第五章電流和電路 5 1電荷 教學目標 知識與技能 1 認識摩擦起電現象 了解電荷的種類及電荷間的相互作用 2 了解驗電器的原理及其作用 了解電荷量及其單位 3 了解原子結構 認識元電荷 自由電子和電荷的移動 過程與方法 在認識自然界中只有兩種電荷的過程中 感受人們所用的推理方法 情感態度與價值觀 注意觀察靜電實驗現象 對電荷種類的研究產生興趣 能主動利用簡易器材動手做靜電小實驗 小實驗 用塑料尺 筆桿與頭發摩擦 再靠近碎紙屑 觀察現象 電荷 與頭發摩擦過的塑料梳子吸引小紙片 電荷 摩擦過的塑料梳子吸引水流 1 物體具有吸引輕小物體的性質 我們就說物體帶了 電 或者說帶了電荷 帶電的物體也叫做 帶電體 2 摩擦起電 摩擦過的物體能吸引輕小物體的現象 叫做摩擦起電現象 在干燥的秋冬季節 晚上脫毛衣時會發現一些小火花 并伴有 啪啪 的響聲 這是由于脫毛衣時因起電 發生的緣故 電視機的熒光屏上經常粘有灰層 這是因為電視機工作時 屏幕上有 而具有了的性質 練習 下列現象不屬于摩擦起電的是 a 在干燥的天氣脫毛衣時會聽到輕微的噼叭聲b 用干凈的塑料梳子梳頭發時 頭發會隨梳子飄起c 化纖衣服穿在身上特別容易吸附灰塵d 擦黑板時粉筆灰四處飄落 d 想一想 被毛皮摩擦過的橡膠棒與被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電一樣嗎 用毛皮摩擦橡膠棒懸掛起來 分別用經過毛皮摩擦的另一個橡膠棒和經過絲綢摩擦的玻璃棒靠近懸掛的橡膠棒 你看到什么現象 告訴我們什么 想一想 被毛皮摩擦過的橡膠棒與被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電一樣嗎 大量的事實使人們認識到 自然界只有兩種電荷 被絲綢摩擦的玻璃棒帶的電荷叫做正電荷 被毛皮摩擦的橡膠棒帶的電荷叫做負電荷 一 電荷 兩種電荷 經絲綢摩擦過的玻璃棒帶電荷 經毛皮摩擦過的橡膠棒帶電荷 正 負 記憶 廣州話朗讀 正絲玻 負毛橡 象 電荷間的相互作用 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 二 電荷間的相互作用 同種電荷相互 異種電荷相互 排斥 吸引 帶電的頭發飄起來 同種電荷相互排斥 想一想 到現在為止 有幾種方法可以判斷物體帶電 兩種 1 用與絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近輕質小物體a a被吸引過來 則a是 a 帶正電b 帶負電c 不帶電d 可能帶負電 也可能不帶電 2 用毛皮摩擦過的橡膠棒吸引輕小紙屑后 紙屑又很快飛開 這是因為 a 紙屑不帶電 所以不能被橡膠棒吸引而飛開b 紙屑質量太小 不能帶電c 紙屑帶的是正電荷 同種電荷互相排斥 所以飛開d 紙屑帶的是負電荷 同種電荷互相排斥 所以飛開 3 用絲線吊起三個通草球 其中任意兩個靠近都相互吸引 則它們可能是 a 兩個帶正電 一個帶負電b 兩個帶負電 一個帶正電c 兩個帶正電 一個不帶電d 兩個帶異種電 一個不帶電 用絕緣細線懸掛abc三個帶電小球 在所示位置處于平衡狀態 若已知a球帶負電 則b球 c球的帶電情況是 a a球帶負電 c球帶正電b b球 c球都帶正電c b球 c球都帶負電d 無法判斷 c a c b 如圖所示 a b c為三個用絲線懸吊著的小球 相互作用情況如圖所示 那么下列說法正確的是 a 如a球帶正電 c球一定帶正電b 如a球帶負電 c球一定帶正電c 如b球帶正電 a球一定帶正電c球一定都帶負電d a b一定帶同種電荷c則可能不帶電 a c b d 考考你 如果一個帶電體排斥一個輕小物體 能否判斷這個輕小物體也帶電 為什么 如果一個帶電體吸引一個輕小物體 能否判斷這個輕小物體也帶電 為什么 將一個帶正電的物體去靠近掛在絕緣細繩下的輕質導體小球 小球被吸引 如果用帶負電的物體去靠近小球 則 a 小球也將被吸引b 小球將被排斥c 小球將靜止不動d 小球有可能被吸引 也有可能被排斥 考考你 d 還有其它辦法檢驗物體帶電嗎 驗電器 驗電器是利用電荷間相互作用的規律制成的 可用來檢驗物體是否帶電 粗略比較帶電的多少 驗電器 作用 實驗室里常用驗電器來檢驗物體是否帶電 原理 同種電荷互相排斥 結構 金屬球 金屬桿 金屬箔 方法 讓物體接觸驗電器的金屬球 若金屬箔片張開 說明物體帶了電 三 驗電器 1 作用 實驗室里常用驗電器來檢驗物體是否帶電 2 原理 同種電荷互相排斥 小結 檢驗物體是否帶電的方法 1 能否吸引其它輕小物體 2 用驗電器來檢驗 用物體接觸驗電器的金屬球 如果金屬箔張開 則帶電 3 電荷之間相互作用的性質 同種電荷互相排斥 想一想 從驗電器張角的大小我們可以看出什么 答 可以判斷所帶電荷的多少 電荷的多少叫電荷量 簡稱電荷 用q表示 單位 庫侖 簡稱庫 符號是c 放在一起的等量異種電荷完全抵消的情況 叫做正負電荷的中和 一個帶電體跟一個帶正電的驗電器的金屬球相接觸 觀察到驗電器的金屬箔先閉合后又張開 根據這一現象可以判斷 a 帶電體一定帶有大量的正電b 帶電體一定帶有大量的負電c 帶電體一定帶有與驗電器等量的正電d 帶電體一定帶有與驗電器等量的負電 b 原子結構 原子核 帶正電荷 原子電子 帶負電荷 1897年 英國科學家湯姆生 1856 1940 發現了比原子小得多的帶負電的粒子 電子 揭開了原子具有結構的秘密 原子核帶正電 電子帶負電 電子是帶有最小電荷的粒子 人們把最小電荷叫做元電荷 常用符號e表示 e 1 6 10 19c 一根摩擦過的玻璃棒或橡膠棒所帶的電荷 大約只有10 7c 一片雷雨云帶電的電荷 大約有幾十庫侖 任何帶電體所帶電荷都是e的整數倍 在通常情況下 原子核所帶正電荷數與核外所有電子總共帶的負電荷數相等 整個原子呈中性 也就是原子對外不顯帶電的性質 想一想 這個氧原子帶電嗎 想一想 這個氧離子帶電嗎 為什么摩擦后物體會帶電呢 電荷發生了移動 6 得到電子 帶負電 失去電子 帶正電 8 13 28 2 8 3 原子本身不顯電性 帶電實質 摩擦起電實質 電子的轉移束縛能力強的得到電子 帶負電荷束縛能力弱的失去電子 帶正電荷 不同物質的原子核束縛電子的本領不同 實驗表明 以下幾種物質的原子核束縛電子的本領由弱到強 依次是 獸皮 羊皮 石英 玻璃 絲絹 木條 膠木 松香 硫磺 帶電實質 摩擦起電的原因 物質的原子核束縛電子的本領 在摩擦過程中 電子會從一個物體轉移到另一物體 得到電子的物體因有多余的電子帶上 電荷 失去電子的物體因缺少電子而帶上等量的 電荷 不同種 不同 負 正 所以摩擦起電并不是了電 只是電子從一個物體到了另一個物體 創造 轉移 兩種電荷 正電荷 用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電 實質 物質中的原子失去了電子 負電荷 毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電 實質 物質中的原子得到了多余的電子 電荷間的相互作用規律 同種電荷相互排斥 異種電荷相互吸引 電荷在導體中的定向移動 1 善于導電的物體叫做 例如 2 不善于導電的物體叫做 例如 3 金屬導電靠移動 導體 絕緣體 金屬 人體 食鹽水溶液等 橡膠 玻璃 塑料等 自由電子 導體和絕緣體 導體 善于導電的物體 常見的導體 導體和絕緣體 絕緣體 不善于導電的物體 常見的絕緣體 導體和絕緣體 電荷幾乎都被束縛在原子范圍內幾乎沒有自由電荷 導體中有大量的自由電荷 注意 導體與絕緣體之間沒有絕對的界線 金屬導體為例 練習 下列物體中一定帶負電的是 a 與玻璃棒摩擦過的絲綢b 與帶正電的物體接觸后的驗電器c 失去電子的塑料棒d 與帶正電的物體相吸的小物體 a 帶等量異種電荷的兩個導體相互接觸后 將發生 a 正負電荷完全抵消而中和b 電子都轉移到帶正電的帶電體上c 兩種電荷消失了d 正電荷轉移到帶負電的帶電體上 練習 a 練習 下面有關導體和絕緣體的說法正確的是 a 導體容易導電是因為它有自由電子b 絕緣體不容易導電是因為它沒有自由電子c 導體和絕緣體都是重要的電工材d 導體中有大量的自由電荷 絕緣體中幾乎沒有自由電荷 d 為什么用摩擦的方法可以使拿在手中的玻璃棒和橡膠棒帶電 卻不能使拿在手中的金屬棒帶電 怎樣才能使拿在手中的金屬棒帶電呢 答 因為玻璃棒和橡膠棒都是好的絕緣體 玻璃棒和橡膠棒經摩擦產生的電荷不易傳導走 所以玻璃棒和橡膠棒經摩擦能帶電 而金屬棒和手 人體 都是好的導體 金屬棒摩擦后產生的電荷很容易經金屬棒和手傳導到地上 使金屬棒上沒有多余的電荷而不帶電 如果要使拿在手中的金屬棒帶