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第八章 核心素养提升
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1.守恒思想:电荷守恒定律。
2.转换法:(1)利用验电器两金属箔片张开的角度大小显示带电体带电量的多少;(2)利用静电计指针偏角显示电容器极板间电压大小。
3.放大法、转换法:(1)库仑扭秤实验;(2)密立根油滴实验——电子电荷量的测定。
4.控制变量法:(1)探究影响电荷间相互作用的力的演示实验;(2)研究影响平行板电容器电容因素的演示实验。
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5.比例法定义物理量:(1)电场强度的定义;(2)电势的定义;(3)电容的定义。
6.作图法:(1)用电场线、等势线(等势面)形象描述电场的性质;(2)根据平行板电容器充放电时电流大小随时间的变化图像,求解电容器所带的电荷量。
7.类比法:(1)等势线与等高线的类比;(2)电容物理意义的理解;(3)带电粒子在偏转电场中的运动——类平抛运动。
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一、选择题(本题共10小题)
1.(多选)法国物理学家库仑于1785年利用他发明的扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律,并测定出了静电力常量;1798年,英国物理学家卡文迪什利用卡文迪什扭秤成功测定了引力常量,从而使牛顿万有引力定律具有了实用价值(牛顿1687年发现万有引力定律)。关于万有引力定律和库仑定律的研究,以下说法正确的是( )
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A.两个实验都用到了“放大法”
B.卡文迪什扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性,体现了“类比”是一种重要的思维方式
C.卡文迪什精确测量引力常量的前提是确保研究小球为电中性
D.万有引力定律和库仑定律的相似性,说明了万有引力和库仑力是同一种基本相互作用
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解析 库仑扭秤实验与卡文迪什扭秤实验都实现了微小力的测定,体现了放大的思想,运用了放大法,故A正确;卡文迪什扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性,体现了“类比”是一种重要的思维方式,故B正确;引力常量非常小,测量引力常量时,研究小球如果带电,对测量结果影响很大,故C正确;库仑力是电磁相互作用,与万有引力不是同一种基本相互作用,故D错误。
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2.(2022·广东省茂名市高三下第二次综合测试(二模))口罩是人们抗击新冠病毒入侵的一种常见防护物品。口罩对病毒起阻隔作用的是一层熔喷无纺布层,布层纤维里加有一种驻极体材料,驻极体材料分子中的正、负电荷原本不重合且杂乱分布(如图甲所示),经过静电处理后变得较为规则地分布(如图乙所示),从而具有静电吸附作用。以下说法中正确的是( )
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A.静电处理前,驻极体材料带有静电
B.静电处理过程,电场力对驻极体材料中的正、负电荷做正功
C.静电处理过程,驻极体材料分子中的电荷电势能增加
D.口罩熔喷布不能阻挡不带电的中性微小颗粒物
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解析 由题意知,静电处理前,驻极体材料分子中的正、负电荷不重合且杂乱分布,因此驻极体材料不带静电,A错误;静电处理过程中,驻极体材料分子变得较为规则地分布,是电场力对其做功的结果,即电场力对驻极体材料中的正、负电荷做正功,则驻极体材料分子中的电荷的电势能减少,B正确,C错误;口罩熔喷布静电处理后具有静电吸附作用,可以吸附不带电的中性微小颗粒物,如同橡胶棒摩擦毛皮后能吸附小纸屑一样,D错误。
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3. (2022·东北三省四市暨沈阳市高三下质量监测(二))如图所示,真空中固定着两个等量同种点电荷A、B,AB连线的中点为O。在过O点并且垂直于AB连线的平面内,a、b两个相同的带电粒子,仅在电场力的作用下,以O点为圆心做半径不同的匀速圆周运动。已知a的运动半径小于b的运动半径,不计两个粒子之间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.a粒子的动能一定比b粒子的动能小
B.a粒子的动能一定比b粒子的动能大
C.a粒子的电势能一定比b粒子的电势能小
D.a粒子的电势能一定比b粒子的电势能大
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A.M点的电势低于N点的电势
B.电场力对a粒子做负功,对b粒子做正功
C.a粒子与b粒子的电势能均减小
D.若在O点静止释放a粒子,仅在电场力的作用下,a粒子将沿电场线运动到M点
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解析 由粒子的运动轨迹可知粒子所受电场力的方向,结合粒子的电性,可知电场方向沿电场线向右,沿电场线方向电势降低,则M点电势高于N点电势,A错误;由粒子所受电场力方向可知,电场力对a、b粒子均做正功