内容正文:
9.1 电荷
知识点1 电荷 静电感应
1.自然界中有两种电荷:正电荷和负电荷。
2.电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.电荷量:电荷的多少,用Q或q表示,在国际单位制中,它的单位是库仑,简称库,符号是C。正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值。
4.原子的组成
原子
5.摩擦起电及其原因
(1)摩擦起电:由于摩擦而使物体带电的方式。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
(2)起电原因:当两种物质组成的物体互相摩擦时,一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上。于是,原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。
6.金属导电实质
(1)自由电子:金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动,这种电子叫作自由电子。
(2)正离子:失去自由电子的原子便成为带正电的离子。
(3)实质:每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动,只有自由电子穿梭其中,这就使金属成为导体。
7.静电感应
(1)静电感应现象:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫作静电感应。
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
知识点2 电荷守恒定律、元电荷
1.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能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另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(2)电荷守恒定律更普遍的表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
(3)物体带电的实质
使物体带电不是创造了电荷,使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律。
2.元电荷
(1)元电荷:最小的电荷量,用e表示。e=1.60×10-19 C,最早由密立根测得。所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
(2)比荷:带电粒子的电荷量与其质量之比。
考向1 电荷 静电感应
1.(多选)关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
B.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷
C.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
【答案】 BD
【详解】 摩擦起电的实质是由于两个物体的原子核对核外电子的束缚能力不相同,因而电子可以在物体间转移。若一个物体失去电子,其质子数就会比电子数多,我们说它带正电;若一个物体得到电子,其质子数就会比电子数少,我们说它带负电。摩擦起电既不是质子从一个物体转移到另一个物体,也不是使物体中产生电子和质子。故B、D正确。
2.如图所示,一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触,且均不带电,贴在两端下部的两金属箔均是闭合的。当把带正电荷的物体P移近导体M时,下列说法正确的是( )
A.M下部的金属箔张开,N下部的金属箔闭合
B.M下部的金属箔闭合,N下部的金属箔张开
C.M左端感应出正电荷,N右端感应出负电荷
D.若先用绝缘工具把M、N分开,再移去P,则M带负电,N带正电
【答案】 D
【详解】 一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时,由于电荷间的相互作用,导体内部的电荷重新分布,根据“近异远同”可知导体M的左端感应出负电荷,导体N的右端感应出正电荷,导体两端的金属箔都张开,A、B、C错误;若先用绝缘工具把M、N分开,再移去物体P,则M带负电,N带正电,D正确。
考向2 电荷守恒定律、元电荷
3 .(人教版P5练习与应用3T改编)如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近的带正电的导体球。若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的大小分别为QA、QB,则下列结论正确的有( )
A.沿虚线c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
【答案】 D
【详解】 由于静电感应,导体远离带正电导体球的一端A感应出正电荷,靠近的一端B感应出负电荷,根据电荷守恒定律可知,正、负电荷的代数和为零,所以无论怎样分割导体,一定是远离正电荷的那部分导体带正电,靠近正电荷的那部分导体带等量负电,即A端带正电,B端带负电,与沿哪条虚线切开无关,D正确。
4.关于元电荷的理解,下列表述正确的是( )
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.元电荷的大小是1库仑
D.只有电子和质子的带电荷量等于元电荷
【答案】 B
【详解】 最小电荷量叫作元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷量都是e的整数倍。我们在计算中常取元电荷的值为e=1.60×10-19 C,元电荷是基本电荷量,而不是电子或者质子,也不是只有电子和质子的带电荷量等于元电荷,故A、C、D错误,B正确。
5.如图所示,将因摩擦而带电的塑料丝靠近带电的PVC管,塑料丝“躲开”状似章鱼,这种现象称为“静电章鱼”。由此现象可以判断( )
A.塑料丝和PVC管都带正电
B.塑料丝和PVC管都带负电
C.塑料丝和PVC管带同种电荷
D.塑料丝和PVC管带异种电荷
【答案】 C
【详解】 塑料丝“躲开”PVC管,根据同种电荷相互排斥可知,塑料丝和PVC管带同种电荷;由于不知道塑料丝与哪一种物体摩擦而带电,所以不能判断塑料丝是带正电还是带负电,故C正确,A、B、D错误。
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。关于使导体带电的以下说法中正确的是( )
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
【答案】 AD
【详解】 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,故选项A、D正确。
1.(2023·上海·高考真题)三个大小相同的带电导体球,带电量分别为、和,让与先接触,然后让与接触,最终所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】相同大小的三个带电导体球,根据电荷守恒定律得,与先接触后两球分别带电为
再让与接触,两球最后分别带电为
故选A。
2.(2012·浙江·高考真题)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0.5cm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、下部感应出异号电荷
C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力
D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和
【答案】ABC
【详解】ABC.笔套与头发摩擦后,由于摩擦起电使笔套带电。带电的笔套靠近圆环的时候,圆环发生静电感应,上下部分感应出等量的异号电荷。圆环被吸引到笔套的过程中,圆环加速度向上,所受静电力的合力大于圆环重力。故ABC正确;
D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷没有被全部中和,仍带有部分电荷。故D错误。
故选ABC。
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9.1 电荷
知识点1 电荷 静电感应
1.自然界中有两种电荷:正电荷和负电荷。
2.电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.电荷量:电荷的多少,用Q或q表示,在国际单位制中,它的单位是库仑,简称库,符号是C。正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值。
4.原子的组成
原子
5.摩擦起电及其原因
(1)摩擦起电:由于摩擦而使物体带电的方式。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
(2)起电原因:当两种物质组成的物体互相摩擦时,一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上。于是,原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。
6.金属导电实质
(1)自由电子:金属中原子的外层电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由运动,这种电子叫作自由电子。
(2)正离子:失去自由电子的原子便成为带正电的离子。
(3)实质:每个正离子都在自己的平衡位置附近振动而不移动,只有自由电子穿梭其中,这就使金属成为导体。
7.静电感应
(1)静电感应现象:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷。这种现象叫作静电感应。
(2)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
知识点2 电荷守恒定律、元电荷
1.电荷守恒定律
(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能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另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
(2)电荷守恒定律更普遍的表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
(3)物体带电的实质
使物体带电不是创造了电荷,使物体不带电也不是消灭了电荷。物体带电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间电荷的重新分配。摩擦起电、感应起电和接触起电,均符合电荷守恒定律。
2.元电荷
(1)元电荷:最小的电荷量,用e表示。e=1.60×10-19 C,最早由密立根测得。所有带电体的电荷量都是e的整数倍。
(2)比荷:带电粒子的电荷量与其质量之比。
考向1 电荷 静电感应
1.(多选)关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
B.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷
C.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
2.如图所示,一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触,且均不带电,贴在两端下部的两金属箔均是闭合的。当把带正电荷的物体P移近导体M时,下列说法正确的是( )
A.M下部的金属箔张开,N下部的金属箔闭合
B.M下部的金属箔闭合,N下部的金属箔张开
C.M左端感应出正电荷,N右端感应出负电荷
D.若先用绝缘工具把M、N分开,再移去P,则M带负电,N带正电
考向2 电荷守恒定律、元电荷
3 .(人教版P5练习与应用3T改编)如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近的带正电的导体球。若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的大小分别为QA、QB,则下列结论正确的有( )
A.沿虚线c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
4.关于元电荷的理解,下列表述正确的是( )
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.元电荷的大小是1库仑
D.只有电子和质子的带电荷量等于元电荷
5.如图所示,将因摩擦而带电的塑料丝靠近带电的PVC管,塑料丝“躲开”状似章鱼,这种现象称为“静电章鱼”。由此现象可以判断( )
A.塑料丝和PVC管都带正电
B.塑料丝和PVC管都带负电
C.塑料丝和PVC管带同种电荷
D.塑料丝和PVC管带异种电荷
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。关于使导体带电的以下说法中正确的是( )
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
1.(2023·上海·高考真题)三个大小相同的带电导体球,带电量分别为、和,让与先接触,然后让与接触,最终所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
2.(2012·浙江·高考真题)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0.5cm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、下部感应出异号电荷
C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力
D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和
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