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初中二年级 (13-14岁)

初中科学 电的产生

冬天脱毛衣时噼啪作响,是因为两个互相摩擦的物体之间,电子从一方跑到了另一方,使两者带上了相反的电荷。 摩擦之前,两个物体都含有等量的(+)和(−),呈电中性,能移动的只有轻巧的电子,质子被束缚在原子核里。 失去电子的一方带(+),得到电子的一方带(−);同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 在图中增加转移的电子数,玻璃棒上就会空出同样多的位置,丝绸上则多出同样多的电子。

脱毛衣时的噼啪声

要理解静电,首先得弄清楚到底是什么在移动。摩擦之前,玻璃棒和丝绸都含有等量的(+)和(−),呈电中性;摩擦时,玻璃棒表面的一些电子转移到丝绸上。于是玻璃棒因缺少电子而带正电,丝绸因电子多余而带负电。丝绸得到的正好是玻璃棒失去的,所以两者电荷的总量和摩擦前一样。电荷不是凭空产生的,只是原有的电子换了位置。

🧤 生活中的静电
①用气球摩擦头发,头发会被气球吸起来
②天气干燥时摸门把手,指尖会被电一下
③用塑料尺摩擦袖子后靠近碎纸屑,纸屑会被吸起来
④这些都是摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体造成的

摩擦使电子转移

上图两个框里一开始都各有6个(+)和6个(−)配对。用滑块设定转移的电子数后,玻璃棒里就少掉同样多的(−),留下虚线圆圈表示的空位,丝绸下面一排则排上同样多的绿色电子。注意(+)在哪一边都没有移动,而最下面一行玻璃棒的+n和丝绸的−n大小总是相同,这就直接说明了电荷守恒。把滑块调到0,两个框又都回到电中性。

3个
💡 摩擦起电的原理
①摩擦前:两个物体所含(+)和(−)的量相等,都呈电中性
②摩擦时只有电子移动,质子在原子核里不动
③失去电子的物体带(+),得到电子的物体带(−)
④哪个物体失去电子由材料决定:用丝绸摩擦玻璃,玻璃带(+);用毛皮摩擦塑料,塑料带(−)

电荷之间的作用力

玻璃棒带了正电,人们容易以为是正电荷跑到了棒上,其实是电子离开了玻璃棒。质子被牢牢固定在原子核里,摩擦根本拉不下来。在下面的图中选同种电荷,两个小球就互相远离;选异种电荷,它们就互相靠近。这个力只由电荷的种类决定,与电荷是怎么来的无关。验电器的金属箔张开,也是因为两片金属箔带了同种电荷而互相排斥。

电荷之间的作用力(电力)
同种电荷 → 相互排斥,异种电荷 → 相互吸引
(+)与(+)、(−)与(−)互相排斥,(+)与(−)互相吸引。距离越近,作用力越大

带电与验电器

🔬 用验电器检验是否带电
①验电器由金属球(或金属板)、金属杆和两片薄金属箔连成一体
②把带电体靠近金属球,验电器里的电子被吸引或排斥,两片金属箔带上同种电荷
③同种电荷相互排斥,所以金属箔张开
④张开说明带电,张角越大,带电越多
物体带电的方式
摩擦起电 / 接触起电 / 静电感应
摩擦:互相摩擦时电子转移 | 接触:碰到带电体时电子重新分配 | 感应:只要靠近带电体,物体内的电子就会偏向一侧

总结

静电一句话
摩擦 → 电子转移 → 带电 → 电力
失去电子带(+),得到电子带(−),失去的量和得到的量相等
🎯 考试常考点
①摩擦时移动的是电子(−),质子(+)不移动
②失去电子的一方带(+),得到电子的一方带(−)
③同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
④不带电的物体(+)和(−)的量相等,呈电中性
⑤验电器的金属箔张开,说明附近有带电体或验电器本身带电

例题与单元测评

例题 1
用布摩擦玻璃棒后,玻璃棒带上了正电。电子向哪个方向转移?布带什么电?
1
摩擦时移动的只有电子,失去电子带(+),得到电子带(−)。
2
玻璃棒带(+),说明它失去了电子,这些电子转移到了布上,所以布带(−)电。
▸ 电子从玻璃棒转移到布上,布带负电
在上图中无论把转移的电子数设成多少,玻璃棒的+和布的−总是大小相等。
例题 2
两个带负电的物体靠近时受到什么力?一个带正电、一个带负电的物体之间又受到什么力?
1
同种电荷之间存在相互排斥的力。
2
(−)与(−)是同种电荷,相互排斥;(+)与(−)是异种电荷,相互吸引。
▸ (−)与(−)之间是斥力,(+)与(−)之间是引力
电力的方向只由两个电荷是同种还是异种决定。
单元测验类型
关于电的产生,说法正确的是?
①摩擦时质子移动而带电
②摩擦时电子移动而带电
③同种电荷互相吸引
④得到电子的物体带(+)电
⑤异种电荷互相排斥
▸ ② 摩擦时电子移动而带电
1
摩擦时移动的是电子,质子固定在原子核里不移动。
2
移动的是电子(①),同种电荷相斥(③),得到电子带(−)电(④),异种电荷相吸(⑤)。

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