内容正文:
第01讲 电荷
目 录
思维导图 2
考情分析 2
学习目标 3
知识要点 3
解题策略 6
题型归纳 7
题型01:电现象及其本质 7
题型02:判断物体带电的电性 9
题型03:电量、电荷守恒定律 10
题型04:电荷守恒定律 12
题型05:元电荷 13
题型06:点电荷 15
题型07:接触起电 17
题型08:摩擦起电 20
题型09:感应起电与验电器 25
题型10:电荷间的作用 30
题型11:联系实际 32
巩固提升 34
一. 分值与题型
选择单选/多选、实验填空、电场综合小题,分值2~4分;必修三电场开篇基础,是静电场大题铺垫,属于必拿基础分。
二. 核心命题角度
1. 两种电荷、电荷基本性质(同种相斥、异种相吸);区分带电体吸轻小物体、异种电荷相吸的不同现象。
2. 三种起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电的原理、实质、电荷转移规律。
3. 电荷守恒定律应用:判断带电后物体电性、电荷量分配。
4. 元电荷e=1.60×10-19 C概念辨析、易错数值记忆。
5. 验电器工作原理、不同起电方式下验电器张角变化分析。
6. 易错辨析:物体带电本质是电子转移,原子核不移动;不存在“创造电荷”。
三. 高频失分陷阱
1. 混淆感应起电与摩擦起电的电荷移动方向;
2. 误以为摩擦创造电荷,忽略电荷守恒;
3. 分不清“带电体吸引不带电轻小物体”和“异种电荷相互吸引”;
4. 接触起电电量平分条件:完全相同金属导体才均分电荷;
5. 元电荷是最小电荷量,不是电子/质子本身。
四. 命题趋势
多结合生活静电现象(静电除尘、静电摩擦)、验电器动态分析,侧重原理理解,计算简单,以概念辨析为主。
一:基础识记目标
1. 记住自然界只有正、负两种电荷,熟记电子带负电、原子核带正电;
2. 背诵元电荷数值、电荷守恒定律文字表述;
3. 熟记三种起电方式名称、简单实例。
二:理解核心目标
1. 掌握所有起电的共同实质:电子在物体间转移,电荷总量不变;
2. 分别理解三种起电完整过程:
①摩擦起电:不同物质束缚电子能力不同,得失电子带电;
②接触起电:带电体与导体接触,电子直接转移;
③感应起电:导体在电场中电荷重新分布,近异远同;
3. 能解释验电器张开/闭合的原理。
三:解题应试目标
1. 根据实验现象判断物体带电性质;
2. 能分析感应起电、接触起电后导体的带电情况;
3. 准确判断选择题概念对错,规避常见文字陷阱;
4. 规范简答题答题话术,答题紧扣“电子转移、电荷守恒”。
知识点一:电荷
1. 物体带电
物体具有吸引轻小物体的性质,我们就说它带了电,或有了电荷。
2. 两种电荷
(1)自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
①正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
②负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
(2)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
注意:两个物体带异种电荷相互吸引,但相互吸引的物体不一定是带异种电荷,因为带电体还具有吸引轻小物体的特性。
3.电荷量及其单位
(1)定义:电荷的多少叫作电荷量,常用符号Q或 q表示。
(2)单位:在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,用C表示。
(3)正负: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。
注意:科学实验发现电子所带的电荷量最小,且其他带电体所带电荷量是质子电荷量的整数倍,这个最小的电荷量叫元电荷,用e表示,在计算中通常取e=1.60×10-19 C。
比荷:电子的电荷量e跟电子的质量me之比,叫作电子的比荷,其值为。
4.物质的微观结构
(1)原子结构:原子
(2)原子电性:原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,整个原子对外界较远位置表现为电中性。
(3)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。失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
注意: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。
知识点二:三种起电方式
1.摩擦起电
由于摩擦而使物体带电的方式。原因:当两种物质组成的物体相互摩擦时,一些受原子核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。如玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒容易失去电子而带正电,丝绸因有了多余电子而带负电。
2.感应起电
①静电感应: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的现象。
②感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
3. 接触起电
当一个带电体与不带电的导体直接接触时,电荷会从带电体转移到导体上,使导体带上与带电体同种的电荷,这种现象叫作电荷转移。利用电荷转移使金属导体带电的过程叫作接触起电。
注意:只有导体中的电子才能自由移动,绝缘体中的电子不能自由移动,所以导体能够发生感应起电,而绝缘体不能。
遇到接地问题时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端,带异种电荷,地球就成为远端,带同种电荷。
甲 乙 丙
三种起电方式的比较
方式
内容
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生条件
两个不同的绝缘体摩擦
带电体靠近导体
带电体接触导体
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”
导体带上与带电体电性相同的电荷
微观解释
不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,摩擦时会出现电子从一个物体转移到另一个物体的现象
导体中的自由电荷受到带电体对它的排斥(或者吸引),而移向导体的远端(或者近端)
电荷间的相互作用使得自由电荷在带电体和导体上转移,且重新分布
实质
均为电荷在物体之间或物体内部的转移
规律及注意事项
原子核不能自由移动,相互摩擦的两个物体转移的不可能是正电荷,只能是电子,即带正电的物体一定失去了电子,带负电的物体一定得到了电子
感应起电成功的关键是在带电体没移开之前先将导体分成两部分(或先断开接地线),然后再移去带电体
无论是带电体与中性物体接触还是两个带电体接触,转移的一定是带负电的电子
知识点三:电荷守恒定律
内容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。
内容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。
知识点四:元电荷
1.定义:实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,这个最小的电荷量叫作元电荷,用符号e表示。
2.所有带电体的电荷量都是e的整数倍,电荷量是不能连续变化的物理量。
3.元电荷的大小:e=1.602 176 634×10-19 C在计算中通常取e=1.60×10-19 C。
4.电子的比荷:电子的电荷量e与电子的质量me之比。其值=1.76×1011 C/kg。
注意:元电荷不是实际的粒子,它表示最小的电荷量,没有正负。
知识点五: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。
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。
一:万能核心口诀(所有题通用)
带电不造电,只是移电子;原子核不动,总量永不变。
二:三种起电快速判题技巧
1. 摩擦起电
①本质:电子得失
②判法:两个不同物体摩擦,束缚电子强者得电子带负电,弱者失电子带正电。
③必考结论:两者一定带等量异种电荷
2. 接触起电
①本质:电子直接转移
②判法:带电体碰导体,电荷重新分配
③得分要点:
a:只有完全相同金属球 → 电量平分
b:一正一负接触 → 先中和,再平分剩余电量
3. 感应起电
①本质:导体内电荷重新分布
②口诀:近异、远同
③判法:靠近带电体一端出异种电荷,远端出同种电荷;整体总电量始终为0
三:现象判断题秒杀策略
1. 相互吸引≠一定异种电荷
两物体吸引:可能异种电荷 / 一个带电、一个不带电
2. 相互排斥→一定同种电荷(唯一确定)
3. 只要选项出现“创造电荷、产生电荷” → 直接错
四:元电荷秒杀点
1. e=1.602 176 634×10-19 C,是最小电荷量
2. 元电荷不是粒子,只是一个数值 → 说“元电荷是电子”一律错
五:验电器解题模板
1. 张角大小只看:金属球带电量多少
2. 感应靠近:先感应带电,张角张开
3. 接触带电:电荷转移,张角稳定不变
题型01:电现象及其本质
【典型例题1】下列关于电荷的描述正确的是( )
A.电荷之间不存在相互作用力
B.同种电荷相互吸引
C.异种电荷相互排斥
D.可以用摩擦的方法使物体带电
【答案】D
【详解】A.电荷之间存在相互作用力,故A错误;
BC.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故BC错误;
D.可以用摩擦的方法使物体带电,故D正确。
故选D。
【变式训练1-1】对静电现象的认识,下列说法中正确的是( )
A.自然界只存在两种电荷 B.同种电荷互相吸引,异种电荷互相排斥
C.摩擦起电创造了电荷 D.在各种带电微粒中,电子所带电荷量的大小是最大的
【答案】A
【详解】自然界只存在两种电荷,正电荷与负电荷,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,摩擦起电的实质是电子的转移,在各种带电微粒中,电子所带电荷量的大小是最小的。
故选A。
【变式训练1-2】(多选)以下判断小球是否带电的说法中正确的是( )
A.用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,则小球一定带电
B.用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电
C.用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔能改变角度,则小球一定带电
D.如果小球能吸引不带电的小纸屑,则小球一定带电
【答案】BD
【详解】ABD.由于带电体有能够吸引轻小物体的特性,所以用一个带电体靠近小球,如果能够吸引小球,小球不一定带电,但如果能够排斥小球,说明小球一定带电,且电性与带电体相反;如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电,故A错误,BD正确;
C.用验电器的金属球接触它后,验电器的金属箔能改变角度,有可能是金属球上原先带的电荷转移到了原先不带电的小球上,故C错误。
故选BD。
【变式训练1-3】绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的附近,有一个绝缘金属球b,开始a、b都不带电,如图所示,现在使a带电,则( )
A.a、b之间不发生相互作用
B.b将吸引a,吸住后不放
C.b立即把a排斥开
D.b先吸引a,接触后又把a排斥开
【解答】解:带电物体能够吸引轻小物体,故b会将a球吸引过来,a与b接触后,带同种电荷而分开,故D正确、ABC错误。
故选:D。
【变式训练1-4】自然界中只存在 电和 电两种电荷。
【答案】 正 负
【详解】[1][2]自然界中只存在正电和负电两种电荷。
题型02:判断物体带电的电性
【典型例题】有A、B、C三个轻质金属小球,已知A球带正电,现用绝缘轻质细绳分别系住A、B、C小球,使它们两两挂于天花板下,结果出现如图所示的场景,关于B、C球带电的说法正确的是( )
A.B球一定带负电 B.C球一定不带电
C.C球一定带负电 D.B、C球有一个不带电
【答案】D
【详解】由图可知A球和B、C都吸引,但B、C球也吸引,说明B、C球只能有一个带负电,一个不带电。
故选D。
【变式训练2-1】一带电体与带正电的玻璃棒相互排斥,则该带电体的带电情况是( )
A.不带电 B.带负电 C.带正电 D.不能确定
【答案】C
【详解】一带电体与带正电的玻璃棒相互排斥,可知该带电体与玻璃棒带同种电荷,则该带电体带正电。
故选C。
【变式训练2-2】(多选)如图所示,、、、为四个带电小球,两球之间的作用分别为吸引d,排斥,排斥,d吸引,则( )
A.有两个小球带同种电荷
B.有三个小球带同种电荷
C.、d小球带同种电荷
D.、d小球带异种电荷
【答案】BD
【详解】设a带正电,a吸引d,异种电荷相吸,所以d带负电,c斥a,同种电荷相斥,所以c带正电,d吸b,所以b带正电,即a+、d-、c+、b+。同理,若a带负电,则a-、d+、c-、b-,所以有三个小球带同种电荷,、d小球带异种电荷。
故选BD。
【变式训练2-3】如图,电荷A、B、C放在光滑绝缘的水平透明管道内,其中带正电的A电荷固定,B的位置可人为控制,C可在水平方向自由移动。若将B向右移动,电荷C也跟着向右移动。则电荷C带 电,电荷B带 电。
【答案】 正 正
【详解】[1][2]由题意,若将B向右移动,根据库仑定律可知,BC间的电场力减小,则电荷C跟着向右移动,说明A、C间为斥力;对C受力分析,之前保持平衡状态,则B、C间也为斥力,所以B、C均带正电。
题型03:电量、电荷守恒定律
【典型例题1】球形导体A带3q的正电荷,另一完全相同的球形导体B带q的负电荷,将两导体接触一会后再分开,则导体的带电荷量为( )
A.-q B.q C.2q D.4q
【答案】B
【详解】根据电荷守恒定律,将两导体接触一会后再分开,则导体的带电荷量为
故选B。
【典型例题2】(多选)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.把质子或电子叫元电荷
B.元电荷是一个电子所带电荷量的大小,没有正负之分
C.电子带有最小的负电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷
D.物体所带的电荷量叫作元电荷
【答案】BC
【详解】A.质子或电子是带电粒子,所带的电荷量的绝对值叫元电荷。A错误;
BC.电荷的多少叫电荷量,所以元电荷是一个电子所带电荷量的大小,没有正负之分。电子所带的电荷量是最小的电荷量,所以电子带有最小的负电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷。BC正确。
D.物体所带的电荷量是元电荷的整数倍。D错误。
故选BC。
【变式训练3-1】下列几种带电体所带的电荷量在数值上不可能的是( )
A.4.8×10-19C B.8.8×10-18C
C.6.6×10-19C D.1.92×10-11C
【答案】C
【详解】最小的电荷量是1.6×10-19C,我们把这个最小的电荷量叫做元电荷,任何物体的带电量都是元电荷或是元电荷的整数倍,由于6.6×10-19C不是1.6×10-19C的整数倍,所以该电荷量是不可能的。
故选C。
【变式训练3-2】关于元电荷、电荷与电荷守恒定律,下列说法正确的是( )
A.元电荷是指电子,电量等于电子的电量,体积很小的带电体是指点电荷
B.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
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.利用静电感应可使任何物体带电,质子和电子所带电荷量相等,比荷也相等
【答案】B
【详解】A.元电荷的电量等于电子的电量,但不是电子,元电荷是带电量的最小单元,没有电性之说,当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷,所以体积很小的带电体未必就是点电荷,选项A错误;
B.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的,这是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因,选项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,选项C错误;
D.静电感应不能使绝缘体带电,电子和质子所带电荷量相等,但它们的质量不相等,比荷不相等,选项D错误。
故选B。
【变式训练3-3】(多选)按照现代的粒子理论,可以将粒子分为三大类:媒介子、轻子和强子,质子和中子属于强子,强子是由更基本的粒子——夸克组成。根据夸克理论,夸克有6种,它们是上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、底夸克和顶夸克.它们的带电量分别为±e或±e,电荷量e为元电荷。已知一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成,一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成,则下列说法不正确的是( )
A.上夸克的电荷量为+e B.下夸克的电荷量为﹣e
C.上夸克的电荷量为﹣e D.下夸克的电荷量为+e
【答案】CD
【详解】设上夸克的电荷量为q1,下夸克的电荷量为q2,由题意可得
2q1+ q2=e
q1+2q2=0
解得,,故AB正确,CD错误。
故选CD。
【变式训练3-4】若A、C两个金属小球完全相同,分别带有电荷量为QA=+3.2×10-9C、QC=+1.6×10-9C,让两个小球接触,在接触过程中球 (选填“A向C”或“C向A”)转移了 个电子。
【答案】 C向A
【详解】[1][2]两小球接触,电荷量均分,有
其中金属球C增加的电荷量为
可知在接触过程中球C向A转移的电子数为
【变式训练3-5】三个相同的金属球A、B、C,先让A球带上正电,靠近相互接触的B、C球,将B、C分开,用手摸一下A球,将A球上的电荷导入大地。若此时B球所带电荷量为。用A球再去接触B,然后再接触C,最后A所带的电荷量是多少?
【答案】
【详解】由题意可知,当A球靠近相互接触的B、C球时,由于静电感应现象,则B、C球分别带正电和负电,且电荷量相等。当将A球上的电荷导入大地后,A球不带电。由题意可知,此时B球所带电荷量为+q,用A球再去接触B,则A球带电量为,C球带电量为,则此时A球再接触C球,可得A球电量为
题型04:电荷守恒定律
【典型例题1】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,接触后的电荷量之比为 。
②若A、B两球带异种电荷,接触后两球的带电荷量之比为: 。
【解答】解:若两球带等量的同种电荷,电量都为Q,则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A,B两球接触后移开。两球所带的电量大小分别为、,则接触后的电荷量之比为2:3;
若两球带等量的异种电荷,电量大小都为Q,则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A,B两球接触后移开。两球所带的电量大小分别为、,则接触后两球的带电荷量之比为2:1。
故答案为:①2:3;②2:1
【典型例题2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属小球接触。在接触后,A、B带电荷量各是多少?此过程中电子发生了怎样的转移,转移了多少电荷量?
答案:1.6×10-9 C,电子由B球转移到A球,-4.8×10-9 C
解析:接触后两小球带电量
在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身净电荷中和,且继续转移,使B球带QB′的正电荷。这样,共转移的电子电荷量为
【变式训练4-1】下列说法正确的是 ( )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会被中和,这种现象说明电荷会消失
【答案】B
【变式训练4-2】关于物体所带电荷量,以下说法中正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷
C.物体带电+1.60×10-9C,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D.摩擦起电过程,是靠摩擦产生了电荷
【答案】C
【变式训练4-3】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。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
【解答】解:质子H带电荷量为2()=e;
中子n带电荷量为20,故ACD错误,B正确;
故选:B。
【变式训练4-4】半径相同的两个金属小球A、B带有电量相等的电荷,相隔一定距离,现让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开。
(1)若A,B两球带同种电荷,接触后三球电荷量之比为多大?
(2)若A,B两球带异种电荷,接触后三球电荷量之比为多大?
【解答】解:若两球带等量的同种电荷,电量都为Q,则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A,B两球接触后移开。两球所带的电量大小分别为、,则接触后的电荷量之比为2:3;那么接触后三球电荷量之比为2:3:3;
若两球带等量的异种电荷,电量大小都为Q,则让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A,B两球接触后移开。两球所带的电量大小分别为、,则接触后两球的带电荷量之比为2:1,那么接触后三球电荷量之比为2:1:1。
答:(1)若A,B两球带同种电荷,接触后三球电荷量之比为2:3:3;
若A,B两球带异种电荷,接触后三球电荷量之比为2:1:1。
【变式训练4-5】放在绝缘支架上的两个完全相同的金属小球A、B分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C、QB=-3.2×10-9 C,让两个金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移?转移了多少个?
答案:电子由B球转移到A球,3.0×1010(个)
解析:两小球接触时,电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配,由于两小球完全相同,剩余正电荷一定平分,即接触后两小球带电荷量
在接触过程中,电子由B球转移到A球,自身的净电荷全部中和后,继续转移,使B球带QB′的正电,这样共转移的电荷量为
ΔQ=QB′-QB=4.8×10-9 C
则转移的电子数
(个)
题型05: 元电荷
【典型例题1】某同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数据看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列数据中的( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号表示,任何带电体所带电荷都是的整数倍,据此可正确解答。
【解答】电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,任何带电体所带电荷都是的整数倍,因此该带电量为电子电量的整数倍,将四个选项中的电量除以电子电量得数为整数倍的便是可能正确的数字,故ABD错误,C正确。
故选C。
【典型例题2】关于元电荷,下列说法错误的是( )
A. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
B. 元电荷的值通常取
C. 元电荷实际上是指电子和质子本身
D. 元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
【答案】C
【解析】元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号表示,任何带电体所带电荷都是的整数倍。电荷量的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的。
元电荷是带电量的最小值,它本身不是电荷,带电体电量均是元电荷的整数倍。电子的电量与元电荷的电量相等,学生需明白电荷量最早是由美国科学家密立根用实验测得。
【解答】
A、所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍,选项A正确;
B、元电荷的值通常取 ,选项B正确;
C、元电荷是最小的电荷量,不是指电子和质子本身,选项C错误;
D、元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的,选项D正确.
由于本题选不正确选项,故选C.
【变式训练5-1】 如图所示是一幅科普漫画,漫画中的英文意思是电子不能被分成两半,这幅科普漫画要向读者传达的主要物理知识应该是 ( )
A. 电子带负电荷 B. 电子是构成原子的
C. 电荷既不会创生,也不会消灭 D. 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
【答案】D
【解析】本题主要考查元电荷,解决本题的关键在于掌握电子是不可再分的,元电荷最小的电荷量,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
【解答】题干中提到“电子不能被分成两半”,元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号表示,任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍.故D正确,ABC错误。
故选D。
【变式训练5-2】 下列关于电荷的说法中,正确的是
A. 摩擦起电是创造了电荷 B. 世界上只存在两种电荷
C. 雷电现象不符合电荷守恒定律 D. 验电器可以检验出电荷的正负性质
【答案】B
【解析】本题考查了电荷的基本知识,基础题,要求同学们学习时注重基础知识的理解与积累。
【解答】摩擦起电是电荷在物体间的转移,并没有创造电荷,A错误
世界上只存在两种电荷,正电荷与负电荷,故B正确;
雷电现象符合电荷守恒定律,C错误
验电器只能检测是否存在电荷,不能检验出电荷的正负,D错误。
故选B。
【变式训练5-3】(多选)关于元电荷下列说法中正确的是 ( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取作1e=1.60×10-19C
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用试验测得的
【答案】BCD
【变式训练5-4】(多选)关于元电荷,下列说法正确的有( )
A.元电荷就是指电子和质子
B.元电荷的数值通常取e=1.60×10-19C
C.所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍
D.元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用扭秤实验测得的
答案:BC
解析:A.元电荷是指最小的电荷量,不是指质子或者是电子,故A错误;
B.元电荷的值通常取e=1.60×10-19C,故B正确;
C.任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,故C正确;
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用油滴实验测得的,故D错误。
故选BC。
【变式训练5-5】(多选)关于元电荷的理解,下列说法正确的是:[ ]
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C.元电荷就是质子
D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍
答案:BD
题型06:点电荷
【典型例题1】关于点电荷的说法,正确的是:[ ]
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体可看成点电荷
D.一切带电体都可以看成点电荷
答案:C
【典型例题2】(多选).关于点电荷的说法,正确的是( )
A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷
B.点电荷的电量一定是元电荷电量的整数倍
C.点电荷一定是电量很小的电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
【答案】BD
【变式训练6-1】关于点电荷,下列说法中正确的是( )
A.只有体积很小的带电体才能看成是点电荷
B.体积较大的带电体一定不能看成是点电荷
C.当带电体带电荷量很少时,可看成点电荷
D.当两个带电体的大小形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时,这两个带电体均可看成点电荷
【解答】解:A、B、C、电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时,就可以看成是点电荷,所以体积很大的带电体也有可能看成是点电荷,故AB错误,D正确;C、点电荷是不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体,是实际带电体的理想化模型。当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时,可把电荷看成点电荷.物体能否简化为点电荷与电荷量的绝对大小无关,要看所研究的问题,故C错误。
答案:D。
【变式训练6-2】(多选)M和N是两个不带电的物体.它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10-10 C,下列判断正确的有( )
A.摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为1.6×10-10 C
D.M在摩擦过程中失去1.6×1010个电子
【答案】BC
【详解】A.摩擦前M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,也就是没有得失电子,但内部仍有正电荷和负电荷,故A错误;
B.M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,故B正确;
C.根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷量的代数和为0,摩擦后电荷量的代数和应仍为0,故C正确;
D.元电荷的值为,摩擦后M带正电且所带电荷量为,由于M带电荷量应是元电荷的整数倍,所以M在摩擦过程中失去109个电子,故D错误。
故选BC。
【变式训练6-3】(多选)关于电荷,以下说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.物体所带的电荷量只能为某些值
C.电子的电荷量为
D.安培首先测出了元电荷的数值
【答案】BC
【详解】A.摩擦起电实质是电荷的转移,不是创造了电荷,故A错误;
B.物体所带的电荷量不能为任意值,只能为元电荷的整数倍,故B正确;
C.电子的电荷量为,故C正确;
D.密立根首先测出了元电荷的数值,故D错误。
故选BC。
【变式训练6-4】最小电荷量被称为 ,一个正二价的铜离子所带的电量为 。
【答案】 元电荷
【详解】[1]最小电荷量被称为元电荷;
[2]一个正二价的铜离子所带的电量为
【变式训练6-5】闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般发生在积雨云中)。一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米),最长可达数千米。闪电的温度从摄氏一万七千度至二万八千度不等,大约是太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀,空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。某次闪电向地面输送了20C的负电荷,则这次闪电大约有多少个电子由云层到达地面?
【解答】解:根据元电荷定义,可知n(个)=1.25×1020(个)。
答:这次闪电大约有1.25×1020个电子由云层到达地面。
题型07:接触起电
【典型例题1】用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器的金属球后,验电器的金属箔片张开,则下列说法正确的是( )
A.金属箔片不带电 B.金属箔片带负电荷
C.部分电子由金属球转移到玻璃棒上 D.部分电子由玻璃棒转移到金属球上
【答案】C
【详解】与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,接触不带电的验电器的金属球后,金属球上的部分负电荷移动到玻璃棒上,则金属箔片都带正电荷而张开,故C正确,ABD错误。
故选C.
【典型例题2】不带电的金属导体P与带正电的金属导体N接触后带正电,是因为在接触过程中( )
A.有正电荷由P转移到N
B.有正电荷由N转移到P
C.有电子由P转移到N
D.有电子由N转移到P
【答案】C
【详解】原来金属导体P不带电,对外显电中性,金属导体P与带正电的金属导体N接触时,带正电导体N夺得电子的本领大于不带电的金属导体P,带正电的金属导体N夺得电子,金属导体P失去电子带正电,所以有电子由P转移到N。
故选C。
【典型例题3】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
答案:C
解析:A.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.
B.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.
C.若使D接触C的外表面,D上的电荷只有一部分转移到C上,D仍然带电;然后接触A,则A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.
D.若使D接触C的内表面,则D上的电荷全部转移到C上,D不再带电;然后接触A,A不能带电;操作若干次,观察到A的箔片张角不变;故D错误.
【变式训练7-1】下列关于起电的说法错误的是( )
A. 不管是何种起电方式,都要遵循电荷守恒定律
B. 摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电
C. 一个带电体接触一个不带电的物体,则两个物体带上等量异种电荷
D. 摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分
【答案】C
【解析】明确电荷守恒定律的内容,知道起电的本质是电荷的转移;并且主要是电子的转移;并能正确进行解释即可求解。
电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,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;在转移的过程中,电荷的总量保存不变。
【解答】
A.不管是何种起电方式,都要遵循电荷守恒定律,故A正确;
B.摩擦起电时,电子发生转移;失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,故B正确;
C.接触起电时,两物体只能带上同种电荷,并且只有两物体完全相同时才能带等量电荷,故C错误;
D.起电的原因均为电荷的转移;摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分,故D正确。
本题选错误的,故选C。
【变式训练7-2】 如图所示,、是两个完全相同的带绝缘柄的金属小球,球所带电荷量为,球不带电。现将、接触后再分开,则( )
A. 球将得到个电子 B. 球将失去个电子
C. 球将得到个电子 D. 球将失去个电子
【答案】A
【解析】解:两球接触后再分开,球上电子转移到球上使球带电;在两球相同,故两球平分电量,故B球获得电量为,即球获得电子数个个电子,即得到了个电子,故A正确,BCD错误。
故选:。
完全相同的带电小球接触时,若是同种电荷则将总电量平分,若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分。
本题考查电荷守恒定律的应用,要注意明确只有完全相同的带电小球接触时,才能平分电量。
【变式训练7-3】(多选)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离,发现两球之间相互排斥,则这两个金属小球原来的带电情况可能是( )
A.两球原来带有等量异种电荷 B.两球原来带有同种电荷
C.两球原来带有不等量异种电荷 D.两球中原来只有一个带电
【答案】BCD
【详解】两个相同的金属小球接触一下再分开,两球之间相互排斥,说明在交换电荷之后,某一种电荷还有剩余,平分后两小球带同种电荷,因此不可能是两球原来带等量异种电荷,因为这样小球接触之后,电量抵消,都不带电,故A不符合题意,BCD符合题意。
故选BCD。
【变式训练7-4】如图所示,第一次用带正电的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时,发现验电器的金属箔片C张开一定的角度;第二次用带正电的金属球A与验电器的金属球B接触一下,同样金属箔片C张开一定角度。第一次金属球B带 电荷,金属箔片C带 电荷;第二次金属球B和金属箔片C都带 电荷。(选填“正”“负”)
【答案】 负 正 正
【详解】[1][2]金属球带正电,自由电子由于受到引力作用,转移到金属球B,第一次使B带负电,金属箔片C因失去电子带正电;
[3] 第二次属于接触带电,自由电子由B、C转移到A,则第二次金属球B和金属箔片C都带正电。
【变式训练7-5】有三个完全一样的绝缘金属球,A球带的电荷量为q,B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为3q/8,应该怎么办?A与B接触后分开,B与C接触后分开,B与A接触后分开。
【变式1-3】A、B带等量的异种电荷,不带电物体C先后与A、B接触后A、B、C三者电荷量之比为______ .
答案:2:1:1
解析:假设A带电量为Q,B带电量为-Q,第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都为,C与B接触时先中和再平分,则C、B分开后电量均为,所以A、B、C三者电荷量之比为2:1:1
【变式训练7-6】 有三个相同的金属小球、、,其中小球带有的正电荷,小球带有的负电荷,小球不带电。先将小球与小球接触后分开,再将小球与小球接触后分开,则这时三球的电荷量分别是多少
【答案】解:由题意,,,
与接触后分开时: ,
与接触后分开时: ,
即此时三球、、所带电荷量分别为、、。
【解析】本题考查了接触起电。完全相同的带电小球接触时,若是同种电荷则将总电量平分,若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分。
【变式训练7-7】有两个完全相同的带电绝缘金属小球,分别带有电荷量,,让两绝缘金属小球接触后、所带的电荷量各是多少?在接触过程中,电子如何转移?转移了多少?
【答案】
解:两球接触后所带电荷量相等且为:
在接触过程中,电子由球转移到球,不仅将自身的负电荷全部中和,且电子继续转移,使球带的正电,
因此共转移电子的电荷量为:
转移的电子数为:个
即电子由向转移,共转移了个.
答:绝缘金属小球接触后、所带的电荷量各是,,电子由球转移到球,转移了个电子
【解析】完全相同的带电小球接触时,对于电量的重新分配规律要明确,注意正负中和的含义,及电量平分的条件。
题型08:摩擦起电
【典型例题1】关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电现象创造了电荷
B.两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷
C.丝绸摩擦玻璃棒时,质子子从丝绸转移到玻璃棒上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
D.摩擦起电是摩擦导致正电荷从一个物体转移到另一个物体而形成的
【答案】B
【详解】A.电荷既不能创生也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到物体的另一部分,因此摩擦起电现象实质上是电荷发生了转移,故A错误;
B.组成两种不同材料的原子对核外电子的吸引力不同,当两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后,电子将发生转移,从而使两种不同材料同时带上等量异种电荷,故B正确;
C.丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒上的电子会被丝绸吸引从而转移到丝绸上,使丝绸带负电,而玻璃棒因失去电子而带正电,且丝绸所带负电荷的电荷量等于玻璃棒所带正电荷的电荷量,故C错误;
D.摩擦起电是因摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的,故D错误。
故选B。
【典型例题2】(多选)如图所示,当人用手接触范德格拉夫起电机的金属球时会出现头发竖起来的现象,下面关于这个过程的描述正确的是( )
A.范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒
B.出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥
C.若金属球带正电,手接触范德格拉夫起电机的金属球时,人头发带上负电荷
D.手接触范德格拉夫起电机的金属球时,要想出现头发竖起来的现象,人需要站在绝缘材料上
【答案】ABD
【详解】A.起电机的起电过程实质上是电子的转移过程,是电子从一个物体转移到另一个物体,或使电子从物体的一部分转移到另一部分,该过程中电荷量守恒,故A正确;
BD.当人站在绝缘材料上触摸金属球时,电荷会传导到人的身体上并且不会很快流失,人的头发会带上同种电荷,由于同种电荷相互排斥,所以人的头发会竖起来,故BD正确;
C.若金属球带正电,当人手接触金属球时,人的身体(包括头发)会带上正电荷,故C错误。
故选ABD。
【变式训练8-1】如图,将通过摩擦起电的塑料丝靠近带电的PVC管,塑料丝“躲开”状似章鱼,所以称为“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】根据电荷之间相互作用的特点:同种电荷相互排斥,由此可知塑料丝“躲开”是塑料丝和PVC管带同种电荷;由于不知道塑料丝与哪一种物体摩擦,所以不能判断出塑料丝带正电还是带负电,ABD错误,C正确。
故选C。
【变式训练8-2】公元1世纪,东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。顿牟即琥珀,芥指芥菜籽,统喻干草、纸等微小屑末。这个词的意思就是经过摩擦过的琥珀能够吸引干草、纸等轻小的物体。下列关于这个现象的解释正确的是( )
A.经过摩擦的琥珀带了电 B.经过摩擦的琥珀有了磁性
C.琥珀与干草带异种电荷 D.琥珀与干草带同种电荷
答案:A
解析:AB.“顿牟掇芥”属于静电现象,是经过摩擦的琥珀带了电, B错误A正确;
CD.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。带电体都有吸引轻小物体的性质,干草不一定带电,CD错误。
故选A。
【变式训练8-3】如图所示,某同学在用毛皮摩擦过的PVC管靠近一细水流,发现细水流向靠近PVC管的方向偏转,下列说法正确的是( )
A.摩擦可以创造更多电荷
B.下雨天,实验效果会更明显
C.PVC管所带的电荷量一定是元电荷e的整数倍
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的PVC管,细水流会向远离玻璃棒的方向偏转
答案:C
解析:A.摩擦只能转移电荷,不能够创造电荷,A错误;
B.下雨天,对细水流的偏转会有着一定的影响,实验效果会不明显,B错误;
C.所有带电体所带电荷量一定为元电荷的整数倍,C正确;
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒会带正电,毛皮摩擦过的PVC管带负电,虽然二者带电种类不同,但细水流依旧会向靠近玻璃棒方向偏转,D错误。
故选C。
【变式训练8-4】关于摩擦起电的原因,正确的说法是( )
A.正电荷从一个物体转移到另一个物体
B.电子和正电荷同时按相反方向转移
C.只有电子从一个物体转移到另一个物体
D.以上三种情况都有可能
【解答】解:摩擦起电过程中,电子从一个物体转移到另一个物体,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,在摩擦起电过程中没有产生新电荷,只是电子发生转移,正电荷并不移动;故C正确,ABD错误;
故选:C。
【变式训练8-5】 如图所示,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。关于这种现象产生的原因,下列说法正确的是( )
A. 人身体产生电流 B. 接触起电造成的 C. 摩擦起电造成的 D. 感应起电造成的
【答案】C
【解析】摩擦起电、接触起电的实质是电荷从一个物体转移到另一物体,感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分,不管哪种带电方式,电荷并未创生,也未消失,总量保持不变。
本题考查摩擦起电的现象,要求能结合摩擦起电的原理解释生活中的静电现象,属于物理知识应用于实际的应用题目。
【解答】在干燥的天气中脱毛衣时,毛衣因摩擦带有电荷,会发生放电现象,产生电火花,故ABD错误,C正确。
【变式训练8-6】用金属箔做成一个不带电的细小圆筒,放在干燥的绝缘桌面上。用丝绸摩擦过的玻璃棒慢慢靠近圆筒,当距离较近时圆筒被吸引到玻璃棒上,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 摩擦使玻璃棒带了负电荷
B. 玻璃棒靠近圆筒时,圆筒上部感应出正电荷
C. 圆筒被吸引到玻璃棒的过程中,受到的静电力大于其重力
D. 圆筒碰到玻璃棒后,玻璃棒所带电荷会被中和
【答案】C
【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,带电物体能吸引不带电的小物体,感应起电是电荷从物体的一个部分转移到另一个部分。
此题考查的是物体带电的本质和电荷间的相互作用规律,是一道基础题。
【解答】
A、用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故A错误
B、带正电的玻璃棒靠近圆筒时,圆筒上部感应出负电荷,故B错误
C、圆筒被吸引到玻璃棒,是因为圆筒所受静电力的合力大于圆筒的重力,产生了加速度,故C正确
D、带正电的玻璃棒靠近圆筒时,圆筒上部感应出负电荷,圆简下部感应出正电荷,圆筒上的总电荷量为零,所以圆筒碰到玻璃棒后,玻璃棒所带的电荷没有被中和,仍然带正电,故 D错误。
故选:。
【变式训练8-7】第八届全国静电纺丝技术与纳米纤维学术会议在天津工业大学召开。摩擦可以产生静电,原来甲、乙、丙三物体都不带电,使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后甲物体带正电,丙物体带电荷量大小为。则关于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法正确的是( )
A. 乙物体一定带有负电荷 B. 乙物体可能带有负电荷
C. 丙物体一定带有正电荷 D. 丙物体一定带有负电荷
【答案】D
【解析】物体经过摩擦后,会带电,得到电子的带负电,失去电子的带正电,根据电荷守恒定律判断即可。
此题考查了摩擦起电的本质,结合电荷守恒定律分析,要能理解和运用。
【解答】由于甲、乙、丙原来都不带电,甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带 的正电荷,乙物体得到电子而带 的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,丙物体带有负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为 ,故D正确,ABC错误。
【变式训练8-8】(多选)M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×
10-10 C,下列判断正确的有( )
A.摩擦前在M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦的过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为1.6×10-10 C
D.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子
答案 BC
解析 摩擦前M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”,也就是没有得失电子,但内部仍有正电荷和负电荷,选项A错误;M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,选项B正确;根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷量的代数和为0,摩擦后电荷量的代数和应仍为0,选项C正确;元电荷的值为1.60×10-19 C,摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10-10 C,由于M带电荷量应是元电荷的整数倍,所以M在摩擦过程中失去109个电子,选项D错误.
【变式训练8-9】(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图,由此对摩擦起电说法正确的是( )
A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子
B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类以及数量不同的电荷
C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等
D.同一物体与不同种类物体摩擦,该物体的带电荷种类可能不同
【解答】解:A、题目没有提到个物体的粗糙程度,所以不能判断出是否表面粗糙的易失去电子。故A错误;
B、C、摩擦起电的实质是电荷的转移,在转移的过程中总电荷量保持不变,所以两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类不同的,数量相同的电荷。故B错误,C正确;
D、用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦,棉布分别带负电与带正电,说明同一物体与不同种类的物体摩擦时,该物体带电荷种类可能不同。故D正确;
故选:CD。
【变式训练8-10】(多选)用金属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,将笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5cm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
【解答】解:A、笔套与头发摩擦后,摩擦使笔套带电,故A正确;
B、带电的笔套靠近圆环时,圆环感应出异号电荷,故B正确;
C、当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上,是因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力,产生了加速度,故C正确;
D、笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷没有被中和,还带电,故D错误。
故选:ABC。
【变式训练8-11】我国古代对电的认识是从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3000多年前的股商时期,甲骨文中就有了“雷”“电”的字形。西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“电”字。《淮南子》中认为“阴阳相搏为雷,激扬为电”,即雷电是阴阳两气对立的产物。明代刘基说得更为明确:“雷者,天气之郁而激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而进,进而声为雷,光为电。摩擦过的琥珀能够吸引羽毛,说明羽毛带的电荷与琥珀所带电荷的电性 (选填“相同”或“相反”)。
【答案】相反
【详解】摩擦过的琥珀能够吸引羽毛,根据异种电荷相互吸引,说明羽毛带的电荷与琥珀所带电荷的电性相反
【变式训练8-12】有A、B两个物体经摩擦后,使B带上了2.4×10-6C的正电荷。求此过程中有多少电子发生了转移?是如何转移的?
【答案】1.5×1013个;由B向A转移
【详解】通过摩擦,B带上正电,故有电子从B向A发生了转移,由于所带的电荷量都是的整数倍,即,所以转移的电子数为
题型09:感应起电与验电器
【典型例题1】如图所示,不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触,带正电的小球C靠近A,以下说法中正确的是( )
A.A、B带等量同种电荷
B.B带负电,A带正电
C.若先将A、B分开,再把C移走,A带负电,B带正电
D.若先将C移走,再把A、B分开,B带正电,A带负电
【答案】C
【详解】
ABC.带正电的小球C靠近A端,由于感应起电,等量异种电荷,A端带负电,B端带正电,将A、B分开,再移走C,则A整体带负电,B整体带正电,故AB错误,C正确;
D.将C移走,A、B上的电荷又马上中和,不再带电,再把A、B分开,A、B都不带电,故D错误。
故选C。
【典型例题2】(多选)下列说法正确的是( )
A.接触起电是使正电荷发生转移
B.摩擦起电是创造电荷的过程
C.感应起电实际就是电荷在同一物体的不同部分之间的转移
D.无论是那种起电,电荷的总量总保持不变
【答案】CD
【详解】A.接触起电是使自由电子发生转移,故A错误;
B.摩擦起电是电荷发生转移,不是创造电荷,故B错误;
CD.感应起电实际就是电荷在同一物体的不同部分之间的转移,且无论是那种起电,电荷的总量总保持不变,故CD正确。
故选CD。
【典型例题3】如图所示,将带正电的绝缘棒甲左端靠近原来不带电的验电器乙的金属球,乙的金箔片张开,则( )
A.金属球带负电
B.金属球带正电
C.金属球和金箔片均带正电
D.金属球和金箔片均不带电
【答案】A
【详解】用带正电的绝缘棒甲去靠近原来不带电的验电器乙,由于静电感应验电器(导体)两端出现等量正负感应电荷,近端的电荷的电性与甲相反,带负电,所以金属球带负电,远端的金属箔片电荷与甲的电性相同,带正电荷,即金属球带负电,金箔片带正电。
故选A。
【变式训练9-1】如图所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近验电器B,则( )
A.验电器金箔不张开,因为球A没有和B接触
B.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金箔张开,因为验电器下部箔片都带上了正电
【解答】解:把一个带正电的物体A,靠近一个原来不带电的验电器的金属小球,验电器的金属小球由于感应会带上负电荷和金属箔由于感应会带上正电荷,而整个验电器不带电。所以验电器金箔张开,因为验电器下部箔片都带上了正电。
故选:D。
【变式训练9-2】如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔.若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是 ( )
N
M
A
A.只有M端验电箔张开
B.只有N端验电箔张开
C.两端的验电箔都张开
D.两端的验电箔都不张开
【答案】C
【变式训练9-3】使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;故验电器的上端应带上与小球异号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷;
故只有B符合条件。
故选:B。
【变式训练9-4】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,而QA的值与所切的位置有关
【解答】解:ABC、导体C带正电,导体原来不带电,但是在带正电的导体球C的静电感应作用下,导体中的带负电的自由电子向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,A部分移走的电子数目和B部分得到的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量大小总是相等的,故ABC错误;
D、由于电荷之间的作用力与距离有关,自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱不同导致电子在导体上的分布不均匀,越靠近右端负电荷密度越大,越靠近左端正电荷密度越大,所以从不同位置切开时,左部分所带电荷量的大小QA与所切的位置有关,故D正确。
故选:D。
【变式训练9-5】如图所示,用一对绝缘柱支持的不带电导体A和B,使它们彼此接触。现将一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,则( )
A.此时A、B都带负电
B.此时A带正电,B带负电
C.先移去C,再分开A、B,金属箔仍然张开
D.先分开A、B,再移去C,金属箔仍然张开
【解答】解:AB.带正电的物体C靠近A附近时,由于静电感应,A带上负电,B带上正电,故AB错误;
C.先移去C,再分开A、B,由于电荷间的相互作用,重新中和后A、B不带电,金属箔均闭合,故C错误;
D.先分开A、B,则A带负电,B带正电,再移去C,电荷不能再进行中和,A、B带电,金属箔仍然张开,故D正确。
故选:D。
【变式训练9-6】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),然后先将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、B均带正电 B.A、B均带负电
C.A带正电,B带负电 D.A带负电,B带正电
【解答】解:把导体A和B分开,再移走C,导体A和B由于感应起电带上异种电荷,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,
所以此时A带正电,B带负电。故ABD错误,C正确
故选:C。
【变式训练9-7】如图所示在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置,原先AB都不带电,先让开关K1,K2均断开,现在将一个带正电小球C放置在A左侧,以下判断正确的是( )
A.只闭合K1,则A左端不带电,B右端带负电
B.只闭合K2,接着移走带电小球,最后将AB分开,A带负电
C.K1、K2均闭合时,A、B两端均不带电
D.K1、K2均闭合时,A左端带负电,B右端不带电
【解答】解:A、当闭合开关时K1,由于静电感应的作用,B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,B右端不再带有电荷,A左端带负电,故A错误;
B、当闭合开关时K2,由于静电感应的作用,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,A左端带负电,接着移走带电小球,导体AB电荷中和,不再带电,最后将AB分开,不带电,故B错误;
CD、同理,K1、K2均闭合时,由于静电感应的作用,A左端带负电,B端不带电,故C错误,D正确。
故选:D。
【变式训练9-8】所示,、为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A. 把移近导体时,、上的金属箔片都闭合
B. 把移近导体,先把、分开,然后移去,、上的金属箔片仍张开
C. 把移近导体,再把移走,然后把、分开,、上的金属箔片仍张开
D. 先把、分开,再把移走,然后重新让、接触,上的金属箔片张开,而上的金属箔片闭合
【答案】B
【解析】当导体、放在带正电的附近时,出现感应起电现象.电荷周围有电场存在,从而导体、处于电场中,在电场力的作用下,使导体中的自由电子重新分布.而处于静电平衡的导体,电荷只分布在外表面,内部电场强度为零,且是等势体。
本题考查了物体静电感应起电的实质,及静电平衡状态时,带电体的电荷只分布在外表面,内部电场强度为零,且导体的电势处处相等。
【解答】感应带电,这是使物体带电的一种方法,根据异种电荷互相吸引的原理可知,靠近的一端会带异种电荷.金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,导体的右端要感应出正电荷,在导体的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电,把带正电荷的物体移近导体,先把和分开,然后移去,带负电,带正电,金属箔还是张开,故A错误,B正确;
C.先把移走,、电荷恢复原状,若再把、分开,、上的金属箔片不会张开,故C错误;
D.把、分开,再把移走,然后重新让、接触,上的金属箔片闭合,上的金属箔片也闭合,故D错误。
故选B。
【变式训练9-9】(多选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金属箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
A.A端金属箔张开,B端金属箔闭合
B.用手触摸枕形导体B端后,A端金属箔仍张开,B端金属箔闭合
C.用手触摸枕形导体B端后,将手和C都移走,两对金属箔均张开
D.选项A中两对金属箔分别带异种电荷,选项C中两对金属箔带同种电荷
【解答】解:A、根据静电感应现象,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现了负电荷,在B端出现了正电荷,相应的金属箔上带同种电荷,则A端和B端金属箔均张开,故A错误;
B、用手触摸枕形导体B端后,B端不再带正电,金属箔闭合,故B正确;
CD、用手触摸枕形导体B端后,只有A端带负电,将手和C都移走,外部电场消失,不能发生静电感应,A端所带负电荷便会分布在整个枕形导体上,A、B端均带负电,两对金属箔均张开,故C、D正确。
故选:BCD。
【变式训练9-10】如图所示,为均匀带正电球体,四分之一圆弧形金属板靠近带电球体,圆弧的圆心与球心重合,金属板接地,稳定时,圆弧面有感应的 (填“正”或“负”)电荷;圆弧面 (填“有”或“无”)感应电荷。
【答案】 负 无
【详解】[1]根据异种电荷相互吸引,圆弧面为近端,感应出负电荷;
[2]由于金属板接地,圆弧面没有感应电荷。
【变式训练9-11】(1)如图甲所示,使带正电的金属球靠近验电器,验电器的箔片是否张开?
(2)如图乙,若用一个金属网罩把验电器罩住,再让带电金属球靠近验电器,验电器的箔片是否张开?这些现象说明了什么?
(3)如图丙,金属网罩不带电,罩内小球带正电,将验电器靠近金属网罩,如图丁,把金属网罩接地.图丙验电器的箔片是否张开?图丁验电器的箔片是否张开?这些现象说明了什么?
【答案】(1)是;(2)否;见解析;(3)否;见解析
【详解】(1)使带正电的金属球靠近验电器,验电器的箔片会张开
(2)用一个金属网罩把验电器罩住,再让带电金属球靠近,验电器的箔片不张开,说明图甲中的验电器受到附近带电体的影响;图乙中金属网罩内的验电器不受附近带电体的影响。
(3)金属网罩不带电,罩内小球带正电,将验电器靠近金属网罩,验电器箔片张开,把金属网罩接地,验电器箔片不张开,这些现象说明网罩不接地时内部带电体能影响外界;金属网罩接地时,内部带电体不影响外界。
【变式训练9-12】如图所示,将带电棒移近两个相同且不带电的导体球,开始时互相接触且对地绝缘,哪些方法能使两球带等量的电荷?
答案:将带电棒移近两个导体球,然后将两个导体球分开,最后撤去带电棒,则两球带上等量异种电荷;让带电棒接触某个导体球,然后撤去带电棒,则两球带上等量同种电荷。
题型10:电荷间的作用
【典型例题】用两根轻质绝缘细线分别悬挂两带电小塑料球,图中描述的是两小球静止时可能的状态,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】本题考查了电荷间的作用力,解题的关键是知道电荷间的作用力规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,属于基础题。
【解答】根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引可知,C正确,ABD错误。
故选C。
【变式训练10-1】有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间均相互吸引,如果A带正电,则 ( )
A.B、C球均带负电 B.B球带负电,C球带正电
C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电 D.B、C球都不带电
答案:C
【变式训练10-2】两个大小相同的小球带有同种电荷,质量分别为m1和m2,带电荷量分别是q1和q2,用绝缘细线悬挂后,由于静电斥力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角α1和α2,且两球处于同一水平线上,如图所示,α1=α2,则下列关系正确的是( )
A.q1一定等于q2
B.m1一定等于m2
C.一定满足
D.一定同时满足q1=q2,m1=m2
答案:B
【变式训练10-3】如图,把一带正电的小球a放在光滑绝缘面上,欲使球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应( )
A.带负电,放在A点 B.带正电,放在B点
C.带负电,放在C点 D.带正电,放在C点
【答案】C
【变式训练10-4】(多选)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支架支撑的金属导体,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,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,B上的金属箔片闭合
答案:AB
解析:C移近A时,带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用,使A、B中的自由电子向左移动,使得A上积累了负电荷,B上积累了正电荷,其下部的金属箔片也分别带上了与A、B同种性质的电荷.由于同种电荷间的斥力作用,所以金属箔片都张开,选项A正确.C靠近后保持不动,把A、B分开,A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和,因而A、B仍带等量的异种感应电荷,此时再移走C,因A、B已经绝缘,所带电荷量不会变,金属箔片仍张开,选项B正确.先移走C,A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,选项C错误.先把A、B分开,移走C,然后重新让A、B接触,A、B所带的异种电荷马上中和,金属箔片都不会张开,选项D错误.
题型11:联系实际
【典型例题1】现在有一档科学探索的电视直播节目,很受欢迎.在某期节目里,一位少女站在绝缘平台上,当她用手触摸一个金属球时,会看到她的头发慢慢竖起,如图所示,像是孔雀开屏.下列说法正确的是( )
A.头发竖起是因为她身上带了静电
B.她只有带正电荷时,头发才会竖起
C.她的头发慢慢竖起是因为电荷慢慢传到她的头发上
D.与电无关,这是她的特异功能
【解答】解:A、头发竖起是因为她身上带了静电,由于带同种电荷,所以头发相互排斥而竖直,故A正确;
B、只要带同种电荷,她的头发均可以竖直,故B错误;
C、电荷分布在头发上是瞬间完成的,慢慢竖直是因为受力后运动需要过程,故C错误。
D、由以上分析可知,这不是特异功能,而是一种静电的自然现象,故D错误。
故选:A。
【典型例题2】冬天在撕开包装盒外的塑料包装纸时,我们经常会发现撕开的包装纸粘在手上甩不掉的现象.对上述的判断与分析,下列说法正确的是( )
A.塑料包装纸粘在手上甩不掉的原因和口香糖粘在手上甩不掉的原因相同
B.这种现象是摩擦起电后的库仑力造成的
C.手对塑料包装纸的引力等于塑料包装纸受到的重力
D.手对塑料包装纸有引力作用而塑料包装纸对手没有引力作用
【解答】解:AB、冬天在撕开包装盒外的塑料包装纸时,塑料包装纸会因摩擦带上一定的电荷,带电荷而且又绝缘的包装纸会与附近 的手发生静电感应,所以包装纸就会粘在手上甩不掉。可知这种现象时摩擦起点后的库仑力造成的,与口香糖粘在手上甩不掉的原因不相同。故A错误,B正确;
C、这种现象是摩擦起电后的库仑力造成的,不是手对包装纸的引力。故C错误;
D、力的作用是相互的,手对塑料包装纸有引力作用,塑料包装纸对手也有引力作用。故D错误。
故选:B。
【变式训练11-1】静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸衣若”之说,但下列不属于静电现象的是( )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引
C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流
D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉
解析:选C.用塑料梳子梳头发时相互摩擦,塑料梳子会带上电荷吸引纸屑,选项A属于静电现象;带电小球移至不带电金属球附近,由于静电感应,金属小球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷,两者相互吸引,选项B属于静电现象;小线圈接近通电线圈过程中,由于电磁感应现象,小线圈中产生感应电流,选项C不属于静电现象;从干燥的地毯上走过,由于摩擦生电,当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流,人有被电击的感觉,选项D属于静电现象.
【变式训练11-2】保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务.盗版书籍影响我们的学习效率,甚至给我们的学习带来隐患.小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列数字中的( )
A.6.2×10-19 C B.6.4×10-19 C
C.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C
答案:B
解析:任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,即是1.6×10-19 C的整数倍,由计算可知,只有B选项是1.6×10-19 C的整数倍,故选项B正确.
【变式训练11-3】(多选)如图所示,挂在绝缘细绳下的两个轻质小铜球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以 ( )
甲
乙甲
A.甲图中两球一定带异种电荷
B.乙图中两球一定带同种电荷
C.甲图中至少有一个带电
D.乙图中两球至少有一个带电.
【答案】BC
【变式训练11-4】如图所示,某同学在桌上放两摞书,然后把一块洁净的玻璃板放在上面,使玻璃板离开桌面2~3cm,在宽约0.5cm的纸条上画出各种舞姿的人形用剪刀把它们剪下来,放在玻璃板下面再用一块硬泡沫塑料在玻璃上来回擦动,此时会看到小纸人翩翩起舞,下列哪种做法能使实验效果更好( )
A.将玻璃板换成钢板 B.向舞区哈一口气
C.将玻璃板和地面用导线连接 D.用一根火柴把舞区烤一烤
答案:D
解析:A.钢板是导体,与泡沫摩擦时不易带电,故效果并不好,故A错误;
B.向舞区哈一口气时,由于含有大量的水分,电量会减小,效果更不明显,故B错误;
C.将玻璃板和地面用导线连接时,电量会流入大地,电量减小,故效果不明显,故C错误;
D.用火烤会使玻璃板更加干燥,更容易发生静电现象,实验现象更明显,故D正确。
故选D。
【变式训练11-5】PM2.5是大气中直径小于等于2.5μm、即小于等于2.5×10﹣6m的颗粒悬浮物,能被肺泡吸收并进入血液。科研人员成功研制出PM2.5净化器,其原理如图所示。闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入空气,气流外侧A处的颗粒物也被吸入净化器,这是因为气流处流速大导致压强 的缘故。颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时受到强烈的吸引力,这是因为 ,但很快又受到光洁金属网C对它的斥力,这又是因为 。颗粒物离开金属网C后,被带有正电荷的棉芯D牢牢吸引,这是因为异种电荷相互吸引。
解析:风扇旋转吸入空气,气流外侧A处的颗粒物也被吸入净化器,这是因为气流处流速大导致压强小的缘故;
由于带电体吸引轻小物体,颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时受到强烈的吸引力,被金属网吸引过去;
颗粒物被金属网吸引后带有负电荷,受到金属网的排斥作用。
答案:小,带电物体能够吸引轻小物体,金属网的部分负电荷转移给颗粒物导致同种电荷相互排斥。
一、单选题(本大题共15小题)
1. 据某电视节目介绍说,蜜蜂飞行时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,以下说法正确的是( )
A. 空气不带电 B. 蜜蜂带负电 C. 空气带负电 D. 蜜蜂带正电
【答案】B
【解析】同种电荷间相互排斥,异种电荷间相互吸引。
在日常生活中经常利用电荷间的相互作用力,比如:静电除尘,静电复印,还有静电喷涂。
【解答】蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉,则蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,应该是负电,故B正确,ACD错误。
故选B。
2. 古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服,戴琥珀做的首饰人们发现,不管将琥珀首饰擦得多干净,它很快就会吸上一层灰尘,这主要是因为( )
A. 琥珀是一种树脂化石,树脂具有粘性,容易吸附灰尘
B. 室外的灰尘比较多,在琥珀上积聚的速度比较快
C. 经丝绸摩擦后的琥珀带电,能吸引灰尘
D. 琥珀本身带电,能吸引灰尘
【答案】C
【解析】用摩擦的方法使得物体带电,该现象称为摩擦起电;
带电体能吸引轻小物体,这是带电体的基本性质。
该题考查了摩擦起电以及带电体可以吸引不带电的轻小物体,是联系生活实际的基础题。
【解答】琥珀本身不带电,琥珀首饰经丝绸摩擦后,便带有了电荷,由于带电体能够吸引轻小物体,所以带电的琥珀会将轻小的灰尘吸附在它上面,导致琥珀比较容易脏,故C正确,、、D错误.
3. 如图所示,某同学在用毛皮摩擦过的管靠近一细水流,发现细水流向靠近管的方向偏转,下列说法正确的是( )
A. 摩擦可以创造更多电荷
B. 下雨天,实验效果会更明显
C. 管所带的电荷量一定是元电荷的整数倍
D. 用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的管,细水流会向远离玻璃棒的方向偏转
【答案】C
【解析】摩擦起电的本质是电荷的转移,摩擦起电并没有创造电荷,电荷只是从一部分转移到另一部分,转移前后电荷的总量保持不变;被丝绸摩擦的橡胶棒橡胶棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒橡胶棒带负电。
本题主要考查摩擦起电的本质,掌握摩擦起电的性质以及元电荷的概念即可解答。
【解答】A.摩擦并未创造电荷,故A错误;
B.下雨天,潮湿的空气会导电,实验效果不明显,故B错误;
C.所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍,所以管所带的电荷量一定是元电荷的整数倍,故C正确;
D.不论是玻璃棒还是管,经摩擦后都会带电,靠近水流后水分子在其电场作用下被取向极化,即带正电的玻璃棒靠近细水流,细水流向靠近管的方向偏转;带负电的管同样吸引导致水流偏转,细水流同样靠近管的方向偏转,故D错误。
4. 如图所示,将一束塑料丝一端打结,并用手多次向下捋塑料丝,观察到这束塑料丝散开,产生这种现象的原因是塑料丝( )
A. 之间相互感应起电 B. 所受重力小,自然松散
C. 带同种电荷而相互排斥 D. 受到空气浮力作用而散开
【答案】C
【解析】本题考查了摩擦起电现象和电荷间的相互作用规律在生活中的应用,难度不大,多注意积累即可。
摩擦起电现象普遍存在,任何物体摩擦都可以起电;
电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】
塑料捆扎绳与手摩擦带电,塑料捆扎绳上带的是同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料绳会向四周散开,捋的次数越多,塑料绳带电越多,排斥力越多,下端散开的就越大,故C正确,ABD错误。
故选C。
5. 北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器之一,是我国第一台高能加速器,也是高能物理研究的重大科技基础设施。一对正负电子可以湮灭成两个光子,可判断光子不带电的理论依据是
A. 能量守恒定律 B. 电荷守恒定律 C. 库仑定律 D. 牛顿三大定律
【答案】B
【解析】考察电荷守恒定律,基础题。
【解答】光子不带电的其理论依据是电荷守恒定律,故B正确。
6. 对物体带电现象的叙述,下列说法正确的是( )
A. 一个不带电的物体内一定没有电荷 B. 物体带电一定具有多余的电子
C. 物体带电的过程就是创造电荷的过程 D. 物体带电的过程就是电荷移动的过程
【答案】D
【解析】电荷并不能创生,也不能消失,只能从一个物体转移到另一物体,或从物体的一部分转移到另一部分,但电荷的总量保持不变。元电荷的电量是最小的带电量。
解决本题的关键掌握电荷的基本概念,知道电荷并不能创生,也不能消失,只能从一个物体转移到另一物体,或从物体的一部分转移到另一部分,但电荷的总量保持不变。
【解答】任何物体内部总有正负电荷,不带电是因为它呈现了电中性,故A错误
B.物体带电可能是有多余的电子或失去电子,故B错误
C.电荷是不能被创造的,故C错误
D.物体带电是因为失去电子或得到电子,故带电过程就是电荷移动的过程故D正确。
7. 关于物体带电现象,下列说法正确的是( )
A. 不带电的物体没有电荷
B. 带电的粒子一定具有多余的电子
C. 摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程
D. 带电导体棒放在潮湿的房间里一段时间,导体棒不带电了,说明电荷量不是守恒的.
【答案】C
【解析】摩擦起电的实质是电荷的转移,得电子者显负电,失电子者显正电,在转移过程中电荷的总量保持不变。本题关键在于理解起电的实质是电荷的转移。主要考查了摩擦起电的实质,摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷从一个物体转移到另一个物体上。
【解答】
A.物体不带电是因为正电荷与负电荷一样多,故A错误;
B.物体带电可能是有多余的电了或失去电子,故B错误;
C.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C正确;
D.导体棒的电量转移到了空气中,电荷的总量是守恒的,故D错误。
故选C。
8. 东汉王充在论衡乱龙篇中有“顿牟掇芥,慈石引针”的描述,显示了中国古人对电磁的正确认知。“顿牟掇芥”意思是玳瑁的壳经摩擦后会产生静电,可以吸引芥一类的轻小物体。下列说法正确的是
A. 玳瑁壳摩擦后创造了电荷 B. 玳瑁壳摩擦后转移了电荷
C. 玳瑁壳摩擦后一定带正电 D. 轻小物体原本一定也带电
【答案】B
【解析】摩擦起电的过程并不能创造电荷,摩擦起电的实质是:不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,束缚电子的能力强的物质容易得到电子而带负电;束缚电子的能力弱的物质容易失去电子而带正电。
【解答】
、摩擦起电的过程并不能创造电荷,摩擦起电的实质是电子的转移,故A错误,B正确;
C、不同物体在摩擦的过程中束缚电子本领强的物体得电子带负电,束缚电子本领弱的物体失电子带正电,这是摩擦起电的原因,玳瑁壳和与它摩擦的物相比,束缚电子的能力强弱未知,所以玳瑁壳可能带正电,也可能带负电,故C错误;
D、带电体能吸引轻小的不带电物体,故D错误。
故选B。
9. 现摩擦过的琥珀能吸引小物,这种现象称之擦起。美富兰克林将丝绸摩擦过的玻璃棒电命名为正电荷,将摩擦过的硬橡棒所带的电命名为负电,下面说法正的是( )
A. 玻璃棒经丝绸摩带正电,说明正电荷是摩擦过新成的
B. 擦过的琥珀能吸小物体,明小物一定带异电荷
C. 皮摩擦过硬橡胶棒带负电因此它接的毛皮也是负电的
D. 不是擦的玻璃还是橡棒,带电因都是电子在同物体上转移
【答案】D
【解析】解:用绸摩擦过的玻璃带正电,为摩擦程玻璃棒上的电子转到了丝;玻璃棒失去电子而带等量的正,故A错误;
用毛皮摩擦过橡胶带负电,跟它接触的毛是带电的,故C错误;
摩起本质是电子的转移,但转过中电荷的总量是保不变的,故D正确;
故选D。
摩擦起电、起电、接触起的实质都不是创造了,而是体正负电荷分开或者是电子失、转移.
本题考查了种起方式质是电的得失与转移,知道荷恒定律,基础题。
10. 春节假期,某同学用易得的材料制作了一个简易的验电器,如图所示。简易的验电器带有正电,它的金属箔片张开某一角度,用另一个有绝缘手柄的导体靠近验电器的金属丝,发现验电器的金属箔片的张角减小,关于导体的带电情况,下列说法正确的是( )
A. 只可能带负电 B. 只可能带正电
C. 可能带负电或不带电 D. 以上说法都不正确
【答案】C
【解析】解:验电器原来带正电,张角减小,说明其带的正电荷减少,由此可知验电器球上负电荷被“赶走”到箔片处,因此导体带负电时可以发生这种现象;当导体不带电时,验电器球上的正电荷照样可以吸引导体上的电子出现静电感应现象,导体箔片上的正电荷减少。综上分析故C正确,ABD错误;
故选:。
验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的,其金属箔片的张角减小,说明其带的电荷量减少,由此入手来解决此题.
本题考查用电器的使用原理,此题容易忽略导体不带电这种情况而错选为.
11. 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. 由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
B. 撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散
C. 撕成细条后,由于空气浮力作用使细条散开
D. 细条之间相互感应起电,相互排斥散开
【答案】A
【解析】本题考查了摩擦起电现象和电荷间的相互作用规律在生活中的应用,难度不大。
摩擦起电现象普遍存在,任何物体摩擦都可以起电;
电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】
塑料捆扎绳与手摩擦带电;塑料捆扎绳上带的是同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料绳会向四周散开,捋的次数越多,塑料绳带电越多,排斥力越多,下端散开的就越大。故A正确,BCD错误。
故选A。
12. 如图所示,挂在绝缘细线下的轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )
A. 甲图中两球一定带异种电荷 B. 乙图中两球一定带同种电荷
C. 甲图中两球一定都带电 D. 乙图中两球至少有一个带电
【答案】B
【解析】同种电荷相互吸引
13. 甲、乙、丙为三个塑料小球,甲球和乙球、乙球和丙球、丙球和甲球之间均相互吸引。若甲球带正电,则
A. 乙、丙两球都带负电
B. 乙、丙两球均不带电
C. 乙球带负电,丙球带正电
D. 乙、丙两球中必有一个带负电,另一个不带电
【答案】D
【解析】本题考查电荷的基本性质,基础题目。
根据电荷的基本性质结合题设分析即可判断。
【解答】根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,且带电体能吸引不带电的物体,而甲球带正电,可见乙球和丙球中必然一个带负电,一个不带电,故D正确,ABC错误。
14. 使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的金属箔片张开,如图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当带电金属球靠近不带电的验电器时,由于电荷间的相互作用,而使电荷发生了移动从而使箔片带电。
本题根据电荷间的相互作用,应明确同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故验电器的上端应带上与小球异号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷,故B正确,ACD错误。
故选B。
15. 绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球,的表面镀有铝膜,在的近旁有一绝缘金属球,开始时、不带电,如图所示,现使球带电,则( )
A. 、之间不发生相互作用 B. 将吸引,吸在一起不分开
C. 立即把排斥开 D. 先吸引,接触后又把排斥开
【答案】D
【解析】本题考查了电荷的基本性质,解题的关键是知道带电物体有吸引轻小物体的性质。由于带电物体能够吸引轻小物体,所以会将球吸引过来,与接触后,带同种电荷,由于同种电荷相互排斥而分开,即可分析。
【解答】带电物体能够吸引轻小物体,故会将球吸引过来,与接触后,带同种电荷而分开,故ABC错误,D正确。
二、计算题(本大题共3小题)
16. 干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了的电荷,此人身上有多少个剩余电子?他的质量因聚集电子而增加了多少?电子质量,电子电荷量
【答案】解: 的电荷量含有的电子数为:
个个,
增加的质量为 。
【解析】已知单个电子的电量,则可求得电子数目,结合电子的质量可求出人的质量因聚集电子而增加了多少。本题考查一定电荷量与电子带电量的关系,自然界中所有电带电体的电量均为电子电量的整数倍。
17. 有三个完全相同的绝缘金属小球、、,其中小球带有的正电荷,小球带有的负电荷,小球不带电。先让小球与小球接触后分开,再让小球与小球接触后分开,最后让小球与小球接触后分开,试求这时三个小球带的电荷量分别为多少?
【答案】解:当小球和接触后,分开后、球带电为:
,
再将小球与小球接触,分开后、带电为:
,
最后让小球与小球接触,此时、带电为:
,
所以最终三小球的带电量分别是: , ,
【解析】两个完全相同的小球接触后分开,若一个带电一个不带电,则电荷量平分;若带异种电荷则中和后剩余电量平分;若带同种电荷,则总量平分。
本题考查两个完全相同的小球接触带电问题,此类问题都要抓住平分思想解题。
18. 如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有的电荷量,则:
金属瓶上收集到多少个电子?
实验的时间为多长?
【答案】解:由可得
个
实验的时间
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第01讲 电荷
目 录
思维导图 2
考情分析 2
学习目标 3
知识要点 3
解题策略 6
题型归纳 7
题型01:电现象及其本质 7
题型02:判断物体带电的电性 8
题型03:电量、电荷守恒定律 9
题型04:电荷守恒定律 10
题型05:元电荷 10
题型06:点电荷 11
题型07:接触起电 12
题型08:摩擦起电 14
题型09:感应起电与验电器 17
题型10:电荷间的作用 20
题型11:联系实际 21
巩固提升 23
一. 分值与题型
选择单选/多选、实验填空、电场综合小题,分值2~4分;必修三电场开篇基础,是静电场大题铺垫,属于必拿基础分。
二. 核心命题角度
1. 两种电荷、电荷基本性质(同种相斥、异种相吸);区分带电体吸轻小物体、异种电荷相吸的不同现象。
2. 三种起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电的原理、实质、电荷转移规律。
3. 电荷守恒定律应用:判断带电后物体电性、电荷量分配。
4. 元电荷e=1.60×10-19 C概念辨析、易错数值记忆。
5. 验电器工作原理、不同起电方式下验电器张角变化分析。
6. 易错辨析:物体带电本质是电子转移,原子核不移动;不存在“创造电荷”。
三. 高频失分陷阱
1. 混淆感应起电与摩擦起电的电荷移动方向;
2. 误以为摩擦创造电荷,忽略电荷守恒;
3. 分不清“带电体吸引不带电轻小物体”和“异种电荷相互吸引”;
4. 接触起电电量平分条件:完全相同金属导体才均分电荷;
5. 元电荷是最小电荷量,不是电子/质子本身。
四. 命题趋势
多结合生活静电现象(静电除尘、静电摩擦)、验电器动态分析,侧重原理理解,计算简单,以概念辨析为主。
一:基础识记目标
1. 记住自然界只有正、负两种电荷,熟记电子带负电、原子核带正电;
2. 背诵元电荷数值、电荷守恒定律文字表述;
3. 熟记三种起电方式名称、简单实例。
二:理解核心目标
1. 掌握所有起电的共同实质:电子在物体间转移,电荷总量不变;
2. 分别理解三种起电完整过程:
①摩擦起电:不同物质束缚电子能力不同,得失电子带电;
②接触起电:带电体与导体接触,电子直接转移;
③感应起电:导体在电场中电荷重新分布,近异远同;
3. 能解释验电器张开/闭合的原理。
三:解题应试目标
1. 根据实验现象判断物体带电性质;
2. 能分析感应起电、接触起电后导体的带电情况;
3. 准确判断选择题概念对错,规避常见文字陷阱;
4. 规范简答题答题话术,答题紧扣“电子转移、电荷守恒”。
知识点一:电荷
1. 物体带电
物体具有吸引轻小物体的性质,我们就说它带了电,或有了电荷。
2. 两种电荷
(1)自然界中只存在两种电荷:正电荷和负电荷。
①正电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
②负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
(2)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
注意:两个物体带异种电荷相互吸引,但相互吸引的物体不一定是带异种电荷,因为带电体还具有吸引轻小物体的特性。
3.电荷量及其单位
(1)定义:电荷的多少叫作电荷量,常用符号Q或 q表示。
(2)单位:在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,简称库,用C表示。
(3)正负: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。
注意:科学实验发现电子所带的电荷量最小,且其他带电体所带电荷量是质子电荷量的整数倍,这个最小的电荷量叫元电荷,用e表示,在计算中通常取e=1.60×10-19 C。
比荷:电子的电荷量e跟电子的质量me之比,叫作电子的比荷,其值为。
4.物质的微观结构
(1)原子结构:原子
(2)原子电性:原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,整个原子对外界较远位置表现为电中性。
(3)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。失去这种电子的原子便成为带正电的离子。
注意: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。
知识点二:三种起电方式
1.摩擦起电
由于摩擦而使物体带电的方式。原因:当两种物质组成的物体相互摩擦时,一些受原子核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。如玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒容易失去电子而带正电,丝绸因有了多余电子而带负电。
2.感应起电
①静电感应: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的现象。
②感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
3. 接触起电
当一个带电体与不带电的导体直接接触时,电荷会从带电体转移到导体上,使导体带上与带电体同种的电荷,这种现象叫作电荷转移。利用电荷转移使金属导体带电的过程叫作接触起电。
注意:只有导体中的电子才能自由移动,绝缘体中的电子不能自由移动,所以导体能够发生感应起电,而绝缘体不能。
遇到接地问题时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端,带异种电荷,地球就成为远端,带同种电荷。
甲 乙 丙
三种起电方式的比较
方式
内容
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生条件
两个不同的绝缘体摩擦
带电体靠近导体
带电体接触导体
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”
导体带上与带电体电性相同的电荷
微观解释
不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,摩擦时会出现电子从一个物体转移到另一个物体的现象
导体中的自由电荷受到带电体对它的排斥(或者吸引),而移向导体的远端(或者近端)
电荷间的相互作用使得自由电荷在带电体和导体上转移,且重新分布
实质
均为电荷在物体之间或物体内部的转移
规律及注意事项
原子核不能自由移动,相互摩擦的两个物体转移的不可能是正电荷,只能是电子,即带正电的物体一定失去了电子,带负电的物体一定得到了电子
感应起电成功的关键是在带电体没移开之前先将导体分成两部分(或先断开接地线),然后再移去带电体
无论是带电体与中性物体接触还是两个带电体接触,转移的一定是带负电的电子
知识点三:电荷守恒定律
内容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。
内容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。
知识点四:元电荷
1.定义:实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,这个最小的电荷量叫作元电荷,用符号e表示。
2.所有带电体的电荷量都是e的整数倍,电荷量是不能连续变化的物理量。
3.元电荷的大小:e=1.602 176 634×10-19 C在计算中通常取e=1.60×10-19 C。
4.电子的比荷:电子的电荷量e与电子的质量me之比。其值=1.76×1011 C/kg。
注意:元电荷不是实际的粒子,它表示最小的电荷量,没有正负。
知识点五: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。
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。
一:万能核心口诀(所有题通用)
带电不造电,只是移电子;原子核不动,总量永不变。
二:三种起电快速判题技巧
1. 摩擦起电
①本质:电子得失
②判法:两个不同物体摩擦,束缚电子强者得电子带负电,弱者失电子带正电。
③必考结论:两者一定带等量异种电荷
2. 接触起电
①本质:电子直接转移
②判法:带电体碰导体,电荷重新分配
③得分要点:
a:只有完全相同金属球 → 电量平分
b:一正一负接触 → 先中和,再平分剩余电量
3. 感应起电
①本质:导体内电荷重新分布
②口诀:近异、远同
③判法:靠近带电体一端出异种电荷,远端出同种电荷;整体总电量始终为0
三:现象判断题秒杀策略
1. 相互吸引≠一定异种电荷
两物体吸引:可能异种电荷 / 一个带电、一个不带电
2. 相互排斥→一定同种电荷(唯一确定)
3. 只要选项出现“创造电荷、产生电荷” → 直接错
四:元电荷秒杀点
1. e=1.602 176 634×10-19 C,是最小电荷量
2. 元电荷不是粒子,只是一个数值 → 说“元电荷是电子”一律错
五:验电器解题模板
1. 张角大小只看:金属球带电量多少
2. 感应靠近:先感应带电,张角张开
3. 接触带电:电荷转移,张角稳定不变
题型01:电现象及其本质
【典型例题1】下列关于电荷的描述正确的是( )
A.电荷之间不存在相互作用力
B.同种电荷相互吸引
C.异种电荷相互排斥
D.可以用摩擦的方法使物体带电
【变式训练1-1】对静电现象的认识,下列说法中正确的是( )
A.自然界只存在两种电荷 B.同种电荷互相吸引,异种电荷互相排斥
C.摩擦起电创造了电荷 D.在各种带电微粒中,电子所带电荷量的大小是最大的
【变式训练1-2】(多选)以下判断小球是否带电的说法中正确的是( )
A.用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,则小球一定带电
B.用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电
C.用验电器的金属球接触它后,如果验电器的金属箔能改变角度,则小球一定带电
D.如果小球能吸引不带电的小纸屑,则小球一定带电
【答案】BD
【详解】ABD.由于带电体有能够吸引轻小物体的特性,所以用一个带电体靠近小球,如果能够吸引小球,小球不一定带电,但如果能够排斥小球,说明小球一定带电,且电性与带电体相反;如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电,故A错误,BD正确;
C.用验电器的金属球接触它后,验电器的金属箔能改变角度,有可能是金属球上原先带的电荷转移到了原先不带电的小球上,故C错误。
故选BD。
【变式训练1-3】绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的附近,有一个绝缘金属球b,开始a、b都不带电,如图所示,现在使a带电,则( )
A.a、b之间不发生相互作用
B.b将吸引a,吸住后不放
C.b立即把a排斥开
D.b先吸引a,接触后又把a排斥开
【变式训练1-4】自然界中只存在 电和 电两种电荷。
题型02:判断物体带电的电性
【典型例题】有A、B、C三个轻质金属小球,已知A球带正电,现用绝缘轻质细绳分别系住A、B、C小球,使它们两两挂于天花板下,结果出现如图所示的场景,关于B、C球带电的说法正确的是( )
A.B球一定带负电 B.C球一定不带电
C.C球一定带负电 D.B、C球有一个不带电
【变式训练2-1】一带电体与带正电的玻璃棒相互排斥,则该带电体的带电情况是( )
A.不带电 B.带负电 C.带正电 D.不能确定
【变式训练2-2】(多选)如图所示,、、、为四个带电小球,两球之间的作用分别为吸引d,排斥,排斥,d吸引,则( )
A.有两个小球带同种电荷
B.有三个小球带同种电荷
C.、d小球带同种电荷
D.、d小球带异种电荷
【变式训练2-3】如图,电荷A、B、C放在光滑绝缘的水平透明管道内,其中带正电的A电荷固定,B的位置可人为控制,C可在水平方向自由移动。若将B向右移动,电荷C也跟着向右移动。则电荷C带 电,电荷B带 电。
题型03:电量、电荷守恒定律
【典型例题1】球形导体A带3q的正电荷,另一完全相同的球形导体B带q的负电荷,将两导体接触一会后再分开,则导体的带电荷量为( )
A.-q B.q C.2q D.4q
【典型例题2】(多选)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.把质子或电子叫元电荷
B.元电荷是一个电子所带电荷量的大小,没有正负之分
C.电子带有最小的负电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷
D.物体所带的电荷量叫作元电荷
【变式训练3-1】下列几种带电体所带的电荷量在数值上不可能的是( )
A.4.8×10-19C B.8.8×10-18C
C.6.6×10-19C D.1.92×10-11C
【变式训练3-2】关于元电荷、电荷与电荷守恒定律,下列说法正确的是( )
A.元电荷是指电子,电量等于电子的电量,体积很小的带电体是指点电荷
B.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
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.利用静电感应可使任何物体带电,质子和电子所带电荷量相等,比荷也相等
【变式训练3-3】(多选)按照现代的粒子理论,可以将粒子分为三大类:媒介子、轻子和强子,质子和中子属于强子,强子是由更基本的粒子——夸克组成。根据夸克理论,夸克有6种,它们是上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、底夸克和顶夸克.它们的带电量分别为±e或±e,电荷量e为元电荷。已知一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成,一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成,则下列说法不正确的是( )
A.上夸克的电荷量为+e B.下夸克的电荷量为﹣e
C.上夸克的电荷量为﹣e D.下夸克的电荷量为+e
【变式训练3-4】若A、C两个金属小球完全相同,分别带有电荷量为QA=+3.2×10-9C、QC=+1.6×10-9C,让两个小球接触,在接触过程中球 (选填“A向C”或“C向A”)转移了 个电子。
【变式训练3-5】三个相同的金属球A、B、C,先让A球带上正电,靠近相互接触的B、C球,将B、C分开,用手摸一下A球,将A球上的电荷导入大地。若此时B球所带电荷量为。用A球再去接触B,然后再接触C,最后A所带的电荷量是多少?
题型04:电荷守恒定律
【典型例题1】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,接触后的电荷量之比为 。
②若A、B两球带异种电荷,接触后两球的带电荷量之比为: 。
【典型例题2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属小球接触。在接触后,A、B带电荷量各是多少?此过程中电子发生了怎样的转移,转移了多少电荷量?
【变式训练4-1】下列说法正确的是 ( )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会被中和,这种现象说明电荷会消失
【变式训练4-2】关于物体所带电荷量,以下说法中正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷
C.物体带电+1.60×10-9C,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D.摩擦起电过程,是靠摩擦产生了电荷
【变式训练4-3】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。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
【变式训练4-4】半径相同的两个金属小球A、B带有电量相等的电荷,相隔一定距离,现让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开。
(1)若A,B两球带同种电荷,接触后三球电荷量之比为多大?
(2)若A,B两球带异种电荷,接触后三球电荷量之比为多大?
【变式训练4-5】放在绝缘支架上的两个完全相同的金属小球A、B分别带有电荷量QA=6.4×10-9 C、QB=-3.2×10-9 C,让两个金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移?转移了多少个?
题型05: 元电荷
【典型例题1】某同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数据看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列数据中的( )
A. B. C. D.
【典型例题2】关于元电荷,下列说法错误的是( )
A. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
B. 元电荷的值通常取
C. 元电荷实际上是指电子和质子本身
D. 元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
【变式训练5-1】 如图所示是一幅科普漫画,漫画中的英文意思是电子不能被分成两半,这幅科普漫画要向读者传达的主要物理知识应该是 ( )
A. 电子带负电荷 B. 电子是构成原子的
C. 电荷既不会创生,也不会消灭 D. 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
【变式训练5-2】 下列关于电荷的说法中,正确的是
A. 摩擦起电是创造了电荷 B. 世界上只存在两种电荷
C. 雷电现象不符合电荷守恒定律 D. 验电器可以检验出电荷的正负性质
【变式训练5-3】(多选)关于元电荷下列说法中正确的是 ( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取作1e=1.60×10-19C
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用试验测得的
【变式训练5-4】(多选)关于元电荷,下列说法正确的有( )
A.元电荷就是指电子和质子
B.元电荷的数值通常取e=1.60×10-19C
C.所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍
D.元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用扭秤实验测得的
【变式训练5-5】(多选)关于元电荷的理解,下列说法正确的是:[ ]
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C.元电荷就是质子
D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍
题型06:点电荷
【典型例题1】关于点电荷的说法,正确的是:[ ]
A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体可看成点电荷
D.一切带电体都可以看成点电荷
【典型例题2】(多选).关于点电荷的说法,正确的是( )
A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷
B.点电荷的电量一定是元电荷电量的整数倍
C.点电荷一定是电量很小的电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
【变式训练6-1】关于点电荷,下列说法中正确的是( )
A.只有体积很小的带电体才能看成是点电荷
B.体积较大的带电体一定不能看成是点电荷
C.当带电体带电荷量很少时,可看成点电荷
D.当两个带电体的大小形状对它们之间的相互作用的影响可忽略时,这两个带电体均可看成点电荷
【变式训练6-2】(多选)M和N是两个不带电的物体.它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10-10 C,下列判断正确的有( )
A.摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为1.6×10-10 C
D.M在摩擦过程中失去1.6×1010个电子
【变式训练6-3】(多选)关于电荷,以下说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.物体所带的电荷量只能为某些值
C.电子的电荷量为
D.安培首先测出了元电荷的数值
【变式训练6-4】最小电荷量被称为 ,一个正二价的铜离子所带的电量为 。
【变式训练6-5】闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般发生在积雨云中)。一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米),最长可达数千米。闪电的温度从摄氏一万七千度至二万八千度不等,大约是太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀,空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。某次闪电向地面输送了20C的负电荷,则这次闪电大约有多少个电子由云层到达地面?
题型07:接触起电
【典型例题1】用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器的金属球后,验电器的金属箔片张开,则下列说法正确的是( )
A.金属箔片不带电 B.金属箔片带负电荷
C.部分电子由金属球转移到玻璃棒上 D.部分电子由玻璃棒转移到金属球上
【典型例题2】不带电的金属导体P与带正电的金属导体N接触后带正电,是因为在接触过程中( )
A.有正电荷由P转移到N
B.有正电荷由N转移到P
C.有电子由P转移到N
D.有电子由N转移到P
【典型例题3】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
【变式训练7-1】下列关于起电的说法错误的是( )
A. 不管是何种起电方式,都要遵循电荷守恒定律
B. 摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电
C. 一个带电体接触一个不带电的物体,则两个物体带上等量异种电荷
D. 摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分
【变式训练7-2】 如图所示,、是两个完全相同的带绝缘柄的金属小球,球所带电荷量为,球不带电。现将、接触后再分开,则( )
A. 球将得到个电子 B. 球将失去个电子
C. 球将得到个电子 D. 球将失去个电子
【变式训练7-3】(多选)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离,发现两球之间相互排斥,则这两个金属小球原来的带电情况可能是( )
A.两球原来带有等量异种电荷 B.两球原来带有同种电荷
C.两球原来带有不等量异种电荷 D.两球中原来只有一个带电
【变式训练7-4】如图所示,第一次用带正电的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时,发现验电器的金属箔片C张开一定的角度;第二次用带正电的金属球A与验电器的金属球B接触一下,同样金属箔片C张开一定角度。第一次金属球B带 电荷,金属箔片C带 电荷;第二次金属球B和金属箔片C都带 电荷。(选填“正”“负”)
【变式训练7-5】有三个完全一样的绝缘金属球,A球带的电荷量为q,B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为3q/8,应该怎么办?
【变式1-3】A、B带等量的异种电荷,不带电物体C先后与A、B接触后A、B、C三者电荷量之比为______ .
【变式训练7-6】 有三个相同的金属小球、、,其中小球带有的正电荷,小球带有的负电荷,小球不带电。先将小球与小球接触后分开,再将小球与小球接触后分开,则这时三球的电荷量分别是多少
【变式训练7-7】有两个完全相同的带电绝缘金属小球,分别带有电荷量,,让两绝缘金属小球接触后、所带的电荷量各是多少?在接触过程中,电子如何转移?转移了多少?
题型08:摩擦起电
【典型例题1】关于摩擦起电现象,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电现象创造了电荷
B.两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷
C.丝绸摩擦玻璃棒时,质子子从丝绸转移到玻璃棒上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
D.摩擦起电是摩擦导致正电荷从一个物体转移到另一个物体而形成的
【典型例题2】(多选)如图所示,当人用手接触范德格拉夫起电机的金属球时会出现头发竖起来的现象,下面关于这个过程的描述正确的是( )
A.范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒
B.出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥
C.若金属球带正电,手接触范德格拉夫起电机的金属球时,人头发带上负电荷
D.手接触范德格拉夫起电机的金属球时,要想出现头发竖起来的现象,人需要站在绝缘材料上
【变式训练8-1】如图,将通过摩擦起电的塑料丝靠近带电的PVC管,塑料丝“躲开”状似章鱼,所以称为“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
【变式训练8-2】公元1世纪,东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。顿牟即琥珀,芥指芥菜籽,统喻干草、纸等微小屑末。这个词的意思就是经过摩擦过的琥珀能够吸引干草、纸等轻小的物体。下列关于这个现象的解释正确的是( )
A.经过摩擦的琥珀带了电 B.经过摩擦的琥珀有了磁性
C.琥珀与干草带异种电荷 D.琥珀与干草带同种电荷
【变式训练8-3】如图所示,某同学在用毛皮摩擦过的PVC管靠近一细水流,发现细水流向靠近PVC管的方向偏转,下列说法正确的是( )
A.摩擦可以创造更多电荷
B.下雨天,实验效果会更明显
C.PVC管所带的电荷量一定是元电荷e的整数倍
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的PVC管,细水流会向远离玻璃棒的方向偏转
【变式训练8-4】关于摩擦起电的原因,正确的说法是( )
A.正电荷从一个物体转移到另一个物体
B.电子和正电荷同时按相反方向转移
C.只有电子从一个物体转移到另一个物体
D.以上三种情况都有可能
【变式训练8-5】 如图所示,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。关于这种现象产生的原因,下列说法正确的是( )
A. 人身体产生电流 B. 接触起电造成的 C. 摩擦起电造成的 D. 感应起电造成的
【变式训练8-6】用金属箔做成一个不带电的细小圆筒,放在干燥的绝缘桌面上。用丝绸摩擦过的玻璃棒慢慢靠近圆筒,当距离较近时圆筒被吸引到玻璃棒上,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 摩擦使玻璃棒带了负电荷
B. 玻璃棒靠近圆筒时,圆筒上部感应出正电荷
C. 圆筒被吸引到玻璃棒的过程中,受到的静电力大于其重力
D. 圆筒碰到玻璃棒后,玻璃棒所带电荷会被中和
【变式训练8-7】第八届全国静电纺丝技术与纳米纤维学术会议在天津工业大学召开。摩擦可以产生静电,原来甲、乙、丙三物体都不带电,使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后甲物体带正电,丙物体带电荷量大小为。则关于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法正确的是( )
A. 乙物体一定带有负电荷 B. 乙物体可能带有负电荷
C. 丙物体一定带有正电荷 D. 丙物体一定带有负电荷
【变式训练8-8】(多选)M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×
10-10 C,下列判断正确的有( )
A.摩擦前在M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦的过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为1.6×10-10 C
D.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子
【变式训练8-9】(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图,由此对摩擦起电说法正确的是( )
A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子
B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类以及数量不同的电荷
C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等
D.同一物体与不同种类物体摩擦,该物体的带电荷种类可能不同
【变式训练8-10】(多选)用金属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,将笔套与头发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5cm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
【变式训练8-11】我国古代对电的认识是从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3000多年前的股商时期,甲骨文中就有了“雷”“电”的字形。西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“电”字。《淮南子》中认为“阴阳相搏为雷,激扬为电”,即雷电是阴阳两气对立的产物。明代刘基说得更为明确:“雷者,天气之郁而激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而进,进而声为雷,光为电。摩擦过的琥珀能够吸引羽毛,说明羽毛带的电荷与琥珀所带电荷的电性 (选填“相同”或“相反”)。
【变式训练8-12】有A、B两个物体经摩擦后,使B带上了2.4×10-6C的正电荷。求此过程中有多少电子发生了转移?是如何转移的?
题型09:感应起电与验电器
【典型例题1】如图所示,不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触,带正电的小球C靠近A,以下说法中正确的是( )
A.A、B带等量同种电荷
B.B带负电,A带正电
C.若先将A、B分开,再把C移走,A带负电,B带正电
D.若先将C移走,再把A、B分开,B带正电,A带负电
【典型例题2】(多选)下列说法正确的是( )
A.接触起电是使正电荷发生转移
B.摩擦起电是创造电荷的过程
C.感应起电实际就是电荷在同一物体的不同部分之间的转移
D.无论是那种起电,电荷的总量总保持不变
【典型例题3】如图所示,将带正电的绝缘棒甲左端靠近原来不带电的验电器乙的金属球,乙的金箔片张开,则( )
A.金属球带负电
B.金属球带正电
C.金属球和金箔片均带正电
D.金属球和金箔片均不带电
【变式训练9-1】如图所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近验电器B,则( )
A.验电器金箔不张开,因为球A没有和B接触
B.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金箔张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金箔张开,因为验电器下部箔片都带上了正电
【变式训练9-2】如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔.若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是 ( )
N
M
A
A.只有M端验电箔张开
B.只有N端验电箔张开
C.两端的验电箔都张开
D.两端的验电箔都不张开
【变式训练9-3】使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练9-4】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,而QA的值与所切的位置有关
【变式训练9-5】如图所示,用一对绝缘柱支持的不带电导体A和B,使它们彼此接触。现将一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,则( )
A.此时A、B都带负电
B.此时A带正电,B带负电
C.先移去C,再分开A、B,金属箔仍然张开
D.先分开A、B,再移去C,金属箔仍然张开
【变式训练9-6】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),然后先将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、B均带正电 B.A、B均带负电
C.A带正电,B带负电 D.A带负电,B带正电
【变式训练9-7】如图所示在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置,原先AB都不带电,先让开关K1,K2均断开,现在将一个带正电小球C放置在A左侧,以下判断正确的是( )
A.只闭合K1,则A左端不带电,B右端带负电
B.只闭合K2,接着移走带电小球,最后将AB分开,A带负电
C.K1、K2均闭合时,A、B两端均不带电
D.K1、K2均闭合时,A左端带负电,B右端不带电
【变式训练9-8】所示,、为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A. 把移近导体时,、上的金属箔片都闭合
B. 把移近导体,先把、分开,然后移去,、上的金属箔片仍张开
C. 把移近导体,再把移走,然后把、分开,、上的金属箔片仍张开
D. 先把、分开,再把移走,然后重新让、接触,上的金属箔片张开,而上的金属箔片闭合
【变式训练9-9】(多选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金属箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
A.A端金属箔张开,B端金属箔闭合
B.用手触摸枕形导体B端后,A端金属箔仍张开,B端金属箔闭合
C.用手触摸枕形导体B端后,将手和C都移走,两对金属箔均张开
D.选项A中两对金属箔分别带异种电荷,选项C中两对金属箔带同种电荷
【变式训练9-10】如图所示,为均匀带正电球体,四分之一圆弧形金属板靠近带电球体,圆弧的圆心与球心重合,金属板接地,稳定时,圆弧面有感应的 (填“正”或“负”)电荷;圆弧面 (填“有”或“无”)感应电荷。
【变式训练9-11】(1)如图甲所示,使带正电的金属球靠近验电器,验电器的箔片是否张开?
(2)如图乙,若用一个金属网罩把验电器罩住,再让带电金属球靠近验电器,验电器的箔片是否张开?这些现象说明了什么?
(3)如图丙,金属网罩不带电,罩内小球带正电,将验电器靠近金属网罩,如图丁,把金属网罩接地.图丙验电器的箔片是否张开?图丁验电器的箔片是否张开?这些现象说明了什么?
【变式训练9-12】如图所示,将带电棒移近两个相同且不带电的导体球,开始时互相接触且对地绝缘,哪些方法能使两球带等量的电荷?
题型10:电荷间的作用
【典型例题】用两根轻质绝缘细线分别悬挂两带电小塑料球,图中描述的是两小球静止时可能的状态,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练10-1】有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间均相互吸引,如果A带正电,则 ( )
A.B、C球均带负电 B.B球带负电,C球带正电
C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电 D.B、C球都不带电
【变式训练10-2】两个大小相同的小球带有同种电荷,质量分别为m1和m2,带电荷量分别是q1和q2,用绝缘细线悬挂后,由于静电斥力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角α1和α2,且两球处于同一水平线上,如图所示,α1=α2,则下列关系正确的是( )
A.q1一定等于q2
B.m1一定等于m2
C.一定满足
D.一定同时满足q1=q2,m1=m2
【变式训练10-3】如图,把一带正电的小球a放在光滑绝缘面上,欲使球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应( )
A.带负电,放在A点 B.带正电,放在B点
C.带负电,放在C点 D.带正电,放在C点
【变式训练10-4】(多选)如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支架支撑的金属导体,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,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,B上的金属箔片闭合
题型11:联系实际
【典型例题1】现在有一档科学探索的电视直播节目,很受欢迎.在某期节目里,一位少女站在绝缘平台上,当她用手触摸一个金属球时,会看到她的头发慢慢竖起,如图所示,像是孔雀开屏.下列说法正确的是( )
A.头发竖起是因为她身上带了静电
B.她只有带正电荷时,头发才会竖起
C.她的头发慢慢竖起是因为电荷慢慢传到她的头发上
D.与电无关,这是她的特异功能
【典型例题2】冬天在撕开包装盒外的塑料包装纸时,我们经常会发现撕开的包装纸粘在手上甩不掉的现象.对上述的判断与分析,下列说法正确的是( )
A.塑料包装纸粘在手上甩不掉的原因和口香糖粘在手上甩不掉的原因相同
B.这种现象是摩擦起电后的库仑力造成的
C.手对塑料包装纸的引力等于塑料包装纸受到的重力
D.手对塑料包装纸有引力作用而塑料包装纸对手没有引力作用
【变式训练11-1】静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸衣若”之说,但下列不属于静电现象的是( )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引
C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流
D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉
【变式训练11-2】保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务.盗版书籍影响我们的学习效率,甚至给我们的学习带来隐患.小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列数字中的( )
A.6.2×10-19 C B.6.4×10-19 C
C.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C
【变式训练11-3】(多选)如图所示,挂在绝缘细绳下的两个轻质小铜球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以 ( )
甲
乙甲
A.甲图中两球一定带异种电荷
B.乙图中两球一定带同种电荷
C.甲图中至少有一个带电
D.乙图中两球至少有一个带电.
【变式训练11-4】如图所示,某同学在桌上放两摞书,然后把一块洁净的玻璃板放在上面,使玻璃板离开桌面2~3cm,在宽约0.5cm的纸条上画出各种舞姿的人形用剪刀把它们剪下来,放在玻璃板下面再用一块硬泡沫塑料在玻璃上来回擦动,此时会看到小纸人翩翩起舞,下列哪种做法能使实验效果更好( )
A.将玻璃板换成钢板 B.向舞区哈一口气
C.将玻璃板和地面用导线连接 D.用一根火柴把舞区烤一烤
【变式训练11-5】PM2.5是大气中直径小于等于2.5μm、即小于等于2.5×10﹣6m的颗粒悬浮物,能被肺泡吸收并进入血液。科研人员成功研制出PM2.5净化器,其原理如图所示。闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入空气,气流外侧A处的颗粒物也被吸入净化器,这是因为气流处流速大导致压强 的缘故。颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时受到强烈的吸引力,这是因为 ,但很快又受到光洁金属网C对它的斥力,这又是因为 。颗粒物离开金属网C后,被带有正电荷的棉芯D牢牢吸引,这是因为异种电荷相互吸引。
一、单选题(本大题共15小题)
1. 据某电视节目介绍说,蜜蜂飞行时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,以下说法正确的是( )
A. 空气不带电 B. 蜜蜂带负电 C. 空气带负电 D. 蜜蜂带正电
2. 古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服,戴琥珀做的首饰人们发现,不管将琥珀首饰擦得多干净,它很快就会吸上一层灰尘,这主要是因为( )
A. 琥珀是一种树脂化石,树脂具有粘性,容易吸附灰尘
B. 室外的灰尘比较多,在琥珀上积聚的速度比较快
C. 经丝绸摩擦后的琥珀带电,能吸引灰尘
D. 琥珀本身带电,能吸引灰尘
3. 如图所示,某同学在用毛皮摩擦过的管靠近一细水流,发现细水流向靠近管的方向偏转,下列说法正确的是( )
A. 摩擦可以创造更多电荷
B. 下雨天,实验效果会更明显
C. 管所带的电荷量一定是元电荷的整数倍
D. 用丝绸摩擦过的玻璃棒代替本实验的管,细水流会向远离玻璃棒的方向偏转
4. 如图所示,将一束塑料丝一端打结,并用手多次向下捋塑料丝,观察到这束塑料丝散开,产生这种现象的原因是塑料丝( )
A. 之间相互感应起电 B. 所受重力小,自然松散
C. 带同种电荷而相互排斥 D. 受到空气浮力作用而散开
5. 北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器之一,是我国第一台高能加速器,也是高能物理研究的重大科技基础设施。一对正负电子可以湮灭成两个光子,可判断光子不带电的理论依据是
A. 能量守恒定律 B. 电荷守恒定律 C. 库仑定律 D. 牛顿三大定律
6. 对物体带电现象的叙述,下列说法正确的是( )
A. 一个不带电的物体内一定没有电荷 B. 物体带电一定具有多余的电子
C. 物体带电的过程就是创造电荷的过程 D. 物体带电的过程就是电荷移动的过程
7. 关于物体带电现象,下列说法正确的是( )
A. 不带电的物体没有电荷
B. 带电的粒子一定具有多余的电子
C. 摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程
D. 带电导体棒放在潮湿的房间里一段时间,导体棒不带电了,说明电荷量不是守恒的.
8. 东汉王充在论衡乱龙篇中有“顿牟掇芥,慈石引针”的描述,显示了中国古人对电磁的正确认知。“顿牟掇芥”意思是玳瑁的壳经摩擦后会产生静电,可以吸引芥一类的轻小物体。下列说法正确的是
A. 玳瑁壳摩擦后创造了电荷 B. 玳瑁壳摩擦后转移了电荷
C. 玳瑁壳摩擦后一定带正电 D. 轻小物体原本一定也带电
9. 现摩擦过的琥珀能吸引小物,这种现象称之擦起。美富兰克林将丝绸摩擦过的玻璃棒电命名为正电荷,将摩擦过的硬橡棒所带的电命名为负电,下面说法正的是( )
A. 玻璃棒经丝绸摩带正电,说明正电荷是摩擦过新成的
B. 擦过的琥珀能吸小物体,明小物一定带异电荷
C. 皮摩擦过硬橡胶棒带负电因此它接的毛皮也是负电的
D. 不是擦的玻璃还是橡棒,带电因都是电子在同物体上转移
10. 春节假期,某同学用易得的材料制作了一个简易的验电器,如图所示。简易的验电器带有正电,它的金属箔片张开某一角度,用另一个有绝缘手柄的导体靠近验电器的金属丝,发现验电器的金属箔片的张角减小,关于导体的带电情况,下列说法正确的是( )
A. 只可能带负电 B. 只可能带正电
C. 可能带负电或不带电 D. 以上说法都不正确
11. 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. 由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
B. 撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散
C. 撕成细条后,由于空气浮力作用使细条散开
D. 细条之间相互感应起电,相互排斥散开
12. 如图所示,挂在绝缘细线下的轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以( )
A. 甲图中两球一定带异种电荷 B. 乙图中两球一定带同种电荷
C. 甲图中两球一定都带电 D. 乙图中两球至少有一个带电
13. 甲、乙、丙为三个塑料小球,甲球和乙球、乙球和丙球、丙球和甲球之间均相互吸引。若甲球带正电,则
A. 乙、丙两球都带负电
B. 乙、丙两球均不带电
C. 乙球带负电,丙球带正电
D. 乙、丙两球中必有一个带负电,另一个不带电
14. 使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的金属箔片张开,如图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )
A. B.
C. D.
15. 绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球,的表面镀有铝膜,在的近旁有一绝缘金属球,开始时、不带电,如图所示,现使球带电,则( )
A. 、之间不发生相互作用 B. 将吸引,吸在一起不分开
C. 立即把排斥开 D. 先吸引,接触后又把排斥开
二、计算题(本大题共3小题)
16. 干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了的电荷,此人身上有多少个剩余电子?他的质量因聚集电子而增加了多少?电子质量,电子电荷量
17. 有三个完全相同的绝缘金属小球、、,其中小球带有的正电荷,小球带有的负电荷,小球不带电。先让小球与小球接触后分开,再让小球与小球接触后分开,最后让小球与小球接触后分开,试求这时三个小球带的电荷量分别为多少?
18. 如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有的电荷量,则:
金属瓶上收集到多少个电子?
实验的时间为多长?
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