属箔带负电，而带电体仍带负电，故B错误;若带电体带负电荷，由于有多余的电子，则带电体就有一部分电子转移到验电器上，故D错误。5、现有三个轻质小球，实验发现其中任意两个小球相互靠近(未接触)都相互吸引。由此可判断()A．两个小球带负电，一个小球带正电B．两个小球带正电，一个小球带负电C．一个小球带正电，一个小球带负电，一个小球不带电D．一个小球带电，两个小球不带电【答案】C【解析】小球相互吸引可分为带异种电荷和一个带电另一个不带电的情况，由题分析三个小球都能两两相互吸引，若三个小球都带电必然有两小球排斥；若只有一个小球带电，则两个不带电小球不能互相吸引。故应是一个小球不带电，另两个小球带异种电荷。6、用塑料梳子梳理干燥的头发后，梳子能够吸起碎纸屑，这是因为带电体能；若塑料的原子核束缚电子的本领强于头发，用该梳子接触不带电的验电器金属球，两金属箔片由于带上同种电荷互相而张开；接触的瞬间，电流方向是(填序号即可：①“从梳子到金属球”或②“从金属球到梳子”)。【答案】吸引轻小物体排斥②【解析】塑料梳子梳理干燥的头发后，梳子由于摩擦而带上了电荷，带电体能吸引轻小物体，故梳子能够吸起碎纸屑；金属箔片由于带上同种电荷互相排斥而张开；塑料的原子核束缚电子的本领强于头发，则在摩擦过程中，头发上的部分电子转移到梳子上，梳子带负电。该梳子接触不带电的验电器金属球，梳子上的电子转移到金属球上，故电流方向是从金属球到梳子。7、小科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。8、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、在空气干燥的冬天，化纤衣服表面很容易吸附灰尘。其主要原因是（）A.冬天气温低B.冬天灰尘多C.化纤衣服创造了电荷D.化纤衣服摩擦带了电【答案】D【解析】在空气干燥的情况下，化纤衣服摩擦带了电，带电体具有吸引轻小物体的性质，所以化纤衣服表面很容易吸附灰尘，故正确选项为D。2、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()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【答案】C【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。3、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()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【答案】D【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。4、将塑料包装绳撕成细丝后，上端打结，然后用干燥的丝绸或毛皮等顺着细丝向下捋几下，希望做成如图所示的各种情形，其中无法完成的是（）【答案】B【解析】摩擦带电后物体只能带正电荷或负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，选项A、C中的细丝带同种电荷，选项D中两束细丝带异种电荷，选项B中的细丝表现出来的作用力既不像因带同种电荷而相互排斥，又不像因带异种电荷而相互吸引，故B选项无法完成。5、结合图示，下列说法中，不正确的是（）A.金属中的电子大部分被束缚在原子核的周围，几乎不能自由移动B.在金属导体中自由电子定向移动，从而形成电流C.铁和银的导电性虽然不同，但是它们内部的自由电子是一样的D.导体中的电流方向与正电荷定向移动的方向相同【答案】C【解析】A、科学家研究发现，金属中的电子大部分被束缚在原子核的周围，几乎不能自由移动，只有部分电子可以脱离原子核的束缚而自由移动，成为自由电子，故A说法正确；B、电流是电荷的定向移动形成的，金属中的自由电荷是自由电子，所以在金属导体中自由电子定向移动，从而形成电流，故B说法正确；C、铁和银的导电性之所以不同，是因为材料不同，自由电子是一样的，故C错误；D、物理上规定正电荷定向移动方向为电流方向，故D说法正确。6、飞机上的着地轮一般都装有如图所示的搭地线，这是为了防止因现象而造成危险，还有些飞机不装搭地线，而是采用了一种特殊的橡胶轮胎，这种橡胶一定是(填“导体”或“绝缘体”)。【答案】摩擦起电导体【解析】飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全。7、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。8、“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()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，说明了，保鲜膜捕获电子的能力强；（2）根据表中不同物质的起电顺序可知，表中的两种物质相互摩擦后，左边的物质带正电，右边的物质带负电；A、根据表中不同物质的起电顺序可知，跟纸摩擦过的硬橡胶棒带负电，故A错误；B、根据表中不同物质的起电顺序可知，跟纸摩擦过的玻璃棒带正电，故B错误；C、根据表中不同物质的起电顺序可知，跟保鲜膜摩擦过的硬橡胶棒带正电，故C正确；D、根据表中不同物质的起电顺序可知，跟保鲜膜摩擦过的玻璃棒带正电，故D错误；（3）选用玻璃棒、丝绸、塑料吸管、纸巾和细线器材，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。9、下图是静电植绒流程示意图，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带上电荷，移动容器靠近带电极板，使