思维特训(三) 简单电现象
思维特训(三)简单电现象
|典|例|分|析|
摩擦起电的实质
例1[2019·衡阳] 摩擦起电跟物质的种类有很大关系，严格来说，与物质的结构和化学成分有关。各种物质中的电子脱离原子所需要的能量是不同的。因此，不同物质的起电顺序是不同的。见下列起电顺序表：
A.跟纸摩擦过的硬橡胶棒带正电
B.跟纸摩擦过的玻璃棒带负电
C.跟涤纶摩擦过的硬橡胶棒带正电
D.跟涤纶摩擦过的玻璃棒带负电
[解析] 根据表中不同物质的起电顺序可知，跟纸摩擦过的硬橡胶棒带负电，跟纸摩擦过的玻璃棒带正电；跟涤纶摩擦过的硬橡胶棒带正电，跟涤纶摩擦过的玻璃棒带正电。
[答案] C
电荷的中和
例2一个带电体所带电荷量为Q1，一个带正电的验电器所带电荷量为Q2，当带电体跟验电器的金属球相接触时，观察到验电器的金属箔片先闭合后又张开，根据这一现象可以判断()
A.带电体带正电荷，且Q1＝Q2
B.带电体带负电荷，且Q1＝Q2
C.带电体带正电荷，且Q1 D.带电体带负电荷，且Q1>Q2 [解析] 验电器的金属箔片由于带同种正电荷而张开，验电器的金属箔片先闭合，说明验电器所带的电荷与带电体所带的电荷发生中和现象，即带电体带负电荷；验电器的金属箔片又张开，说明带电体所带的电荷量比验电器上所带的电荷量多，故将验电器上的所有正电荷中和完后，还有多余的负电荷，验电器的金属箔片由于带负电荷再次张开。 [答案] D |思|维|集|训| 1.现有丝绸、玻璃、塑料薄膜三种材料。通过实验发现，当被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近被丝绸摩擦过的塑料薄膜时，两者相互吸引。据此排出三种材料的顺序，使前面的材料跟后面的材料摩擦后，前者总是带负电。这个顺序是() A.丝绸、玻璃、塑料薄膜 B.塑料薄膜、玻璃、丝绸 C.塑料薄膜、丝绸、玻璃 D.丝绸、塑料薄膜、玻璃 2.甲、乙两个相同的验电器，分别带上等量的正、负电荷，用一根玻璃棒把甲、乙两个验电器的金属球连接起来，则() A.甲、乙两验电器发生电中和而不带电 B.甲带了更多的正电，乙不带电 C.甲不带电，乙带更多的负电 D.甲、乙两验电器的带电情况没有发生改变 3.两个完全相同的验电器，分别带上不等量的异种电荷，现将它们的金属球用一根带有绝缘柄的金属导体先接触后分开，则两验电器的金属箔() A.张角一定都减小，且带上等量异种电荷 B.张角一定都增大，且带上等量异种电荷 C.张角一定是有一个增大，且带上等量同种电荷 D.带电荷多的验电器张角减小，且带上等量同种电荷 4.如图3－TX－1所示，在一个带正电的小球附近有一根原来不带电的金属棒。当用手与金属棒的某一部位接触一下后，移去带正电的小球。关于金属棒的带电情况，下列说法中正确的是() 图3－TX－1 A.手碰在金属棒的左端，金属棒带正电 B.手碰在金属棒的中间，金属棒不带电 C.手碰在金属棒的右端，金属棒带负电 D.手碰在金属棒的任何部位，金属棒总是不带电 5.如图3－TX－2所示是部分不同物质的原子核对电子束缚能力强弱的排序图，毛皮与图中的________摩擦最容易起电，且它们摩擦后毛皮带________(选填“正”或“负”)电。 图3－TX－2 6.小明学习了摩擦起电、两种电荷后，他想知道圆珠笔杆与纯毛毛衣，塑料尺子与头发等摩擦后的各物体是带正电还是带负电。于是他就利用泡沫小球、烟盒内的铝箔、丝线等制作了一个验电器，并进行了一系列实验。其中他还有玻璃棒、丝绸这两种器材。 (1)请你简要说明怎样进行实验，根据发生的什么现象可以判断塑料尺子与头发摩擦后，塑料尺子带正电还是负电？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引碎纸屑等轻小物体，是因为 ________________________________________________________________________。 (3)毛皮摩擦过的橡胶棒与验电器的金属球接触后，验电器的两金属箔片张开一定角度，是因为________________________________________________________________________。 (4)塑料笔杆与头发摩擦后把碎纸屑吸到笔杆上后，纸屑又被“弹”出，这是因为吸到笔杆上的纸屑带上了与笔杆相同的电荷。通过上述实验和实验现象，说明物体可以通过 ________和________的方法带电。 7.阅读短文，回答问题。 中国古代对电现象的认识 我国古代对电的认识，是从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3000多年以前的殷商时期，甲骨文中就有了“雷”“电”的形声字。西周初期，在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“电”字。 《淮南子坠形训》认为“阴阳相博为雷，激扬为电”。明代刘基说得更为明确：“雷者，天气郁激而发也。阳气困于阴，必迫，迫极而迸，迸而声为雷，光为电”。 我国古人还通过仔细观察，准确地记述了雷电对不同物质的作用。《南齐书》中有对雷击的详细的记述：“雷震公稽山阴恒山保林寺，刹上四破，电火烧塔下佛面，而窗户不异也。” 在我国，摩擦起电现象的记述颇丰。西晋张华记述了梳子、丝绸摩擦起电引起的放电发声现象：“今人梳头，脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”。 (1)“阴阳相博为雷，激扬为电”中的“阴”指负电荷，“阳”指正电荷，云层带电是因为云层与空气摩擦使________发生转移，这种现象叫________。 (2)“电火烧塔下佛面”是因为佛面的金属膜属于________，强大的放电电流通过佛面的金属膜，金属被熔化。“而窗户不异也”是因为窗户为木制，木头属于______，所以仍保持原样。 (3)请用学过的知识解释：“今人梳头，脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。” ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 8.阅读短文，回答问题。 自然界经常出现物体带电的情况，你知道有几种方法可以使物体带电吗？ 使物体带电有这么几种方法： (一)摩擦起电：实验室经常用玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮相互摩擦起电。其实。日常用的塑料梳子、笔杆、塑料尺子与头发或腈纶针织物也极易起电。摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同，在摩擦过程中，电子发生了转移而使相互摩擦的两物体带上了等量的异种电荷。 根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同，科学家通过实验的方法得出了起电顺序表：兔毛——玻璃——羊毛——丝绸——铝——木——硬橡胶——硫磺——人造丝……顺序表中任意两种物质相互摩擦时，排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电；两物质顺序相隔越多，起电的效果就越好。 (二)接触起电：将一带电体与一不带电的物体接触时，就会有一部分电子从带电体跑到不带电体上，或从不带电体跑到带电体上，使原来不带电体带上与带电体相同的电荷。 (三)感应起电：将一带电体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时，由于电荷间的相互作用，B的左端聚集了与A相反的电荷，右端聚集与A相同的电荷。如图3－TX－3所示，这就是感应起电。 图3－TX－3 (1)摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同，其实质是________发生了转移。 (2)若用兔毛与木条相互摩擦而带电，兔毛带________电。 (3)用塑料梳子梳头发时，越梳头发越蓬松，这是上述三种带电方法中的________。 (4)自然界中只存在两种电荷，分别叫正电荷和负电荷，它们之间的相互作用规律是：同种电荷相互________，异种电荷相互________。 9.“为什么丝绸要与玻璃棒摩擦而毛皮要与橡胶棒摩擦”这个问题困扰着刚学习摩擦起电的科学研究小组的成员，他们在努力探究。 图3－TX－4 (1)先是一道题给了他们启发：①用丝绸分别摩擦玻璃棒(带正电)和保鲜膜，再将经丝绸摩擦的玻璃棒和保鲜膜靠近，两者会相互吸引，可见保鲜膜经丝绸摩擦后带的是________电荷。①丝绸、玻璃、保鲜膜三者相比，在摩擦时最容易失去电子的是玻璃，最容易捕获电子的是________，于是就排出了这三种物质的捕获别的物质的电子能力的强弱，如法炮制就可以得到一张“摩擦电序”表，感觉问题有了头绪。 (2)然后成员们做了一些材料，排了序，有些实验现象不明显，很难判断，他们想网上会不会有“摩擦电序”表，于是上网查询，果真如愿。 (3)最后解决了问题：为什么丝绸要与玻璃棒摩擦而毛皮要与橡胶棒摩擦？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)后续，这次该小组的研究不仅解决了困扰着的问题，还顺藤摸瓜出“摩擦电序”，更重要的是获得了研究的思想，整个研究过程或“摩擦电序”给你的启示是 ____________________。 10.小明在五一期间坐动车来厦门旅游，返回时坐了长途大巴。细心观察的他发现大巴车身比动车车身的灰尘明显多一些，请你从物理的角度说一说其中的道理。 详解详析 1．C[解析] 丝绸与玻璃棒相互摩擦时，丝绸得到电子带负电，玻璃棒失去电子带正电，故丝绸的吸附电子能力大于玻璃棒；玻璃棒与塑料薄膜靠近时相互吸引，说明塑料薄膜带负电，故塑料薄膜的吸附电子能力大于丝绸。因此，吸附电子能力由强到弱的排列顺序是： 塑料薄膜、丝绸、玻璃，此时使前面的材料跟后面的材料摩擦后，前者总是带负电。 2．D[解析] 异种电荷可以通过导体发生中和现象，但不能通过绝缘体发生中和，所以，用一根玻璃棒把甲、乙两个验电器的金属球连接起来，电荷不能通过玻璃棒发生中和，因此甲、乙两验电器所带的电荷量不变。 3．D[解析] 由于两个验电器带的是不同种类的电荷，所以在用金属导体接触两金属球时会发生中和现象，带电量少的那种电荷会被带电量多的那种电荷中和掉，然后剩余的电荷被两个验电器平分，所以最后两个验电器会带上等量的同种电荷。由于发生了中和现象，带电量少的那种电荷会被中和掉，而带电量多的那种电荷由于中和现象带电量也会减少，所以原来带电荷量多的验电器的夹角一定会减小。 4．C[解析] 由图可知：金属棒在带正电的小球附近时，金属棒上的自由电子会向金属棒的左边运动，金属棒的左端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电。当手碰左端时，金属棒左端的负电荷被带正电的小球吸引而不会跑掉；而当手碰在金属棒右端时，因人体和金属棒都是导体，会使电子通过人体和大地流入金属棒，移去带正电的小球，金属棒因有了多余的电子而带负电。 5．梳子正[解析] 由图可知，毛皮的束缚电子的能力最弱，梳子束缚电子的能力最强，故毛皮与梳子摩擦最容易起电；毛皮失去电子带正电，梳子得到电子带负电。 6．(1)先用细线将头发摩擦过的塑料尺子悬挂起来，再用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近塑料尺子；若塑料尺子和玻璃棒相互吸引，说明塑料尺子带负电，若相互排斥则带正电(2)带电体具有吸引轻小物体的性质(3)同种电荷相互排斥(4)摩擦接触 7．(1)电荷摩擦起电(2)导体绝缘体(3)“随梳”是因为梳子与头发摩擦，两者带上异种电荷而相互吸引；“解结”是因为头发带上同种电荷而相互排斥；“有光、有咤声”是因为积累的电荷发生的放电现象 8．(1)电子(2)正(3)摩擦起电(4)排斥吸引 [解析] (2)根据摩擦起电顺序表，顺序表中任意两种物质相互摩擦时，排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电，所以用兔毛与木条相互摩擦后，兔毛将带正电。 9．(1)负保鲜膜(3)因为玻璃棒和橡胶棒都是绝缘体，玻璃棒和橡胶棒经摩擦产生的电荷不易传导走，所以玻璃棒和橡胶棒经摩擦能带电；而金属棒和手(人体)都是导体，金属棒摩擦后产生的电荷很容易经金属棒和手传导到大地，使金属棒上没有多余的电荷而不带电(4)学好物理要善于观察，乐于动手，多做实验 10．因为动车和大巴车在行驶的过程中，车身与空气摩擦起电，吸引轻小物体(灰尘)，大巴车轮是绝缘体，不易导电，故大巴车车身吸附的灰尘较多；动车车轮是导体，容易把电荷导入地下，故动车车身吸附的灰尘较少。