15.1 两种电荷（解析版）

第十五章 电流和电路 第1 节 两种电荷 1 认识摩擦起电现象，会运用摩擦起电的知识解释一些相关现象。 2 通过实验探究两种电荷及电荷间相互作用的规律，感受和领悟人们在认识自然界中只有两种电荷的过程中所运用 的推理方法。 3 知道验电器的构造、作用及工作原理，知道电荷量及其单位。 4 知道原子及其结构、摩擦起点的原因。 5 认识导体和绝缘体，了解电荷的定向移动和自由电子。 一、电荷： 1 定义：物体有了 吸引轻小物体的性质 ，我们就说物体带了电，或带了电荷。 轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。 2 种类：自然界中只存在两种电荷： 正电荷 和 负电荷 ； （1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷；（丝绸：负电；玻璃棒：正电） （2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷；（毛皮：正电；橡胶棒：负电） （3）物体以及构成物体的分子、原子等不显电性（带等量异种电荷、相互中和）： ①质子（带正电）：一个质子带一个单位的正电荷量； ②核外电子（带负电）：一个核外电子带一个单位的负电荷量； ③原子中的质子数量等于核外电子的数量，因此带的正电荷量和负电荷量相等， 正负电性相互中和抵消，所以对外就不显电性；（电中和现象） ④原子中的质子不能发生转移； 而质量很小的核外电子可以从一个物体转移到另外一个物体中去； 当物体的电子转移走了，则该物体正电量不变而负电量减少，因此显正电性； 同理，得到电子的物体，正电量不变而负电量增多，就显负电性。 3 电荷作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 学习目标 1 预习导学 02 金属球 金属杆 金属箔 金属球 金属杆 金属箔 4 电荷量： （1）定义：物体所带 电荷 的多少叫 电荷量 ，简称 电荷 ；（物体所带电荷的量值） （2）符合：Q （3）单位：库伦（）； （4）元电荷：每个电子和每个质子带有等量的异种电荷，称为元电荷，用e 表示； 所有带电体的电荷量都是元电荷e 的整数倍。 二、使物体带电的方法：（电子发生转移） 1 摩擦起电 ：用摩擦的方法使物体带电； （1）特点：两个不带电的物体，通过摩擦后，带等量的异种电荷（一个带正电、一个带负电）； （2）原因：不同物质 原子核 束缚 电子 的本领不同； （3）实质：电子从一个物体 转移 到另一个物体； （没有新电荷产生、消失） （4）结果：两物体带等量异种电荷，相互吸引； （5）能的转化：机械能 → 电能 2 感应带电 ：由于带电体的作用，使带电体附近的物体带电。 （1）特点：一个不带电的物体，靠近带电的物体后，内部的电子会转移，从而分布不均匀，使得其表现出带电的 特性； （2）结果：感应带电后，两物体 相互吸引 ； 带电的物体能吸引轻小物体的原因就是感应带电。 3 接触带电 ：不带电的物体和带电体接触，使不带电的物体带了电； （最终两物体带相同的电荷，电荷量分布均匀，两物体相互排斥） 例如：带电体与验电器金属球接触使之带电。 三、验电器： 1 验电器的结构：金属球、金属杆、金属箔。 2 作用：检验物体是否带电（不能验证物体是否带正电或者负电）。 3 原理： 同种电荷互相排斥 。 4 检验物体是否带电的方法： ①看是否可以吸引轻小物体； ②通过验电器； ③利用电荷间的相互作用。 四、导体和绝缘体： 1 导体： （1）概念： 容易 导电的物体。 （2）种类： ①所有金属：金、银、铜、铁、铝、汞（水银）等； ②含有水的：人体、大地、植物、食盐水等； ③由碳元素组成的物体：铅笔芯、钻石、煤炭等； ④含有“导电”两字的：导电橡胶、导电玻璃等； （3）导体导电原因：导体中有能够自由移动的电荷。（金属导电靠的是自由电子） 2 绝缘体： （1）概念： 不容易 导电的物体。 （2）种类：橡胶、陶瓷、塑料、玻璃、干燥的空气、纯净水、食用油等。 （3）特点：绝缘体能导电，只是不容易导电； （4）绝缘体绝缘的原因：电荷几乎都被束缚在原子范围内，不能自由移动。 ①固体：原子核对核外电子的束缚能力很强，几乎没有自由电子； ②溶液：溶液中正负离子很少。 3 要点诠释： （1）绝缘体与导体中都有电荷，但是导体内能够自由移动的电荷比较多； 绝缘体内能够自由移动的电荷很少。 （2）导体和绝缘体之间没有明显的界限，在一定的条件下，可以相互转化。 知识点一：两种电荷 【探究重点】 1、带电体既能吸引不带电的轻小物体，又能吸引带异种电荷的带电体。因而两个物体互相吸引不一定是带异种电 荷，也有可能一个物体带电，另一个物体不带电。 2、在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的电子；摩擦起电的两个物体带上的是等量异种电荷；它的实质是电子 的转移。失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。 【例题精讲】（2023•徐州）如图所示，将一根针插在绝缘底座上，把折成V 字形的铝箔条水平架在针的顶端，就 制成了一个简单的验电器。将待检验的物体靠近铝箔条的一端，发现铝箔条向物体偏转，则说明该物体（ ） 探究提升 03 ．带正电荷 B．带负电荷 ．不带电 D．带正电荷或负电荷 【答】D 【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质，据此分析。 【解析】带电体具有吸引轻小物体的性质，铝箔条发生偏转，说明待检验的物体带电，但待检验物体的电性无法 确定，故B 错误，D 正确。故选：D。 【点评】深入理解带电体的性质，能够吸引轻小物体，可解析此题。 【巩固训练】（2023•岳阳）将两个带电轻质小球悬挂起来，慢慢靠近，会出现的现象是（ ） ． B． ． D． 【答】D 【解析】根据电荷间的相互作用规律可知，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，因此B 错误，D 正确。 故选：D。 知识点二：导体和绝缘体 【探究重点】 【例题精讲】（2023•北京）下列物品通常情况下属于导体的是（ ） ．纸杯 B．瓷碗 ．铁锅 D．木铲 【答】 【分析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱 盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。 导体 绝缘体 定义 容易导电的物体 不容易导电的物体 常见物体 金属、石墨、人体、大地、食盐水溶液 玻璃、橡胶、陶瓷 原因 导体中有大量能够自由移动的电荷 绝缘体中几乎没有自由电荷 【解析】铁锅是用金属做成，容易导电，属于导体；纸杯、瓷碗、木铲都不容易导电，属于绝缘体；故正确、BD 错误。故选：。 【点评】此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例；生活中哪些物体为导体，哪些物体为绝缘体， 属于识记的内容，比较简单。 【巩固训练】（2023•湘潭）下列物品，通常情况下属于导体的是（ ） ．木铲 B．铁锅 ．玻璃杯 D．陶瓷盘 【答】B 【解析】铁锅比较容易导电的物体，木铲、玻璃杯和陶瓷盘不容易导电，是绝缘体。故选：B。 1．（2023•临县模拟）如图，这是一种静电除尘掸。打扫卫生的时候用掸子头在物体表面摩擦就可以轻松地将灰 尘和头发等吸附起来，避免扬尘。下列说法正确的是（ ） ．掸子头与物体摩擦创造了电荷 B．掸子头与物体摩擦后能吸引轻小物体 ．掸子头能够吸附灰尘和头发，与验电器的原理相同 D．用金属丝制作掸子头，吸尘效果最好 【答】B 【解析】、掸子头与物体摩擦转移了电荷，故错误。 B、掸子头与物体摩擦后带电能吸引轻小物体，故B 正确。 、掸子头能够吸附灰尘和头发是利用带电体能吸引轻小物体，与验电器的原理不同，故错误。 D、用金属丝制作掸子头，金属丝会导电，吸尘效果不好，故D 错误。故选：B。 2．（2023•东城区一模）如图所示的四种餐具中，通常情况下属于导体的是（ ） 强化训练 040 ． 玻璃酒杯 B． 陶瓷饭碗 ． 木制筷子 D． 钢制饭勺 【答】D 【解析】B、玻璃酒杯：陶瓷饭碗、木制筷子都不容易导电，是常见的绝缘体，不合题意； D、钢制饭勺是金属制成的，容易导电，是导体。故选：D。 3．（2023•大连模拟）橡胶棒与毛皮摩擦后带负电，下列说法正确的是（ ） ．橡胶棒可以吸引轻小纸屑 B．橡胶棒与毛皮摩擦创造了电荷 ．带正电的物体与橡胶棒排斥 D．带负电的物体与橡胶棒吸引 【答】 【解析】、胶棒与毛皮摩擦后带负电，带电的橡胶棒可以吸引轻小纸屑，故正确； B、橡胶棒与毛皮摩擦，橡胶棒得到电子带负电，毛皮失去电子带正电，摩擦起电是电子的转移，不是创造了 电荷，故B 错误； 、带正电的物体与橡胶棒是异种电荷，相互吸引，故错误； D、带负电的物体与橡胶棒是同种电荷，相互排斥，故D 错误。故选：。 4．（2023•如皋市二模）丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑，下列现象中的“粘”与其蕴含相同道理的是（ ） ．穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒 B．两磁铁会“粘”在一起 ．表面平滑的铅块紧压后会“粘”在一起 D．吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上 【答】 【解析】丝绸摩擦过的玻璃棒能“粘”纸屑，这是带电体吸引轻小物体的现象： 、穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒，是静电现象，故正确； B、两磁铁会“粘”在一起，是磁体间的相互作用，故B 错误； 、表面平滑的铅块紧压后会“粘”在一起，是分子引力，故错误； D、吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上，是大气压强的作用，故D 错误。故选：。 5．（2023•长春模拟）如图所示，是装有静电除尘纸的拖把，扫地时除尘纸与地板摩擦就可以轻松的将灰尘和头 发清扫干净。下列说法正确的是（ ） ．静电除尘纸和地面摩擦创造了电荷 B．静电除尘纸和地面摩擦后带有同种电荷 ．静电除尘纸吸附灰尘是利用同种电荷相互吸引 D．静电除尘纸和地面摩擦后带电能吸引轻小物体 【答】D 【解析】、静电的实质是电子在物体间发生了转移，并没有创造电荷，故错误； B、静电除尘纸和地面摩擦时，一个物体失去电子，另一个物体得到电子，所以它们带有异种电荷，故B 错误； 、静电除尘纸吸附灰尘，利用了带电体可以吸引轻小物体的性质，故 错误； D、静电除尘纸和地面摩擦后，静电除尘纸吸附灰尘利用了带电体可以吸引轻小物体的性质，故D 正确。 故选：D。 6．（2023•双阳区二模）摩擦起电现象中，在物质间转移的粒子是（ ） ．中子 B．原子核 ．质子 D．电子 【答】D 【解析】摩擦起电的实质是两个物体在摩擦过程中，电子发生了转移，得到电子的带负电，失去电子的带正电。 故选：D。 7．（2023•桂林二模）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流，观察到水流变弯曲。下列分析正确的 是（ ） ．水流一定带电 B．玻璃棒带的是正电 ．水流和玻璃棒带同种电荷 D．玻璃棒对水流没有作用力 【答】B 【解析】D、带电体有了吸引轻小物体的性质，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近细小的水流，观察到水流 变弯曲，水流不一定带电，故D 错误； B、玻璃棒带的是正电，故B 正确。故选：B。 8．（2023•同安区模拟）一个小球甲通过一条细线连接在水平木板下，将小球乙靠近后，两个小球的状态如图所 示，小球的带电情况可能是（ ） ．甲带正电，乙不带电 B．甲带正电，乙带负电 ．甲带正电，乙带正电 D．都不带电 【答】 【解析】由图可知，小球甲原本在竖直方向，将小球乙靠近后，小球甲偏离竖直位置，且细线没有被拉直，甲 和乙保持了一定的距离，因此可以断定两只小球是相互排斥的，它们应该带有同种电荷，故只有选项符合题意。 故选：。 9．（2023•普陀区二模）下列粒子中，带负电的是（ ） ．原子核 B．电子 ．质子 D．中子 【答】B 【解析】、原子整体对外不显电性，不带电； B、电子带负电； 、质子带正电； D、中子不带电；故选：B。 10．（2023•惠民县一模）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器金属球b，验电器的两片金属 箔张开，以下说法正确的是（ ） ．丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷 B．丝绸与玻璃棒摩擦过程中创造出了新电荷 ．金属箔片张开是由于两箔片带同种电荷而互相排斥 D．、b 接触时，上的一些电子转移到b 上，瞬时电流方向b→ 【答】 【解析】、丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，故错误； B、摩擦起电的实质是电荷的转移，在摩擦起电中并没有创造电荷，故B 错误； 、丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，去接触不带电的验电器金属球b，b 上的负电荷转移到上，使两片金箔都带 上了相同的正电荷，同种电荷互相排斥，故正确； D、玻璃棒带正电，失去电子，用带正电的玻璃棒去接触不带电的验电器的金属球b 时，金属球b 上的一部分电 子会转移到上，因为负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以，瞬时电流方向→b，故D 错误。 故选：。 11．（2023•获嘉县二模）关于静电，下列说法正确的是（ ） ．用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷 B．毛皮和橡胶棒摩擦起电的过程中产生了电荷 ．带有异种电荷的两物体靠近时会相互排斥 D．在实验室，检验物体是否带电的仪器是电压表 【答】 【解析】、根据正负电荷的规定可知：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷，故正确； B、摩擦起电的实质是电子的转移，是电子从一个物体转移到另一个物体上，并没有产生电荷，故B 错误； 、带有异种电荷的两物体靠近时会相互吸引，故错误； D、在实验室，检验物体是否带电的仪器是验电器，故D 错误。故选：。 12．（2023•道县校级一模）如图甲所示，小丽在透明塑料板下放了一张爱心的图，用丝绸裹住手指，照着图用力 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（ ） ．塑料板是导体 B．摩擦过程中创造了电荷 ．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 【答】D 【解析】．塑料板不容易导电，是绝缘体，故错误； B．摩擦过程中不会创造电荷，只是电荷发生了转移，故B 错误； ．摩擦后的塑料板和丝绸带上了异种电荷，故错误； D．由于带电体能吸引轻小物体，所以在平放的塑料板上面均匀地撒上一层干木屑时，塑料板上带电区域把木 屑吸住，故D 正确。故选：D。 13．（2023•泉州一模）如图，毛皮摩擦过的塑料梳子能吸引小纸屑，摩擦过程中（ ） ．创造了电荷 B．毛皮和塑料梳子带同种电荷 ．正电荷在毛皮和塑料梳子间转移 D．负电荷在毛皮和塑料梳子间转移 【答】D 【解析】．摩擦起电的实质是电荷的转移，毛皮与梳子摩擦的过程中不会创造电荷，故错误； B．毛皮与梳子原子核束缚核外电子的本领不同，摩擦时会带异种电荷，故B 错误； D．摩擦起电时发生转移的是负电荷，故错误、D 正确。故选：D。 14．（2023•冷水江市二模）如图所示电路，在金属夹子、B 之间分别接入下列学习物品，闭合开关后，小灯泡能 发光的是（ ） ．塑料尺 B．橡皮擦 ．金属圆规 D．木制书签 【答】 【解析】常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。题中塑料尺子、橡皮擦、木制书签都是 绝缘体，只有金属圆规是导体，而要使小灯泡发光，在金属夹之间必须接入导体，所以开关闭合后小灯泡能发 光的是金属圆规。故选：。 1．（2023•娄底）如图所示，“好奇号”火星车成功登陆火星。科学家发现：太空中的某些带电粒子会对探测器 产生影响。下列粒子因不带电，不影响探测器的是（ ） ．原子核 B．电子 ．质子 D．中子 【答】D 【解析】在原子中，质子带正电，电子带负电，而中子不带电；原子核是由质子和中子组成，所以原子核带正 电；由此可知，粒子中因不带电不影响探测器的是中子。故选：D。 2．（2023•益阳）如图所示。将塑料绳撕成丝带状，用毛巾分别摩擦塑料丝带和PV 管，然后将塑料丝带放在PV 管上方。塑料丝带就会像章鱼一样悬在空中，这就是神奇的静电“章鱼”实验，关于“章鱼”实验的说法正确的 是（ ） ．塑料丝带是导体 B．毛巾摩擦塑料丝带时创造了电荷 ．摩擦过的塑料丝带和PV 管带上了同种电荷 D．摩擦过的塑料丝带和PV 管带上了异种电荷 【答】 【解析】、塑料丝带不容易导电，属于绝缘体，故错误； B、摩擦起电的实质是电荷（电子）的转移，因此毛巾摩擦塑料丝带时发生了电荷的转移，故B 错误； 、D、将塑料丝带放在PV 管上方，塑料丝带就会像章鱼一样悬在空中，是因为两者带了同种电荷而相互排斥， 故正确、D 错误。故选：。 3．（2023•河南）为避免引发安全事故，运输汽油的油罐车尾部需拴一条拖在地上的链子。下列最适合用来制作 这种链子的材料是（ ） ．橡胶 B．塑料 ．硅 D．铁 【答】D 【解析】运输汽油的油罐车尾部拖在地上的链子的作用是将静电释放，故它的材料必须是导电能力强的物体， 而橡胶、塑料是绝缘体，硅是半导体，铁是导体。故选：D。 4．（2023•新疆）下列物质中，最容易导电的是（ ） ．铜 B．硅 ．玻璃 D．陶瓷 【答】 【解析】正常情况下，铜容易导电，是导体；硅是半导体；玻璃、陶瓷不容易导电，属于绝缘体，故符合题意， BD 不符合题意。故选：。 5．（2023•武汉）小红同学用气球（由橡胶制成）与自己的头发摩擦几下，松手后，气球“粘”在头发上，其原 因是（ ） ．气球上的负电荷转移到头发上 B．头发上的正电荷转移到气球上 ．气球和头发带同种电荷而相互排斥 D．气球和头发带异种电荷而相互吸引 【答】D 【解析】因摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，用气球（由橡胶制成）与自己的头发摩擦几下，气球和头发带 异种电荷，而异种电荷相互吸引，气球“粘”在头发上，故B 不符合题意，D 符合题意。故选D。 6．（2023•永州）甲、乙、丙三个轻质小球，已知甲球带正电，甲和乙互相吸引，甲和丙互相排斥，则（ ） ．乙一定带负电，丙带正电 B．乙可能带负电，丙带负电 ．乙可能不带电，丙带正电 D．乙一定不带电，丙带负电 【答】 【解析】甲、乙、丙三个小球都是轻质小球；甲带正电，甲丙相互排斥，则丙一定带正电；甲、乙相互吸引， 则乙可能带负电，也可能不带电，故正确。故选：。 7．（2023•凉山州）小徐将塑料袋剪成细丝，用两块毛皮分别来回摩擦细丝和塑料管后，将细丝抛向空中，在其 下方用塑料管靠近，细丝可以在空中飞舞，如图所示。下列说法中不正确的是（ ） ．毛皮摩擦后的细丝间会相互排斥 B．细丝和塑料管带上相同的电荷 ．摩擦时，正电荷在毛皮与塑料管之间发生了转移 D．该现象可以解释验电器的工作原理 【答】 【解析】毛皮摩擦后的细丝所带的电荷是相同的，同种电荷相互排斥，故正确； B 根据细丝可以在空中飞舞，细丝和塑料管带上相同的电荷，同种电荷相互排斥，故B 正确； 在摩擦起电中，发生转移的是电子，得到电子的显负电，失去电子的带正电，故错误； D 验电器