關(guān)于初中物理電荷檢測(cè)試題匯總
5.1 電 荷
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1. 認(rèn)識(shí)摩擦起電的現(xiàn)象,了解電荷的種類及電荷間的相互作用是什么?
2. 了解驗(yàn)電器的原理及其作用,了解電荷量及其單位
3. 了解原子結(jié)構(gòu),知道元電荷、自由電子和電荷的移動(dòng)
自主學(xué)習(xí):
1、閱讀課本“電荷”部分,思考下列問題,并在小組內(nèi)交流:
在什么情況下,就可以認(rèn)為物體帶了電荷?
可以用什么辦法使物體帶上電荷?舉例說明。
2、閱讀課本“原電荷”部分,了解物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)。
3、獨(dú)立完成下面的預(yù)習(xí)檢測(cè)題,然后與正確答案對(duì)照,了解自己的預(yù)習(xí)情況。
【預(yù)習(xí)檢測(cè)】
。1)梳過頭發(fā)的梳子能吸起頭發(fā)、穿過的化纖衣服表面常吸附一些灰塵。這樣,我們就說梳子、衣服帶上了 。
(2)帶了電荷的物體具有 的現(xiàn)象。
(3)原子由 和 組成, 位于原子的中心。
4、預(yù)習(xí)過程中,你還有什么疑問?請(qǐng)跟同學(xué)們討論交流。
合作探究:
●摩擦起電
獨(dú)立完成下列活動(dòng),仔細(xì)觀察現(xiàn)象,思考產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因:
問題1、將自己的塑料直尺、圓珠筆桿、鋼筆等文具在毛發(fā)中摩擦后,分別靠近小紙片。
問題2、將一束扯成線狀的塑料捆扎繩,用干燥的手自上而下捋。再多捋幾次。
問題3、將跟毛皮摩擦過的橡膠棒、跟絲綢摩擦過的玻璃棒分別靠近自來水的細(xì)水流、細(xì)小紙屑。會(huì)發(fā)現(xiàn),細(xì)水流變 ,小紙屑被 。
總結(jié):可以發(fā)現(xiàn),一些物體被 后能夠帶上電荷,因而能吸引 物體。這種使物體帶電的現(xiàn)象,就是 現(xiàn)象。
●電荷間的相互作用
思考下面問題:(玻璃棒用絲綢摩擦過,橡膠棒用毛皮摩擦過)
問題4、將兩根玻璃棒互相靠近(見課本圖5.1-2),自由懸掛的玻璃棒是否會(huì)動(dòng)?可能向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?
問題5:將橡膠棒靠近自由懸掛的玻璃棒,玻璃棒可能向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?
問題6:將兩根橡膠棒互相靠近,自由懸掛的橡膠棒會(huì)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?
現(xiàn)象:靠近的兩根玻璃棒會(huì) ,靠近的兩根橡膠棒會(huì) ,靠近的玻璃棒與橡膠棒會(huì) 。
總結(jié):自然界中有兩種電荷,把 規(guī)定為正電荷,把 規(guī)定為負(fù)電荷。
同種電荷相互 ,異種電荷相互 。
練習(xí)1:有A、B、C三個(gè)輕質(zhì)小球,它們相互靠近時(shí),A排斥B,B吸引C。已知A球帶正電荷,試判斷B、C兩個(gè)小球的帶電情況?
●驗(yàn)電器的原理和作用
閱讀課本98頁(yè)“驗(yàn)電器”部分,試回答、討論下面問題:
問題7:驗(yàn)電器為什么能檢驗(yàn)物體是否帶電(驗(yàn)電器的原理)?
問題8:用驗(yàn)電器能粗略比較物體帶電的多少嗎?為什么?
問題9:用驗(yàn)電器能否檢驗(yàn)帶電體帶的是正電荷還是負(fù)電荷?
試一試,用驗(yàn)電器檢驗(yàn)一下絲綢摩擦過的兩根玻璃棒,哪根帶有的電荷多?
總結(jié):驗(yàn)電器的原理是 ,作用是 。電荷量的單位是 。
●電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)
完成課本100頁(yè)中電荷定向移動(dòng)的實(shí)驗(yàn):
說說你觀察到的現(xiàn)象:A驗(yàn)電器的金屬箔片 ,B驗(yàn)電器的金屬箔片 。
交流討論:解釋觀察到的現(xiàn)象,A、B驗(yàn)電器上的電荷數(shù)量有什么變化?為什么會(huì)變化?
總結(jié):電荷可以沿金屬棒 。
閱讀課本中導(dǎo)體和絕緣體部分,并完成下面問題:
常見的導(dǎo)體有 ,常見的絕緣體有 ,各種金屬導(dǎo)電靠得是 。
當(dāng)堂訓(xùn)練:
1、電荷:物體有了 性質(zhì),我們說物體帶了電,或帶了電荷。
2、摩擦起電:摩擦過的物體具有 。
3、正電荷的規(guī)定: 的電荷叫正電荷。
負(fù)電荷的規(guī)定: 的電荷叫負(fù)電荷。
4、電荷間的作用規(guī)律:
5、驗(yàn)電器:結(jié)構(gòu):金屬球、金屬桿、金屬箔。
作用: 。 原理: 。
6、電荷單位: ,符號(hào):
7、導(dǎo)體是 善于導(dǎo)電的`物體。如:金屬、人體、大地、酸堿鹽的水溶液、石墨等。絕緣體是 導(dǎo)電的物體如:橡膠、陶瓷、塑料、干燥的空氣、油等。
8、電風(fēng)扇葉片上經(jīng)常布滿灰塵,是因?yàn)轱L(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與空氣_________而產(chǎn)生________,,帶有_________的葉片會(huì)把空氣中的灰塵吸著不放,以致葉片上特別容易臟
9、打開自來水龍頭,放出一股細(xì)小的水流,用在干燥的頭發(fā)上梳過的塑料梳子靠近水流,可以觀察到水流___________ ,這是因?yàn)開_________________________
10、檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器叫做______________,用帶電體接觸它的金屬球時(shí),它的兩片金屏箔就由于_______________________而張開,且?guī)щ婓w帶電量越多,張開的角度就________________
11、我們經(jīng)常在加油站看到一條醒目的標(biāo)語(yǔ)"嚴(yán)禁用塑料桶裝運(yùn)汽油",這是因?yàn)橥皟?nèi)汽油會(huì)不斷與桶璧摩擦,使塑料桶帶了__________,造成火災(zāi)隱患
12、電視機(jī)的熒光屏表面經(jīng)常有很多灰塵,這主要是因?yàn)? )
A熒光屏具有吸附灰塵的能力 B房間內(nèi)灰塵的自然堆積
C電視機(jī)工作時(shí),熒光屏表面溫度較高 D 電視機(jī)工作時(shí),熒光屏表面有靜電
13、在編織某種地毯時(shí),編織過程中夾雜一些不銹鋼絲,這是因?yàn)? )
A便地毯更好看 B使地毯更耐用
C使地毯更善于傳熱 D釋放靜電,便地毯不易沾上灰塵
●物理閱讀
電的性別──陽(yáng)電和陰電
人們對(duì)電現(xiàn)象進(jìn)行觀察研究的過程中,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有趣的現(xiàn)象:兩個(gè)相同的物體與其他某一物體摩擦后,這兩個(gè)相同物體之間不是相吸而是相斥。比如兩根玻璃棒用絲綢摩擦后,玻璃棒之間是相互排斥的。同時(shí)還觀察到,同一個(gè)帶電體如果與用毛皮摩擦過的火漆棒相吸,它就一定與用絲綢摩擦過的玻璃棒相斥。
1733年法國(guó)人杜菲用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),帶電的玻璃和帶電的琥珀是相互吸引的,但是兩塊帶電的琥珀或者兩塊帶電的玻璃則是相互排斥的。這些現(xiàn)象的原因是什么呢?他猜想很可能是由于相互排斥的帶電體帶的是相同種類的電荷,而相互吸引的兩個(gè)帶電體帶的是異種電荷。也就是說,自然界存在著不同種類的電荷。那么存在幾種電荷呢?如何進(jìn)行電荷的分類呢?
杜菲根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí),經(jīng)過比較分析,大膽地?cái)喽ǎ弘娪袃煞N:一種是與琥珀帶的電性質(zhì)相同,叫做“琥珀電”;一種是與玻璃帶的電性質(zhì)相同,叫做“玻璃電”。
由于“琥珀電”和“玻璃電”對(duì)其他帶電體的作用恰恰相反──被“琥珀電”吸引的帶電體一定被“玻璃電”排斥,所以人們就分別稱它們?yōu)殛?yáng)電(也叫正電)和陰電(也叫負(fù)電)。就好比我們?nèi)擞心、女之分一樣。?dāng)時(shí)只是用陽(yáng)和陰或正和負(fù)來說明兩種性質(zhì)不同的電,至于稱誰(shuí)為正電或負(fù)電,完全是任意的。
為了統(tǒng)一起見,到了1747年,美國(guó)的富蘭克林便把絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電稱為“正電”,用“+”號(hào)表示;把毛皮摩擦過的火漆棒(或琥珀)帶的電稱為“負(fù)電”,用“-”號(hào)表示。
警惕靜電的危害
摩擦是生產(chǎn)、生活中普遍存在的現(xiàn)象,伴隨摩擦產(chǎn)生的靜電也就跟生產(chǎn)、生活有著密切的聯(lián)系。但遺憾的是在許多情況下,“靜電”卻是不受歡迎的“不速之客”。
在氣候干燥的季節(jié),如果你穿著旅游鞋在干凈的地板上行走后,伸手抓金屬門柄,常常會(huì)給你一件意想不到的“禮物”──一個(gè)小火花跳到手上,麻得你不自在;當(dāng)你伸手跟別人接觸,常常會(huì)給對(duì)方造成一次電擊,令人不快。這都是靜電的“惡作劇”。究其原因,原來是身體與空氣及周圍物體摩擦帶了電,由于旅游鞋底絕緣性能好,人體帶的電荷不能泄放入地,一旦接觸導(dǎo)體,就會(huì)發(fā)生火花放電,造成“不愉快”的電擊。
我們還知道,物體帶電后能吸引輕小的紙屑、絨線,當(dāng)然也能吸引更小的灰塵。日常用的塑料制品、穿的化纖衣物,都是摩擦起電的好材料,靜電電荷的良好棲息地。這些物品在使用過程中難免發(fā)生摩擦而帶電,使用不久它們的表面就會(huì)吸附一層灰塵,鮮艷漂亮的用具、衣物也就黯然失色。
當(dāng)然,這些都是生活中的小事。可是要是發(fā)生在生產(chǎn)部門,問題就嚴(yán)重了。在化纖紡織工業(yè)中,用化纖絲如尼龍、晴綸、滌綸等織布時(shí),由于化纖絲和金屬部件發(fā)生摩擦而起電,帶電的化纖絲相互排斥而松散,產(chǎn)生亂紗,給生產(chǎn)帶來麻煩。橡皮膠是重要的工業(yè)原料,又是良好的絕緣體。在生產(chǎn)過程中,橡膠與金屬摩擦、剝離及膠布撕裂時(shí)產(chǎn)生的靜電電荷不易泄漏,積累過多就會(huì)發(fā)生火花電。由于橡膠制品在生產(chǎn)過程中,很多工序要用汽油和笨等易燃品,因此火花放電往往會(huì)引起火災(zāi)或爆炸。印刷車間,紙張由于跟機(jī)器和油墨摩擦而帶電,常常吸在鉛板或印刷機(jī)的滾筒上,影響連續(xù)印刷。攝影用的膠片,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電電荷,常常發(fā)生放電現(xiàn)象,使膠片感光形成斑痕而報(bào)廢。在煤礦礦井中,由于種種摩擦產(chǎn)生的靜電電荷,一旦發(fā)生火花放電就會(huì)引起瓦斯爆炸,給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失。在火藥和炸藥的制造、調(diào)合、移動(dòng)及貯藏時(shí),伴隨摩擦、分離、混合等現(xiàn)象,會(huì)產(chǎn)生大量靜電電荷,若不采取必要的措施,更容易造成爆炸、著火等靜電災(zāi)害。
受靜電危害最苦的是石油工業(yè),石油產(chǎn)品及蒸汽,是危險(xiǎn)的易燃易爆品。微弱的火花放電也會(huì)引起含有汽油或煤油蒸汽的空氣燃燒爆炸。而石油生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中,幾乎處處有靜電;石油在管道中流動(dòng),在管壁上產(chǎn)生靜電;石油從管口流出,沖擊金屬容器會(huì)產(chǎn)生靜電;石油液滴飛濺與空氣摩擦,會(huì)產(chǎn)生靜電;石油通過過濾網(wǎng),會(huì)產(chǎn)生靜電;石油在油罐車、油船中連續(xù)顛簸,運(yùn)油車行駛時(shí),輪胎和路面摩擦、甚至向油罐中灌入不同規(guī)格的新油等等,都會(huì)產(chǎn)生大量靜電。若防電措施稍有疏忽,就有可能造成不可挽回的損失。
還有,飛機(jī)在空中飛行,在穿過云層時(shí),與云中微小的冰或雪的晶體摩擦,使飛機(jī)帶上大量的靜電電荷,特別是飛機(jī)在雷雨天飛行時(shí),雨滴濺落在飛機(jī)的表面也會(huì)使飛機(jī)帶電。只要飛機(jī)上的靜電放電電流超過5微安,無(wú)線電通信就要受到干擾。所以通常飛機(jī)上裝有靜電放電器,以便中和靜電電荷。汽車上的收音機(jī),在炎熱干燥的季節(jié)里常因輪胎和路面摩擦產(chǎn)生靜電干擾而無(wú)法接收?耧L(fēng)卷起的沙礫,往往攜帶大量的靜電電荷,中斷無(wú)線電通信,有時(shí)還會(huì)引起鐵路、航空等自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)的信號(hào)失誤,造成嚴(yán)重事故。
可見,生產(chǎn)和生活中的靜電,一有時(shí)機(jī)就會(huì)興風(fēng)作浪,若不采取防止措施,就會(huì)給人們?cè)斐珊艽蟮奈:Α?/p>
馴服靜電,消除危害
靜電雖然有那么多的危害,但人們只要掌握了科學(xué)知識(shí),就能想出許多辦法,馴服靜電、消除危害。
不知同學(xué)們是否注意觀察過,運(yùn)輸汽油的汽車,后面總是拉著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”──一根拖地的鐵鏈條(圖1-11)。這就是一種消除靜電危害的好方法,叫“接地”。把容易產(chǎn)生靜電的部件用一個(gè)良導(dǎo)體與大地連接,可以將靜電電荷通過接地導(dǎo)體迅速引入大地,防止電荷的積累,避免靜電危害。這是一種既簡(jiǎn)單易行又安全可靠的方法,被廣泛運(yùn)用。如輸送石油的輸油管道每隔100~300米就要接地一次。大型油罐要有好幾個(gè)很深的接地板。向鐵路油罐車裝卸油料的橋臺(tái)、鋼軌以及油輪碼頭,都要有專門的接地設(shè)施。生產(chǎn)或加工易燃液體和可燃?xì)怏w的金屬設(shè)備及輸送管道都有可靠的接地設(shè)備。不過,接地這種方法有很大的局限性,只適用于消除導(dǎo)體上的靜電,對(duì)絕緣體上的靜電,則無(wú)能為力,因?yàn)榻^緣體中的電荷不能移動(dòng),所以接地也無(wú)用的。
增加空氣濕度是控制靜電的另一有效辦法。因?yàn)榭諝飧稍锶菀追e累靜電電荷,所以靜電危害大多發(fā)生在天氣干燥的季節(jié)。如果增加空氣濕度,工作人員身上、機(jī)器各部件、被加工物體表面均可吸附一層水份,使其電阻變小,電荷產(chǎn)生以后將迅速流入大地,如果工作房間空氣濕度在70%以上,一般可以防止靜電危害。
油類、纖維質(zhì)、塑料與橡膠等,在加工、裝運(yùn)或使用期間往往產(chǎn)生靜電,主要是由于這些物質(zhì)的電阻率高,絕緣性能好,電荷不易泄漏。如果在這些絕緣物質(zhì)中加入一些導(dǎo)電填料,做成導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電纖維等,可減小其電阻率。還可以為絕緣材料穿上“導(dǎo)電衣”,涂上一層金屬粉末或?qū)щ娖,降低材料的表面電阻率,減小放電路徑上的電阻,防止靜電的產(chǎn)生。目前,導(dǎo)電纖維已被廣泛用來作防電工作服、手套、地毯、包裝袋和縫紉線等。
鹵水點(diǎn)豆腐,一物降一物。為了防止塑料、化纖制品等絕緣體上聚積靜電電荷,人們還研制了各種抗靜電劑。汽油、柴油、煤油中加入少量的抗靜電劑,就可以大大增強(qiáng)它們的導(dǎo)電性能。因此使用抗靜電劑也是消除靜電的一種“靈丹妙藥”。
還有一種方法叫“以電治電”,這實(shí)在是一個(gè)聰明的主意。在膠片生產(chǎn)和印刷生產(chǎn)中,濕度不宜過大,就可以設(shè)置“靜電消除器”。它的工作原理是造成大量的帶電離子,它們的電性與由于摩擦帶上的靜電電性相反,把摩擦起電的電荷中和掉。
人們還注意到,同一物體分別和幾種不同物質(zhì)組成的物體摩擦后,會(huì)產(chǎn)生完全不同的帶電效果:有時(shí)帶正電,有時(shí)帶負(fù)電;有時(shí)帶電顯著,有時(shí)則微不足道。根據(jù)這種性質(zhì),人們對(duì)一些經(jīng)常發(fā)生摩擦而帶電的零部件的材料進(jìn)行適當(dāng)選擇,就能破壞靜電產(chǎn)生的條件。
總之,隨著靜電防護(hù)研究的不斷發(fā)展,靜電危害一定能夠克服。
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