内容正文:
第一章 静电场的描述
第一节 静电现象
基础过关练
题组一 三种起电方式
1.(2024江苏无锡月考)西晋的《博物志·杂说上》记载:“今人梳头脱著衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声。”这是关于摩擦起电产生火花并发出声音的记载。关于摩擦起电,下列说法中正确的是 ( )
A.两种不带电的绝缘体摩擦后,带等量异种电荷
B.摩擦起电使质子从一个物体转移到另一个物体
C.摩擦能产生电子和质子
D.摩擦起电表明电荷的总量并不守恒
2.(2024广东江门广雅中学月考)如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后将A、B分开,再将C移走。关于A、B的带电情况,下列判断正确的是( )
A.A带正电,B带负电 B.A带负电,B带正电
C.A、B均不带电 D.A、B均带正电
题组二 元电荷
3.关于元电荷,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.元电荷的值等于1 C
D.只有电子和质子所带的电荷量等于元电荷
4.保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。劣质盗版书籍会影响我们的学习效率,甚至会给我们的学习带来隐患。小华同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习题时,他发现有一个带电质点的电荷量数值看不清,只能看清是6. ×10-18 C,于是拿去问老师,如果你是老师,你认为该带电质点的电荷量可能是 ( )
A.6.2×10-18 C B.6.4×10-18 C
C.6.6×10-18 C D.6.8×10-18 C
5.(2025山东泰安期中)科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电荷量的单位。关于元电荷,下列论述正确的是 ( )
A.电子和质子都是元电荷
B.元电荷有正负之分
C.元电荷是最小的电荷量
D.物体所带的电荷量为-1.6×10-10 C,这是因为它失去了1.0×109个电子
题组三 电荷守恒定律
6.(2025广东茂名电海中学月考)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
7.两个完全一样的金属小球M、N,先让它们各自带电-5q和+7q,接触后再分开,则最终M、N所带的电荷量分别是 ( )
A.+6q,+6q B.+7q,+5q C.+12q,+12q D.+q,+q
能力提升练
题组一 感应起电的判断方法
1.(2025广东江门广雅中学月考)如图所示,放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B用导线经开关S接地,现把S先合上后移走A,再断开S,则导体B ( )
A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.不能确定
2.(2025广东广州月考)如图所示,观察静电感应现象的操作如下:
(1)带正电的C移近导体A,金属箔片 ,移走C之后金属箔片 。(均填“闭合”或“张开”)
(2)带正电的C移近导体A,先把A、B分开,再移走C,金属箔片 (填“闭合”或“张开”),A带 电,B带 电,再让A、B接触,金属箔片 (填“闭合”或“张开”)。
(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,移走C,再分开A、B,金属箔片
(填“闭合”或“张开”)。
(4)把C碰一下A或者B,移走C,分开A、B,A、B带 电。
题组二 验电器张角变化问题
3.(2024安徽宿州期末)塑料板甲和有机玻璃板乙都有绝缘手柄,相互摩擦之后能够带上等量的异种电荷。验电器最上边是空心金属球,甲和乙能够被放进空心金属球内。某同学把互相摩擦过的甲和乙伸入球内,甲、乙不接触且都不与金属球接触,若该同学希望验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象,以下哪种操作能够帮他把希望变成现实( )
A.仅甲或者乙伸入球内
B.甲、乙先后伸入球内
C.甲、乙同时伸入球内,然后甲或乙撤出
D.甲、乙先后伸入球内,然后甲或乙撤出
4.(2024广东湛江博雅学校月考)如图所示,验电器带有少量的负电荷,将一带正电荷的小球从远处逐渐靠近,但不接触验电器的金属球。下列说法正确的是 ( )
A.金属箔片张开的角度先减小至零,后逐渐增大
B.金属箔片张开的角度不断增大
C.金属箔片一直带负电
D.金属箔片一直带正电
题组三 电荷守恒定律的综合应用
5.(2024广东深圳期中)甲、乙、丙是三个完全相同的带绝缘支架的金属小球,先让带电荷量为+1.6×10-15 C的甲球与乙球接触,再让甲球与不带电的丙球接触,接触后,丙球所带电荷量为-8×10-16 C,则 ( )
A.接触前乙球带有-3.2×10-15 C的电荷 B.接触前乙球带有-4.8×10-15 C的电荷
C.接触前乙球不带电 D.接触前乙球带有1.6×10-15 C的电荷
6.(2025福建五校联考期中)如图所示,带正电的导体球C靠近一个原先不带电的导体,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
基础过关练
1.A
2.A
3.B
4.B
5.C
6.D
7.D
1.A 由于不同物质对电子的束缚本领不同,两个不带电的不同物质组成的物体摩擦时,对电子束缚本领强的物质就会得到电子带负电,而对电子束缚本领弱的物质就失去电子带上等量的正电荷,因此摩擦起电的本质是电子的转移,并没有产生新的电荷,电荷的总量是守恒的,选项A正确,B、C、D错误。
2.A 带负电的橡胶棒C靠近A时,由于感应起电,A球会感应出正电荷,而B球会感应出负电荷,然后将A、B分开,再将C移走,A带正电,B带负电,选项A正确,B、C、D错误。
3.B 元电荷是自然界存在的最小电荷量,不是指电子或者质子,也不是只有电子和质子所带的电荷量等于元电荷,元电荷的值通常取e=1.60×10-19 C,任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍,选项B正确,A、C、D错误。
4.B 任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,即1.6×10-19 C的整数倍,由计算可知,只有6.4×10-18 C是1.6×10-19 C的整数倍,选项B正确。
5.C 元电荷是电荷量的最小值,它不是电荷,没有正负之分,A、B错误,C正确;由于物体得到电子带负电,且一个电子的电荷量为-1.6×10-19 C,所以物体所带的电荷量为-1.6×10-10 C,是因为物体得到了1.0×109个电子,D错误。
6.D 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;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;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;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。
7.D 两个完全相同的带不等量异种电荷的金属小球接触,电荷先中和后均分,故QM=QN==+q,选项A、B、C错误,D正确。
能力提升练
1.A
3.D
4.A
5.B
6.D
1.A 闭合开关S后,由于静电感应,导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以导体B右端不再带有电荷,左端带负电,移走A,正负电荷中和,再断开S,则导体B不带电。故选A。
2.答案 (1)张开 闭合 (2)张开 负 正 闭合 (3)张开 (4)正
解析 (1)带正电的C移近导体A,则在A的左端感应出负电荷,B的右端感应出正电荷,则金属箔片张开,移走C之后正负感应电荷中和,则金属箔片闭合。
(2)带正电的C移近导体A,则在A的左端感应出负电荷,B的右端感应出正电荷,先把A、B分开,再移走C,则A带负电,B带正电,金属箔片张开,再让A、B接触,则正负电荷中和,金属箔片闭合。
(3)带正电的C移近导体A,无论用手摸一下A还是B,大地都是远端,导体A的左端都是近端,带负电,B的右端不带电,移走C,负电荷重新分布,再分开A、B,A、B均带负电,金属箔片张开。
(4)把C碰一下A或者B,则A或B上的自由电子将转移到C上,使A或B带正电,移走C,分开A、B,A、B带正电。
方法技巧
导体接地问题的处理方法
遇到接地问题时,该导体与地球可视为一个大导体,而且该导体可视为大导体近端,带异种电荷,地球就成为远端,带同种电荷。
3.D 仅甲或者乙伸入球内后,由于静电感应,验电器箔片一直张开,故A错误;甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开、后闭合,故B错误;甲、乙同时伸入球内,感应电荷为零,验电器箔片闭合不动,甲撤出后箔片张开,故C错误;甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开再闭合,甲或乙撤出后箔片又张开,故D正确。故选D。
4.A 带正电荷的小球慢慢靠近一个带有少量负电荷的验电器的金属球,金属箔片所带负电荷变少,张角减小;随着小球的靠近,金属箔片上将开始带上正电荷,随着正电荷的增加,验电器金属箔片的张角也开始变大,选项A正确,B、C、D错误。
5.B 由于甲、乙、丙是三个完全相同的小球,丙球不带电,甲、丙两个小球接触时,电荷量平均分配,可得与丙接触前甲球所带电荷量为Q甲'=2Q丙=-1.6×10-15 C;原来甲球带正电,与乙球接触后带负电,可知接触前乙球带负电,即接触前甲、乙带异种电荷,所以甲、乙两球接触时电荷先中和再平分,可得Q甲'=,代入数据解得Q乙=-4.8×10-15 C,选B。
6.D
关键点拨
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,两部分的电荷量绝对值相等,但电荷量的具体数值与切开的位置有关。
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。
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