内容正文:
9.1 电荷
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
知识点1:电荷
电荷亦称电,是物质的一种物理性质.我们也将“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并非“粒子”,只是我们常将它想象成粒子以方便描述而已.
1.电荷的种类
自然界中有且只有正、负两种电荷,这是由美国科学家富兰克林命名的.
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为 ;
(2)用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为 .
2.电荷的性质
同种电荷相互 ,异种电荷相互 。带电体有吸引 的性质.
3.电荷量
电荷的多少叫作电荷量,用 Q 或者q表示,在国际单位制中,它的单位是 (C).
电荷有正、负之分,正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值,但“+”“-”号不表示电荷量的 ,只代表电荷的性质(种类).比较带电体带电的多少,是比较所带电荷量的 ,绝对值大的带电荷量就多.
知识点2:起电的三种方式
不带电的原子由带 的原子核和带 的核外电子构成,原子核由带 的质子和 的中子组成,核外电子绕原子核运动,如图所示.
通常情况下,原子核中正电荷的数量与核外电子(负电荷)的数量一样多,整个原子呈 (不带电). 当原子失去电子后就变为带 的离子,而得到电子的原子变为带 的离子.
1.摩擦起电
(1)定义:很多物体都会由于摩擦而带电,这种方式为摩擦起电.
(2)本质:当两个不同物体互相摩擦时,由于不同物体的原子核对核外电子的束缚能力不同,束缚能力 的物体在摩擦过程中得到电子带负电,束缚能力 的物体在摩擦过程中失去电子带正电.
例如:用毛皮摩擦橡胶棒时,毛皮上的电子转移到橡胶棒上,橡胶棒因得到电子而带负电,毛皮因失去电子而带正电。
(1)摩擦起电过程中为何大多使用的是绝缘体?
摩擦起电所用材料可以用导体,也可以用绝缘体. 如果用手直接拿着导体进行摩擦,因人体是导体,导体上产生的电荷会经过人体流向大地,从而看不到摩擦起电的现象. 如果戴上绝缘手套操作,可观察到该现象.
(2)摩擦过的橡胶棒一定带负电吗?
不一定. 同一物体分别与不同种类的物体摩擦,该物体所带电荷的种类取决于两种物质的原子核束缚电子的能力的大小,故同一物体与不同种类的物体摩擦时,可能带上不同种类的电荷.
(3)摩擦起电的本质是什么?
摩擦起电时,电荷并不是凭空产生,其本质是电子在相互摩擦的两个物体间发生了转移,所以两个相互摩擦的物体一定同时带上种类不同的电荷,且电荷量相等。
2.接触起电
(1)产生:由于带电物体所带的同种电荷之间会相互排斥,如果和另一个导体接触,带电体上的部分电荷就会转移到这个导体上,使这个导体也带上 电荷.例如带正电荷的物体与不带电的导体接触,电子由电中性导体转移到带正电荷的物体上.任何带电物体相互接触,转移的都是自由电荷.
电中性和电中和是两个不同的概念.
①电中性是指物体所带的正电荷和负电荷在数量上 ,对外不显电性,表现为不带电的状态.任何电中性的物体实际上本身都带有 的异种电荷.
②电中和是指两个带等量 种电荷的物体相互接触时,都恢复成不带电的情形,这种现象称为电荷的中和.
(2)本质:自由电荷(电子)在带电体与导体之间发生 .
电荷量分配原则(两个完全相同的金属球)
①带同种电荷(电荷量分别为 Q1和Q2),接触后 原来所带电荷量的总和,
②带异种电荷(电荷量分别为Q1和-Q2),接触后先 再 ,
③接触起电时,两个完全相同的金属球相互接触电荷量分配情况简单,但不同的物体接触后电荷量分配情况复杂,大多靠实验才能确定.
3.静电感应与感应起电
静电感应:把带电体移近不带电的导体,导体的电荷分布会发生变化的现象.感应起电的对象一定是 。
规律:近端感应 电荷,远端感应 电荷,电荷量相等.
感应起电:利用静电感应原理使导体带电的过程.其本质是导体中自由电子在带电体作用下发生 ,并不是 了电荷.
感应起电的过程:①图甲:使带电体C(假设带正电)靠近相互接触的两导体 A、B;②图乙:保持C不动,用绝缘工具分开 A、B;③图丙:移走C,则A带负电,B带正电
静电感应中的接地问题
遇到接地问题时,导体与大地组成一个新的导体,且无论接地位置在何处,大地都为新导体的远端,导体靠近带电体的一端为近端,故导体与带电体带异种电荷。
如图所示,一个不带电的与外界绝缘的导体两端连有开关K1、K2,K1、K2闭合前,当带正电小球靠近时,a端为 ,b端为 ,由于静电感应,在a、b端分别出现等量 、 电荷.
当闭合任何一个开关以后,整个导体与大地连接,成为一个新导体,导体上的电荷会立即重新分布,大地成了 ,带 ,a端为 ,带 ,b端的正电荷会被从大地流上来的电子中和。
4.三种起电方式的对比理解
摩擦起电
接触起电
感应起电
产生条件
两个不同物体摩擦
导体与带电体接触
带电体靠近导体
现象和结果
两物体带上等量异种电荷
导体带上与带电体相同电性的电荷
导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同”
原因
不同物质的原子核对核外电子束缚能力不同而发生电子得失
自由电荷在带电体与导体之间发生转移
导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)
实质
电荷在物体之间或物体内部发生转移
知识点3:检验工具——验电器
1.构造
如图所示. 在密闭壳体上有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属导体,下端悬挂一对金箔(或铝箔).为了避免周围环境的影响,金属杆和箔片封闭在一个密闭壳体中,杆与壳间用绝缘材料相隔.
高中物理学习中常遇到的验电器如图所示.
历史上第一个验电器,是英国的吉尔伯特在实验过程中制作的,与金属箔验电器的结构基本相同.如果把验电器的金属箔换成指针,并用金属制作外壳,这样的验电器叫作静电计,用于测量电势差.
2.原理
当金属球、金属杆及金属箔带电后,根据 ,两片金属箔将在斥力作用下张开。
3.使用
(1)检验物体是否带电:将物体直接接触或靠近验电器的金属导体,验电器的箔片张开说明物体带电.
(2)检验物体带电的种类:先使验电器带上某种已知电荷 Q验,然后将待测带电体靠近验电器的金属导体,根据验电器箔片张角的增减判断其带电种类. 张角增大,与验电器带 电荷;张角减小,与验电器带 电荷,且 ;金属箔片先闭合后张开,带 电荷,且 。
一个带负电的物体去接触验电器的金属球和靠近验电器的金属球产生的现象一样吗?
一样,都可以使金属箔片张开.因为如果物体与金属球接触,物体上的电子会 到验电器的箔片上,使箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开;如果物体靠近金属球,物体所带的负电荷与金属球中带负电的自由电子相互 ,使金属球上的电子转移到金属箔上,使箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开.
知识点4:电荷守恒定律
1.内容表述
表述1:电荷既不会 ,也不会 ,它只能从一个物体 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 .
表述2:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的 保持不变.
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?
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。
2.对电荷守恒定律的理解
(1)电荷守恒定律同能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都 违背电荷守恒定律.
(2)三种起电过程都没有 电荷,其本质都是 ,即起电过程是物体所带电荷的重新分配. 摩擦起电和接触起电是电荷从一个物体转移到另一个物体,感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分.
(3)电荷的总量是指电荷的 .
(4)电荷的中和是指正、负电荷的代数和为 .
知识点5:元电荷
1.元电荷
在各种带电微粒中,电子所带的电荷量是最小电荷量,人们把一个电子或一个质子所带的电荷量叫作 ,其值取e= C.
美国物理学家 最早通过油滴实验测出了e的数值,并获得了诺贝尔物理学奖.
2.比荷
带电体的 和 的比值,叫作比荷.比荷是带电微观粒子的基本参量之一,测定比荷是研究带电粒子和物质结构的重要方法.电子的比荷为1.76×1011 C/kg,是一个重要的物理量.
①所有带电体的电荷量或者 元电荷,或者是元电荷的 .
②电荷量是不能连续变化的物理量.电荷量的这种只能取分立的、不连续值的性质,称为电荷的 .
③元电荷不是实际的粒子,它表示 ,没有正、负;
④虽然电子和质子的电荷量为一个元电荷,但元电荷 于电子和质子,电子和质子是实实在在的粒子.
重难点1: 感应起电的两种不同方式
感应起电有两种常见的方式,感应出异种电荷和同种电荷,分别如下,不管哪种方式均需在干燥的环境中进行.
感应出异种电荷
①如图甲,两导体A、B相互接触;②如图乙,将带电体C靠近A、B;③如图丙,保持C不动,用绝缘棒将A、B分开,然后移走C,则A、B分别带异种电荷.
若第③步中若先移走C,再将A、B分开,A、B不带电,因为移走C后感应电荷会立即中和.
感应出同种电荷
图②中,用手接触导体 B 端,B 端电子通过人体导入大地,此时大地相当于导体的远端;图③中,将手指移开,A所带电荷不变,B不带电;图④中,移去带电体 C,这时导体带上了和带电体 C电性相反的电荷;图⑤中将 A、B分开,A、B 所带电荷均与带电体 C电性相反.
重难点2:静电感应中导体接地问题的分析
关于静电感应中导体接地问题,具体有以下几种情况:
①如图甲所示,当带正电的带电体C靠近不带电的导体A、B时,如果导体不接地,由于静电感应现象,靠近C的A带 ,远离C的B带等量的 .
②如图乙所示,当B接地时,在导线的连接下,导体A、 B 和大地组成了一个大导体,这时近端为 ,而远端为 由于静电感应,A带 ,而 B原来感应出的正电荷被从 流来的负电荷(即电子,这里要注意,并非正电荷流入了大地)中和了.
③如图丙所示,如果是A接地,导体 A、B和大地还是组成一个大导体.新的导体A是 ,大地是 .由于静电感应,A 仍然带 .
④如果②③两种情况不是接地,而是改为用手触摸A或B,则结果 .
命题点1:对带电体式及电荷守恒定律的理解
【针对练习1】我国东汉时期,王充《论衡》一书中所提到的“顿牟掇芥”等问题,描述了摩擦琥珀能吸引轻小物体。关于物体带电,下列说法正确的是( )
A.物体通常呈现电中性,是因为物体内不存在电荷
B.电荷在转移的过程中,电荷的总量是不变的
C.单个物体所带的电量总是守恒的,电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换
D.利用摩擦起电可使物体带电,质子和电子所带电荷量相等,比荷也相等
【针对练习2】对物体带电现象的叙述,正确的是( )
A.物体带电一定是因为具有多余的电子
B.电中和是等量异种电荷完全消失的现象
C.摩擦起电是创造了电荷,从而使物体带电
D.摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程
命题点2:静电感应的接地问题
【针对练习3】如图所示,一对用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触。把带正电的带电体C靠近导体A,下列说法正确的是( )
A.导体A下部的金属箔张开,导体B下部的金属箔不张开
B.手摸一下导体A后,拿开手,则导体A带负电
C.手摸一下导体B后,拿开手,则导体A不带电
D.手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移开C,则导体A和B不带电
【针对练习4】某同学采用如图装置做静电感应的实验:在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置,原先M、N都不带电,先让开关S1、S2均断开,现在将一个带正电小球P放置在M左侧,则下列说法正确的是( )
A.若开关S1、S2均断开,导体M左端带正电,导体N右端带负电
B.若开关S1、S2均闭合,则导体M和导体N均不带电
C.若只闭合开关S1,接着将MN分开,再移走带电小球,则导体N不带电
D.若只闭合开关S2,接着移走带电小球,最后将MN分开,则导体M带负电
命题点3:接触起电的电荷分配问题
【针对练习5】有三个完全相同的金属球,球A带的电荷量为q,球B和球C均不带电。现把球A、B、C以各种接触顺序经若干次接触后分开,最后球B的电荷量不可能的是( )
A. B. C. D.
【针对练习6】三个相同的金属小球甲、乙、丙均不带电,现进行两次操作∶①用小球甲与小球乙发生摩擦②将小球甲与小球丙充分接触后分开,最终小球乙所带的电荷量为-1.28×10-5C下列说法正确的是( )
A.最终小球丙带负电
B.最终小球甲所带的电荷量为1.28×10-5C的正电荷
C.操作①,有1.28×10-5C的正电荷由小球乙转移到小球甲
D.操作②,有6.4×10-6C的负电荷由小球丙转移到小球甲
命题点4:验电器张角变化问题
【针对练习7】如图所示的验电器,静置时两金属箔张开。现用带负电的物体与验电器的金属球接触,金属箔先闭合然后张开更大。则金属球( )
A.与物体接触前不带电 B.与物体接触前带负电
C.与物体接触后不带电 D.与物体接触后带负电
【针对练习8】橡胶棒用毛皮摩擦后,放到验电器上端金属球附近,则( )
A.验电器带负电 B.验电器带正电
C.用手摸一下金属球后验电器带负电 D.用手摸一下金属球后验电器带正电
命题点5:对元电荷和电荷量的理解
【针对练习9】在物理学的发展历程中,对于电荷的研究至关重要。从早期对静电现象的观察,到后来对电荷本质的深入探索,科学家们付出了巨大的努力。下列关于电荷的说法正确的是( )
A.元电荷就是质子
B.电荷量是不能连续变化的
C.库仑首先区分了正电荷和负电荷
D.某带电体的电荷量可能为
【针对练习10】已知一个电子所带电量,现有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊,根据你所学知识,推断该数值不可能是( )
A.30C B. C.4.8C D.
一、单选题
1.A和B是两个不带电物体,它们互相摩擦后A带正电荷,下列判断错误的是( )
A.在摩擦前A和B的内部没有“净电荷”
B.摩擦的过程中电子从A转移到B
C.B在摩擦后一定带负电
D.A在摩擦过程中失去个电子
2.将带负电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电量分别为、;若沿虚线2将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电量分别为和。关于这四部分电荷的正负及电荷量(绝对值),说法正确的是( )
A.,为正电荷 B.,为负电荷
C.,为负电荷 D.,为正电荷
3.如图所示,兴趣小组在参观科技馆中的“静电碰碰球”,他们转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电,周围不带电的小金属球碰上大金属球后会被弹开,下列分析正确的是( )
A.人在转动手柄的过程中创造了电荷
B.大金属球带正电是因为它有多余的电子
C.小金属球不带电是因为它内部没有电子
D.小金属球被弹开是因为同种电荷相互排斥
4.关于电荷,下列说法正确的是( )
A.电荷量很小的电荷就是元电荷
B.物体所带的电荷量可以是任意的
C.元电荷的数值最早是由库仑测得的
D.所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
5.A、B、C为三个完全相同的金属小球,A带电荷量为、B带电荷量为,带电的小球C先与A接触,再与B接触,之后小球B带电荷量为,则小球C与小球A接触前带电荷量为( )
A. B. C. D.
6.关于电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷是带正电的点电荷 B.接触起电说明了电荷可以凭空产生
C.自然界中只存在正、负两种电荷 D.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
7.“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓,秋天取茎,放置干燥处晾干,将其茎髓制成小球,这种小球密度很小,且绝缘,过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见,一般中药店里有售。在图中,两个通草球甲和乙悬挂在支架上,彼此吸引。关于该现象判断正确的是( )
A.甲小球一定带了电 B.乙小球一定带了电
C.两个小球中有一个可能不带电 D.甲、乙小球一定带有异种电荷
8.现有甲、乙、丙、丁四个通草球,已知甲、丁相互吸引,乙、丙相互排斥,则下列说法中正确的是( )
A.如果甲、丙相互吸引,则乙、丁一定相互吸引
B.如果甲、丙相互排斥,则乙、丁一定相互吸引
C.如果甲、乙相互吸引,则丙、丁一定相互排斥
D.如果甲、乙相互排斥,则丙、丁一定相互排斥
9.橡胶板置于绝缘水平桌面上,某同学戴着绝缘手套先用毛皮摩擦橡胶板,使橡胶板带负电,然后手握绝缘手柄将铝板靠近橡胶板,铝板的下表面与橡胶板上凸起的接地铁钉接触,并在其上表面撒上细纸屑,迅速上抬铝板至某一位置后,可以看到细纸屑从铝板上飞溅出来,这就是“静电飞花”实验。下列说法正确的是( )
A.铝板未与橡胶板接触所以始终不带电
B.纸屑是因为带正电相互排斥而不断飞散
C.铝板与铁钉接触时,电子从大地通过铁钉流向铝板
D.铝板与铁钉接触时,铝板上、下表面带等量异种电荷
10.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,导体不带电
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
二、多选题
11.某同学用一次性塑料杯、回形针和铝箔纸自制一个简易验电器,如图所示。下列实验现象可能产生的是( )
A.与纸巾摩擦过的塑料吸管靠近但未接触回形针上端时,铝箔会张开,而将塑料吸管移开后,铝箔的张角不会闭合
B.与纸巾摩擦过的塑料吸管与回形针接触后铝箔会张开,再将塑料吸管移开,铝箔的张角又会略微变小,但不闭合
C.当火柴的火焰靠近带电的回形针上端时,铝箔的张角会闭合
D.先让与纸巾摩擦过的塑料吸管接触回形针上端,再用摩擦过的纸巾接触回形针上端,铝箔的张角会闭合
12.把两个完全相同的金属小球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球带电情况可能是( )
A.带有等量异种电荷 B.带同种电荷
C.带不等量异种电荷 D.均不带电
13.如图所示是滚筒式静电分选器,由料斗A,导板B,导体滚筒C,刮板D,料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极,并令C接地。电源电压很高,足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子,现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落,下落时经过电离空气都会带上负电荷,沿导板B到达转动着的滚筒C,粉粒a具有良好的导电性,粉粒b具有良好的绝缘性。则下列说法正确的是( )
A.粉粒a与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电
B.粉粒b会落入F料槽中
C.粉粒a会落入F料槽中
D.刮板D的作用是把吸附在导体滚筒C上的粉粒刮下来
14.关于起电,以下说法正确的是( )
A.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电子的转移
B.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为电荷的创生
C.接触起电是因为电荷的转移,摩擦起电是因为创生了电荷
D.自然界中的电荷是守恒的
学科网(北京)股份有限公司
$$
9.1 电荷
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
知识点1:电荷
电荷亦称电,是物质的一种物理性质.我们也将“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并非“粒子”,只是我们常将它想象成粒子以方便描述而已.
1.电荷的种类
自然界中有且只有正、负两种电荷,这是由美国科学家富兰克林命名的.
(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷;
(2)用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷.
2.电荷的性质
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。带电体有吸引轻小物体的性质.
3.电荷量
电荷的多少叫作电荷量,用 Q 或者q表示,在国际单位制中,它的单位是库仑(C).
电荷有正、负之分,正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值,但“+”“-”号不表示电荷量的大小,只代表电荷的性质(种类).比较带电体带电的多少,是比较所带电荷量的绝对值,绝对值大的带电荷量就多.
知识点2:起电的三种方式
不带电的原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成,原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,核外电子绕原子核运动,如图所示.
通常情况下,原子核中正电荷的数量与核外电子(负电荷)的数量一样多,整个原子呈电中性(不带电). 当原子失去电子后就变为带正电的离子,而得到电子的原子变为带负电的离子.
1.摩擦起电
(1)定义:很多物体都会由于摩擦而带电,这种方式为摩擦起电.
(2)本质:当两个不同物体互相摩擦时,由于不同物体的原子核对核外电子的束缚能力不同,束缚能力强的物体在摩擦过程中得到电子带负电,束缚能力弱的物体在摩擦过程中失去电子带正电.
例如:用毛皮摩擦橡胶棒时,毛皮上的电子转移到橡胶棒上,橡胶棒因得到电子而带负电,毛皮因失去电子而带正电。
(1)摩擦起电过程中为何大多使用的是绝缘体?
摩擦起电所用材料可以用导体,也可以用绝缘体. 如果用手直接拿着导体进行摩擦,因人体是导体,导体上产生的电荷会经过人体流向大地,从而看不到摩擦起电的现象. 如果戴上绝缘手套操作,可观察到该现象.
(2)摩擦过的橡胶棒一定带负电吗?
不一定. 同一物体分别与不同种类的物体摩擦,该物体所带电荷的种类取决于两种物质的原子核束缚电子的能力的大小,故同一物体与不同种类的物体摩擦时,可能带上不同种类的电荷.
(3)摩擦起电的本质是什么?
摩擦起电时,电荷并不是凭空产生,其本质是电子在相互摩擦的两个物体间发生了转移,所以两个相互摩擦的物体一定同时带上种类不同的电荷,且电荷量相等。
2.接触起电
(1)产生:由于带电物体所带的同种电荷之间会相互排斥,如果和另一个导体接触,带电体上的部分电荷就会转移到这个导体上,使这个导体也带上同种电荷.例如带正电荷的物体与不带电的导体接触,电子由电中性导体转移到带正电荷的物体上.任何带电物体相互接触,转移的都是自由电荷.
电中性和电中和是两个不同的概念.
①电中性是指物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等,对外不显电性,表现为不带电的状态.任何电中性的物体实际上本身都带有等量的异种电荷.
②电中和是指两个带等量异种电荷的物体相互接触时,都恢复成不带电的情形,这种现象称为电荷的中和.
(2)本质:自由电荷(电子)在带电体与导体之间发生转移.
电荷量分配原则(两个完全相同的金属球)
①带同种电荷(电荷量分别为 Q1和Q2),接触后平分原来所带电荷量的总和,
②带异种电荷(电荷量分别为Q1和-Q2),接触后先中和再平分,
③接触起电时,两个完全相同的金属球相互接触电荷量分配情况简单,但不同的物体接触后电荷量分配情况复杂,大多靠实验才能确定.
3.静电感应与感应起电
静电感应:把带电体移近不带电的导体,导体的电荷分布会发生变化的现象.感应起电的对象一定是金属导体。
规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷,电荷量相等.
感应起电:利用静电感应原理使导体带电的过程.其本质是导体中自由电子在带电体作用下发生转移,并不是创造了电荷.
感应起电的过程:①图甲:使带电体C(假设带正电)靠近相互接触的两导体 A、B;②图乙:保持C不动,用绝缘工具分开 A、B;③图丙:移走C,则A带负电,B带正电
静电感应中的接地问题
遇到接地问题时,导体与大地组成一个新的导体,且无论接地位置在何处,大地都为新导体的远端,导体靠近带电体的一端为近端,故导体与带电体带异种电荷。
如图所示,一个不带电的与外界绝缘的导体两端连有开关K1、K2,K1、K2闭合前,当带正电小球靠近时,a端为近端,b端为远端,由于静电感应,在a、b端分别出现等量负、正电荷.
当闭合任何一个开关以后,整个导体与大地连接,成为一个新导体,导体上的电荷会立即重新分布,大地成了远端,带正电,a端为近端,带负电,b端的正电荷会被从大地流上来的电子中和。
4.三种起电方式的对比理解
摩擦起电
接触起电
感应起电
产生条件
两个不同物体摩擦
导体与带电体接触
带电体靠近导体
现象和结果
两物体带上等量异种电荷
导体带上与带电体相同电性的电荷
导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同”
原因
不同物质的原子核对核外电子束缚能力不同而发生电子得失
自由电荷在带电体与导体之间发生转移
导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)
实质
电荷在物体之间或物体内部发生转移
知识点3:检验工具——验电器
1.构造
如图所示. 在密闭壳体上有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属导体,下端悬挂一对金箔(或铝箔).为了避免周围环境的影响,金属杆和箔片封闭在一个密闭壳体中,杆与壳间用绝缘材料相隔.
高中物理学习中常遇到的验电器如图所示.
历史上第一个验电器,是英国的吉尔伯特在实验过程中制作的,与金属箔验电器的结构基本相同.如果把验电器的金属箔换成指针,并用金属制作外壳,这样的验电器叫作静电计,用于测量电势差.
2.原理
当金属球、金属杆及金属箔带电后,根据同种电荷相互排斥,两片金属箔将在斥力作用下张开。
3.使用
(1)检验物体是否带电:将物体直接接触或靠近验电器的金属导体,验电器的箔片张开说明物体带电.
(2)检验物体带电的种类:先使验电器带上某种已知电荷 Q验,然后将待测带电体靠近验电器的金属导体,根据验电器箔片张角的增减判断其带电种类. 张角增大,与验电器带同种电荷;张角减小,与验电器带异种电荷,且Q<Q验;金属箔片先闭合后张开,带异种电荷,且 Q>Q验。
一个带负电的物体去接触验电器的金属球和靠近验电器的金属球产生的现象一样吗?
一样,都可以使金属箔片张开.因为如果物体与金属球接触,物体上的电子会转移到验电器的箔片上,使箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开;如果物体靠近金属球,物体所带的负电荷与金属球中带负电的自由电子相互排斥,使金属球上的电子转移到金属箔上,使箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开.
知识点4:电荷守恒定律
1.内容表述
表述1: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.
表述2:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变.
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?
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。
2.对电荷守恒定律的理解
(1)电荷守恒定律同能量守恒定律一样,是自然界中最基本的规律,任何电现象都不能违背电荷守恒定律.
(2)三种起电过程都没有创造电荷,其本质都是电子的转移,即起电过程是物体所带电荷的重新分配. 摩擦起电和接触起电是电荷从一个物体转移到另一个物体,感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分.
(3)电荷的总量是指电荷的代数和.
(4)电荷的中和是指正、负电荷的代数和为0.
知识点5:元电荷
1.元电荷
在各种带电微粒中,电子所带的电荷量是最小电荷量,人们把一个电子或一个质子所带的电荷量叫作元电荷,其值取e=1.60×10-19C.
美国物理学家密立根最早通过油滴实验测出了e的数值,并获得了诺贝尔物理学奖.
2.比荷
带电体的电荷量和质量的比值,叫作比荷.比荷是带电微观粒子的基本参量之一,测定比荷是研究带电粒子和物质结构的重要方法.电子的比荷为1.76×1011 C/kg,是一个重要的物理量.
①所有带电体的电荷量或者等于元电荷,或者是元电荷的整数倍.
②电荷量是不能连续变化的物理量.电荷量的这种只能取分立的、不连续值的性质,称为电荷的量子化.
③元电荷不是实际的粒子,它表示最小的电荷量,没有正、负;
④虽然电子和质子的电荷量为一个元电荷,但元电荷不等同于电子和质子,电子和质子是实实在在的粒子.
重难点1: 感应起电的两种不同方式
感应起电有两种常见的方式,感应出异种电荷和同种电荷,分别如下,不管哪种方式均需在干燥的环境中进行.
感应出异种电荷
①如图甲,两导体A、B相互接触;②如图乙,将带电体C靠近A、B;③如图丙,保持C不动,用绝缘棒将A、B分开,然后移走C,则A、B分别带异种电荷.
若第③步中若先移走C,再将A、B分开,A、B不带电,因为移走C后感应电荷会立即中和.
感应出同种电荷
图②中,用手接触导体 B 端,B 端电子通过人体导入大地,此时大地相当于导体的远端;图③中,将手指移开,A所带电荷不变,B不带电;图④中,移去带电体 C,这时导体带上了和带电体 C电性相反的电荷;图⑤中将 A、B分开,A、B 所带电荷均与带电体 C电性相反.
重难点2:静电感应中导体接地问题的分析
关于静电感应中导体接地问题,具体有以下几种情况:
①如图甲所示,当带正电的带电体C靠近不带电的导体A、B时,如果导体不接地,由于静电感应现象,靠近C的A带负电,远离C的B带等量的正电.
②如图乙所示,当B接地时,在导线的连接下,导体A、 B 和大地组成了一个大导体,这时近端为A,而远端为大地由于静电感应,A带负电,而 B原来感应出的正电荷被从大地流来的负电荷(即电子,这里要注意,并非正电荷流入了大地)中和了.
③如图丙所示,如果是A接地,导体 A、B和大地还是组成一个大导体.新的导体A是近端,大地是远端.由于静电感应,A 仍然带负电.
④如果②③两种情况不是接地,而是改为用手触摸A或B,则结果相同.
命题点1:对带电体式及电荷守恒定律的理解
【针对练习1】我国东汉时期,王充《论衡》一书中所提到的“顿牟掇芥”等问题,描述了摩擦琥珀能吸引轻小物体。关于物体带电,下列说法正确的是( )
A.物体通常呈现电中性,是因为物体内不存在电荷
B.电荷在转移的过程中,电荷的总量是不变的
C.单个物体所带的电量总是守恒的,电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换
D.利用摩擦起电可使物体带电,质子和电子所带电荷量相等,比荷也相等
【答案】B
【详解】A.物体通常呈现电中性,是因为物体内正、负电荷数量相等,故A错误;
B.根据电荷守恒定律,电荷在转移的过程中,电荷的总量是不变的,故B正确;
C.在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电量总是守恒的,电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换,故C错误;
D.利用摩擦起电可使物体带电,质子和电子所带电荷量相等,但它们的质量不相等,比荷不相等,故D错误。
故选B。
【针对练习2】对物体带电现象的叙述,正确的是( )
A.物体带电一定是因为具有多余的电子
B.电中和是等量异种电荷完全消失的现象
C.摩擦起电是创造了电荷,从而使物体带电
D.摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程
【答案】D
【详解】A.物体带电现象是物体具有多余的电子或失去电子的现象,故A错误;
B.电中和是等量异种电荷电性相反,电量相等,呈中性,而电荷没有消失,故B错误;
C.摩擦起电不是创造了电荷,而是通过摩擦使电荷发生了转移而使物体带上电,故C错误;
D.摩擦起电是因为电荷发生了转移,电荷从一个物体转移到另一个物体,故D正确。
故选D。
命题点2:静电感应的接地问题
【针对练习3】如图所示,一对用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触。把带正电的带电体C靠近导体A,下列说法正确的是( )
A.导体A下部的金属箔张开,导体B下部的金属箔不张开
B.手摸一下导体A后,拿开手,则导体A带负电
C.手摸一下导体B后,拿开手,则导体A不带电
D.手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移开C,则导体A和B不带电
【答案】B
【详解】A.将一个带正电的导体球C靠近导体A,由于静电感应,导体A带负电,导体B带正电,故导体A、B下面的金属箔均张开,故A错误;
B.手摸一下导体A后,拿开手,由于球C不动,根据静电感应原理可知,导体A带负电,故B正确;
C.根据B选项分析可知,手摸一下导体B后,拿开手,则导体A仍然带负电,故C错误;
D.将导体A、B分开后,再移走C,此时导体A、B不接触,电荷不发生转移,则A带负电,B带正电,故D错误。
故选B。
【针对练习4】某同学采用如图装置做静电感应的实验:在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置,原先M、N都不带电,先让开关S1、S2均断开,现在将一个带正电小球P放置在M左侧,则下列说法正确的是( )
A.若开关S1、S2均断开,导体M左端带正电,导体N右端带负电
B.若开关S1、S2均闭合,则导体M和导体N均不带电
C.若只闭合开关S1,接着将MN分开,再移走带电小球,则导体N不带电
D.若只闭合开关S2,接着移走带电小球,最后将MN分开,则导体M带负电
【答案】C
【详解】A.若开关S1、S2均断开,由静电感应,导体M左端(近端)带负电,导体N右端(远端)带正电,A错误;
B.、均闭合时,导体M端(近端)会感应异种电荷,带负电;N端通过接地线使金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以金属导体左端带负电,右端不再带有电荷。B错误;
C.开关闭合,断开,由于静电感应的作用,金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,接着将MN分开,再移走带电小球,金属导体M带负电,N不再带有电荷,C正确;
D.当闭合开关,由于静电感应的作用,金属导体N右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以导体N右端不再带有电荷,接着移走带电小球,M端的负电荷被中和不带电,最后将MN分开,则M和N均不带电,D错误。
故选C。
命题点3:接触起电的电荷分配问题
【针对练习5】有三个完全相同的金属球,球A带的电荷量为q,球B和球C均不带电。现把球A、B、C以各种接触顺序经若干次接触后分开,最后球B的电荷量不可能的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】完全相同的金属球,接触后电荷平分,所以若先将A与B接触后分开,则A、B均带电量,再将B与C接触,则B与C均带电量为,再将A与B接触则,A与B均带电量为,再将B与C接触,则B与C带电量均为,再将A与B接触,则A与B带电量均为,以此类推,最终三个带电体的电量均为,故A、B、C均有可能,D不可能。
故选D。
【针对练习6】三个相同的金属小球甲、乙、丙均不带电,现进行两次操作∶①用小球甲与小球乙发生摩擦②将小球甲与小球丙充分接触后分开,最终小球乙所带的电荷量为-1.28×10-5C下列说法正确的是( )
A.最终小球丙带负电
B.最终小球甲所带的电荷量为1.28×10-5C的正电荷
C.操作①,有1.28×10-5C的正电荷由小球乙转移到小球甲
D.操作②,有6.4×10-6C的负电荷由小球丙转移到小球甲
【答案】D
【详解】AB.由电荷守恒定律可知,小球甲与小球乙发生摩擦后,甲乙带电荷量相等,由于乙球带负电,所以甲球带正电为1.28×10-5C;将小球甲与小球丙充分接触后分开,甲丙电荷量平分,故小球甲和小球丙所带的电荷量分别为6.4×10-6 C的正电荷,故A、B错误;
C.小球乙所带的电荷量为-1.28×10-5 C,操作①有1.28×10-5 C的负电荷由小球甲转移到小球乙,故C错误;
D.操作②中,由于丙带了6.4×10-6 C的正电荷,所以有6.4×10-6 C的负电荷由小球丙转移到小球甲,故D正确。
故选D。
命题点4:验电器张角变化问题
【针对练习7】如图所示的验电器,静置时两金属箔张开。现用带负电的物体与验电器的金属球接触,金属箔先闭合然后张开更大。则金属球( )
A.与物体接触前不带电 B.与物体接触前带负电
C.与物体接触后不带电 D.与物体接触后带负电
【答案】D
【详解】验电器静置时金属箔张开,说明其原先带有电荷。用带负电的物体与其接触时,先有部分负电荷流入验电器,使其原有正电荷被中和,金属箔因电荷量减小而先闭合;随后继续有电子流入,使验电器转而带较多的负电荷,金属箔又因同种电荷相斥而张开得更大。因此验电器(金属球)最终带负电。
故选D。
【针对练习8】橡胶棒用毛皮摩擦后,放到验电器上端金属球附近,则( )
A.验电器带负电 B.验电器带正电
C.用手摸一下金属球后验电器带负电 D.用手摸一下金属球后验电器带正电
【答案】D
【详解】AB.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,放到验电器上端金属球附近,发生静电感应,根据“近异远同”原理,验电器的金属小球将带上正电,验电器的金属箔片会带负电,故AB错误;
CD.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,放到验电器上端金属球附近,发生静电感应,用手摸一下金属球的瞬间,电子从金属球转移到手上,拿开橡胶棒后,小球和金箔都带正电,故C错误,D正确。
故选D。
命题点5:对元电荷和电荷量的理解
【针对练习9】在物理学的发展历程中,对于电荷的研究至关重要。从早期对静电现象的观察,到后来对电荷本质的深入探索,科学家们付出了巨大的努力。下列关于电荷的说法正确的是( )
A.元电荷就是质子
B.电荷量是不能连续变化的
C.库仑首先区分了正电荷和负电荷
D.某带电体的电荷量可能为
【答案】B
【详解】A.元电荷是最小的带电单位,不同于实物粒子,A错误;
BD.由于所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍,所以电荷量是不能连续变化的物理量,B正确,D错误;
C.富兰克林首先区分了正电荷和负电荷,C错误。
故选B。
【针对练习10】已知一个电子所带电量,现有位同学发现某本资料书上有个数值很模糊,根据你所学知识,推断该数值不可能是( )
A.30C B. C.4.8C D.
【答案】D
【详解】所有带电体所带电量都是e的整数倍,ABC选项中的数值都可以是e的整数倍,D选项中的不能是e的整数倍。
故选D。
一、单选题
1.A和B是两个不带电物体,它们互相摩擦后A带正电荷,下列判断错误的是( )
A.在摩擦前A和B的内部没有“净电荷”
B.摩擦的过程中电子从A转移到B
C.B在摩擦后一定带负电
D.A在摩擦过程中失去个电子
【答案】D
【详解】A.原来不带电的物体处于电中性,不是不带电,而是正负电荷的个数相等,相互抵消,即A和B的内部没有“净电荷”,故A正确;
B.摩擦起电中移动的是自由电子,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,故摩擦起电中A失去电子,转移到了B物体上,故B正确;
C.由电荷守恒定律可知,在电子的转移中电荷的总量保持不变,A带正电1.6×10−10C,B一定带负电,电荷量1.6×10−10C,故C正确;
D.A在摩擦过程中失去的电子的个数为
故D错误。
本题选择错误的,故选D。
2.将带负电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电量分别为、;若沿虚线2将导体分成A、B两部分,这两部分所带的电量分别为和。关于这四部分电荷的正负及电荷量(绝对值),说法正确的是( )
A.,为正电荷 B.,为负电荷
C.,为负电荷 D.,为正电荷
【答案】B
【详解】由于导体球C代负电,根据静电感应可知,导体近端感应出正电荷,远端感应正电荷,即和带负电,QB和带正电;由于导体原来不带电,只是在导体球C的电荷的作用下,导体中的自由电子向A部分移动,使A部分多带了电子而带负电;B部分少了电子而带正电.根据电荷守恒可知,B部分转移的电子数目和A部分多余的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,即
,
故ACD错误,B正确。
故选 B。
3.如图所示,兴趣小组在参观科技馆中的“静电碰碰球”,他们转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电,周围不带电的小金属球碰上大金属球后会被弹开,下列分析正确的是( )
A.人在转动手柄的过程中创造了电荷
B.大金属球带正电是因为它有多余的电子
C.小金属球不带电是因为它内部没有电子
D.小金属球被弹开是因为同种电荷相互排斥
【答案】D
【详解】A.人在转动手柄的过程中并没有创造电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,故A错误;
B.大金属球带正电是因为大金属球的原子核的核外电子转移到了其他物体上,故B错误;
C.小金属球不带电不是因为内部没有电子,而是因为小金属球的原子核中的正电荷与原子核外电子所带的负电荷相互抵消,故C错误;
D.小金属球碰上大金属球后会带上正电荷,由于同种电荷相互排斥,所以小金属球会被弹开,故D正确。
故选D。
4.关于电荷,下列说法正确的是( )
A.电荷量很小的电荷就是元电荷
B.物体所带的电荷量可以是任意的
C.元电荷的数值最早是由库仑测得的
D.所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
【答案】D
【详解】A.元电荷是最小的电量单位,不是电荷量很小的电荷,选项A错误;
BD.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍,不可以是任意的,选项B错误,D正确;
C.元电荷的数值最早是由密立根测得的,选项C错误;
故选D。
5.A、B、C为三个完全相同的金属小球,A带电荷量为、B带电荷量为,带电的小球C先与A接触,再与B接触,之后小球B带电荷量为,则小球C与小球A接触前带电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】带电的小球C先与A接触,则C带电量,再与B接触,之后小球B带电荷量为,则
解得
故选D。
6.关于电荷,下列说法正确的是( )
A.元电荷是带正电的点电荷 B.接触起电说明了电荷可以凭空产生
C.自然界中只存在正、负两种电荷 D.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
【答案】C
【详解】A.元电荷是基本的电量单位,不是带正电的点电荷,选项A错误;
B.接触起电是电荷的转移,不能说明电荷可以凭空产生,选项B错误;
C.自然界中只存在正、负两种电荷,选项C正确;
D.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,选项D错误。
故选C。
7.“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓,秋天取茎,放置干燥处晾干,将其茎髓制成小球,这种小球密度很小,且绝缘,过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见,一般中药店里有售。在图中,两个通草球甲和乙悬挂在支架上,彼此吸引。关于该现象判断正确的是( )
A.甲小球一定带了电 B.乙小球一定带了电
C.两个小球中有一个可能不带电 D.甲、乙小球一定带有异种电荷
【答案】C
【详解】由图可知,两通草球相互吸引,则两小球可能带异种电荷,也可能只有一个小球带电,另一个小球不带电。
故选C。
8.现有甲、乙、丙、丁四个通草球,已知甲、丁相互吸引,乙、丙相互排斥,则下列说法中正确的是( )
A.如果甲、丙相互吸引,则乙、丁一定相互吸引
B.如果甲、丙相互排斥,则乙、丁一定相互吸引
C.如果甲、乙相互吸引,则丙、丁一定相互排斥
D.如果甲、乙相互排斥,则丙、丁一定相互排斥
【答案】B
【详解】A.由题意可知乙、丙两球都带电且带同种电荷。如果甲、丙相互吸引,若甲不带电,丁可能带正电荷,也可能带负电荷。而乙也可能带正电荷,也可能带负电荷,所以乙、丁可能相互吸引,也可能相互排斥,故A错误;
B.如果甲、丙相互排斥,则甲、丙带同种电荷,即甲和乙带同种电荷。又因为丁可能不带电,也可能与乙带异种电荷。所以乙、丁一定相互吸引,故B正确;
C.如果甲、乙相互吸引,若甲不带电,丁可能带正电荷,也可能带负电荷。而丙也可能带正电荷,也可能带负电荷,所以丙、丁可能相互吸引,也可能相互排斥,故C错误;
D.如果甲、乙相互排斥,则甲、乙带同种电荷,即甲和丙带同种电荷。又因为丁可能不带电,也可能与丙带异种电荷。所以丙、丁一定相互吸引,故D错误。
故选B 。
9.橡胶板置于绝缘水平桌面上,某同学戴着绝缘手套先用毛皮摩擦橡胶板,使橡胶板带负电,然后手握绝缘手柄将铝板靠近橡胶板,铝板的下表面与橡胶板上凸起的接地铁钉接触,并在其上表面撒上细纸屑,迅速上抬铝板至某一位置后,可以看到细纸屑从铝板上飞溅出来,这就是“静电飞花”实验。下列说法正确的是( )
A.铝板未与橡胶板接触所以始终不带电
B.纸屑是因为带正电相互排斥而不断飞散
C.铝板与铁钉接触时,电子从大地通过铁钉流向铝板
D.铝板与铁钉接触时,铝板上、下表面带等量异种电荷
【答案】B
【详解】AD.橡胶板带负电,铝板靠近后,铝板的下表面带正电,上表面带负电,当下表面与接地铁钉接触后,上表面的负电荷会流到大地,只有下表面带正电,A错误,D错误;
B.上抬铝板过程中,下表面的正电荷减小,上表面正电荷增加。纸屑因为与金属板带同种电荷(正电荷)而不断飞散,B正确;
C.因下表面与接地铁钉接触时,上表面的负电荷会流到大地,C错误。
故选B。
10.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,导体不带电
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】D
【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D正确,ABC错误。
故选D。
二、多选题
11.某同学用一次性塑料杯、回形针和铝箔纸自制一个简易验电器,如图所示。下列实验现象可能产生的是( )
A.与纸巾摩擦过的塑料吸管靠近但未接触回形针上端时,铝箔会张开,而将塑料吸管移开后,铝箔的张角不会闭合
B.与纸巾摩擦过的塑料吸管与回形针接触后铝箔会张开,再将塑料吸管移开,铝箔的张角又会略微变小,但不闭合
C.当火柴的火焰靠近带电的回形针上端时,铝箔的张角会闭合
D.先让与纸巾摩擦过的塑料吸管接触回形针上端,再用摩擦过的纸巾接触回形针上端,铝箔的张角会闭合
【答案】BCD
【详解】A.与纸巾摩擦过的塑料吸管会带电,靠近回形针上端时,由于感应带电回形针会带上异种电荷,因此铝箔的张角会打开,当塑料吸管移开后铝箔和回形针上的电荷会再次中和不显电性,因此铝箔的张角会闭合,故A选项错误;
B.与纸巾摩擦过的塑料吸管会带电,接触回形针后由于接触带电,回形针会带上同种电荷,铝箔张开,当塑料吸管移开后回形针和铝箔仍然保持一定电荷,所以铝箔张角会略微变小但不闭合;
C.由于分子热效应,火焰上端靠近回形针时电子运动加剧会脱离回形针,从而导致回形针和铝箔所带电荷减小,铝箔的张角会逐渐闭合;
D.与纸巾摩擦过的塑料吸管和纸巾会分别带上异种电荷,当塑料吸管和纸巾分别与回形针接触后,回形针由于接触带电会先带上电荷没然后被中和。因此铝箔的张角最后会是闭合状态。
故选BCD。
12.把两个完全相同的金属小球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球带电情况可能是( )
A.带有等量异种电荷 B.带同种电荷
C.带不等量异种电荷 D.均不带电
【答案】BC
【详解】A .带有等量异种电荷的两个金属小球相互接触后电荷完全中和,不会存在排斥力,故A不可能;
B . 两个小球带有同种电荷,接触后电荷平分,带上了同种电荷,存在排斥力,故B可能;
C .带有不等量由异种电荷的两个小球接触后电荷先中和再平分,带上了同种电荷,存在排斥力,故C可能;
D .不带电的两个小球接触后仍然不带电,两小球不存在排斥力,故D不可能;
故选BC。
13.如图所示是滚筒式静电分选器,由料斗A,导板B,导体滚筒C,刮板D,料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极,并令C接地。电源电压很高,足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子,现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落,下落时经过电离空气都会带上负电荷,沿导板B到达转动着的滚筒C,粉粒a具有良好的导电性,粉粒b具有良好的绝缘性。则下列说法正确的是( )
A.粉粒a与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电
B.粉粒b会落入F料槽中
C.粉粒a会落入F料槽中
D.刮板D的作用是把吸附在导体滚筒C上的粉粒刮下来
【答案】ACD
【详解】ACD.电极G电离空气产生大量离子,使得粉粒a、b都带负电,粉粒a具有良好的导电性,粉粒a上的负电与滚筒C上的正电相互吸引,与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电,与滚筒C上电荷相排斥,最后被刮板D刮入料槽F中,故ACD正确;
B.粉粒b具有良好的绝缘性,则不会被滚筒C中和,则粉粒b与滚筒C一直相互吸引直到粉粒b碰到D时落下,落在料槽E中,故B错误。
故选ACD。
14.关于起电,以下说法正确的是( )
A.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电子的转移
B.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为电荷的创生
C.接触起电是因为电荷的转移,摩擦起电是因为创生了电荷
D.自然界中的电荷是守恒的
【答案】AD
【详解】A.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电子的转移。故A正确;
B.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电也是因为电荷的转移,并非创生。故B错误;
C.接触起电和摩擦起电都是因为电荷的转移,并非创生了电荷。故C错误;
D.自然界中的电荷是守恒的。故D正确。
故选AD。
学科网(北京)股份有限公司
$$