15.1 两种电荷（考点解读）（原卷版）

151 两种电荷（考点解读）（原卷版） 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 【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 ，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 。 【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 【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 【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 。 【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． 【典例2-2】（2022•杭州模拟）毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒带 电，毛皮带 电。（都选填“正”、“负”） 【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 【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 ，PV 管 和气球带上了 （选填“同种”或“异种”）电荷。 【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 【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 电，乙 （选填： “一定”或“不一定”）带正电，丙 （选填：“一定”或“不一定”）带负电。 【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 【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 【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 （选填“正”或“负”）电荷从验电器 （选填 “”或“B”）向另一个验电器转移。 【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 【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 。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 （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 （填 “增加”或“减少”）。 【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 【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 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 ；毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒由于 （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 。 一、选择题。 1．（2022 秋•沈北新区期末）东汉《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”，指的是摩擦过的玳 瑁（海龟）外壳吸引草屑的现象，这是因为（ ） ．异种电荷间存在引力 B．分子之间存在着引力 ．同种电荷间存在引力 D．带电体吸引轻小物体 2．（2023•攀枝花模拟）静电现象在生活中特别常见，以下现象中，不属于静电现象的是 （ ） ．电视机表面总是沾有灰尘 B．保鲜膜能够很好的“粘”在餐具上，扯掉之后“粘性”变弱 ．干燥的冬季，触碰门把手时，通常有触电的感觉 D．靠在一起的两滴水，会自动合并成一滴水 3．（2022 秋•绥宁县期末）下列现象中，与“摩擦起电”知识无关的是（ ） ．晚上脱毛衣时会有火花产生 B．油罐车尾部常拖一条铁链 ．钢丝钳手柄上装有绝缘套 D．塑料梳梳头发越梳越蓬松 4．（2023 春•亭湖区校级期中）进入冬季，小明晚上脱毛衣时常会听到电击声且有电击感。 关于这种现象的出现，下列说法中正确的是（ ） ．不同材料的衣服相互摩擦时，导致衣服带电 B．两种不同材料的衣服带的是同种电荷 ．组成两种衣服的材料的原子核对核外电子的束缚能力相同 D．这种现象就是两种材料的衣服摩擦产生了电荷 5．（2023•从化区一模）皮套枕头摩擦小女孩的头发后，用皮套枕头靠近头发时，头发会 “飞”起来，如图所示，则“飞”起来的头发（ ） ．带异种电荷 B．一定失去电子 ．带同种电荷 D．一定不带电 6．（2023•番禺区校级二模）如图，用绝缘绳将M 棒水平悬挂，其可在水平面内自由转动， 用带负电的棒靠近M 棒，它们互相吸引。M 棒（ ） ．一定带电 B．一定带正电 ．一定不带电 D．M 棒原子核一定带正电 7．（2023 春•溧阳市期中）有这样三个小通草球，它们任意两个之间都可以相互吸引，则 （ ） ．这三个小球可能都是带电的 B．可能只有一个小球是带电的 ．只有两个小球是带电的，且带异种电荷 D．只有两个小球是带电的，且带同种电荷 8．（2023 春•京口区校级期中）“好奇号”火星车成功登陆火星标志着人类探索火星的征 程取得了重大进展。研究表明，太空中的某种带电粒子会对探测器的计算机系统产生影 响，从而导致程序出错。下列粒子中因不带电可以排除的是（ ） ．中子 B．质子 ．电子 D．α 粒子（氦的原子核） 9．（2023•菏泽三模）如图，运输汽油的油罐车通常在地上拖一根链条，是为了防止静电 危害。其中链条的材质可能是（ ） ．塑料 B．橡胶 ．软木 D．铁 10．（2022 春•慈溪市校级期中）金属是一种良导体，是因为金属内部（ ） ．有大量的自由电子 B．有大量的原子核 ．有大量带正电的原子 D．有大量带负电的原子 二、填空题。 11．（2022 秋•镇原县期末）2022 年12 月，我国防疫进入新阶段，大家在公共场所都佩戴 了防护效果更好的95 口罩。95 口罩过滤层均由一层熔喷非织造布构成，熔喷布需要经 过驻极处理而带上静电，由于带电体能 ，进而吸附一些粒径更小的污染物， 甚至病毒这种纳米级的物质也会被吸附。当我们喷洒酒精消毒时，能闻到淡淡的酒精味， 这是 现象。 12．（2022 秋•郑州期末）在秋冬季节比较干燥的时候，手碰到金属做的门把手时会被电 得麻一下，这是由于身上穿的化纤类衣服摩擦时产生 导致的，为了避免这种情况， 可以对门把手采取的措施是 。 13．（2023 春•京口区校级期中）端午时节，空气中弥漫着粽子的香味，“粽叶飘香”说 明分子永不停息地做 ；“便利贴”的背面有粘性，这是利用分子间存在着 ；用毛皮摩擦过的橡胶棒 （选填“得到”或“失去”）电子，从而带上静电。 14．（2022•寻乌县三模）将玻璃棒和丝绸摩擦，丝绸会带上 电荷；荷叶上两滴水珠 接触时，能自动结合成一滴较大的水珠，说明分子间存在着 力。 15．（2023•夏邑县模拟）如图是小华在做静电实验的场景。她将一根塑料绳一端扎紧，把 绳尽可能撕成细丝，用毛巾从上向下捋几下、发现细丝张开了，这是因为塑料丝带上了 ，彼此相互排斥，毛巾与塑料丝摩擦能带电的原因是 。 16．（2022 秋•沈丘县校级期末）用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近细线悬挂的轻质小球，小 球被排斥，则小球带 电。丝绸摩擦玻璃棒的过程中，玻璃棒 （选填“得 到”或“失去”）了电子。 17．（2023•石景山区二模）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，验 电器的两片金属箔之所以张开是由于带 （选填“同种”或“异种”）电荷。 18．（2022 春•灌云县期中）端午浓情，粽叶飘香，煮粽子时，小明闻到了粽子的香味， 这是因为 。吃粽子时，粽叶上沾有米粒，米粒和粽叶不容易分开，这 表明分子间存在着 。关于原子的微观结构模型，卢瑟福提出的类似行星绕日的 结构模型最接近实际。原子是由带负电的 和正电的原子核组成。 三、实验探究题。 19．（2023 春•秦淮区期中）根据实验现象，回答问题： （1）如图①所示，两个探究小组在进行酒精和水混合实验中，分别采用了两种不同的 容器，小组采用的是甲图所示的一端开口的直玻璃管，b 小组采用的是乙图所示的下大 上小的容器。两组同学在进行实验时，都应先注入一半体积的 ，然后将另外一种 液体注满容器。最后用食指堵住容器口并上下颠倒几次，发现容器中的液面降低，这说 明了 。通过比较你觉得 （选填“”或“b”）小组的实验效果更好， 理由是 。 （2）如图②所示，将塑料绳的一端扎紧，尽可能将其撕成更多的细丝，用干燥的手从 上向下捋几下，观察到如图所示的现象，这是因为 。 四、解答题。 20．（2022 秋•平山区校级月考）如图是可以在支架上自由转动的吸管。用餐巾纸摩擦吸 管使其带电。 （1）把某个物体放在带电吸管一端的附近，发现吸管向物体靠近，由此是否可以判断 该物体已经带电？ （2）把丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近，观察到相互排斥的现象。吸管 和餐巾纸摩擦起电时，餐巾纸带哪种电？得到电子还是失去电子？