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必修 第三册第一节 静电现象课时作业
展开知识精讲
知识点01 三种起电方式
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电的过程,相互摩擦的两个物体一般选择不同的材料.
2.接触起电:带电物体与不带电物体,通过电荷传导,原来不带电物体带上电荷.
3.感应起电:由于电荷间相互吸引或排斥,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.
静电感应:由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷重新分布的现象.
【知识拓展1】三种起电方式的比较
【知识拓展2】感应起电的操作步骤
【即学即练1】
1.丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电,这个现象表明( )
A.摩擦后丝绸依然不带电
B.摩擦后丝绸也带正电
C.摩擦过程创生了电荷
D.摩擦时玻璃棒将部分电子转移给了丝绸
【即学即练2】
2.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.物体带电量有可能是
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
知识点02 元电荷
1.电荷量:物体所带电荷数量的多少.单位:库仑,符号是C.
2.电子带有最少的负电荷,质子带有最少的正电荷,它们的电荷量的绝对值相等.电子的电荷量最早由密立根通过油滴实验测得.
3.元电荷:电子或质子所带电荷量的绝对值叫元电荷,其数值e=1.60×10-19 C.
4.比荷:带电粒子的电荷量与其质量的比值.
【知识拓展3】元电荷
(1)元电荷是最小的电荷量,而不是实物粒子,元电荷无正、负之分.
(2)虽然质子、电子所带的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷.
【即学即练3】
3.关于元电荷说法正确的是( )
A.很小的电荷量就是元电荷B.质子就是元电荷
C.点电荷也叫元电荷D.带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
【即学即练4】
4.关于元电荷e,下列说法正确的是( )
A.电荷量很小的电荷就是元电荷
B.粒子所带电荷量可以为
C.物体所带的电荷量可以取任意值
D.带电体的电荷量一定是e的整数倍
知识点03 电荷守恒定律
电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到其他物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在任何转移过程中,电荷的总量保持不变.
【知识拓展3】
1.起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移.在分离、转移过程中电荷的总量保持不变.也就是说,起电过程就是物体所带电荷量的重新分配.
2.电荷守恒定律和能量守恒定律一样,都是自然界中最基本的守恒定律,任何带电现象都不能违背电荷守恒定律.
3.电荷的中和并不是指电荷消失,而是指带等量异种电荷的两物体接触时,经过电子的转移,物体达到电中性的过程.
【即学即练5】
5.如图所示,两个相同金属球M、N固定在绝缘支架上,其中M球的带电量为+10q,N球的带电量为-4q。先将M球与N球接触,然后分开,则( )
A.M球带电量为+6qB.N球带电量为0
C.M球带电量为+3qD.N球带电量为+7q
【即学即练6】
6.关于物体的电荷量,下列说法正确的是( )
A.质子和电子就是元电荷
B.物体所带的电荷量是可以连续取值的
C.物体所带的电荷量的最小值是元电荷,其大小为
D.物体所带的电荷量为,这是它因为失去了个电子
知识点04 静电现象的解释
1.摩擦起电的实质:电子从一个物体转移到另一个物体.
2.静电感应的实质:在带电体上的电荷的作用下,导体上的正负电荷重新分布,使电荷从导体的一部分转移到另一部分.
【知识拓展4】验电器的原理和使用
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),两个金属箔片在斥力作用下张开,如图乙.
【即学即练7】
7.如图所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近不带电的验电器B,则( )
A.验电器金属箔片张开,因为验电器金属箔片带上了正电
B.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金属箔片不张开,因为球A没有和B接触
【即学即练8】
8.如图所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )
A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动
B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动
C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
能力拓展
考法01 三种起电方式
【典例1】
1.在我国北方天气干燥的季节里,脱掉外衣后再去拉金属门把手时,常会被电击,这是因为( )
A.干燥空气使人身体上聚集了大量电荷,手接触金属门把手时产生放电
B.干燥空气使金属门把手上有大量的电荷,手接触金属门把手时产生放电
C.天气干燥使门把手的电势较高,人的电势较低,手接触金属门把手时被电击
D.人脱衣时由于摩擦使人体带了大量电荷,手接触金属门把手时产生放电
考法02 元电荷
【典例2】
2.关于点电荷、元电荷,下列说法正确的是( )
A.质子和电子都是元电荷
B.任何带电体的电量都是元电荷的整数倍
C.电荷不能够创造,但可以消灭
D.只有很小的球形带电体才叫做点电荷
考法03 电荷守恒定律
【典例3】
3.如图,将带正电荷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,这两部分所带电荷量分别为QA、QB;若虚线2将导体分成A、B两部分,这两部分所带电荷量分别为Q'A和Q'B。则( )
A.QA>QB、Q'A
分层提分
题组A 基础过关练
1.为了纪念库仑对电磁学的重要贡献,1881年在巴黎召开的第一届国际电学会议决定用他的姓氏命名一个物理量的单位,下列物理量以“库仑”为单位的是( )
A.电荷量B.电压C.电流D.电阻
2.如图所示,带正电的小球靠近原来不带电的验电器金属球时,验电器的两金属箔片( )
A.张开、都带正电B.张开、都带负电
C.不张开、不带电D.不张开、带异种电荷
3.有两个完全相同的金属小球A、B,其中A带的电荷量为Q,B不带电。若将两个小球接触后再分开,A带的电荷量变为( )
A.0B.C.D.
4.关于元电荷,正确的说法是( )
A.元电荷就是体积很小的电荷
B.1C电量叫元电荷
C.元电荷就是电子
D.元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元
5.将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,如图所示,下列几种方法中能使两球都带电的是( )
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.先将两球分开,棒再接触一下其中一球
D.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电
6.有三个完全一样的金属球,A球带的电荷量为q,B、C不带电,现要使B球带电荷量为,以下做法可行的是( )
A.B球先与A相碰,再与C相碰
B.A球先后与B、C相碰,再用C球碰B球
C.A球先后与B、C相碰,用手接触C球后再与B球相碰
D.C球先后与A、B相碰,用手接触C球后再与B球相碰
题组B 能力提升练
1.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.撕成细条后,由于所受重力减小,细条自然松散
B.撕成细条后,由于空气浮力作用,使细条散开
C.用手迅速捋细条时,由于感应起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
D.用手迅速捋细条时,由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
2.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
3.验电器可以用来检验物体是否带电和所带电性。现将一带电物体靠近原来已带电的验电器的金属球,下列判断正确的是( )
A.验电器带正电时,若金箔张角变小,可知物体带正电
B.验电器带正电时,若金箔张角变大,可知物体带负电
C.验电器带负电时,若金箔张角变大,可知物体带负电
D.验电器带负电时,若金箔张角变大,可知物体带正电
4.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近导体的带正电金属球,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,则下列结论正确的是( )
A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电
C.只有沿虚线a切开,A带正电,B带负电
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电
5.有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,电荷量,。让两球接触一下再分开,这时__________,____,这个过程中电子从______移动到______上。
6.如图,当一个带正电荷的物体C靠近原来不带电的导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,使导体靠近带电物体的A端带______(填“正”或“负”)电荷,远离带电物体的B端带______(填“正”或“负”)电荷;若导体B端用导线经接地过一段时间再断开,再移走A,则导体A端带______(填“正”或“负”)电荷,远离带电物体的B端带______(填“正”或“负”)电荷。
题组C 培优拔尖练
1.N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布,熔喷布的纤维里加入了驻极体材料,它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒,从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化,然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性,但分子内正、负电荷分布并不完全重合,每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示,某种电介质未加电场时,分子取向随机排布,熔化时施加水平向左的匀强电场,正、负电荷受电场力的作用,分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场,形成驻极体,分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中磁化成磁铁的过程。根据以上信息可知,下列说法中正确的是( )
A.驻极体通过与吸入的空气中微粒的接触,使得微粒带电,从而起到吸附过滤作用
B.若放置时间过长,驻极体口罩会因电场衰减而过期,这是电荷中和的结果
C.驻极体就像一个平行板电容器,电场只存在于内部,外部没有电场
D.上述材料冷却后,撤去外电场,材料左边界带正电,右边界带负电
2.某同学在研究静电感应时,用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。验电器上感应电荷的分布情况正确的是( )
A. B.
C.D.
3.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金属验电箔,若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,可能看到的现象是( )
A.只有M端验电箔张开,且M端带正电
B.只有N端验电箔张开,且N端带负电
C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电
D.两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电
4.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左端不带电
5.1909年物理学家密立根在多次实验之后发现每滴油滴的电荷量皆为同一数值的倍数,即油滴所带电荷量都是某个最小固定值1.6×10-19C的整数倍,这个最小的电量被称为______;一个正二价的铜离子Cu2+所带的电量为_____C。
6.密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值,其实验装置如图所示,油滴从喷雾器喷出,以某一速度进入水平放置的平行板之间.今有一带负电的油滴,不加电场时,油滴由于受到重力作用加速下落,速率变大,受到的空气阻力也变大,因此油滴很快会以一恒定速率v1匀速下落.若两板间加一电压,使板间形成向下的电场E,油滴下落的终极速率为v2.已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f=6πηrv计算(其中r为油滴半径,η为空气粘滞系数).实验时测出r、v1、v2,E、η为已知,则
(1)油滴的带电量__________.
(2)经多次测量得到许多油滴的Q测量值如下表(单位10-19C)
分析这些数据可知__________.
第01讲 静电现象
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知识精讲
知识点01 三种起电方式
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电的过程,相互摩擦的两个物体一般选择不同的材料.
2.接触起电:带电物体与不带电物体,通过电荷传导,原来不带电物体带上电荷.
3.感应起电:由于电荷间相互吸引或排斥,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.
静电感应:由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷重新分布的现象.
【知识拓展1】三种起电方式的比较
【知识拓展2】感应起电的操作步骤
【即学即练1】
1.丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电,这个现象表明( )
A.摩擦后丝绸依然不带电
B.摩擦后丝绸也带正电
C.摩擦过程创生了电荷
D.摩擦时玻璃棒将部分电子转移给了丝绸
【答案】D
【详解】
丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电,玻璃棒失去电子,玻璃棒将部分电子转移给了丝绸,丝绸得到电子,丝绸带负电,摩擦起电不是创造电荷,而是电荷的转移。
故选D。
【即学即练2】
2.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.物体带电量有可能是
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
【详解】
A.不论以何种起电方式,都一定遵守电荷守恒,A不符合题意;
B.由摩擦起电的定义,可知摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,B不符合题意;
C.一个电子的电荷量是确定的,为
且物体带电量只能为e的整数倍,但是电量并不是e的整数倍,C符合题意;
D.由定义可知,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,D不符合题意。
故选C。
知识点02 元电荷
1.电荷量:物体所带电荷数量的多少.单位:库仑,符号是C.
2.电子带有最少的负电荷,质子带有最少的正电荷,它们的电荷量的绝对值相等.电子的电荷量最早由密立根通过油滴实验测得.
3.元电荷:电子或质子所带电荷量的绝对值叫元电荷,其数值e=1.60×10-19 C.
4.比荷:带电粒子的电荷量与其质量的比值.
【知识拓展3】元电荷
(1)元电荷是最小的电荷量,而不是实物粒子,元电荷无正、负之分.
(2)虽然质子、电子所带的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷.
【即学即练3】
3.关于元电荷说法正确的是( )
A.很小的电荷量就是元电荷B.质子就是元电荷
C.点电荷也叫元电荷D.带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
【答案】D
【详解】
元电荷是最小的电量单位,一切带电体的电荷量都是元电荷的整数倍;很小的电荷量不是元电荷,质子带元电荷的电量,点电荷是指把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体简化为一个点,叫做点电荷,点电荷不是元电荷。
故选D。
【即学即练4】
4.关于元电荷e,下列说法正确的是( )
A.电荷量很小的电荷就是元电荷
B.粒子所带电荷量可以为
C.物体所带的电荷量可以取任意值
D.带电体的电荷量一定是e的整数倍
【答案】D
【详解】
A.元电荷又称“基本电量”,元电荷是指电子或质子所带的电荷量,并不是电荷量很小的电荷就是元电荷,A错误;
BCD.任何带电体所带电荷量都等于元电荷的电荷量的整数倍,BC错误D正确。
故选D。
知识点03 电荷守恒定律
电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到其他物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在任何转移过程中,电荷的总量保持不变.
【知识拓展3】
1.起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离或转移.在分离、转移过程中电荷的总量保持不变.也就是说,起电过程就是物体所带电荷量的重新分配.
2.电荷守恒定律和能量守恒定律一样,都是自然界中最基本的守恒定律,任何带电现象都不能违背电荷守恒定律.
3.电荷的中和并不是指电荷消失,而是指带等量异种电荷的两物体接触时,经过电子的转移,物体达到电中性的过程.
【即学即练5】
5.如图所示,两个相同金属球M、N固定在绝缘支架上,其中M球的带电量为+10q,N球的带电量为-4q。先将M球与N球接触,然后分开,则( )
A.M球带电量为+6qB.N球带电量为0
C.M球带电量为+3qD.N球带电量为+7q
【答案】C
【详解】
根据电荷先中和,再均分可得出,接触再分开后M、N球带的电荷都为+3q,故C正确,ABD错误。
故选C。
【即学即练6】
6.关于物体的电荷量,下列说法正确的是( )
A.质子和电子就是元电荷
B.物体所带的电荷量是可以连续取值的
C.物体所带的电荷量的最小值是元电荷,其大小为
D.物体所带的电荷量为,这是它因为失去了个电子
【答案】D
【详解】
A.质子和电子为实物粒子,它们所带的电荷量的大小为元电荷,故A错误;
B.物体所带电荷量为元电荷的整数倍,则电荷量就不能连续取值,故B错误;
C.元电荷的电荷量,故C错误;
D.物体失去个电子,就会带上的电荷量,故D正确。
故选D。
知识点04 静电现象的解释
1.摩擦起电的实质:电子从一个物体转移到另一个物体.
2.静电感应的实质:在带电体上的电荷的作用下,导体上的正负电荷重新分布,使电荷从导体的一部分转移到另一部分.
【知识拓展4】验电器的原理和使用
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),两个金属箔片在斥力作用下张开,如图乙.
【即学即练7】
7.如图所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近不带电的验电器B,则( )
A.验电器金属箔片张开,因为验电器金属箔片带上了正电
B.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金属箔片不张开,因为球A没有和B接触
【答案】A
【详解】
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静电感应,会带上负电荷,金属箔片会带上等量正电荷,所以验电器的金箔片由于静电斥力会张开,而整个验电器不带电,故A正确,BCD错误。
故选A。
【即学即练8】
8.如图所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )
A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动
B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动
C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
【答案】B
【详解】
金属导体中移动的是自由电子,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,则枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动,所以B正确;ACD错误;
故选B。
能力拓展
考法01 三种起电方式
【典例1】
1.在我国北方天气干燥的季节里,脱掉外衣后再去拉金属门把手时,常会被电击,这是因为( )
A.干燥空气使人身体上聚集了大量电荷,手接触金属门把手时产生放电
B.干燥空气使金属门把手上有大量的电荷,手接触金属门把手时产生放电
C.天气干燥使门把手的电势较高,人的电势较低,手接触金属门把手时被电击
D.人脱衣时由于摩擦使人体带了大量电荷,手接触金属门把手时产生放电
【答案】D
【解析】
根据题意可以知道,脱掉外衣时,出现摩擦起电现象,当伸手摸金属门把手,使产生的大量静电被导走,从而出现放电现象,所以感觉被“电”了一下,故D正确,ABC错误.故选D.
考法02 元电荷
【典例2】
2.关于点电荷、元电荷,下列说法正确的是( )
A.质子和电子都是元电荷
B.任何带电体的电量都是元电荷的整数倍
C.电荷不能够创造,但可以消灭
D.只有很小的球形带电体才叫做点电荷
【答案】B
【详解】
A.质子和电子是带电粒子,而元电荷是一种单位,所以A错误;
B.元电荷是带电体的电荷量的最小单位,所以任何带电体的电量都是元电荷的整数倍,则B正确;
C.由电荷守恒定律可知电荷不能够创造,也不可以消灭,所以C错误;
D.点电荷与带电物体的形状大小及电荷量没有必然联系,所以D错误;
故选B。
考法03 电荷守恒定律
【典例3】
3.如图,将带正电荷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,这两部分所带电荷量分别为QA、QB;若虚线2将导体分成A、B两部分,这两部分所带电荷量分别为Q'A和Q'B。则( )
A.QA>QB、Q'A【答案】D
【详解】
根据静电感应现象可知,导体近端感应负电荷,远端感应正电荷,即QA和QA′为正电,QB和QB′为负电;导体原来不带电,只是在C的电荷的作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分有多余电子而带负电;A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知,A部分转移的电子数目和B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QA=QB QA′=QB′,ABC错误,D正确
故选D。
分层提分
题组A 基础过关练
1.为了纪念库仑对电磁学的重要贡献,1881年在巴黎召开的第一届国际电学会议决定用他的姓氏命名一个物理量的单位,下列物理量以“库仑”为单位的是( )
A.电荷量B.电压C.电流D.电阻
【答案】A
【详解】
电荷量的单位是库伦;电压的单位是伏特;电流的单位是安培;电阻的单位是欧姆。
故选A。
2.如图所示,带正电的小球靠近原来不带电的验电器金属球时,验电器的两金属箔片( )
A.张开、都带正电B.张开、都带负电
C.不张开、不带电D.不张开、带异种电荷
【答案】A
【详解】
当带正电的小球靠近原来不带电的验电器金属球时,由于静电感应,使得金属箔片中的自由电子移动到金属球上,从而两金属箔片带正电,相互排斥张开,故选A。
3.有两个完全相同的金属小球A、B,其中A带的电荷量为Q,B不带电。若将两个小球接触后再分开,A带的电荷量变为( )
A.0B.C.D.
【答案】B
【详解】
由题意知A带的电荷量为Q,B不带电,接触时满足先中和,再均分原理,可得两个小球接触后再分开,A带的电荷量变为,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.关于元电荷,正确的说法是( )
A.元电荷就是体积很小的电荷
B.1C电量叫元电荷
C.元电荷就是电子
D.元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元
【答案】D
【详解】
元电荷就是一个基本电荷,目前被认为是自然界中电荷的最小单元,一个电子或一个质子带电量都是一个元电荷。
故选D。
5.将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,如图所示,下列几种方法中能使两球都带电的是( )
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.先将两球分开,棒再接触一下其中一球
D.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电
【答案】A
【详解】
将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球互相接触,则甲的左端和乙的右端分别感应出等量异种电荷;
A.先把两球分开,再移走棒,则两球会带上等量异种电荷,选项A正确;
B.先移走棒,则两球上的感应电荷会消失,则再把两球分开时,两球不带电,选项B错误;
C.先把两球分开,棒再接触一下其中一球,则只能使一球带电,选项C错误;
D.由以上分析可知,选项D错误。
故选A。
6.有三个完全一样的金属球,A球带的电荷量为q,B、C不带电,现要使B球带电荷量为,以下做法可行的是( )
A.B球先与A相碰,再与C相碰
B.A球先后与B、C相碰,再用C球碰B球
C.A球先后与B、C相碰,用手接触C球后再与B球相碰
D.C球先后与A、B相碰,用手接触C球后再与B球相碰
【答案】B
【详解】
A.B球先与A相碰,此时两球各带电,B球再与C相碰,B、C两球各带电 ,故A错误;
B.A球先与B相碰,此时两球各带电,再与C相碰,A、C两球各带电,此时带电的B球与带电的C球相碰,B、C各带电,化简后为 ,故B正确;
C.A球先后与B、C相碰后,A球带电,B球带电,C球带电,用手接触C球后,C球不带电,再与 B球相碰,B、C两球均带电,故C错误;
D.C球先后与A、B相碰后,A球带电 ,B球带电 ,C球带电 ,用手接触C球后,C球不带电,再与 B球相碰,B、C两球均带电 ,故D错误。
故选B。
题组B 能力提升练
1.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.撕成细条后,由于所受重力减小,细条自然松散
B.撕成细条后,由于空气浮力作用,使细条散开
C.用手迅速捋细条时,由于感应起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
D.用手迅速捋细条时,由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
【答案】D
【详解】
用手迅速捋塑料细条,手与塑料细条摩擦起电,细条带同种电荷,互相排斥,所以细条散开,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.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
【详解】
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,下端散开的就越大,故选A。
3.验电器可以用来检验物体是否带电和所带电性。现将一带电物体靠近原来已带电的验电器的金属球,下列判断正确的是( )
A.验电器带正电时,若金箔张角变小,可知物体带正电
B.验电器带正电时,若金箔张角变大,可知物体带负电
C.验电器带负电时,若金箔张角变大,可知物体带负电
D.验电器带负电时,若金箔张角变大,可知物体带正电
【答案】C
【详解】
AB.验电器上带正电荷后,验电器上的金箔张开一定角度,如果用另一个带电体靠近验电器的金属球,金箔张角变大,说明带电体带正电,吸引电子向金属球转移;如果金箔张角变小,说明带电体带负电,排斥电子,电子向金属箔转移,选项AB错误;
CD.验电器上带负电荷后,验电器上的金箔张开一定角度,如果用另一个带电体靠近验电器的金属球,金箔张角变大,说明带电体带负电,排斥电子向金属箔转移;如果金箔张角变小,说明带电体带正电,吸引电子向金属球转移,选项C正确,D错误。
故选C。
4.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近导体的带正电金属球,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,则下列结论正确的是( )
A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电
C.只有沿虚线a切开,A带正电,B带负电
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电
【答案】D
【详解】
由题意可知,静电感应现象使得端带正电,端带负电,与沿哪条线切开无关。故D正确,ABC错误。
故选D。
5.有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,电荷量,。让两球接触一下再分开,这时__________,____,这个过程中电子从______移动到______上。
【答案】1.6×10-9C 1.6×10-9C B A
【详解】
[1][2]两球接触后所带电荷量相等且为
[3][4]在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身的负电荷全部中和,且电子继续转移,使B球带的正电
6.如图,当一个带正电荷的物体C靠近原来不带电的导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,使导体靠近带电物体的A端带______(填“正”或“负”)电荷,远离带电物体的B端带______(填“正”或“负”)电荷;若导体B端用导线经接地过一段时间再断开,再移走A,则导体A端带______(填“正”或“负”)电荷,远离带电物体的B端带______(填“正”或“负”)电荷。
【答案】负 正 负 负
【详解】
[1][2]导体AB在带正电的物体C附近时,导体上的自由电子在静电力的作用下会向带电体的左边运动,故A端因有了多余的电子而带负电,右端因缺少电子而带正电;故答案为:负,正。
[3][4]若导体B端用导线经接地,导体与大地构成一个大导体,大地上的电子在静电力作用下集聚在A端,断开导线后,再移走A,则导体A端带负电;同理,在静电力作用下,远离带电物体的B端也将带负电荷。故答案均为负电荷。
题组C 培优拔尖练
1.N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布,熔喷布的纤维里加入了驻极体材料,它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒,从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化,然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性,但分子内正、负电荷分布并不完全重合,每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示,某种电介质未加电场时,分子取向随机排布,熔化时施加水平向左的匀强电场,正、负电荷受电场力的作用,分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场,形成驻极体,分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中磁化成磁铁的过程。根据以上信息可知,下列说法中正确的是( )
A.驻极体通过与吸入的空气中微粒的接触,使得微粒带电,从而起到吸附过滤作用
B.若放置时间过长,驻极体口罩会因电场衰减而过期,这是电荷中和的结果
C.驻极体就像一个平行板电容器,电场只存在于内部,外部没有电场
D.上述材料冷却后,撤去外电场,材料左边界带正电,右边界带负电
【答案】D
【详解】
A.驻极体通过静电感应,吸附小的微粒,从而起到吸附过滤作用,故A错误;
B.若放置时间过长,驻极体口罩会因电场衰减而过期,这是极化电荷又变的杂乱无章的结果,故B错误;
C.驻极体与驻极体是有间隙的,在每个驻极体周围都存在着电场,所有电场累加在一起相当于左右两个极板的电场,但与平行板电容器不同的是,内部不是匀强电场,周围也存在电场,故C错误;
D.根据电荷的极化,上述材料冷却后,撤去外电场,材料左边界带正电,右边界带负电,故D正确。
故选D。
2.某同学在研究静电感应时,用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。验电器上感应电荷的分布情况正确的是( )
A. B.
C.D.
【答案】B
【详解】
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。
故选B。
3.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金属验电箔,若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,可能看到的现象是( )
A.只有M端验电箔张开,且M端带正电
B.只有N端验电箔张开,且N端带负电
C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电
D.两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电
【答案】C
【详解】
使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,电子被排斥到N端,N端多电子带负电,M端少电子带正电,两端都带电,两端验电箔都张开,C正确,ABD错误。
故选C。
4.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左端不带电
【答案】D
【详解】
A.只闭合开关时K1,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,所以导体右端不再带有电荷,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,金属导体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,接着移走带电小球,A端的负电会被中和而都不带电,最后将AB分开,则A端和B端均不带电带负电;故B错误.
CD. K1、K2均闭合时,导体AB的近端还是A端会感应异种电荷带负电,远端通过接地线变成了无穷远,故B端不带电;故C项错误,D项正确.
5.1909年物理学家密立根在多次实验之后发现每滴油滴的电荷量皆为同一数值的倍数,即油滴所带电荷量都是某个最小固定值1.6×10-19C的整数倍,这个最小的电量被称为______;一个正二价的铜离子Cu2+所带的电量为_____C。
【答案】元电荷 3.2×10-19 C
【详解】
[1]物理学家密立根在实验中发现各个油滴所带电荷量都是某一最小电量的整数倍,即电荷量的不连续性,这个最小的电量被称之为元电荷e;
[2]一个正二价的铜离子所带的电荷量为两个元电荷2e,计算可得所带电荷量为3.2×10-19C。
6.密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值,其实验装置如图所示,油滴从喷雾器喷出,以某一速度进入水平放置的平行板之间.今有一带负电的油滴,不加电场时,油滴由于受到重力作用加速下落,速率变大,受到的空气阻力也变大,因此油滴很快会以一恒定速率v1匀速下落.若两板间加一电压,使板间形成向下的电场E,油滴下落的终极速率为v2.已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f=6πηrv计算(其中r为油滴半径,η为空气粘滞系数).实验时测出r、v1、v2,E、η为已知,则
(1)油滴的带电量__________.
(2)经多次测量得到许多油滴的Q测量值如下表(单位10-19C)
分析这些数据可知__________.
【答案】 电荷的最小电量即元电荷为1.6×10-19C
【详解】
(1)[1]没有加电压时,达到有
加上电压后,受到向上的阻力和电场力,有
解以上两式得到油滴电量
(2)[2]在误差范围内,可以认为油滴的带电量总是1.6×10-19C的整数倍,故电荷的最小电量即元电荷为1.6×10-19C.
课程标准
课标解读
通过观察演示实验及对实验现象的分析,引导学生运用所学知识进行分析推理,培养学生分析推理能力。
2、通过对实验的观察和推理,培养学生科学的研究方法,以及严谨认真的学习态度。
1、知道三种起电方式,知道什么是静电感应现象.
2、知道元电荷的概念,掌握元电荷的数值.
3、理解电荷守恒定律.
4、会从微观的角度,结合电荷守恒定律分析三种起电方式.
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生条件
两个不同物体摩擦时
导体靠近带电体时
导体与带电体接触时
现象
两个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”
导体带上与带电体相同电性的电荷
实质
均为自由电子在物体之间或物体内部的转移
步骤
图示(以C带正电为例)
①使带电体C靠近接触的两导体A、B
②保持C不动,用绝缘工具分开A、B
③移走C,则A带上与C电性相反的电荷,B带上与C电性相同的电荷
6.41
8.01
9.65
11.23
12.83
14.48
课程标准
课标解读
通过观察演示实验及对实验现象的分析,引导学生运用所学知识进行分析推理,培养学生分析推理能力。
2、通过对实验的观察和推理,培养学生科学的研究方法,以及严谨认真的学习态度。
1、知道三种起电方式,知道什么是静电感应现象.
2、知道元电荷的概念,掌握元电荷的数值.
3、理解电荷守恒定律.
4、会从微观的角度,结合电荷守恒定律分析三种起电方式.
摩擦起电
感应起电
接触起电
产生条件
两个不同物体摩擦时
导体靠近带电体时
导体与带电体接触时
现象
两个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”
导体带上与带电体相同电性的电荷
实质
均为自由电子在物体之间或物体内部的转移
步骤
图示(以C带正电为例)
①使带电体C靠近接触的两导体A、B
②保持C不动,用绝缘工具分开A、B
③移走C,则A带上与C电性相反的电荷,B带上与C电性相同的电荷
6.41
8.01
9.65
11.23
12.83
14.48
粤教版 (2019)必修 第三册第六章 电磁现象与电磁波第一节 磁现象与磁场课时训练: 这是一份粤教版 (2019)必修 第三册<a href="/wl/tb_c4003206_t7/?tag_id=28" target="_blank">第六章 电磁现象与电磁波第一节 磁现象与磁场课时训练</a>,共27页。试卷主要包含了磁作用的主要表现,磁场,电流周围的磁场等内容,欢迎下载使用。
粤教版 (2019)必修 第三册第三节 能量的转化与守恒课时作业: 这是一份粤教版 (2019)必修 第三册<a href="/wl/tb_c4003202_t7/?tag_id=28" target="_blank">第三节 能量的转化与守恒课时作业</a>,共26页。试卷主要包含了各种各样的能量等内容,欢迎下载使用。
必修 第三册第二节 能源的利用方式同步训练题: 这是一份必修 第三册<a href="/wl/tb_c4003201_t7/?tag_id=28" target="_blank">第二节 能源的利用方式同步训练题</a>,共16页。试卷主要包含了化石能源,新能源,特点等内容,欢迎下载使用。