15.1 两种电荷（考点解读）（解析版）

151 两种电荷（考点解读）（解析版） 1、物体带电及摩擦起电现象 （1）静电的基本概念 ①静电：即相对静止不动的电荷，通常指因不同物体之间相互摩擦而产生的在物体表面所 带 的正负电荷。 ②静电放电：指具有不同静电电位的物体由于直接接触或静电感应所引起的物体之间静电 电 荷的转移。通常指在静电场的能量达到一定程度之后，击穿其间介质而进行放电的现象。 （2）物体带电：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）。 （3）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：由于带电体的作用，使带电体附近的物体带电。 ※注意①摩擦起电并不是创造了电，而是两个物体在摩擦过程中，电子发生了转移，它从 一个物体转移到另一个物体上，使失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电！ ②不同物质组成的物体相互摩擦时，原子核束缚核外电子本领强的夺得电子，原子核束缚 核外电子本领弱的失去电子！ 2、两种电荷及电荷间的相互作用 （1）两种电荷：人们通过大量的实验发现，凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的，必定 与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥，由此人们得出自然界中有且只有两种电荷：正电荷和负电 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。 （2）电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 （3）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。 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＝16021892×10- 19 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。 （4）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。 ※注意（1）电荷的定向移动形成电流，可以是正电荷，也可以是负电荷；也可以是正、负 电荷同时向相反方向移动形成； （2）物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向。 3、验电器和检验物体带电的方法 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。 判断物体是否带电的方法： （1）看物体能否吸引轻小物体，因为任何带电体都具有吸引轻小物体的性质； （2）看物体是否会跟其他带电体相互排斥，因为只有该物体带了电，它才有可能跟其他 带电体相互排斥．若相互排斥，这时可以肯定该物体带有与其他带电体相同性质的电荷； （3）利用验电器；只要物体带电，则当它接触（或靠近）验电器的金属球时，验电器的 金属箔都会张开一定的角度； ①验电器还能大致判别带电的多少（即通过观察验电器金属箔的张角大小来比较）； ②检验带电体所带电荷的种类（即将待检验的带电体与带有已知电性的电荷的验电器的金 属球接触，观察验电器的金属箔的张角有无减小的过程，若有，则带电体上就带有跟验电 器上电荷电性相异的电荷，反之，亦然）。 4、导体和绝缘体及其区别 （1）导体：善于导电的物体。常见材料：金属、石墨（铅笔芯）、人体、大地、酸碱盐溶 液、含杂质的水。 导电原因：导体中有大量可以自由移动的电荷。 说明：金属导体中电流是自由电子定向移动形成的，酸、碱、盐溶液中的电流是正、负离子 都参与定向运动。 （2）绝缘体：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。 【考点1 物体带电及摩擦起电现象】 【典例1-1】（2023•洛阳一模）生活中的“粘”字常与物理知识有关，下列关于“粘”的 说法正确的是（ ） ．吃冰棒时会感觉“粘”舌头，是水蒸气凝华导致的 B．电视机屏幕易“粘”灰尘，是因为同种电荷相互吸引 ．塑料挂钩的吸盘“粘”在墙上，是因为大气压的作用 D．表面平整的铅块紧压后“粘”在一起，是因为分子间有间隙 【答】 【分析】（1）物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由液态变为固态叫凝固； （2）带电的物体可以吸引轻小物体； （3）塑料挂钩的吸盘贴在光滑的墙面上，能够承受一定的拉力而不脱落，说明大气压 的存在； （4）分子间存在相互作用的引力和斥力。 【解答】解：、刚开始吃冰棒时会感觉“粘”舌头，这是舌头上的水遇到温度低的冰棒 变成冰，使舌头和冰棒粘在一起，是凝固过程，故错误； B、电视机工作时，屏幕易“粘”灰尘说明带电体能吸引轻小物体，不是因为电荷相互 吸引，故B 错误； 、先排净吸盘内的空气，吸盘内的气体压强小于外界的大气压强，是大气压把塑料挂钩 的吸盘压在墙上的，故正确； D、两个表面光滑的铅块紧压后“粘”在一起，说明分子间存在引力，故D 错误。 故选：。 【典例1-2】（2022 秋•漳州期末）小红妈妈做饭时，不小心把一些干燥芝麻洒在地板上。 小红赶紧取出保鲜袋在毛衣上摩擦几下，使保鲜袋带有 电荷 ，接着使其靠近地上 的芝麻，这样就能吸引地上的芝麻，这说明了 带电体能吸引轻小物体 。 【答】电荷；带电体能吸引轻小物体。 【分析】（1）摩擦能使两个物体带上异种电荷； （2）带电体具有吸引轻小物体的性质。 【解答】解：保鲜袋在毛衣上摩擦几下，使保鲜袋带有 电荷；吸引地上的芝麻，这说 明了带电体能吸引轻小物体。 故答为：电荷；带电体能吸引轻小物体。 【变式1-1】（2022 秋•章贡区期末）与丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”起纸屑。下列现象中 “吸”的物理原理与玻璃棒相同的是（ ） ．干手搓开的新塑料袋“吸”在手上 B．两块表面打磨得很光滑的铅柱会“吸”在一起 ．用塑料管“吸”饮料 D．行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外 【答】 【分析】（1）带电体具有吸引轻小物体的性质； （2）分子间存在引力和斥力； （3）吸引力是利用大气压的原理； （4）窗帘“吸”出窗外是由于空气流速大的地方压强小。 【解答】解：、干手搓开的新塑料袋，由于摩擦，塑料袋和手带上异种电荷而相互吸引， 故正确； B、铅柱会“吸”在一起是由于分子间存在引力，故B 错误； 、用塑料管“吸”饮料利用大气压将饮料压入口腔；故错误； D、窗帘“吸”出窗外是由于空气流速大的地方压强小，故D 错误； 故选：。 【变式1-2】（2023•南开区三模）毛皮和橡胶棒摩擦后分开，橡胶棒带负电，这是由于（ ） ．毛皮上有电子转移到橡胶棒上 B．橡胶棒上有电子转移到毛皮上 ．橡胶棒上有正电荷转移到毛皮上 D．毛皮上有正电荷转移到橡胶棒上 【答】 【分析】不同的物质原子核束缚核外电子的本领有强有弱，原子核束缚核外电子本领强 的夺得电子，因多余电子带负电，原子核束缚核外电子本领弱的失去电子，因缺少电子 带正电。摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移。 【解答】解：橡胶棒与毛皮摩擦，橡胶棒中原子核束缚电子能力比毛皮的强，所以橡胶 棒把毛皮中的原子核周围电子吸引过来，就带上了负电，此过程带正电的原子核没有转 移。 故选：。 【变式1-3】（2022•安徽模拟）我国古代很多著作对物理现象都有所描述。如西晋张华撰 写的《博物志》记载到：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。” 意思是说，人在梳头、脱衣时通过摩擦使物体带了 电 。 【答】电。 【分析】摩擦起电、接触起电的实质是电荷从一个物体转移到另一物体。 【解答】解：人们梳头、穿衣时，梳子与头发，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异 种电荷，电荷放电，看到小火星和听到微弱响声，属于摩擦起电，通过摩擦使物体带了 电。 故答为：电。 【考点2 两种电荷及电荷间的相互作用】 【典例2-1】（2023•江南区模拟）如图所示，用两根绝缘细线分别将甲、乙两个带负电的 轻质小球悬挂起来，在将乙球慢慢靠近甲球时会出现的情形是（ ） ． B． ． D． 【答】D 【分析】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。 【解答】解：甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来，两个小球都带负电，同种电荷相互 排斥；小球由于受到斥力的作用，故两个小球都偏离线的竖直方向。 故选：D。 【典例2-2】（2022•杭州模拟）毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒带 负 电，毛皮带 正 电。（都选填“正”、“负”） 【答】负；正。 【分析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带电。 【解答】解：摩擦起电的实质是电子的转移。毛皮跟橡胶棒在摩擦过程中，橡胶棒得到 了电子带负电，毛皮因失去电子带正电。 故答为：负；正。 【变式2-1】（2023•南关区校级三模）静电喷雾机可以喷撒农药，其工作原理是分别给农 药粉和作物的叶片带上电荷，靠这两种电荷的相互作用力，把农药粉粒紧紧地吸着在叶 片上。下列判断正确的是（ ） ．农药粉一定带负电 B．作物的叶片一定带负电 ．农药粉和作物叶片带同种电荷 D．农药粉和作物叶片带异种电荷 【答】D 【分析】电荷间相互作用的规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 【解答】解：静电喷雾机分别给农药粉和作物的叶片带上电荷，靠这两种电荷的相互作 用力，把农药粉粒紧紧地吸着在叶片上，说明农药粉与叶片带异种电荷，故B 错误；D 正确。 故选：D。 【变式2-2】（2023•肥城市模拟）如图所示，用干燥毛巾多次摩擦PV 管和气球。将气球 往上抛，再将PV 管放在气球下方，气球就会在空中漂浮，这是因为 摩擦起电 ，PV 管和气球带上了 同种 （选填“同种”或“异种”）电荷。 【答】摩擦起电；同种。 【分析】用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电； 同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 【解答】解：用干燥毛巾多次摩擦PV 管和气球，使PV 管和气球带同种电荷，同种电 荷互相排斥，PV 管放在气球下方，气球就会在空中漂浮。 故答为：摩擦起电；同种。 【考点3 验电器和检验物体带电的方法】 【典例3-1】（2023•南宁一模）用餐巾纸摩擦过的塑料吸管接触验电器的金属球，两金属 箔片张开，原因是（ ） ．同种电荷相互吸引 B．同种电荷相互排斥 ．异种电荷相互吸引 D．异种电荷相互排斥 【答】B 【分析】验电器原理：同种电荷相互排斥。 【解答】解：用餐巾纸摩擦过的塑料吸管接触验电器的金属球，金属箔片和塑料吸管带 同种电荷，金属箔片因带同种电荷相互排斥。 故选：B。 【典例3-2】（2023 春•南海区月考）如图所示是甲、乙、丙三个轻质塑料小球间的相互作 用情况，已知甲与丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥，则甲带 正 电，乙 一定 （选 填：“一定”或“不一定”）带正电，丙 不一定 （选填：“一定”或“不一 定”）带负电。 【答】正；一定；不一定 【分析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；带电体的性质是能够吸引轻小物体；同种电荷 相互排斥，异种电荷相互吸引。相互排斥一定是同种电荷，相互吸引有可能是异种电荷， 也有可能是带电体吸引不带电的轻小物体。 【解答】解：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，已知甲球与用丝绸摩擦过的玻璃棒相互排 斥，则甲所带的电荷与玻璃棒相同，所以甲球带正电； 由图可知甲和乙相互排斥，根据同种电荷相互排斥，所以乙球带正电；乙和丙相互吸引， 则丙球可能带负电，也可能不带电。 故答为：正；一定；不一定。 【变式3-1】（2023•沂水县二模）甲、乙、丙三个轻质小球相互靠近时的情景如图所示。 若甲球带负电，则下列说法不正确的是（ ） ．乙球一定带正电 B．乙球一定带负电 ．丙球可能不带电 D．丙球可能带正电 【答】 【分析】已知甲球带正电，由同种电荷相互排斥，判断出乙球的带电情况，然后结合电 荷之间相互作用的特点及带电体可以吸引轻小物体进一步判断。 【解答】解：由图知，甲球与乙球靠近时相互排斥，已知甲球带负电，根据同种电荷相 互排斥可知，乙球一定带负电； 乙球与丙球靠近时相互吸引，根据异种电荷相互吸引可知，丙球可能带正电；但带电体 能够吸引不带电的轻小物体，所以丙球也可能不带电； 综合分析可知，乙球带负电，丙球可能带正电，也可能不带电，只有说法错误。 故选：。 【变式3-2】（2023 春•鼓楼区校级月考）如图所示，将用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器 的金属球后，发现验电器的金属箔片张开了一定的角度。下列说法正确的是（ ） ．验电器的两个金属箔片都带上了负电荷 B．验电器可用于检验物体带正电还是负电 ．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥 D．玻璃棒中部分质子转移到了金属球 【答】 【分析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；金属导 体中能够自由移动的是带负电荷的自由电子。 【解答】解：、丝绸摩擦后的玻璃棒带正电，与验电器的金属球接触后，金属箔片上的 电子转移到玻璃棒上来，使金属箔片失去电子而带正电，同种电荷相互排斥，故验电器 的金属箔会张开，故错误，正确； B、验电器可用于检验物体是否带电，故B 错误； D、带正电的玻璃棒与验电器接触的瞬间，金属箔片上的电子转移到玻璃棒上来，使验 电器带正电，但质子不会移动，故D 错误。 故选：。 【变式3-3】（2023•永修县校级三模）如图甲所示，有两个验电器、B，其中的金属球与被 丝绸摩擦后的玻璃棒接触过。现用一金属棒连接验电器、B 的金属球，出现了如图乙所 示的现象。由此可知有部分 负 （选填“正”或“负”）电荷从验电器 B （选 填“”或“B”）向另一个验电器转移。 【答】负；B。 【分析】（1）自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电； 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 （2）金属导体中能够移动的是带负电荷的自由电子。 【解答】解：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，接触验电器的金属球，验电器的金属箔上 的电子转移到玻璃棒上，金属箔由于失去电子而带正电荷，同种电荷相互排斥而张开。 当金属棒把验电器、B 两金属球相连时，因金属导体能够自由移动的是带负电荷的自由 电子，带正电荷，因异种电荷相互吸引，所以自由电子从B 移动到，使验电器B 也带上 了正电。 故答为：负；B。 【考点4 导体和绝缘体及其区别】 【典例4-1】（2023•光山县校级三模）下列物品中，在通常情况下都是导体的是（ ） ．玻璃、大地、塑料 B．橡胶、白醋、硬币 ．人体、铁丝、石墨 D．陶瓷、铁棒、盐水 【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、塑料、玻璃、橡胶、油等； 导体和绝缘体没有绝对的界限。 【解答】解：、玻璃、塑料不容易导电，属于绝缘体；大地容易导电，属于导体，故不 符合题意； B、橡胶不容易导电，属于绝缘体；白醋是水溶液，容易导电，硬币容易导电，属于导 体，故B 不符合题意； 、人体、铁丝、石墨容易导电，属于导体，故符合题意； D、陶瓷不容易导电，属于绝缘体；盐水是盐的水溶液，容易导电，铁棒容易导电，属 于导体，故D 不符合题意。 故选：。 【典例4-2】（2022 秋•龙港区期末）小明乘坐自家汽车时，手刚触车门就被“电”了一下， 这是因为汽车在行驶过程中与空气摩擦而带了 电 。为了防止被“电”，很多汽车 装有如图所示的静电消除器，带有铜丝的静电消除器与地面接触，其中的铜丝是 导 体 （填“导体”或“绝缘体”）；静电消除器与地面接触时发生摩擦，内能会 增 加 （填“增加”或“减少”）。 【答】电；导体；增加。 【分析】（1）用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电； （2）不容易导电的物体叫绝缘体，容易导电的物体叫导体； （3）对物体做功，物体的内能会增加。 【解答】解：（1）汽车在行驶过程中与空气摩擦，产生摩擦起电现象，从而带了电， 所以手刚触车门就被“电”了一下； （2）铜丝容易导电，是导体； （3）静电消除器与地面接触时发生摩擦做功，内能会增加。 故答为：电；导体；增加。 【变式4-1】（2023•南皮县校级模拟）下列有关物质分类正确的是（ ） ．石墨、塑料和橡胶都是绝缘体 B．冰、玻璃和铝都是晶体 ．氯化钠、纯碱和小苏打都是盐 D．氧气、氢气和氨气都是单质 【答】 【分析】（1）根据绝缘体不导电，进行分析判断； （2）晶体和非晶体：有固定熔化温度的物体是晶体，没有固定熔化温度的物体是非晶 体； （3）盐是由金属离子（或铵根离子）和酸根离子组成的化合物； （4）由同种元素组成的纯净物叫单质；由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合 物。 【解答】解：、石墨具有优良的导电性，是绝导体，塑料和橡胶都是绝缘体，故错误； B、冰、铝有固定的熔化温度是晶体，玻璃没有固定的熔化温度是非晶体，故B 错误； 、食盐、纯碱和小苏打均是由金属离子和酸根离子组成的化合物，均属于盐，故正确； D、氧气、氢气都是由同种元素组成的纯净物，是单质；氨气由两种元素组成，是化合 物，故D 错误。 故选：。 【变式4-2】（2023 春•江都区校级月考）用塑料棒摩擦毛衣，塑料棒能够吸引纸屑，说明 带电体具有 吸引轻小物体 的性质；用塑料梳子梳干燥头发时，头发常会越梳越蓬 松，这是由于 同种电荷互相排斥 ；毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒由于 得到 （失 去/得到）电子而带负电；油罐车的下面拖着一条铁链，是因为铁 导电性能好 。 【答】吸引轻小物体；同种电荷互相排斥；得到；导电性能好。 【分析】①用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电； ②正负电荷的规定：跟丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷，跟毛皮摩擦过的橡胶 棒所带的电荷是负电荷； ③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。导体是容易导电 的物体。 【解答】解：用塑料棒摩擦毛衣，塑料棒由于电子发生转移变为带电体，能够吸引纸屑， 说明带电体具有吸引轻小物体的性质。 用塑料梳子梳干燥头发时，头发常会越梳越蓬松，这是由于各个