高中物理第1章电荷与电场1静电现象及其应用教师用书教科版选修11
1 静电现象及其应用
[先填空]
1．不同材料的物体相互摩擦后能吸引轻小物体，就说物体带了“电”，带电的物体叫做“带电体”，通过摩擦使物体带电的方法被称为“摩擦起电”．
2．自然界中只存在两种电荷：正电荷和负电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷．
3．电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
[再判断]
1．任意两个物体间摩擦时都能起电．(×)
2．两物体相互吸引，一定是带异种电荷．(×)
[后思考]
梳过干燥头发的塑料梳子(或尺子)能吸引轻小物体；冬春季节脱化纤衣服时会听到“噼噼啪啪”的响声，晚上还会看到电火花；触摸带电导体球的人头发会成爆炸式立起来等等，以上这些常见现象的发生都是因为物体带有电荷．那你知道可以通过哪些方式使物体带电吗？
【提示】 (1)摩擦起电，即电荷(电子)从一个物体转移到另一个物体．(2)感应起电，即电荷(电子)从物体的一部分转移到另一部分．(3)接触带电．
1．摩擦起电：两种不同物质组成的物体相互摩擦．
2．感应起电：用带电的物体靠近没有带电的物体，也能使没有带电的物体带电．
3．接触带电：带电导体与另一导体互相接触后再分开．
4．感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触而只是靠近，后者必须直接接触．
1．两个悬挂着的通电小球，相互作用情况如图1-1-1所示，那么A球一定( )
图1-1-1
A．带正电荷
B．带负电荷
C．不带电
D．带与B球相同的电荷
【解析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以AB一定带同种电荷，故D正确．
【答案】 D
2．有A、B、C三个塑料小球，A和B、B和C、C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则( )
【导学号：18792000】A．B、C球均带负电
B．B球带负电，C球带正电
C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
D．B、C球都不带电
【解析】因为A和B、C和A是相互吸引的，如果A带正电，说明B、C不可能带正电，但是B和C也是互相吸引的，因此B、C不能带同号电荷且必有一个带电，另一个不带电，由此可见C项正确．
【答案】 C
3．打扫房间时，小刚用干绸布擦穿衣镜，发现擦过的镜面很容易粘上细小绒毛．这是因为他擦过的镜面因________而带了电，带电体有吸附________的性质，所以绒毛被吸在镜面上．
【解析】丝绸与玻璃摩擦，玻璃会带正电，从而能够吸引轻小物体，所以很容易粘上细小绒毛．
【答案】摩擦轻小物体
[先填空]
1．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电．
2．电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分．在转移的过程中，电荷的总量保持不变．
3.物体所带电荷的多少称为电荷量，简称电量，单位是库仑，简称库，用符号C表示．
[再判断]
1．任何带电的实质都是电荷的转移．(√)
2．摩擦起电的实质是创造了电荷．(×)
3．三种起电方式中，感应起电违背了电荷守恒定律．(×)
[后思考]
有的同学说用摩擦起电的方式可以创生电荷，这样自然界中的电荷就会越来越多，你认为这种说法对吗？电荷的存在又遵循怎样的规律呢？
【提示】这种说法不正确．这些电荷遵循电荷守恒定律．
1．摩擦起电
(1)用摩擦的方法使物体带电：两个不同种类的物体相互摩擦，其中一个物体失去电子而带正电，另一个物体获得电子而带等量的负电．
(2)摩擦起电的原因：不同物质组成的物体，由于原子核对核外电子的束缚能力不同，在摩擦过程中由于摩擦力做功，对核外电子的束缚能力弱的原子失去电子而带正电，对核外电子的束缚能力强的原子获得电子而带负电，且两个物体带等量的正、负电荷．
(3)摩擦起电的本质：一个物体失去电子带正电，另一个物体得到这些电子而带负电．即摩擦起电是由物体间电荷的转移引起的．
2．接触起电
(1)方法：用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．
(2)规律：两个完全相同的导体球发生接触时，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分；两个导体球分离后，各带等量的同种电荷(恰好中和时，两导体球都不带电)．
3．感应起电
(1)方法：用带电的物体靠近没有带电的物体，也能使没有带电的物体带电．例如，将一个带电的物体靠近一个原来没有带电的金属导体，金属内部的自由电子就会发生移动，从而在导体表面出现“感应电荷”．如果将带电的物体靠近绝缘体，绝缘体内部的电子虽然不会自由移动，但带电物体的作用会使绝缘体内部电子的方向发生改变，出现“极化”现象，
使其带电．
(2)规律：感应起电时，原来不带电的导体的两端同时感应出等量的异种电荷，且靠近带电体的一端感应出的电荷与带电体带的电荷是异种电荷，远离带电体的一端感应出的电荷与带电体带的电荷是同种电荷．
(3)感应起电的本质：感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的正、负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分，即物体中发生电荷的转移．
4．电荷守恒定律的理解
“起电”并不是创造电荷，只是电荷在不同物体或物体不同部分间的转移．当一个物体得到电荷时，其他物体失去电荷；它所得到的电荷就是其他物体失去的电荷．任何孤立系统的电荷总数保持不变．在一个系统的内部，电荷可以从一个物体转移到另一个物体，但是在这个过程中系统的总的电荷是不改变的．这就是电荷守恒定律．
4．关于电现象，下列叙述正确的是( )
A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电
B．摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的任意两个物体总是同时带等量异种电荷C．带电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性
D．摩擦起电是通过摩擦创造了等量的异种电荷的过程
【解析】使物体带电的实质就是电荷重新分布，使原来不带电的物体带了电．电荷既不能创生，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在任何转移的过程中，电荷的总量不变．
【答案】 C
5．在感应起电中带负电物体靠近带绝缘底座的导体时，如图1-1-2所示M处将( )
图1-1-2
A．带正电
B．带负电
C．不带电
D．以上答案均有可能
【解析】由同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知，导体中的负电荷被排斥到M 处，所以选项B正确．
【答案】 B
6．(多选)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况可能是( )
【导学号：18792001】A．两球原来带有等量异种电荷
B．两球原来带有等量同种电荷
C．两球原来带有不等量异种电荷
D．两球中原来只有一个带电
【解析】同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，当两小球相互接触时，利用电荷守恒定律可知，电荷会重新分布，可以使原来不带电的物体带电，也可以使原来带电的物体的带电荷量发生变化，所以接触以后会使物体的带电情况发生多种变化．
【答案】BCD
两种带电的物体完全相同相互接触时，若是同种电性电荷则电荷量平分，若是异种电荷则电荷要先中和后平分.
[先填空]
1．应用
利用静电的性质，人们已开发了许多静电技术的应用项目．如：静电除尘、静电复印、静电加速器、静电喷涂与静电植绒．
2．危害
常见的静电的危害方式有：使物体粘连或缠绕、静电点火．
3．静电危害的防止办法
常见到的防止静电的办法有：采用消除静电装置、增加空气湿度、使用抗静电材料．[后思考]
为什么飞机加油时加油车和飞机之间用一根金属导线相连且接地？
【提示】因为飞机降落时轮胎和地之间摩擦产生静电，若不及时导走，飞机就会通过与它接触的物体放电，产生电火花，引起火灾．所以要在加油车和飞机之间用一根金属导线相连且接地，把飞机上的电荷及时导走，防止意外放电．
静电(静电场)总是对电荷的运动产生影响，如果一台电子仪器处于静电场中，那么仪器中的电子等电荷就会在电场力的作用下移动，从而出现不需要的电流(或静电感应)，干扰仪
器的正常工作，而静电产生的放电火花，可以使易燃的气体等被点燃，发生火灾，等等．防止静电危害的基本方法是：尽快把静电导走，避免越积越多(一旦电荷积累到相当多时，可产生上千伏以上的电压)．如油罐车后装一条拖在地上的铁链，工厂里保持一定的湿度等，都是为了及时导走静电荷，消除静电的危害．
(1)尖端放电：带电导体尖锐部位的电荷特别密集，该部位附近的电场特别强，容易产生尖端放电．
高压电气设备的金属元件，表面制作的很光滑，是为了避免尖端放电而造成事故和损失．避雷针则是利用尖端放电的原理来保护高大建筑物等设施的，为便于放电，避雷针必须制作成针状(或尖头)的．
(2)避雷原理：带电云层靠近高大建筑物时，由于受云层产生的电场的作用，与带电云层所带电荷电性相同的电荷被排斥而流入大地，建筑物上留下了与带电云层所带电荷电性相反的电荷．当电荷累积到足够多时，会发生强烈的放电即雷击现象．
当建筑物安装了避雷针时，在避雷针上产生的感应电荷不能够大量累积，它会通过针尖逐渐放出，比较缓慢的中和云层所带电荷，有效避免了强烈的放电即雷击现象，保护了建筑物．
7．身穿化纤衣服的人在晚上脱衣时，会看到电火花，并伴有“叭叭”的响声，其原因是( )
【导学号：18792002】A．由于化纤衣物间的摩擦产生了静电
B．人体本身带电
C．空气带电，在衣物上产生放电现象
D．以上说法都不正确
【解析】正常情况下，物体(包括气体物质)都是电中性的，人体、空气本身是不可能带电的，故B、C错误．
晚上脱衣时，衣物间的摩擦产生静电，积聚的大量电荷导致火花放电，故A正确．故选A.
【答案】 A
8．为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下面措施中不是防止静电危害的是( )
A．油罐车后面装一条拖地的铁链
B．电工钳柄上套有绝缘胶套
C．飞机轮上装搭地线
D．印刷车间中保持适当的湿度
【解析】要注意区分静电和电源，电工钳柄上套有绝缘胶套是为了使工人与电源隔离开，并不是为了防止静电．
【答案】 B
9．(多选)下列措施中，属防止静电危害的是( )
A．油罐车后有一条拖在地面上的铁链条
B．小汽车上有一根露在外面的小天线
C．在印染厂中保持适当的湿度
D．在地毯中夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维
【解析】油罐车后装一条拖在地面上的铁链条，可以及时导走油罐车上产生(摩擦等原因)的静电荷，避免电荷越积越多，从而产生高压放电，使油罐车起火爆炸，所以A项正确．在地毯中夹杂不锈钢丝，同样是为了导走摩擦产生的静电荷，而印染厂中保持适当湿度，是为了使静电荷及时散失，避免干扰印染的质量，所以C、D项正确．而在小汽车外露出一根小天线，是为了接收电磁波(收音机等)，如果小天线不露在汽车外，车内处于被金属包围的环境中，因静电屏蔽作用，无法收到无线电信号，因此，B项错．所以A、C、D正确．【答案】ACD
根据静电产生的特点，采用不同的方法消除静电的危害.