内容正文:
第九章 静电场及其应用
1 电荷
基础过关练
题组一 三种起电方式
1.(2026江苏扬州期中调研)人类对电的研究始于对静电现象的观察,静电的奇妙现象引发人们不断对其进行探索。如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一不带电验电器的金属球a,则下列说法正确的是( )
A.玻璃棒带负电
B.丝绸中的正电荷转移到玻璃棒上
C.验电器的金属球带正电
D.验电器的金属箔因带正电张开
2.(2026福建福州高级中学期中)教学或生活中会有以下情境:
①图1,用毛巾反复摩擦PVC管和塑料细带,将塑料带往上抛,PVC管放在塑料带下方,可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮;
②图2,干燥的冬天,带负电的手靠近金属门锁时会被电击。
下列说法正确的是 ( )
A.图1中,PVC管与塑料带带异种电荷
B.图1中,塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力
C.图2中,在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷
D.图2中,电击过程,门锁上的部分电子转移到手上
3.(2026江苏盐城五校期中联考)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,发现贴在A、B下部的金属箔片都张开。下列说法正确的是( )
A.此时A、B都带正电
B.此时A带的电荷量大于B带的电荷量
C.把A、B分开,再移去C,贴在A、B下部的金属箔片仍都张开
D.C与A接触后,移去C,再把A、B分开,A、B带上了等量异种电荷
4.(2025山东淄博期中联考)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
题组二 元电荷
5.(2026江苏泰州中学期中)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。下列关于元电荷的说法正确的是( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.一个带电体的电荷量可以是205.5倍的元电荷
C.元电荷就是一个电荷量很小的电荷
D.元电荷e的值最早是由物理学家密立根通过实验测得的
6.(2026河北定州中学期中)两个完全相同的金属球p、q,其中p球带+3.2×10-8 C的电荷量,q球不带电。现将两球接触一下再分开,已知元电荷e=1.60×10-19 C,下列说法正确的是( )
A.接触过程中,电子由p球转移到q球
B.接触过程中,正电荷由p球转移到q球
C.接触过程中,转移了1.0×1011个电子
D.接触过程中,转移了1.6×10-8 C的正电荷
题组三 电荷守恒定律
7.(2026江苏镇江一中、镇江中学联考)“富兰克林铃”可以简化成如图所示的模型,当与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近金属钉甲时,铝箔小球就会在塑料管内“左右横跳”。下列关于“富兰克林铃”的说法正确的是( )
A.与丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B.玻璃棒靠近金属钉甲时,金属钉甲左侧感应出电荷、右侧带等量的异种电荷
C.玻璃棒靠近金属钉甲时,金属钉甲吸引铝箔小球,说明电荷可以创生
D.铝箔小球会在塑料管内“左右横跳”,说明能量可以创生
8.(2025河南名校联考)A、B、C为三个完全相同的金属小球,A带电荷量为+q,B带电荷量为-q,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-q,则小球C与小球A接触前带电荷量为( )
A.+q B.-q C.+q D.-q
9.(教材习题改编)如图所示,带正电的导体球C靠近一个原来不带电的导体,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大小分别为QA、QB,则下列结论正确的是( )
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,而QA的值与所切的位置有关
答案与分层梯度式解析
第九章 静电场及其应用
1 电荷
基础过关练
1.D
关键点拨 金属导体中能够自由移动的只能是负电荷(即电子),正电荷不能自由移动。当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时,远端金属箔片上的电子向金属球移动,金属箔片上的负电荷减少,金属球带负电、金属箔片带正电。
玻璃棒与丝绸摩擦,玻璃棒上一些受束缚较弱的电子转移到丝绸上,玻璃棒由于失去电子带正电,故A、B错误;当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,金属箔片上的负电荷被吸引到金属球一端,此时金属球因负电荷增加带负电,金属箔片因负电荷减少带正电,故验电器的金属箔片张开,故C错误,D正确。
2.C 图1中,PVC管与塑料带带同种电荷,由于同种电荷相斥,PVC管对塑料带的斥力与塑料带的重力平衡,使塑料带漂浮在空中,A错误;图1中,塑料带会张开是因为带上了同种电荷,相互排斥,向四周散开,B错误;图2中,因手带负电,则在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷,C正确;图2中,电击过程,因手带负电,手上的部分电子转移到门锁上,D错误。
3.C 带正电荷的物体C置于导体A附近时,由于静电感应,导体A会感应出负电荷,导体B会感应出正电荷;A、B整体是呈电中性的,A带的负电荷的电荷量等于B带的正电荷的电荷量,A、B错误。把A、B分开,此时A带负电、B带正电,再移去C,A、B上感应出的正、负电荷不能中和,因此贴在A、B下部的金属箔片均因带同种电荷相互排斥而张开,C正确;C与A接触后,A、B会带上正电荷(点拨:A、B的负电荷转移到C),移去C,再把A、B分开,A、B仍带正电荷,D错误。
一题多变 在题述情况下,如果将导体B或者导体A接地,导体上的电荷分布情况是怎样的?
分析:导体接地时,导体与地球可视为一个新的大导体,而且该导体可视为大导体的近端,带与靠近的带电体异种的电荷;地球就成为大导体的远端,带与靠近的带电体同种的电荷。故在题述情况下,分别将导体B、导体A接地,导体上的电荷分布如图所示。
可得结论:不论接地的部位在哪,近端不变,远端始终为大地,因此接地的位置不影响近端和远端,电荷分布只会出现一种形式。
说明:在题述情况下,用手摸一下导体,再移开手,相当于先把导体接地,然后再与大地断开。
4.B 用毛皮摩擦橡胶板后,橡胶板带负电;铝板靠近橡胶板时,由于静电感应,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时,上表面的负电荷会流到大地(点拨:此时大地是远端),只有下表面带正电,故A、C、D错误。上抬铝板过程中,下表面的正电荷减少,上表面的正电荷增加,纸屑因此也带上了正电荷,纸屑间、纸屑与铝板间因带上同种电荷而相互排斥,所以纸屑会不断飞散,B正确。
5.D 元电荷是最小的电荷量,而非实际存在的“电荷”,故不是指电子和质子本身,故A、C错误;带电体的电荷量必须是元电荷的整数倍,205.5倍不符合整数倍条件,故B错误;密立根通过油滴实验首次精确测定了元电荷的值,故D正确。
6.C 金属导体中只有电子能自由移动,正电荷无法转移,p带正电是因缺失电子,两球接触时电子从q转移到p,故A、B错误;由于p、q球完全相同,接触后两球均分总电荷量(破题关键),各自带+1.6×10-8 C的电荷量,故从q转移到p的电子的电荷量为-1.6×10-8 C,则转移的电子数为n==1.0×1011,故C正确,D错误。
7.B 丝绸与玻璃棒摩擦,电子从玻璃棒转移到丝绸,玻璃棒失去电子带正电,A错误。玻璃棒靠近金属钉甲时,金属钉甲的电子被吸引到左侧,左侧多电子带负电荷,右侧少电子带正电荷,根据电荷守恒定律,两侧电荷量相等,B正确。玻璃棒靠近金属钉甲时,金属钉甲吸引铝箔小球,说明带电物体具有吸引轻小物体的性质;根据电荷守恒定律,电荷既不能创生,也不能凭空消失,C错误。根据能量守恒定律,能量既不会创生也不会消失,只会从一个物体转移到另一个物体,或者从一种形式转变为另一种形式,D错误。
8.D
关键点拨 完全相同的带电金属小球,接触后平分总电荷量。
设小球C与小球A接触前带电荷量为qC,则小球C与A接触后带电荷量为,C再与B接触,之后小球B带电荷量为-q,则=-q,解得qC=-q,故选D。
9.D 导体原来不带电,在带正电的导体球C靠近后,由于静电感应,导体中的自由电子向B部分转移,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是相同的,因此无论沿哪一条虚线切开,两部分的电荷量大小总是相等的,但沿不同虚线切开时,A所带电荷量的大小QA不同,A、B、C错误,D正确。
名师点津 导体原来不带电,由于静电感应,导体两端出现等量异种电荷,整体对外不显示电性;沿某条虚线切开时,两部分的电荷量大小相等,但电荷量的具体数值与切开的位置有关。
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