小小电荷问题多

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一个物体能够吸引轻小物体，我们就说它带了电.电荷的多少叫电荷量，即物质、原子或电子等所带的电的量.电荷的符号是Q，单位是库仑（记号为C）简称库.我们常将“带电粒子”称为电荷，但电荷本身并非“粒子”，只是我们常将它想像成粒子以方便描述.因此带电量多者我们称之为具有较多电荷，而带电体所带的电荷有正负之分的，人们规定用丝绸摩擦过的玻璃棒带的是正电荷，凡是与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同的电荷都叫做正电荷；用毛皮摩擦过的橡胶棒带的是负电荷，凡是与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同的电荷都叫做负电荷.电子带有负电荷，质子带有正电荷.

1 两种电荷

例1 （2012年湖北黄石）实验室里常常用验电器来检验物体是否带电，用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球，可发现验电器的两片金属箔会因排斥而张开，对这一现象理解正确的是

A.金属箔带正电，金属球不带电

B.金属箔和金属球都带正电

C.金属箔带正电，金属球带负电

D.金属箔和金属球都带负电

解析 （1）自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电.（2）电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

解答 （1）丝绸和玻璃棒摩擦，玻璃棒束缚电子的本领弱，失去电子带正电；丝绸夺得电子的本领强得到电子，多余电子带负电.（2）带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时，玻璃棒由于缺少电子，会从金属球上夺得电子，使金属球失去部分电子而带正电，金属球通过金属杆和两片金属箔相连接，故两片金属箔也带正电.同种电荷相互排斥而分开.

故选B.

点拨 （1）知道自然界的两种电荷，以及电荷间的作用规律.（2）理解摩擦起电的实质是部分电子在两摩擦的物体之间的转移.

2 摩擦起电

例2 （2012年江苏苏州）丝绸与玻璃棒相互摩擦后，玻璃棒带（正/负）电，将丝绸靠近带负电的轻质小球时会相互（排斥/吸引）.

解析 （1）正负电荷的规定：跟丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同的电荷是正电荷，跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同的电荷是负电荷；

（2）电荷之间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

解答 丝绸与玻璃棒相摩擦后，玻璃棒带正电，丝绸带负电；丝绸靠近带负电的轻质小球时，二者都带负电，因此会相互排斥.

答案 正；排斥.

点拨 摩擦起电的实质是电子的转移，失去电子的物体因为少了电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余的电子而带负电.

3 带电粒子

例3 （2012年江苏无锡）各种原子都有相似的结构，根据卢瑟福原子结构模型可知：原子中心的原子核由和中子组成，原子核周围带负电的绕核运动.

解析 解决本题应掌握原子的核式结构模型为：原子由原子核及核外电子组成，原子核由质子和中子组成.

解答 卢瑟福核式结构模型：原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做高速运动的电子组成的，原子核由质子和中子组成，质子带正电，电子带负电.

答案 质子，电子.

点拨 本题考查了原子的结构，知道原子由原子核和核外电子组成，原子核又是由质子和中子组成.属于识记性内容，比较简单.

例4 （2012年江苏常州）2011年11月9日，俄罗斯“福布斯─土壤”火星探测器在地球近地轨道上因主发动机启动失败而无法变轨.经查，是太空中的带电粒子对机载计算机系统产生影响导致程序出错.下列粒子中，因不带电首先可以排除的是

A.电子 B.原子核 C.中子 D.质子

解析 原子由原子核和核外电子构成，其中原子核由质子和中子构成的.在原子中，质子带正电，电子带负电，原子核带正电.中子不带电.

解答 在原子中，质子带正电，电子带负电，原子核带正电是由于质子带正电，而中子不带电.

答案 C.

点拨 本题考查了原子内各种微粒的电性，要记住.

4 电荷间的相互作用规律

例5 （2012年江苏扬州）如图1，将一根塑料绳一端握紧，把绳尽可能撕成细丝，用手从上向下捋几下，观察到的现象是，说明的道理是.

解析 手和塑料是不同材料，用干燥的手捋塑料细丝时，两者之间相互摩擦，出现电子的得失，手和塑料细丝带不同的电荷，塑料细丝带同种电荷，根据同种电荷相互排斥来判断.

解答 干燥的手捋塑料细丝时，出现摩擦起电现象，使塑料细丝带同种电荷.同种电荷相互排斥而分开.

答案 细丝会分开；同种电荷相互排斥.

点拨 本题应用摩擦起电和电荷间的相互作用来解释.

5 实际应用

例6 （2012年江苏常州）PM2.5是大气中直径小于等于2.5 μm、即小于等于m的颗粒悬浮物，能被肺泡吸收并进入血液.常州大学的科研队伍成功研制出PM2.5净化器，其原理如图2所示.闭合开关S1、S2后，风扇旋转吸入空气，气流外侧A处的颗粒物也被吸入净化器，这是因为气流处流速大导致压强的缘故.颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C 时受到强烈的吸引力，这是因为，但很快又受到光洁金属网C 对它的斥力，这又是因为.离开金属网C 后，颗粒物被带有正电荷的棉芯D牢牢吸引，这是因为.

解析 （1）长度单位间的换算关系是

1 km=103 m=106 mm=109 μm[DW]=1012 nm；

（2）流体压强与流速的关系是：流速越大，压强越小；

（3）带电体具有吸引轻小物体的性质；电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

解答 （1）2.5 μm=2.5×10-6 m；

（2）气流处流速大导致压强小，在外界大气压作用下，颗粒物进入净化器；

（3）带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒；

（4）不带电的颗粒与带负电的金属网接触后，颗粒带上负电，同种电荷相互排斥，使颗粒离开金属网；

（5）由于异种电荷互相吸引，带负电的颗粒物又会被带有正电荷的棉芯D牢牢吸引.

答案 （1）2.5×10-6；（2）小；（3）带电体具有吸引轻小物体的性质；（4）接触后，颗粒物也带上负电，同种电荷相互排斥；（5）异种电荷互相吸引.

点拨 此题考查知识面广，是一道综合题；运用长度单位间的换算关系、流体压强与流速的关系、带电体的性质、电荷间的作用规律等知识，可以做出解答.

物质结构是现代物理学研究的重点，为了使学生初步了解现代物理学的基本内容，一是要求学生了解物质结构研究的方法及创新内容，二是必须对基本内容深入透彻地加以掌握，同时学会相关知识的应用，为学生的可持续发展打下坚实的基础.