第1節(jié)靜電現(xiàn)象及其應用[目標定位]1.知道靜電現(xiàn)象和摩擦起電的原因.2.知道自然界中存在兩種電荷，理解電荷守恒定律.3.了解靜電的應用和防止靜電危害的方法.一、靜電現(xiàn)象1.兩種不同材料的物體相互摩擦后能夠吸引輕小物體，就說物體帶了“電”，帶電的物體叫做“帶電體”，通過摩擦使物體帶電的方法被稱為“摩擦起電”.2.電荷的電性及相互作用(1)自然界只有兩種電荷：正電荷和負電荷.(2)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.想一想：你除了知道摩擦可以起電之外，還知道哪些方式可以起電？答案接觸起電(或感應起電).二、摩擦起電現(xiàn)象的解釋1.原子由原子核及圍繞核運動的多個電子所構成.在正常情況下，原子是呈電中性的.2.電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分；在任何的物質運動變化過程中，電荷的總量保持不變.3.電荷量：物體所帶電荷的多少稱為電荷量，簡稱電量.在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖，簡稱庫，用符號C表示.4.元電荷：一個電子所帶電荷量的絕對值為1.6×10－19__C，它是電荷的最小單元，稱為元電荷，記作e＝1.6×10－19C.任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍.5.摩擦起電的過程實質上是通過做功使正負電荷分離的過程.想一想：有人把摩擦起電說成是“摩擦生電”，這種說法對嗎？為什么？答案不對.摩擦起電的過程是電荷的轉移，而不是產(chǎn)生了電荷.三、靜電的應用靜電除塵、靜電復印、靜電加速器、靜電噴涂與靜電植絨.四、靜電的危害與防止1.靜電的危害(1)在印刷、紡織等過程中，由于摩擦起電，正負電荷的吸引可能造成紙張粘連、棉紗纏繞.(2)在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，由于摩擦起電，當電荷積累到一定程度時，會發(fā)生放電或打火.2.靜電防止的辦法(1)采用消除靜電裝置.(2)增加空氣濕度.(3)使用抗靜電材料.想一想：除了以上關于防止靜電危害的方法外，你還知道生活中哪些是防止靜電危害的方法或措施？答案雷電這一靜電現(xiàn)象常常會造成巨大的自然災害，為了避免建筑物遭受雷擊，通常在高大的建筑物上安裝避雷針.輪船上的工作人員穿導電材料做的衣服，輸油管每隔100～300m就要接地一次，油罐車的尾部拖一條鐵鏈都是為了防止靜電的危害.一、起電方式1.摩擦起電(1)原因：不同物體間摩擦時，由于摩擦做功使電子獲得能量發(fā)生轉移，結果使物體分別帶上等量異種電荷.一個物體與其他不同物體摩擦起電時，該物體帶正電，還是帶負電，取決于兩物體中的原子核對電子的束縛能力的相對大小.(2)實質：用摩擦的方法使電荷發(fā)生了轉移.2.接觸帶電(1)方法：用帶電導體與不帶電導體接觸或兩個帶相反電荷但所帶電荷量不同的導體相接觸，都可以使導體帶電.(2)實質：電荷從一個物體轉移到另一物體.【例1】(多選)(2018·宿遷學業(yè)水平模擬)摩擦帶電是一種常見的帶電方式，關于摩擦帶電，下列說法正確的是()A.梳子和頭發(fā)摩擦后梳子能夠吸引輕小物體，因為摩擦使梳子帶電B.在A選項中梳子帶電后頭發(fā)就不帶電了C.摩擦帶電產(chǎn)生了電荷，使自然界中的電荷數(shù)增加了D.摩擦帶電的本質是電荷發(fā)生了轉移解析摩擦帶電并不是創(chuàng)生了電荷，而是電荷從一個物體轉移到另外一個物體，使兩個原來不帶電的物體正電荷數(shù)目和負電荷數(shù)目都不相等，從而顯電性.答案AD二、電荷守恒定律1.“總量”：指電荷的代數(shù)和.2.起電過程的本質：電子發(fā)生了轉移，也就是說物體所帶電荷的重新分配.3.兩個完全相同的金屬球接觸后將平分電荷，即Q1′＝Q2′＝eq\f(Q1＋Q2,2)，Q1和Q2可以是同種電荷，也可以是異種電荷.【例2】有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，讓兩絕緣金屬小球接觸.接觸后B帶多少電荷量？在接觸過程中，電子如何轉移？解析接觸后兩球電荷量相等，電荷量為QA′＝QB′＝eq\f(（6.4×10－9C）＋（－3.2×10－9C）,2)＝1.6×10－9C，在接觸過程中，電子從B球轉移到A球.答案1.6×10－9C電子從B球轉移到A球三、靜電的應用與防止1.靜電的應用靜電技術應用的原理：應用了同種電荷相排斥、異種電荷相吸引的原理.主要應用：靜電復印、靜電除塵、靜電加速器、靜電噴涂、靜電植絨、靜電噴藥、靜電育種、靜電殺菌和靜電治病等.(1)靜電復印機的原理：利用了靜電的吸附作用.(2)靜電除塵的原理：帶電粒子受到電場力的作用，會向電極運動，最后被吸附在電極上.如果筒內充滿煙霧，把兩個電極接在高壓電源上，煙霧很快就消失.(3)靜電噴漆的原理：當油漆從噴槍中噴出時，噴嘴使油漆微粒帶正電.它們相互排斥，擴散開來形成一大團漆云，被吸附在帶負電的物體表面.這種靜電噴漆的方法省漆而均勻.2.靜電的防止(1)印染廠里的靜電的危害與防止危害：在印染廠里，棉紗、毛線、化學纖維上的靜電會吸引空氣中的塵埃，使印染質量下降.防止：使車間里保持一定濕度，讓電荷隨時放出.(2)雷電這一靜電現(xiàn)象常常會造成巨大的自然災害，為了避免雷電的危害，通常使用避雷針.避雷針是由富蘭克林發(fā)明的.(3)簡單易行而又安全可靠的防止靜電危害的方法：用導體把容易產(chǎn)生靜電的部件良好接地.例如：輪船上的工作人員穿導電材料做的衣服；輸油管每隔100～300m就要接地一次；油罐車的尾部拖一條鐵鏈.【例3】(單選)(2018·南京學業(yè)水平模擬)為了防止靜電產(chǎn)生的危害，下列做法正確的是()A.在高大的建筑物頂端裝上避雷針B.小汽車上有一根露在外面的小天線C.在高大的煙囪中安裝靜電除塵器D.汽車制造廠車間里進行靜電噴漆解析當打雷的時候，由于靜電的感應，在高大的建筑物頂端積累了很多的靜電，容易導致雷擊事故，所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以利用尖端放電，中和云層電荷，保護建筑物的安全，屬于靜電危害的防止，選項A符合題意；小汽車上有一根露在外面的小天線，是接收無線電信號的，與靜電的利用和防止無關，選項B不符合題意；靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負電，顆粒向電源正極運動，屬于靜電應用，選項C不符合題意；噴槍噴出的油漆微粒帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負電，對霧狀油漆產(chǎn)生引力，把油漆吸到表面，屬于靜電應用，選項D不符合題意.答案A[針對訓練](單選)關于靜電的利用和防范，以下說法正確的是()A.沒有安裝避雷針的建筑物一定會被雷電擊毀B.油罐車行駛途中車尾有一條鐵鏈拖在地上，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸C.飛機起落架的輪胎用絕緣橡膠制成，可防止靜電積聚D.手術室的醫(yī)生和護士都要穿絕緣性能良好的化纖制品，可防止麻醉藥燃燒解析下雨時，一般會有雷電，如果在高大建筑物頂端裝上避雷針，通過避雷針與大地相連，就能及時把電荷導入大地，從而避免建筑物被雷電擊壞，如果沒有安裝會有危險，但對低矮的建筑不至于一定被雷電擊毀，選項A錯誤；油罐車在運動的過程中，由于里面的油在晃動，也會摩擦產(chǎn)生靜電，后面拖一條鐵鏈就可以及時的把產(chǎn)生的靜電導走，有利于消除靜電，故選項B正確；飛機上的著地輪裝有搭地線或用導電橡膠做輪胎，是為了及時地把飛機在飛行過程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過導體而轉移給大地，以免發(fā)生放電現(xiàn)象，保證飛機和乘客的安全，選項C錯誤；絕緣性能良好的化纖制品的衣服不能及時把靜電導入大地，容易造成手術事故，選項D錯誤.答案B電荷的產(chǎn)生及作用1.(單選)下列關于摩擦起電的原因，正確的說法是()A.摩擦后產(chǎn)生了新的電荷B.電子和正電荷同時按相反方向轉移C.電子從一個物體轉移到另一個物體D.正電荷從一個物體轉移到另一個物體解析摩擦起電過程中，電子從一個物體轉移到另一個物體，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電，在摩擦起電過程中沒有產(chǎn)生新電荷，只是電子發(fā)生轉移.答案C電荷守恒定律2.(單選)導體A帶5q的正電荷，另一完全相同的導體B帶－q的負電荷，將兩導體接觸一會后再分開，則導體B的帶電荷量是()A.－q B.qC.2q D.4q解析電荷接觸過程中電荷要先中和后平分，Q1′＝Q2′＝eq\f(Q1＋Q2,2)＝eq\f(＋5q＋（－q）,2)＝2q，選項C正確.答案C靜電現(xiàn)象的應用與防止3.(多選)如圖1所示是靜電除塵的原理示意圖，關于靜電除塵的原理，下列說法正確的是()圖1A.中間金屬絲A與金屬管B分別接高壓電源的電極B.金屬絲和金屬管帶電后具有吸引輕小物體的作用C.煙塵通過該空間時被A、B兩個電極的電荷吸引而被吸附，能起到除塵的作用D.煙筒本身就有除塵作用，沒有必要加高壓電源解析煙筒內的兩個金屬電極必須接在高壓電源上，使兩個電極被充電而帶上等量異號電荷，管內存在強電場，它使空氣電離而產(chǎn)生電子和正離子。電子在電場力作用下，向正極移動時，碰到煙塵微粒使它帶負電，而落到帶正電的筒壁上，從上面的排煙口排出的氣體就清潔了，從而起到除塵的作用，所以前三項正確，最后一項錯誤.答案ABC4.(多選)下列關于避雷針的說法中，正確的是()A.避雷針避雷是中和云層中的異種電荷B.為了美觀，通常把避雷針頂端設計成球形C.避雷針是利用了尖端放電的原理制成的D.以上說法都不對解析避雷針通過尖端放電中和了云層中的異種電荷而避雷的，所以避雷針的頂端設計成尖頭，選項A、C正確，B、D錯誤.答案AC(時間：30分鐘)題組一、電荷的產(chǎn)生及作用1.(單選)用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，接觸不帶電的驗電器金屬小球a，這時驗電器小球a和金箔b的帶電情況是()A.a帶正電，b帶負電 B.a帶負電，b帶正電C.a、b均帶正電 D.a、b均帶負電答案D2.(單選)(2018·宿遷學業(yè)水平模擬)關于摩擦起電和接觸起電，下列說法正確的是()A.摩擦起電是電荷的轉移，接觸起電是創(chuàng)造了電荷B.摩擦起電是創(chuàng)造了電荷，接觸起電是電荷的轉移C.不論摩擦起電還是接觸起電，都是電荷的轉移D.以上說法均不正確解析無論哪種方式起電，都不是創(chuàng)造了電荷，而是電荷的轉移，所以選項A、B、D錯誤，C正確.答案C3.(單選)人們在晚上脫衣服時，有時會看到火花四濺，并伴有“噼啪”聲，這是因為()A.衣服由于摩擦而產(chǎn)生了靜電B.人體本身是帶電體C.空氣帶電，在衣服上放電所致D.以上說法均不正確解析若我們身穿含有化纖成分的衣服，且不斷運動，使衣服與衣服之間，衣服與皮膚之間不停地摩擦，在摩擦中會使衣服上帶有異種電荷.在脫衣服時正電荷和負電荷碰到一起就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，于是我們聽到“噼啪”的放電聲音，在晚上還可以看見火花.答案A題組二、電荷及電荷守恒定律4.(單選)(2018·揚州學業(yè)水平模擬)兩個完全相同的金屬小球A、B所帶電荷量分別為＋3Q和－Q，將兩小球接觸后，小球A的帶電荷量為()A.＋3Q B.＋2QC.＋Q D.－Q解析小球接觸過程中電荷要先中和后平分，Q1′＝Q2′＝eq\f(Q1＋Q2,2)＝eq\f(＋3Q＋（－Q）,2)＝Q.選項C正確.答案C5.(多選)(2018·揚州學業(yè)水平模擬)一帶負電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時間后，發(fā)現(xiàn)該小球上凈電荷幾乎不存在了，這說明()A.小球上原有的負電荷逐漸消失了B.在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C.小球上負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導走了D.該現(xiàn)象是由于電子的轉移引起，仍然遵循電荷守恒定律解析絕緣小球上電荷量減少是由于電子通過空氣導電轉移到外界，只是小球上電荷量減少，但是這些電子并沒有消失，故A、B錯誤，C正確；就小球和整個外界組成的系統(tǒng)而言，其電荷的總量仍保持不變，故D正確.答案CD6.(單選)M和N是兩個原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后，M帶正電荷.下列判斷正確的是()A.在摩擦前M和N的內部沒有任何電荷B.摩擦的過程中電子從M轉移到NC.M在摩擦過程中創(chuàng)造了正電荷D.N在摩擦過程中失去電子解析物體內部既有正電荷又有負電荷，正負電荷數(shù)量相等，物體看起來不帶電，故選項A錯誤；M、N摩擦時電子從M轉移到N，故M帶正電.在轉移過程中，電荷的總量不變，選項B正確.答案B7.有三個相同的金屬小球A、B、C，其中小球A帶有2.0×10－5C的正電荷，小球B、C不帶電，現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走，再讓小球B與球A接觸后分開，最后讓小球B與小球C接觸后分開，最終三球的帶電荷量分別為QA＝__________C，QB＝________C，QC＝________C.解析小球A、C接觸過程中電荷要平分，QA′＝QC′＝eq\f(Q1＋Q3,2)＝eq\f(2.0×10－5C,2)＝1.0×10－5C，小球A、B接觸過程中電荷要平分，QA＝QB′＝eq\f(QA′＋Q2,2)＝eq\f(1.0×10－5C,2)＝5.0×10－6C，小球B、C接觸后，QB＝QC＝eq\f(QB′＋QC′,2)＝eq\f(1.0×10－5C＋5.0×10－6C,2)＝7.5×10－6C.答案5.0×10－67.5×10－67.5×10－6題組三、靜電的應用與防止8.(多選)(2018·南京學業(yè)水平模擬)在下列措施中，哪些能將產(chǎn)生的靜電盡快導走()A.飛機輪子上搭地線B.印染車間保持濕度C.復印圖片D.電工鉗柄裝有絕緣套解析飛機在飛行中與空氣摩擦時，飛機外表面聚集了大量靜電荷，降落時會對地面人員帶來危害及火災隱患