内容正文:
第9章 静电场及其应用
第1节 电荷
课后·限时作业
(建议用时:40分钟)
(见学生用书P137)
[基础题组练]
题组一 电荷量与元电荷
1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是 ( )
A.元电荷就是电子或者质子
B.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
C.元电荷的电荷量大小是1 C
D.只有电子所带的电荷量等于元电荷
B 解析元电荷又称“基本电荷量”,在各种带电微粒中,电子电荷量是最小的,人们把最小的电荷量叫作元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷量都是e的整数倍,目前测定的元电荷的值e=1.60×10-19 C,所以元电荷是基本电荷量,不是指电子或者质子,也不是只有电子和质子的电荷量等于元电荷,选项A、C、D错误,B正确.
2.(多选)关于电荷量,下列说法正确的是 ( )
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.物体所带的电荷量只能是某些特定值
C.物体的电荷量为+1.60×10-9 C,这是因为失去了1.0×1010个电子
D.物体所带电荷量的最小值为1.60×10-19 C
BCD 解析物体带电的原因是电子的得失,带正电是因为失去了电子,带负电是因为得到了电子.物体所带电荷量是不能连续变化的,只能是e=1.60×10-19 C的整数倍.选项A错误,B、C、D正确.
题组二 三种起电方式
3.如图所示,在真空中,把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近,关于绝缘导体两端的电荷,下列说法错误的是 ( )
A.两端的感应电荷越来越多
B.两端的感应电荷是同种电荷
C.两端的感应电荷是异种电荷
D.两端的感应电荷的电荷量相等
B 解析把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近,绝缘导体两端的电荷越来越多,选项A正确;离带负电的球P较近的一端带正电荷,较远的一端带负电荷,即两端的感应电荷是异种电荷,选项B错误,C正确;由电荷守恒定律知,两端的感应电荷的电荷量相等,选项D正确.
4.如图所示,起初用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触,且均不带电.手握绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A,但不接触,把A、B分开后,A带上-2.0×10-8 C的电荷,则下列说法正确的是 ( )
A.B得到2.0×108个电子
B.B失去2.0×108个电子
C.B带-2.0×10-8 C的电荷
D.B带+2.0×10-8 C的电荷
D 解析带正电荷的物体C靠近导体A时,由静电感应可知A端感应出负电荷,B端感应出正电荷,根据电荷守恒定律可得,把A、B分开后,A带上-2.0×10-8 C的电荷,则B带+2.0×10-8 C电荷,选项D正确.
5.如图所示,用起电机使金属球A带正电,将A靠近验电器上的金属小球B,下列说法正确的是 ( )
A.验电器的金属箔不会张开,因为球A没有和B接触
B.验电器的金属箔张开,因为金属箔带上了正电
C.验电器的金属箔张开,因为金属箔带上了负电
D.验电器的金属箔张开,因为金属球B和金属箔都带上了正电
B 解析将带正电的金属球A靠近验电器上的金属小球B,则会因为感应起电,负电荷向金属球B汇聚,使金属箔显正电,而两片金属箔的电性相同互相排斥,从而使两片金属箔张开一定的角度,选项B正确.
6.(多选)如图所示,把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近,导体的A端感应出正电荷,B端感应出负电荷.关于使导体带电的下列说法正确的是 ( )
A.如果用手摸一下导体的B端,B端自由电子将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电
B.如果用手摸一下导体的A端,大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和,手指离开,移去带电体C,导体带负电
C.如果用手摸一下导体的中间,由于中间无电荷,手指离开,移去带电体C,导体不带电
D.无论用手摸一下导体的什么位置,导体上的自由电子都经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电
AD 解析无论用手摸一下导体的什么位置,都会使枕形导体通过人体与大地相连,由于静电感应,导体上的自由电子将经人体流入大地,使得导体带正电,手指离开,移去带电体C,导体带正电,选项A、D正确.
题组三 电荷守恒定律
7.一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了,这说明 ( )
A.小球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中,电荷不守恒
C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D.该现象不遵循电荷守恒定律
C 解析根据电荷守恒定律知,电荷既不会消灭,也不会创生,只会发生转移,选项A错误;该过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了,是电子的转移,仍然遵循电荷守恒定律,选项B、D错误,C正确.
8.(多选)M和N是两个都不带电的物体.它们互相摩擦后,M带正电荷2.72×10-9 C,下列判断正确的是 ( )
A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B.N在摩擦后一定带负电荷2.72×10-9 C
C.摩擦过程中电子从M转移到N
D.M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子
BCD 解析原本不带电的物体处于电中性,不是不带电荷,而是物体中正负电荷所带电荷总量相等,选项A错误;根据电荷守恒定律可知,N在摩擦后一定带负电荷2.72×10-9 C,选项B正确;根据摩擦起电可知,M带正电荷,失去电子,摩擦过程中电子从M转移到N,选项C正确;M在摩擦过程中失去的电子个数n===1.7×1010(个),选项D正确.
9.(多选)甲、乙、丙三个物体最初均不带电,乙、丙是完全相同的导体,今使甲、乙两个物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体所带电荷量为+1.6×10-15 C,则对于最后乙、丙两个物体的带电情况,下列说法正确的是 ( )
A.乙物体一定带有电荷量为8×10-16 C的负电荷
B.乙物体可能带有电荷量为2.4×10-15 C的负电荷
C.丙物体一定带有电荷量为8×10-16 C的正电荷
D.丙物体一定带有电荷量为8×10-16 C的负电荷
AD 解析甲、乙、丙三个物体原来都不带电,甲、乙两个物体相互摩擦导致甲物体失去电子而带1.6×10-15 C的正电荷,乙物体得到电子而带1.6×10-15 C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相互接触,由于乙、丙两物体完全相同,故可知乙、丙两物体带等量负电荷,由电荷守恒定律可知乙、丙两物体最终所带电荷量均为8×10-16 C,选项A、D正确.
[能力提升练]
10.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上而下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上,如图所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是 ( )
A.摩擦使笔套带电
B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部分感应出异种电荷
C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受吸引力大于圆环的重力
D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和
ABC 解析摩擦使笔套带电,带电的笔套靠近圆环时,圆环发生静电感应,上、下部分感应出等量的异种电荷,吸引过程中,圆环加速向上,吸引力大于圆环重力;笔套碰到圆环后,电荷无法立刻被全部中和,选项A、B、C正确,D错误.
11.下列对物体带电现象的叙述正确的是 ( )
A.不带电的物体一定没有电荷
B.摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体产生了电子和质子
C.摩擦起电可能是摩擦导致质子从一个物体转移到另一个物体而形成的
D.一根带电的导体棒放在潮湿的房间,过了一段时间后,发现导体棒不带电了,这个过程电荷仍然是守恒的
D 解析不带电的物体可能带有等量的正电荷和负电荷,对外不显电性,选项A错误;摩擦起电实际上是电子从一个物体转移到另一个物体或者从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程,选项B、C错误;一根带电的导体放在潮湿的房间一段时间后,发现导体棒不带电了,是因为电荷被中和了,但电荷仍然守恒,选项D正确.
12.如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电荷的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,下列说法正确的是 ( )
A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地
B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体
D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2
C 解析当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与枕形导体连通,由于静电感应,a端仍为负电荷,大地远处感应出正电荷,因此无论闭合开关S1还是S2,都有电子从大地流向枕形导体,选项C正确.
13.验电器可以用来检验物体是否带电和所带电性.如图所示,现将一带电物体靠近原来已带电的验电器的金属球,下列判断正确的是 ( )
A.验电器带正电时,若金属箔张角变小,可知物体带正电
B.验电器带正电时,若金属箔张角变大,可知物体带负电
C.验电器带负电时,若金属箔张角变大,可知物体带负电
D.验电器带负电时,若金属箔张角变大,可知物体带正电
C 解析验电器上带正电荷时,验电器上的金属箔张开一定角度,如果用另一个带电体靠近验电器的金属球,金属箔张角变大,说明带电体带正电,吸引电子向金属球转移;如果金属箔张角变小,说明带电体带负电,排斥电子,电子向金属箔转移,选项A、B错误;验电器上带负电荷时,验电器上的金属箔张开一定角度,如果用另一个带电体靠近验电器的金属球,金属箔张角变大,说明带电体带负电,排斥电子向金属箔转移;如果金属箔张角变小,说明带电体带正电,吸引电子向金属球转移,选项C正确,D错误.
14.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有3×10-3 C的正电荷,小球B带有2×10-3 C的负电荷,小球C不带电.先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球带的电荷量分别为多少?
解析小球C与小球A接触后分开,A、C的电荷量均为 C=1.5×10-3 C,再让小球B与小球A接触后分开,A、B的电荷量均为 C=-2.5×10-4 C,最后让小球B与小球C接触后分开,B、C的电荷量均为 C=6.25×10-4 C,故最终三小球的电荷量分别为qA=-2.5×10-4 C,qB=6.25×10-4 C,qC=6.25×10-4 C.
答案-2.5×10-4 C 6.25×10-4 C 6.25×10-4 C
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