第1章 第一节 静电现象（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

第一章 静电场的描述 静电现象 第 一 节 核心素养导学 物理观念 (1)知道正、负电荷及相互作用。 (2)掌握电荷量及其单位。 (3)理解三种起电方式。 科学思维 根据物质的微观结构及电荷守恒定律,解释摩擦起电、感应起电等静电现象。 科学探究 通过实验观察感应起电现象,理解带电体靠近导体时感应起电的过程。 1 四层学习内容1落实必备知识 2 四层学习内容2强化关键能力 3 四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值 CONTENTS 目录 4 课时跟踪检测 四层学习内容1落实必备知识 一、各种起电方式 1.两种电荷的性质:同种电荷相互_____,异种电荷相互_____。 2.物体带电的三种方法:_________、_________、_________。 3.静电感应:由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷__________的现象。利用静电感应使物体带电称为_________。 [微点拨]　摩擦起电和感应起电不是创造电荷,只是电荷的转移。 排斥 吸引 摩擦起电 感应起电 接触起电 重新分布 感应起电 二、元电荷　电荷守恒定律 1.电荷量:物体所带电荷数量的_____叫作电荷量,简称电量,常用符号Q或q表示,其国际单位是______,简称库,符号为___。 2.元电荷:把一个电子(或质子)所带电量的绝对值叫作元电荷,用e表示,在计算中通常取e=___________ C。 3.比荷:电子的电量e跟电子的质量me之____,叫作电子的比荷,其值为=1.76×1011 C/kg。 多少 库仑 C 1.60×10-19 比 4.电荷守恒定律 (1)内容:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体_____到其他物体,或者从物体的一部分_____到另一部分。在任何转移的过程中,电荷的_____保持不变。 (2)适用范围:电荷守恒定律不仅在一切______________中成立,而且也是一切______________所普遍遵守的定律。 转移 转移 总量 宏观物理过程 微观物理过程 三、静电现象的解释 1.摩擦起电:当两种不同材料的物体相互摩擦时,使一个物体中一些原子的电子获得了_____,挣脱了原子核的_____,转移到了另外一个物体上。 2.感应起电:当一个带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向_____或远离带电体的地方移动。使导体靠近带电体的一端带_____电荷,远离带电体的一端带_____电荷,这种现象叫作_________。静电感应的实质是在带电体上的电荷的作用下,导体上的正负电荷重新分布,使电荷从导体的一部分_____到另一部分。 能量 束缚 靠近 异种 同种 静电感应 转移 1.用丝绸摩擦过的玻璃棒和琥珀分别去接触碎纸屑和羽毛。 结果发现摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑,摩擦过的琥珀能够吸引带正电的羽毛,请对以下相关结论作出判断: (1)摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑,说明玻璃棒带电。 ( ) (2)丝绸摩擦琥珀后琥珀带负电。 ( ) (3)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。 ( ) (4)摩擦起电的过程就是自由电荷转移的过程。 ( ) √ √ × √ 2.如图所示,带负电的金属小球放在潮湿的空气中,一段时间后不带电了,是电荷不守恒吗? 提示:金属小球上的电荷量减少,是由于电子通过空气导电转移到外界,虽然小球电荷量减少,但是这些电子并没有消失,对于小球和整个外界组成的系统而言,电荷的总量仍保持不变,遵循电荷守恒定律。 四层学习内容2强化关键能力 某电视台科普节目中介绍说,蜜蜂除了用脚采集花粉之外,在飞行过程中蜜蜂与空气摩擦产生静电,因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉。 新知学习(一)　三种起电方式的对比 任务驱动 (1)蜜蜂本身带什么电? 提示:蜜蜂在飞行过程中可以吸引带正电的花粉,故蜜蜂本身带负电。 (2)蜜蜂在飞行过程中与空气摩擦产生静电,电荷如何实现转移? 提示:蜜蜂在飞行过程中与空气摩擦产生静电,蜜蜂带负电,说明摩擦过程中,空气中的电子转移到蜜蜂身上。 1.静电感应与感应起电 (1)静电感应:把带电体移近不带电的导体,导体上的电荷分布会发生变化的现象。 (2)产生:如图所示,把带正电的球C移近金属导体AB时,由于同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,使导体上的自由电子被吸引过来,因此导体的A、B两端带上了等量的异种电荷。 重点释解 (3)感应起电:利用静电感应使物体带电的方式。 (4)规律:近端感应出异种电荷,远端感应出同种电荷。 2.三种起电方式的对比 方式 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 两种不同物体摩擦时 导体靠近带电体时 导体与带电导体接触时 现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同” 导体带上与带电导体电性相同的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引 (排斥)而靠近(远离) 电荷之间的相互作用 实质 均为电荷在物体之间或物体内部的转移 1.干燥的天气里,在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发,越梳头发越蓬松,主要原因是 (　 ) A.头发散失了水分后变得坚硬 B.由于摩擦起电,头发带了同种电荷互相排斥 C.太阳照射和摩擦产生的热使头发膨胀 D.梳子的机械分离作用使每根头发彼此分开 针对训练 √ 解析:在干燥的天气里,用塑料梳子梳干燥的头发时,头发与梳子摩擦而带电;由于头发带有同种电荷,同种电荷相互排斥,所以越梳越蓬松,故选B。 2.关于摩擦起电、接触起电、感应起电,下列说法中不正确的是 (　 ) A.三种方式的实质是一样的,都是电子的转移 B.三种方式都产生了新电荷 C.三种方式都符合电荷守恒定律 D.摩擦起电、接触起电要求都要接触,而感应起电不要求接触 √ 解析:摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式,实质是一样的,都是电子的转移,都符合电荷守恒定律,摩擦起电、接触起电是两个物体之间的电荷转移,两物体需要接触,感应起电时两物体不需要接触,故A、C、D正确;这三种方式都没有产生新电荷,故B错误。 3.(多选)如图所示,A、B为两个相互接触的、用绝缘支架支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,把C移近导体A,下列说法中正确的是 (　 ) A.A、B上的金属箔片都张开 B.先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍然张开 C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍然张开 D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的箔片张开,而B上的箔片闭合 √ √ 解析:把带正电荷的小球C移近导体A后,由于静电感应现象,在导体A的左端会感应出负电荷,导体B的右端感应出正电荷,所以导体两端的金属箔片都张开,把A和B分开,然后移去C,A带负电,B带正电,金属箔片仍然张开,故A、B正确;先把C移走,A、B电荷中和,A、B都不带电,再把A、B分开,A、B上的金属箔片都不会张开,故C错误;先把A、B分开,再把C移走,此时A、B带等量的异种电荷,然后重新让A、B接触,A与B上的电荷中和,A、B上的金属箔片均闭合,故D错误。 1.起电过程的实质 不论哪一种起电过程都没有创造电荷,也没有消灭电荷。本质都是电荷发生了转移,也就是物体所带电荷的重新分布。 2.守恒的广泛性 电荷守恒定律与能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都不违背电荷守恒定律,涵盖了近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵循的规律。 重点释解 新知学习(二)　电荷守恒定律的理解和应用 3.相同的导体球接触时电荷量分配 完全相同的导体球接触时会将电荷量平分。 (1)用带电荷量为Q的金属球与不带电的金属球接触,每个小球带电荷量均为,且所带电荷的性质相同。 (2)用带电荷量为Q1的金属球与带电荷量为Q2的金属球接触,若两球带同种电荷,则每个小球所带电荷量为总电荷量的一半。若两球带异种电荷,则先中和相同量的异种电荷,然后平分剩余电荷。 [典例]　有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B,分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属球接触。在接触后,A、B球带电荷量各是多少?此过程中电荷发生了怎样的转移,转移了多少? [答案]　1.6×10-9 C　1.6×10-9 C　电子由B球转移到了A球,转移的电荷量为-4.8×10-9 C 典例体验 [解析]　当两绝缘金属球接触时,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配。 由于两绝缘金属球相同,剩余正电荷均分,即接触后两绝缘金属球带电荷量QA'=QB'== C=1.6×10-9 C。 在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B球带QB'的正电荷。 共转移的电子电荷量为:ΔQ=QB-QB'=(-3.2×10-9-1.6×10-9)C= -4.8×10-9 C。 /方法技巧/ 完全相同的导体接触时电荷量的分配情况: (1)若为带电导体和不带电导体接触,则电荷量平分。 (2)若两个带电导体带同种电荷,则总电荷量平分。 (3)若两个带电导体带异种电荷,则先中和,剩下的电荷量再平分。 1.下列关于起电现象的描述,正确的是 (　 ) A.摩擦起电的本质是创造了新的电荷 B.一带正电物体靠近不带电的金属导体时,不带电的导体将带负电荷 C.无论通过何种方式使物体带电,本质都是电荷在物体之间或者内部转移,并没有创造新电荷 D.两个完全一样的金属球,一球带电荷量+0.4 C,另一球带电荷量-0.2 C,两球接触后再分开,则每球带电荷量是+0.3 C 针对训练 √ 解析:摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同,因而电子可以在物体间转移,若一个物体失去电子,其质子数比电子数多,我们说它带正电荷,若一个物体得到电子,其质子数比电子数少,我们说它带负电荷,摩擦起电并不是创造出新的电荷,故A错误; 带正电的物体靠近不带电的金属导体,由于电子被吸引,导体上靠近物体的部分带负电,导体远离物体的部分带正电,整体不带电,故B错误; 无论通过何种方式使物体带电,本质都是电荷在物体之间或者内部转移,并没有创造新电荷,故C正确; 两个完全一样的金属球,一球带电荷量+0.4 C,另一球带电荷量-0.2 C,两球接触后再分开,电荷先中和再均分,每球带电荷量是+0.1 C,故D错误。 2.摩擦可以产生静电,原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后知甲物体带正电2.8×10-15 C,丙物体带电6×10-16 C。则关于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法正确的是 (　 ) A.乙物体一定带负电3.4×10-15 C B.乙物体可能带负电2.4×10-15 C C.丙物体一定带正电6×10-16 C D.丙物体一定带负电6×10-16 C √ 解析:甲、乙两物体相互摩擦后,甲物体带正电2.8×10-15 C,根据电荷守恒定律可知,乙物体一定带负电2.8×10-15 C,乙与不带电的丙接触后丙物体一定带负电6×10-16 C,此时乙物体一定带负电2.2×10-15 C,故D正确。 [典例]　(多选)某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后,先后进行了如下操作:①将橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图1);②保持橡胶棒的位置不动,用手接触验电器的金属球(如图2);③接着先把手移开,再把橡胶棒移开(如图3)。关于验电器的金属箔片张开的情况及分析,以下说法正确的是 (　 ) 典例体验 新知学习(三)　感应起电与验电器 A.操作①中,验电器金属箔片不张开,因为棒与金属球没有接触 B.操作①中,随着棒逐渐靠近验电器金属球的过程,金属箔片张开的角度越来越大,因为感应电荷越来越多,金属箔片上聚集的负电荷也越来越多 C.操作②中,手接触验电器金属球,金属箔片闭合,金属球上的电荷通过手导入到大地中 D.操作③中,金属箔片从闭合到又张开一定的角度,因为金属球上的电荷重新分布 √ √ [解析]　操作①中,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近验电器的金属球时,由于静电感应,验电器的金属小球带正电,则金属箔片带负电,从而张开;随着棒逐渐靠近验电器金属球的过程,金属箔片张开的角度越来越大,因为感应电荷越来越多,金属箔片上聚集的负电荷也越来越多,A错误,B正确;操作②中,手接触验电器金属球,验电器金属球成为近端,带正电荷,大地成为远端,带负电荷,验电器金属箔片上负电荷流入大地,使得金属箔片闭合,C错误;操作③中,若先把手移开,再把橡胶棒移开,金属球上的电荷因没有橡胶棒的约束重新分布,导致金属箔片又张开,D正确。 验电器的两种应用方式及原理 1.带电体接触验电器:当带电的物体与验电器上面的金属球接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开,如图甲所示。 系统归纳 2.带电体靠近验电器:当带电体靠近验电器的金属球时,带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷,而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电),两箔片在斥力作用下张开,如图乙所示。 1.(多选)如图所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器上的金属小球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则(　 ) A.金属球A可能不带电 B.金属球A一定带正电 C.金属球A可能带负电 D.金属球A一定带负电 针对训练 √ √ 解析:验电器的金属箔片之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相互排斥,张开角度的大小决定于两金属箔片带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金属箔片张角减小,选项C正确,B错误。如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷;而背向B球的一面出现正的感应电荷;A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,由于A球上的负电荷离验电器较近而表现为吸引作用,从而使金属箔片张角减小,选项A正确,D错误。 2.为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况,取两个验电器A和B,在B上装一个几乎封闭的空心金属球C(仅在上端开有小孔),D是带有绝缘柄的金属小球,如图所示。实验前他们都不带电,实验时首先将带正电的玻璃棒(图中未画出)与C接触使C带电。以下说法正确的是 (　 ) A.若将带正电的玻璃棒接触C外表面,则B的箔片带负电 B.若将带正电的玻璃棒接触C内表面,则B的箔片不会带电 C.使D接触C的外表面,然后接触A,操作若干次,观察到A的箔片张角变大 D.使D接触C的内表面,然后接触A,操作若干次,观察到A的箔片张角变大 √ 解析:若将带正电的玻璃棒接触C外表面,则C以及与C连接的B的箔片都带正电,故A错误;若将带正电的玻璃棒接触C内表面,则C以及与C连接的B的箔片都带正电,故B错误;若使D接触C的外表面,C上的电荷只有一部分转移到D上,C仍然带电;然后让D接触A,则D的一部分电荷又转移到A上;操作若干次,观察到A的箔片张角变大,故C正确;若使D接触C的内表面,电荷都分布在C的外表面上,C上的电荷不能转移到D上,D不带电;然后使D接触A,A不能带电;操作若干次,观察到A的箔片不会张开,故D错误。 四层学习内容3·4浸润学科 素养和核心价值 ◉物理观念——电荷的种类与相互作用 1.(选自教科版教材“观察思考”) (1)将两根用丝绸摩擦过的玻璃棒相互靠近,如图(a)所示,你会看到什么现象? 提示:两根玻璃棒带同种电荷,相互排斥。 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 (2)将两根用毛皮摩擦过的硬橡胶棒相互靠近,如图(b)所示,你会看到什么现象? 提示:两根橡胶棒带同种电荷,相互排斥。 (3)将用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的硬橡胶棒相互靠近,如图(c)所示,你会看到什么现象? 提示:玻璃棒和橡胶棒带异种电荷,相互吸引。 (4)把用丝绸摩擦过的玻璃棒及用毛皮摩擦过的硬橡胶棒分别悬挂起来,用任意一个带电体分别接近它们,你能看到带电体既与玻璃棒排斥又与硬橡胶棒排斥的情况吗?这说明了什么?说说你的看法。 提示:没有发现带电体既与玻璃棒排斥又与橡胶棒排斥的情况,说明自然界中电荷只有两种。 ◉科学探究——小纸人翩翩起舞的原因 2.(选自鲁科版教材课后练习)如图所示,在桌上间隔一定距离放两本书,将一块洁净的玻璃板放置于两书之上,使玻璃板离开桌面2~3 cm。用宽0.5 cm的纸条剪出各种姿态的人形小纸片,放在玻璃板下面,然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦,可见小纸人翩翩起舞。 (1)小纸人为什么会翩翩起舞? 提示:玻璃板与硬泡沫塑料摩擦后,分别带上等量异种电荷,带电玻璃板能够吸引小纸人,小纸人接触玻璃板,带上与玻璃板相同性质的电荷而相互排斥,小纸人落下,如此反复,小纸人就翩翩起舞了。 (2)如果实验前把“舞区”烤一烤,实验效果会更好。这是为什么? 提示:说明在干燥环境中容易摩擦起电,其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上所带的电荷导走。 1.(2024·广州期中检测)如图,充气后的气球在头发上摩擦,再靠近不带电的空易拉罐,在气球未接触易拉罐的情况下,可观察到易拉罐会朝气球方向滚动,已知e=1.6×10-19 C。下列说法正确的是 (　 ) 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同 B.易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同 C.气球所带电荷量可能是6.6×10-19 C D.气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等 √ 解析:根据静电感应,易拉罐靠近气球一侧与气球带异种电荷,远离气球一侧与气球带同种电荷,故A错误,B正确;带电体的电荷量是元电荷的整数倍,而6.6×10-19 C不是1.6×10-19 C的整数倍,故气球所带电荷量不可能是6.6×10-19 C,故C错误;气球对易拉罐远侧为斥力,近侧为吸引力,并且对近侧的力大于对远侧的力,故D错误。 2.我国是世界文明古国之一,在古代书籍中有许多关于物理现象的记载。西晋张华的《博物志》中写道,“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声”。此处所描述的现象属于 (　 ) A.摩擦生热现象 B.磁化现象 C.退磁现象 D.静电现象 √ 解析:人们梳头、脱衣时,梳子与头发、外衣与里面的衣服摩擦,使它们带有异种电荷,电荷放电,看到小火星和听到微弱响声,是摩擦起电,属于静电现象,故D正确,A、B、C错误。 3.如图所示,不带电的金属球下面垫着干燥的泡沫块,两者一起放在电子秤上。现在用毛皮摩擦塑料管使其带电,带电塑料管从上方缓慢靠近金属球,最后停在金属球上方的某一位置,这一过程中,发现电子秤示数发生了变化,之后稳定。根据以上信息判断,下列说法中正确的是 (　 ) A.电子秤示数逐渐增加,稳定后的示数大于泡沫与球的总重 B.电子秤示数逐渐减小,稳定后的示数小于泡沫与球的总重 C.电子秤示数先增加后减小,稳定后的示数等于泡沫与球的总重 D.电子秤示数先减小后增加,稳定后的示数等于泡沫与球的总重 √ 解析:毛皮摩擦过的塑料管带负电,从上方缓慢靠近金属球的过程中,金属球因为静电感应,上表面感应出正电荷,下表面感应出负电荷,随着塑料管的靠近金属球上感应电荷电量增大,金属球受向上逐渐增大的静电引力,由平衡条件和牛顿第三定律可知:金属球对泡沫的压力逐渐减小,则整体对电子秤的压力逐渐减小,所以电子秤示数逐渐减小;最后塑料管停在金属球上方的某一位置,金属球受到向上的静电引力达到最大且保持不变,则整体对电子秤的压力达到最小值后保持稳定,稳定后的示数小于泡沫和球的总重。故选B。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A级——学考达标 1.如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,这种现象产生的原因是(　 ) A.人身体上产生电流 B.接触带电造成的 C.摩擦起电造成的 D.感应起电造成的 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,这种现象产生的原因是摩擦起电造成的。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2.古代琥珀价格昂贵,常有人鱼目混珠。南朝陶弘景写道“惟以手心摩热拾芥为真”,南北朝时的雷敩(音xiào)在《炮炙论》中也有“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”的说法,以此作为识别真假琥珀的标准。这些识别方法主要是利用了 (　 ) A.摩擦生热使琥珀温度升高 B.感应起电使琥珀带电从而能够吸引轻小物体 C.手心和琥珀之间的热传递 D.摩擦起电使琥珀带电从而能够吸引轻小物体 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析: “惟以手心摩热拾芥为真”,“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”,这些识别方法主要是通过摩擦起电方式使琥珀带电,利用带电体能够吸引轻小物体的特性,故D正确,A、B、C错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3.将一束塑料包扎带一端打结,另一端撕成细条后,用手 迅速捋细条,观察到细条散开了,如图所示。下列关于细条散 开现象的分析中,正确的是 (　 ) A.撕成细条后,由于所受重力减小,细条自然松散 B.撕成细条后,由于空气浮力作用,使细条散开 C.用手迅速捋细条时,由于感应起电,细条带同种电荷,相互排斥散开 D.用手迅速捋细条时,由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:用手迅速捋细条,手与细条摩擦起电,细条带同种电荷,互相排斥,所以细条散开,故A、B、C错误,D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4.(多选)M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后,M带正电1.6×10-10 C,下列判断正确的是 (　 ) A.摩擦的过程中电子从M转移到N B.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 C.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子 D.N在摩擦后一定带负电1.6×10-10 C 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后,M带正电1.6× 10-10 C,实质是M上的电子转移到N上,在此之前M和N内部电荷呈电中性,并不为零,故A正确,B错误;摩擦后M带正电1.6×10-10 C,说明M失去电子,而N得到等量的电子,故N在摩擦后一定带负电1.6×10-10 C,M在摩擦过程中失去的电子数为n==1.0×109个,故C错误,D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5.用金属做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。某同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,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 (　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A.笔套与头发摩擦后,笔套与头发带上同种电荷 B.笔套靠近圆环时,圆环上、下感应出异种电荷 C.笔套靠近圆环过程中,圆环带的电荷量逐渐增大 D.圆环碰到笔套后,圆环带上与笔套异种的电荷 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:笔套与头发摩擦后,电子从一个物体转移到另一个物体,笔套与头发带上异种电荷,故A错误;笔套靠近圆环时,根据感应起电原理,圆环上、下感应出异种电荷,故B正确;笔套靠近圆环过程中,圆环所带的正电荷与负电荷的总量始终不变,电荷量为零,故C错误;圆环碰到笔套后,电子发生转移,圆环带上与笔套同种的电荷,故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6.目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克带的电荷量为e,d夸克带的电荷量为-e,e为元电荷,下列论断中可能正确的是(　 ) A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成 B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成 C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成 D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:根据质子和中子所带的电荷量,经验证:质子带的电荷量为2×e+=e,中子带的电荷量为e+2×=0,故B项正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7.在气候干燥的秋冬季节,当手指靠近金属门把手时,有时突然有一种被电击的感觉,这是静电现象。这是因为运动摩擦使身体带电,当手指靠近门把手时,二者之间形成的放电现象。放电前,若手指带负电,有关金属门把手的两端被感应带电的情况,下列图中标示正确的是 (　 ) 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:放电前,若手指带负电,根据电荷间的静电感应原理,可知门把手靠近手指一端带正电,远离手指一端带负电。故选D。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8.某电视台有这样一个节目:让父母手拉手站在绝缘台上,父亲手扶一装置来回答问题,当在规定的时间内回答不完所给的问题,工作人员经过操作使回答问题的父母“怒发冲冠”(头发直立而散开),从物理学原理分析产生这一现象的原因是 (　 ) A.空气对头发的作用结果 B.一种魔术现象 C.同种电荷相互排斥原理,使带同种电荷的头发相斥而散开 D.以上说法都不对 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:头发比较轻,当带有同种电荷时,相互排斥,头发便分散开来,形成“怒发冲冠”的现象,故选C。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9.(8分)半径相同的两个金属小球A、B带有相等的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的且不带电的金属小球先后与A、B接触后移开。 (1)若A、B两球带同种电荷,求接触后两球的电荷量之比。 答案:2∶3　 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:若A、B带同种电荷,设电荷量均为Q,第三个球与A接触时,平分A的电荷量,A和第三个球此时所带电荷量均为Q;第三个球再与B接触,平分二者电荷量之和,B此时所带电荷量为=Q,则接触后A、B的电荷量之比为∶=2∶3; 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)若A、B两球带异种电荷,求接触后两球的电荷量之比。 答案:2∶1 解析:若A、B带异种电荷,设A带电荷量为+Q,B带电荷量为-Q,第三个球与A接触后二者带电荷量均为+Q,第三个球与B接触后B带电荷量为=-Q,则接触后A、B的电荷量之比为∶=2∶1。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 B级——选考进阶 10.(多选)小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。如图所示,小明使验电器带上负电荷,经过一段时间后,他发现该验电器的金属箔片(用包装巧克力的锡箔纸制作)几乎闭合了。关于此问题,他跟学习小组讨论后形成了下列观点,你认为正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.金属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.金属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.该现象是由于电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律 解析:带负电的验电器在潮湿的空气中,经过一段时间后,金属球上的负电荷(电子)被潮湿的空气导走了,但电荷在转移的过程中仍然守恒,故C、D正确,A、B错误。 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11.如图甲所示是一个原先不带电的导体,图乙中C是靠近图甲中导体的带正电的导体球。若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,将导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是 (　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且QA>QB B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QA=QB C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QA<QB D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,且QA=QB 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:导体原来不带电,只是在带正电的导体球C的静电感应的作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分带负电,A部分带正电。根据电荷守恒定律可知,A部分减少的电子数目和B部分增加的电子数目相同,所以沿任意一条虚线切开时,均有A带正电,B带负电,且QA=QB,故D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12.(6分)如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12 C的电荷量,则金属瓶上收集到　　 　 　个电子;实验的时间为　 　　 　s。  2 3 4 5×107 5 000 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析:金属瓶上收集的电子数目为: N===5×107个。 实验的时间:t= s=5 000 s。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13.(12分)如图所示,大球A原来的电荷量为Q,小球B原来不带电,现在让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q;然后给A球补充电荷,使其电荷量为Q,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q,问:经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少? 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案: 解析:根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知,大球、小球的电荷量分配比例为(Q-q)∶q,经过多次接触后,从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少,最终将为零,设最终B球带电荷量为q', 则有=,解得q'=。 2 3 4 $$