2020学年九年级物理全册 第14章 了解电路 第1节 电是什么参考资料 （新版）沪科版

电是什么、避雷针“避雷”的原理避雷针的发时，是美国物理学家富兰克林为人类避免雷电伤害而做出的巨大贡献。避雷针是一根高而尖细的针状导体，把它竖在高大建筑物顶端，尾部用粗铜缆连接到埋入地下几米深的金属板上，使避雷针与大地接触良好。雷雨天气时，空中的乌云团带有大量的电荷，乌云团与地面或与带异种电荷的其他乌云团间可形成上亿伏的高压电，这样的高压可使空气电离，由绝缘体变成导体，于是出现巨大响声和火花放电，这就是雷鸣和闪电。云团与云团之间的放电，称炎“天雷”，云团与地面间放电，称为“落地雷”，后者常对生命和财产造成伤害，当带电云团接近避雷针时，由于静电感应，避雷针顶部立刻聚集异种电荷，避雷针尖与带电云团间的电压，远远大于地面与带电云团间的电压，这时避雷针很快与带电云团放电，使云团中的大量电荷顺着避雷针的铜电缆传到地下，从而使建筑物避免雷击。2、巧防静电污染静电是一种物理现象。天气干燥时，化学纤维质地的内衣、地毯、坐垫和墙纸等受到摩擦都会产生静电。另外，家用电器使用时亦会产生静电效应或外壳带上静电。静电会令人感到身体不适，出现头痛、失眠和烦躁不安等症状，甚至引发皮疹和心律失常。如何消除静电呢？以下方法不妨试试。（1）在温度低的天气，在家里洒些水或放置一两盆清水。（2）卧室里不摆放电视机。看电视时打开窗户，与电视保持23 m 距离。看完电视要洗脸、洗手。（3）老人、小孩、静电敏感者、查不出病因的心脏病人、神经衰弱者在科季最好穿棉质的内衣、内裤。（4）当头发无法梳理服帖时，将梳子浸在水中片刻，等静电消除后再梳理。（5）赤足（休闲时，不要放过赤足的机会）。3、第一个研究雷电的人富兰克林美国历史上第一位享有国际际声誉的科学家和发明家富兰克林（17061790），小时候只上过两年学。他的成功，完全是刻苦自学的结果。1752年7月的一天，富兰克林带着一只储电莱顿瓶来到野外，使风筝升到空中，当大雨倾盆、电闪雷鸣时，富兰克林掏出一把铜钥匙，系在风筝的末端。突然，一道闪电掠过，一段风筝线松散的纤维向四周直立起来，被一种看不见的力量支撑着。富兰克林觉得手中有麻木的感觉，他把手靠近铜钥匙，顷刻之间，钥匙上射出一串电火花。富兰克林惊叫起来：“我受电击了！闪电就是电！”他冒着生命危险揭开了雷电的秘密，证实了天上的闪电和地上的电火花或摩擦产生的电的统一性。这一著名“风筝实验”当时震动了全世界。以卓越的实验才能为基础，富兰克林深入探讨电运动的规律，创造了许多专门名词，像正电、负电、充电、放电.已成为世界通用词汇。他最先提出了避雷针的设想，由此而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了迷信。4、验证摩擦起电和电荷间相互作用的小实验将泡沫塑料搓成两个小球，用涤纶线把它们穿起来，挂在支架上，如图077所示，将塑料笔杆在头发上摩擦几下，然后去靠近小球，小球将被吸引。当两球与笔杆接触后，立即被笔杆推开，而且互相排斥。此时将带电的笔杆在两球中穿梭往返，小球会自动“让道”。小球间距时远晚近，悬线间的夹角时大时小，很有趣。5、自制验电器：照图078那样，把塑料笔杆插在座子上，（座子可以用橡皮泥或泥土来做），在笔杆上缠一段金属丝，金属丝的左端挂一条对折的金属箔（可以用包纸烟的金属箔做成，）金属丝的右端绕成环状，这样就做成了一个简单的验电器。当带电物体接触右边的金属环时，左边的金属箔就张开，为什么？自己做一个简单的验电器，并且用它检查跟头发摩擦过的塑料梳子带不带电。6、我国古代静电知识（1）、摩擦起电关于绝缘体经过摩擦后能吸引轻小物体的现象，中国古代有许多记载。西汉末年（约公元20年前后），春秋纬中记载道：“ （王毒，打不出此字）瑁吸（无此字，） ”。意思是说，经过摩擦的玳瑁能够吸引较小物体。南北朝时，陶弘景在名医别录中说：“琥珀，惟以手心摩热拾芥为真”。意思是说，经过人手的摩擦容易吸引芥籽的，才是真琥珀。他已知道以是否具有明显的静电性质作为鉴别真假琥珀的标准，这是静电知识的实际应用。西晋张华著的博物志中记载了梳头、着衣时的摩擦起电现象。他在书中写道：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。”这是人类科学史上最早的关于电致发光的记载。唐代段成式在酉阳杂俎续集中记载道：猫“黑者暗中逆循其毛，即若火星。”意思是说，在黑暗中逆着黑猫身上的毛摩擦，可以看到火星。明代都邛在三余赘笔中记载道：“吴绫为裳，暗室中力持，以手摩之良久，火星直出。”这些关于丝绸和毛皮摩擦起电现象的观察和记述，比西方的同样发现要早一千多年。（2）对雷电的认识雷电和尖端放电都是大气电光现象。中国古代在这方面的记载述也是很早很丰富的。早在公元前16至11世纪的殷商时代遗留下来的甲骨文中，已有“雷”字。在稍晚的西周，在青铜器上已出现“电”字。在汉朝以前的古书中，关节于雷电曾有较多的记载，例如，王充在论衡中有“云至则雷电击”的记载。关于雷电的成因，中国古代的人们也进行了深入的探讨。西汉淮南子中记载道：“阴阳相簿为雷，激扬为电。”即认为，雷电是阴阳两种气相互作用的结果。王充也曾用类似的观点解释雷电的成因。他在论衡中记载道：“夫雷之发动，一气一声也。”“阴阳分争，则相校轸。”“所相校轸分裂，则隆隆之声，校轸之音也”。王充还认为，“雷者，火也”（同上）他举出五个例证说明雷电就是火，并用以驳斥雷电是“天公发怒”的迷信之说。王充对雷电成因的这种见解是有一定科学道理的。它比富兰克林所得的雷是不同云块间的一种火花放电现象的科学结论和电是一种特殊的“流质”的假说大约早一千多年。从雷电对物质作用的观察中，中国古代实际上已引伸出从导电效果可以区分导体和绝缘体。例如 ，北宋沈括梦溪笔谈中说：“内侍李舜举家曾为暴雷所震。其堂之西屋，雷火自窗间出，赫然出檐。人以为堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍苑然，墙壁窗纸皆黔。有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器不曾焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然。”沈括通过雷电对金属和非金属作用的不同效果，描述了导体与绝缘体的区别。（3）、尖端放电关于尖端放电现象，早在西汉末年汉书中就有“矛端生火”的记载，实际是在长矛的尖端因放电产生了光亮。光绪 嘉兴府志记载：“万历三十九年（1611）六月三十日，夜，东塔放金光，若流星四散。”这是古代建筑物尖端上放电的情况。7、两种电荷的发现1728年，英国的斯蒂芬.格雷发现受摩擦而带电的玻璃管，可以把它所带的电传到玻璃管的木塞上，再用末端有骨制小球的棍子插入塞子，小球也可以带电，从而了解到摩擦之外还可以有其他方法使物体带电。他还根据朋友的建议，使站在树脂板上的小孩带上电，这样，他不仅发明了绝缘台，而且通过对实验的分析和进一步研究，把物体分为“木质上带电的物体”和“非电性物体”。实际上前者是指绝缘体，后者是指导体。而绝缘体和“导体”这两个术语，则是牛津的物理学教授德萨古利斯于1740年提出的。格雷曾做过一个轰动一时的电“透过”玻璃的实验：在玻璃罩内的木台上安装一根羽毛，把带电体移近玻璃罩，并来回移动，结果罩内的羽毛也移动起来。法国物理学家杜菲在格雷的工作的影响下，做了类似的实验。他让助手把自己用绝缘丝绳悬吊在天花板上，使自己的身上带电。当助手靠近他时，杜菲突然感到针刺般的电击，并有噼噼啪啪的响声和闪现的火花，从而证明人体这种“非电怕物体”也可以带电。为了对电现象作深入一步的研究，杜菲对吉尔伯特首先制作的验器作了改进。他用金属箔代替金属细棒，首先将摩擦带电的玻璃棒接触验电器，使金属箔带电，然后通过摩擦树脂棒使之带电。他设想将树脂棒接近验电器，将排斥金属箔。但出乎他的意料，当用带电的树脂棒接近验电器时，金属棒反而被吸引。他把实验观察到现象作了一个总结，发表在巴黎的一家学报上，他写道：“存在着两实质上不同的带电形式，其中的一种我称为玻璃型的，另一种称为树脂型。第一种电在玻璃、宝石、毛发和其他物体上出现，而另一种电表现在琥珀、生漆、丝绸等物体上，这两种电的特殊标志是，同种电相排斥，而异种电相吸引。”1757年，瑞典的维尔克通过实验证明了两种物体经过摩擦能带上两种电荷包，他排出了一个物质系列，其中每一种物质与后一项物质摩擦时就带上了正电，与前一面物质摩擦时则带了负电。他的系列是，玻璃、棉、木材、假漆、金属、硫磺等。这个系列到了19世纪又被法拉第等人所发展。这就纠正了杜菲所说的一种物质只能带上一种电性的结论。