九年级物理第四章-电路人教四年制版知识精讲.doc

九年级物理第四章 电路人教四年制

【同步教育信息】
一. 本周教学内容：
第四章 电路
1. 摩擦起电 两种电荷
2. 摩擦起电的原因 原子结构

二. 重、难点：
1. 重点：两种电荷及电荷间的相互作用，原子核式结构和用它揭示摩擦起电的原因。
2. 难点：自然界电荷只有两种的推理确认，用原子的核式结构解释摩擦起电现象。

三. 知识点分析：
今天开始我们要学习电学知识，电在生活生产中，科学技术等方面应用非常广，电灯、电视、电话、电子技术、现代化办公设备都离不开电，一座城市突然停了电，工厂停工，电网数据消失。所以我们要认真研究学习好电学，那么今天我们就从最简单的电现象——摩擦起电开始学习。
第一节 摩擦起电 两种电荷
小学自然课里，同学们已经学过了一些摩擦起电知识，摩擦起电的现象生活中可常见到，例如：头发为什么会“飘”起来?带了电的物体具有什么性质？下面我们通过实验来研究。
（一）物体带电与使物体带电的方法
1. 用毛皮摩擦橡胶棒，把棒靠近纸屑、羽毛等轻小物体，观察现象。
2. 用丝绸摩擦玻璃棒，把棒靠近纸屑、羽毛等轻小物体，观察现象。
现象表明，被毛皮摩擦过的橡胶棒，被丝绸摩擦过的玻璃棒都具有吸引轻小物体的性质。
物体具有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电，或者说带了电荷。
习惯上把带了电的物体叫做带电体。
解释头发随梳子飘起来的现象：在空气干燥的时候，用塑料梳子梳头发，头发会随着梳子飘起来，就是因为梳子带了电，能吸引头发的缘故。
使物体带电的方法：
（1）摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电。
（2）接触带电。
用毛皮摩擦过的橡胶棒甲接触没有被摩擦过的橡胶棒乙，然后用乙去靠近纸屑，观察乙吸引纸屑情况．乙通过接触橡胶棒甲而带电。

（二）两种电荷及相互作用
我们已经知道了带电现象，知道了被毛皮摩擦过的橡胶棒和被丝绸摩擦过的玻璃棒都带上了电荷，那么它们带的电荷是否相同呢?有没有区别？
1. 用毛皮摩擦的两根橡胶棒相排斥的实验。
2. 用丝绸摩擦的两根玻璃棒相排斥的实验。
3. 用毛皮摩擦的橡胶棒与用丝绸摩擦过的玻璃棒互相吸引的实验。
实验说明，两根用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电是相同的，两根用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电是相同的．被毛皮摩擦过的橡胶棒和被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷不同。
人们通过大量的实验研究发现，用摩擦起电的方法可以使各种各样的物质带电，带电后的物体凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相排斥，凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的，必定跟绸子摩擦过的玻璃棒互相排斥。这些事实说明。
（1）自然界中只有两种电荷。
（2）正电荷和负电荷。
绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷——正电荷
毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷——负电荷
（3）电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

（三）电量
1. 验电器：实验室中常用检验物体是否带电的仪器。
2. 验电器的构造。
3. 原理：利用电荷间的相互作用，当用带电体接触验电器的金属球时，就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。
验电器的金属箔片张开的角度不同，反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同。
电量——电荷的多少叫电量。
电量的单位是库仑，简称库，符号C
一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒上所带的电量大约只有库，一片带电的云上所带的电量，大约有几十库。

（四）电的中和
放在一起的异种电荷完全抵消的现象称为正负电的中和。

第二节 摩擦起电的原因 原子结构
要解释摩擦起电现象，需要学习一些关于物质结构的知识。
（一）物质的原子结构
1. 物质是由分子组成的。
经过科学家世世代代的研究，现在已经认识到，一切物质都是由分子构成的，分子又是由原子构成的。分子和原子都是很小的微粒，不但用眼睛看不到，用一般的显微镜也看不到，把原子看做球形，一般原子的半径只有米左右，设想把1亿个氧原子一个挨着一个地排成一行，也只有几厘米长．直到19世纪末叶，人们还以为原子是组成物质的最小微粒，不能再分，英国科学家汤姆生发现比原子小得多的带负电的粒子——电子，并且证实了电子的普遍存在，它是比原子更基本的物质单元，从此揭示了原子是具有结构的。
2. 原子结构
原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的，原子核的半径相当于原子半径的十万分之一，如果把原子比做直径为100m的大球，原子核则相当于一粒绿豆的大小，原子核的质量比电子大得多，几乎集中了原子的全部质量。
原子核带正电，电子带负电，电子在原子核的电力吸引作用下，在核外绕核运动，原子的这种结构称为核式结构。
电子是带有最小负电荷的粒子，人们已经知道这个最小电量为1.6×C，把它称为元电荷，任何带电体所带的电量都是e的整数倍。
由原子的核式结构知道，物质本身是由带电粒子组成的，那么通常情况下，物体为什么不显电呢？
3. 物体对外不显电性
在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷的数量相等，整个原子呈中性，也就是对外不显电性。
不同物质的原子的原子核所带的电量并不相同，核外电子的数目也不相同．例如氢原子，原子核带有1个基本电荷的电量，核外只有1个电子。氧原子原子核带有8个基本电荷的电量，核外有8个电子。

（二）摩擦起电的原因
1. 不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
当两个物体互相摩擦的时候，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上而失去电子，另一个物体得到电子。
2. 物体失去电子带正电，得到电子带负电

（三）摩擦起电的实质
两个物体相互摩擦时，原子核对核外电子束缚本领弱的物体的一部分电子转移到与它相摩擦的另一物体上，这个物体失去多少电子，那个物体就得到多少电子？而电荷的总量并没有改变。因此，摩擦起电并不是创造了电，它的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开。

【典型例题】
[例1] 用带电体去靠近吊在细线上的通草球时，通草球先被吸引过来，接触后又被弹开，为什么？
解题思路：
由于带电体具有吸引轻小物体的基本性质．所以先从这一知识点出发去考虑吸引作用，再考虑因为接触后电荷发生转移，两物体带同种电荷，由于电荷间作用的规律而被推开。
答案：当带电体靠近通草球时，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，通草球轻小，所以被吸引过来。接触时，带电体上的电荷与通草球上的电荷要重新分配，使通草球带上了与带电体相同性质的电荷。又由于同种电荷相互排斥的作用，所以通草球被弹开。
借题发挥：
要明白带电体具有吸引轻小物体的基本性质和同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的规律。
[例2] 用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近轻质小物体E，E被吸引过来，则E是（ ）
A. 带正电 B. 带负电
C. 不带电 D. 可能带负电，也可能不带电
解题思路：
首先根据正负电荷的定义出发确定玻璃棒带什么电荷，然后据带电体吸引轻小物体的基本性质和电荷间的相互作用规律去考虑选择答案。
答案：物理学中规定为与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷，即玻璃棒带正电。因为带电体能吸引轻小物体，故E物体被吸引可能不带电。又因为异种电荷相互吸引，E物体又可带负电而被吸引。此可见，物体E可能带负电，也可能不带电．故答案应选D。
借题发挥：
解答本题关键要抓住带电体具有吸引轻小物体的基本性质，正、负电荷的定义和电荷间的相互作用的规律三个知识点的应用，逐一分析求解。
[例3] 常见的使物体带电的方法和常用的检验物体是否带电的方法各有哪些?说明并举例。
解题思路：
常见的使物体带电的方法有三种：
（1）接触起电
即让原来没有带电的物体跟另一个带电体接触，通过电荷的转移而使没有带电的物体带电。例如：毛皮与橡胶棒摩擦后，橡胶棒因得到电子而带负电，毛皮因失去电子而带正电。如将橡胶棒去接触不带电的小塑料球。橡胶棒上一部分电子转移到塑料球上，使小球也带上负电。这就是接触起电。
（2）摩擦起电
即通过两种不同材料构成的物体互相摩擦而使物体带电。该方法使物体带电的实质是利用了不同物质的原子束缚核外电子的本领不同，从而使部分原子核外层电子在摩擦时发生转移，束缚电子本领弱的就会失去部分电子而显正电性。束缚电子本领强的则会得到等量的电子而显负电性。如：玻璃与黄铜摩擦后，玻璃显正电，黄铜显负电；毛皮与橡胶摩擦，毛皮带正电，橡胶带负电；铅与白金摩擦，铅带正电，白金带负电。
（3）感应起电
当我们将一带电体靠近（但不接触）某一导体时，由于电荷间的相互作用，在导体上靠近带电体的一端将会出现一些与带电体所带电荷性质相反的电荷，而在导体上远离带电体的一端将会出现相应等量的与带电体所带电荷相同的电荷，这种现象叫做静电感应现象。此时，若能设法将导体的近端和远端分开的话，那么原来不带电的导体的部分就都带上了电，且电量相等电性相反。这种使物体带电的方法叫感应起电。如：取两个完全相同的验电器A和B，用导体把两验电器连起来，将一带电棒靠近A验电器时，A、B验电器的箔片张开的角度相同，这时取走带电棒和连结A、B的导体，可见A、B验电器的箔片仍张开相同的角度。这说明A、B都带了电。
常用的检验物体是否带电的方法有：
（1）看它是否能吸引轻小物体．因为实验表明：任何带电体都具有吸引轻小物体的性质。
（2）看它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，这时可以肯定该物体一定是带有与另一带电体相同性质的电荷。
（3）利用验电器检验：只要物体带电，则当它接触或靠近验电器的金属球时，验电器的金属箔就会张开一定的角度。验电器箔片上所带的电荷与带电体带的电荷性质相同。
当然使物体带电的方法还有其他的方法，检验物体是否带电的方法也还有别的方法，这里就不一一列举。
[例4] 用与橡胶棒摩擦过的毛皮去接触验电器的金属球，箔片张开一定的角度．现用另一个带电体去接触验电器的金属球，发现两箔片张开的角度先减小到零后又张开一定角度。为什么？另一带电体带的是什么电?若再用与毛皮摩擦过的橡胶棒去接触，箔片张开的角度会更大，这又是什么原因？
解题思路：
电荷的多少叫电量。电量越多相互作用越大。带等量的异种电荷互相抵消的现象叫电荷中和。本题主要是用上述概念来解说。
答案：毛皮与橡胶棒摩擦过后，橡胶棒带负电，毛皮因失去电子带正电。当毛皮与验电器接触后，两箔片都带上正电荷，又由于同种电荷相互排斥而张开一定的角度，另一个带电体与验电器的金属球接触后，验电器箔片张开的角度减小到零，这说明发生了电荷中和现象，可见另一个带电体所带的电荷肯定与验电器原来带的正电荷性质相反，即为负电荷。箔片角度减小到零又增大，这说明带电体上的负电荷与金属球上的正电荷中和后又继续转移到箔片上，两箔片又带有同种电荷相互排斥作用的结果，又由于毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒带负电。当橡胶棒去接触验电器金属球时，负电荷转移到箔片上，使箔片上的负电荷增多，因为电量越大，其相互作用越强，所以箔片张开的角度更大。

【模拟试题】
一. 填空题：
1. 有四个带电体A，B，C，D。A吸B，B斥D，C吸A。已知D带正电，则A带 电，B带 电，C带 电。
2. 用毛皮摩擦过的橡胶棒分别接触通草球A与B后，把两球靠拢，会观察到 ，这是由于 。
3. 用绸子摩擦过的玻璃棒跟验电器金属球相碰，验电器两金箔会 ，是由于 。
4. 带正电的验电器与带负电的胶棒相碰，验电器两金箔张角会 ，这说明了正、负电荷会相互 。如果两者带电量相等，则验电器两金箔张角会变为 ，这现象叫做 。
5. 钢笔的塑料套跟毛衣摩擦，会把纸屑吸起来，是由于笔套 ，说明了 的性质。
6. 摩擦起电是由于 从一物体转移到另一个物体上。
7. 玻璃跟丝绸摩擦，玻璃上的一些 转移到丝绸上，玻璃带正电，而丝绸因 而带 的负电。
8. 验电器的工作原理是 。
9. 用毛皮摩擦过的橡胶棒带电后去接触验电器的金属球，验电器的箔片张开，这时验电器带有电荷的种类是 电荷，这是由于验电器 电子的缘故。
10. 电荷的多少叫 ，单位是 。

二. 选择题：
11. 带负电验电器与物体A相碰后，两金属箔张角变大。则A是（ ）
A. 带正电 B. 带负电 C. 不带电 D. 均可能
12. 用毛皮摩擦过的橡胶棒跟带负电的验电器接触一下，验电器的箔片张角不可能（ ）
A. 变大 B. 变小 C. 变小 D. 夹角为0
13. 甲、乙验电器分别带正、负电荷，当它们相互接触后分开，它们的金属箔张角不可能的是（ ）
A. 都变小 B. 都变大 C. 都夹上 D. 有一个先夹后开
14. 甲、乙、丙、丁四个带电体之间的相互作用是：甲排斥丙，乙吸引丙，乙和丁互相排斥，已知丁带正电，则（ ）
A. 甲和丙带正电，乙带负电 B. 甲和丙带负电，乙带正电
C. 乙和丙带负电，甲也带负电 D. 甲带的电性无法确定
15. 一个物体去接触带正电的验电器的金属球时，发现验电器的箔片先合拢后又逐渐张开，则这个物体（ ）
A. 带正电 B. 带负电 C. 不会带电 D. 带正、负电都有可能
16. 用纯毛织物和琥珀摩擦，丝绸跟玻璃棒摩擦后发现：毛织物吸引丝绸，琥珀吸引小通草球，玻璃棒也吸引通草球，则（ ）
A. 毛织物带正电，通草球带负电
B. 毛织物带负电，通草球带正电
C. 毛织物带正电，通草球不带电
D. 琥珀不带电，通草球也不带电
17. 三个用丝线悬挂的轻质小球两两相吸，则（ ）
A. 三个小球都带电，一个带正电，另两个带负电
B. 三个小球都带电，一个带负电，另两个带正电
C. 两个小球带同种电荷，另一个不带电
D. 两个小球带异种电荷，另一个不带电
18. 两个物体摩擦可以带电，下列说法正确的是（ ）
A. 一个物体上的电子全部转移到另一个物体上
B. 带正电的物体从另一物体上得到了正电荷
C. 带负电的物体从另一物体上一定得到了负电荷
D. 两个物体一定带有等量的同种电荷

【试题答案】
一.
1. 负 正 正
2. 两球相斥；A、B带上同种负电，同种电荷相斥而推开
3. 张开两金箔带上了正电，同种电荷相斥而张开
4. 变小抵消；零；电中和
5. 摩擦带了电；带电体有吸引轻小物质
6. 电子
7. 电子，多余电子等量
8. 同种电荷互相排斥
9. 负，多余
10. 电量，库仑

二.
11. B 12. D 13. B 14. B 15. B 16. C 17. D 18. C