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第1节 两种电荷
在干燥的天气里,衣服表面容易吸附灰尘;与 头发摩擦过的塑料尺、塑料笔杆,能吸起纸屑;用 塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来……
两种电荷【人教版七年级物理上册电子课本】
为什么会出现上述这些现象呢?这是因为摩 擦过的物体带了“电”,或者说带了电荷(electric charge)。用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起 电。带电的物体间存在怎样的相互作用呢?
演 示
电荷间的相互作用
1. 用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒, 靠近另一根被吊起的玻璃棒(图15.1-1)。观察有 什么现象发生。
2. 手持用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近被吊起 的用丝绸摩擦过的玻璃棒。观察有什么现象发生。
32 物理 九年级 图15.1-1 电荷间的相互作用
实验发现,电荷间有相互作用,相同电荷及不
同电荷间相互作用不同。【人教版七年级物理上册电子课本】
人们还发现,无论用什么方法带电,物体所带
的电荷或者与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同,
或者与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同。自然界
只有两种电荷。人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的
电荷叫做正电荷(positive charge),用毛皮摩擦过
的橡胶棒带的电荷叫做负电荷(negative charge)。
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
物体所带电荷有多有少,电荷的多少叫做电荷 金属球
金属杆 绝缘垫 量。为了方便起见,电荷量也可简称电荷。电荷量
的单位是库仑(column),简称库,符号是C。一
根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的
电荷量大约只有10 C。
实验室里常用验电器来检验物体是否带电。用 金属箔 带电体接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移
到验电器的两片金属箔上,这两片金属箔带同种电
荷,由于互相排斥而张开(图15.1-2)。 图15.1-2 验电器能显示物体是
否带电
原子及其结构
通过前面的学习我们知道,常见的物质是由分
子、原子构成的。有的分子由多个原子构成,有的分
子只由一个原子构成。
20世纪初科学家发现,原子也有进一步的结
构,它的中心是原子核,在原子核周围,有一定
数目的电子(electron)在核外运动。 电子是带有
19 最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10 C。
原子核带正电。在通常情况下,原子核所带的
正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相
等,原子整体不显电性,物体对外也不显电性。
氢原子的结构最简单,原子核中有1个正电荷
第十五章 电流和电路 33
(其电荷量与电子电荷量相等),核外有1个电子。
氦原子核中有2个正电荷,核外有2个电子(图 +1
H 1 +2 He 2 15.1-3)。
不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两
个物体摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领 图15.1-3 氢原子和氦原子
的结构
弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去
电子的物体因为缺少电子而带正电,得到电子的物
体因为有了多余电子而带等量的负电。摩擦起电并
不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一
个物体,使正、负电荷分开。
导体和绝缘体
带电的物体有时会与其他的物体接触,从而
失去电荷。那么,什么物体容易传导电荷,什么
物体不容易传导电荷呢?下面我们通过实验来
研究。
演 示
电荷在金属棒中的定向移动
取两个相同的验电器A和B, 使A带
电, B不带电。可以看到A的金属箔张开,
B的金属箔闭合。 A B
1. 用橡胶棒把A和B连接起来(图 图15.1-4
15.1-4),观察A、B金属箔的张角有什么
变化。
2. 再次使A带电,B不带电。用带
有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来(图
15.1-5),观察A、B金属箔的张角有什么 A B
图15.1-5变化。与用橡胶棒的情况一样吗?
实验现象是,用橡胶棒连接,验电器 图15.1-5
34 物理 九年级
A、B金属箔的张角没有变化;用金属棒连接,验
电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭
合变为张开。这表明,验电器B也带了电。就是说,
有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B,电荷发生
了移动。
电荷在金属中可以定向移动,说明金属是
可以 导电 的。有的 物体 容易导 电,叫 做导体
(conductor)。金属、人体、大地、石墨、食盐水溶
液等都是导体。有的物体不容易导电,叫做绝缘体
(insulator)。橡胶、玻璃、塑料等都是绝缘体。
在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚,
而在金属内部自由移动,这种电子叫做自由电子。
金属导电,靠的就是自由电子。
1. 有甲、乙、丙三个带电体,甲物体排斥乙物体,乙物体吸引丙物体。如果丙物
体带正电,甲物体带哪种电?
2. 如图15.1-6,用一段细铁丝做一个支架,作为转
动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放
在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩
擦吸管使其带电。
(1)把某个物体放在带电吸管一端的附近,发现吸
管向物体靠近,由此是否可以判断该物体已经带电?
(2)把丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近,观察吸管运动的方向,并 回答:吸管带的是哪种电?餐巾纸带哪种电?为什么?
(3)吸管和餐巾纸摩擦起电时,哪个失去了电子?哪个得到了电子?
3. 金属锡的原子核带有50个大小与电子电荷相等的正电荷,它的原子核外有多少 图15.1-6 饮料吸管的静电实验 个电子?这些电子总共带多少库仑的电荷?为什么金属锡对外不显电性?
第十五章 电流和电路 35
第2节 电流和电路
上一节中图15.1-5的实验结果表明,电荷在金
属导体中做了定向移动,但这种定向移动瞬间就结 束了。实际中点亮的小灯泡能持续发光,是因为有 电荷不断地流过小灯泡。那么,怎样才能使电荷不 断地流过小灯泡呢?
想想做做
不能把电池的两端
有如下器材:小灯泡、小电动机、蜂鸣器 各一个,一个开关、一节电池(带电池盒)和 用导线直接连在一起! 一些导线(图15.2-1)。先后三次连接电路,分
别使小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声。小灯 泡、电动机、蜂鸣器要受开关的控制。
小灯泡
蜂鸣器 小电动机
图15.2-1
实验结果表明,要想让小灯泡亮、电动机转、 蜂鸣器发声,必须要有电池(cell),还要用导线将 它们与电池连接成闭合的回路。
36 物理 九年级