2022-2023學(xué)年高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 第1節(jié) 電荷 電荷守恒定律練習(xí) 教科版選修3-1

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1、2022-2023學(xué)年高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 第1節(jié) 電荷 電荷守恒定律練習(xí) 教科版選修3-1                     1.自然界只存在兩種電荷,物理學(xué)中規(guī)定:用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷;用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電荷.帶有同種電荷的物體相互排斥,帶有異種電荷的物體相互吸引.帶有等量異種電荷的物體相互接觸會(huì)發(fā)生中和現(xiàn)象.帶電體的三個(gè)共同特點(diǎn)是:具有吸引輕小物體的性質(zhì);能使驗(yàn)電器金屬箔張角發(fā)生變化;帶電體之間有相互作用力. 2.電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分.在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量不變,這個(gè)規(guī)律

2、叫做電荷守恒定律. 3.關(guān)于摩擦起電,下列說法中正確的是(  ) A.兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r一定會(huì)發(fā)生帶電現(xiàn)象 B.摩擦起電的兩個(gè)物體一定帶有等量同種電荷 C.在摩擦起電現(xiàn)象中負(fù)電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 D.在摩擦起電現(xiàn)象中正、負(fù)電荷同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)移 答案 C 解析 在摩擦起電現(xiàn)象過程中電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負(fù)電. 4.有A、B兩個(gè)物體經(jīng)摩擦后,使B帶上了2.4×10-6C的正電荷,則此過程中有________個(gè)電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,是由________向________轉(zhuǎn)移的. 答案 1.5×1013 B A 【概念規(guī)律練】

3、 知識(shí)點(diǎn)一 電荷及其相互作用 1.以下判斷小球是否帶電的說法中正確的是(  ) A.用一個(gè)帶電體靠近它,如果能夠吸引小球,則小球一定帶電 B.用一個(gè)帶電體靠近它,如果能夠排斥小球,則小球一定帶電 C.用驗(yàn)電器的金屬球接觸它后,如果驗(yàn)電器的金屬箔能改變角度,則小球一定帶電 D.如果小球能吸引小紙屑,則小球一定帶電 答案 BD 解析 用一個(gè)帶電體靠近它,如果能夠吸引小球,小球可能帶異種電荷,也可能不帶電,A錯(cuò)誤;如果能夠排斥小球,則小球一定帶同種電荷,故B正確;用驗(yàn)電器的金屬球接觸它時(shí),還需知道驗(yàn)電器金屬球的帶電情況才能予以判斷,因此C不對(duì);帶電小球能吸引輕小物體是帶電體的性質(zhì),D正

4、確. 2.絕緣細(xì)線上端固定,下端懸掛一輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜,在a的近旁有一絕緣金屬球b,開始時(shí)a、b不帶電,如圖1所示,現(xiàn)使b球帶電,則(  ) 圖1 A.a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用 B.b將吸引a,吸在一起不分開 C.b立即把a(bǔ)排斥開 D.b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開 答案 D 解析 b球帶電就能吸引輕質(zhì)小球a,接觸后電荷量重新分配,那么a、b球帶同種電荷,然后就要相互排斥.因此本題突出“近旁”,以表示能吸引并能接觸. 點(diǎn)評(píng) 電荷之間的相互作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,另外,帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì).若帶電體與不帶電的物體相接觸,由于電荷的重新分

5、配,兩物體會(huì)帶上同種電荷,電荷之間就會(huì)有相互的排斥力. 知識(shí)點(diǎn)二 起電的三種方式 3.關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象,下列說法正確的是(  ) A.摩擦起電現(xiàn)象使本來沒有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生電子和質(zhì)子 B.兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后,同時(shí)帶上等量異種電荷 C.摩擦起電,可能是因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致質(zhì)子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體而形成的 D.絲綢摩擦玻璃棒時(shí),電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上,玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電 答案 BD 解析 摩擦起電實(shí)質(zhì)是由于兩個(gè)物體的原子核對(duì)核外電子的約束能力不相同,因而電子可以在物體間轉(zhuǎn)移.若一個(gè)物體失去電子,其質(zhì)子數(shù)就會(huì)比電子數(shù)多,我們說它帶正電.若一個(gè)物體得

6、到電子,其質(zhì)子數(shù)就會(huì)比電子數(shù)少,我們說它帶負(fù)電.使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷. 點(diǎn)評(píng) 使物體帶電的三種方式的實(shí)質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移: (1)摩擦起電是由于不同物體束縛電子能力的不同,而使物體得或失電子,即電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上. (2)感應(yīng)起電是在電荷的相互作用下導(dǎo)體中的自由電荷從導(dǎo)體的一端轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體的另一端,使導(dǎo)體兩端分別帶上等量異種電荷. (3)接觸起電,是由于同種電荷相互排斥而使電荷轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上. 4.如圖2所示,A、B為兩個(gè)相互接觸的、用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬箔片,C是帶正電的小球,下列說法中正確的是(  ) 圖2 A.

7、把C移近導(dǎo)體A時(shí),A、B上的金屬箔片都張開 B.把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,然后移去C,A、B上的金屬箔片仍然張開 C.先把C移走,再把A、B分開,A、B上的金屬箔片仍然張開 D.先把A、B分開,再把C移去,然后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片閉合 答案 AB 解析 把C移近導(dǎo)體A時(shí),A、B上的金屬箔片都張開,A上帶負(fù)電荷,B上帶正電荷,A項(xiàng)正確;把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,然后移去C,A、B仍帶電,再重新讓A、B接觸,A、B上的電荷就會(huì)相互中和,故B對(duì),D錯(cuò);先把C移去,再把A、B分開,A、B上的電荷已相互中和,都不再帶電,故C項(xiàng)錯(cuò)誤. 點(diǎn)評(píng) 先分開

8、A、B,再移去C,A、B的電荷不會(huì)中和;先移去C,再把A、B分開,A、B的電荷會(huì)發(fā)生中和,本題中,分析A、B中的電荷能否發(fā)生中和是解題的關(guān)鍵. 知識(shí)點(diǎn)三 電荷守恒定律 5.一帶負(fù)電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中,經(jīng)過一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)該小球上的電荷幾乎不存在了,這說明(  ) A.小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了 B.在此現(xiàn)象中,電荷不守恒 C.小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了 D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起,仍然遵循電荷守恒定律 答案 CD 解析 絕緣小球上的電荷量減少是由于電子通過空氣導(dǎo)電轉(zhuǎn)移到外界,只是小球上的電荷量減小,但這些電子并沒有消失,就小球和整個(gè)外界組

9、成的系統(tǒng)而言,其電荷總量保持不變,因此C、D選項(xiàng)均正確. 點(diǎn)評(píng) 電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分. 【方法技巧練】 一、接觸起電的電荷分配 6.有A、B、C三個(gè)完全相同的金屬球,A帶1.2×10-4C的正電荷,B、C不帶電,現(xiàn)用相互接觸的方法使它們都帶電,則A、B、C所帶的電荷量可能是下面哪組數(shù)據(jù)(  ) A.6.0×10-5C,4.0×10-5C,4.0×10-5C B.6.0×10-5C,4.0×10-5C,2.0×10-5C C.4.5×10-5C,4.5×10-5C,3.0×10-5C D.5.0×10-

10、5C,5.0×10-5C,2.0×10-5C 答案 C 解析 A項(xiàng)中三個(gè)球電荷量的總和大于原來A球的電荷量,由電荷守恒定律排除A項(xiàng);無論什么時(shí)候,若三個(gè)球同時(shí)接觸,則每球各分總電荷量的1/3,且之后無論怎樣接觸,各球的電荷量都不會(huì)再發(fā)生變化.若三球電荷量不相等,最后一次必為兩球接觸,則必有兩個(gè)球的電荷量相等,從而可排除B;選項(xiàng)C、D,均滿足電荷守恒定律,設(shè)從第一次兩球接觸開始,如A、B接觸,A、B各帶電荷量6.0×10-5C;第二次B、C接觸后B、C各帶電荷量3.0×10-5C,三球所帶電荷量分別為6.0×10-5C、3.0×10-5C、3.0×10-5C;第三次用A、B接觸,A、B各帶電

11、荷量4.5×10-5C,即選項(xiàng)C的分配結(jié)果,由此又可推知,此后無論怎樣接觸,電荷量也不會(huì)多于4.5×10-5C,從而選C而否定D. 7.有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶有電荷量QA=6.4×10-9C,QB=-3.2×10-9C,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少? 答案 電子由B球轉(zhuǎn)移到了A球,轉(zhuǎn)移了3.0×1010個(gè). 解析 當(dāng)兩小球接觸時(shí),帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配.由于兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量 QA′=QB′==C =1.6×10-9C 在接觸過程中,電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,不僅將自身

12、電荷中和,且繼續(xù)轉(zhuǎn)移,使B球帶電荷量為QB′的正電,這樣共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為 ΔQB=QB′-QB=1.6×10-9C-(-3.2×10-9) C=4.8×10-9C 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)n== =3.0×1010(個(gè)). 方法總結(jié) 使物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,而不是創(chuàng)造了電荷,并且在轉(zhuǎn)移的過程中電荷的總量保持不變.當(dāng)兩球接觸時(shí),由于它們帶相反電性的電荷,所以帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配.如果兩球完全相同,剩余的正電荷平均分配.                     1.感應(yīng)起電和摩擦起電都能使物體帶電,關(guān)于這兩種使物體帶電的過程,下列說法中正確的是(  

13、) A.感應(yīng)起電和摩擦起電都是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 B.感應(yīng)起電是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 C.感應(yīng)起電和摩擦起電都是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 D.摩擦起電是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 答案 D 2.把一個(gè)帶正電的金屬小球A跟同樣的不帶電的金屬球B相碰,兩球都帶等量的正電荷,這從本質(zhì)上看是因?yàn)?  ) A.A球的正電荷移到B球上 B.B球的負(fù)電荷移到A球上 C.A球的負(fù)電荷移到B球上 D.B球的正電荷移到A球上 答案 B 3.如圖3所示,掛在絕緣細(xì)線下的小輕質(zhì)通草球,由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離,所以(  ) 圖3 A.甲圖中兩球一

14、定帶異種電荷 B.乙圖中兩球一定帶同種電荷 C.甲圖中兩球至少有一個(gè)帶電 D.乙圖中兩球至少有一個(gè)帶電 答案 BC 解析 帶電體對(duì)不帶電導(dǎo)體也吸引,A錯(cuò);只有同種電荷相互排斥,D錯(cuò). 4.如圖4所示,將帶電棒移近兩不帶電的導(dǎo)體球,兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣,下述幾種方法中能使兩球都帶電的是(  ) 圖4 A.先把兩球分開,再移走棒 B.先移走棒,再把兩球分開 C.先將棒接觸一下其中的一球,再把兩球分開 D.棒的帶電荷量不變,兩導(dǎo)體球不能帶電 答案 AC 解析 B中若先移走棒,兩球電荷又中和掉,不再帶電,B錯(cuò);兩球是導(dǎo)體,可接觸帶電,也可以感應(yīng)帶電,A、C對(duì)

15、,D錯(cuò). 5.如圖5所示,原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔.若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端,可能看到的現(xiàn)象是(  ) 圖5 A.只有M端驗(yàn)電箔張開 B.只有N端驗(yàn)電箔張開 C.兩端的驗(yàn)電箔都張開 D.兩端的驗(yàn)電箔都不張開 答案 C 解析 當(dāng)帶電體A靠近導(dǎo)體M端時(shí),導(dǎo)體由于靜電感應(yīng),兩端出現(xiàn)異種電荷,故金箔都會(huì)張開. 6.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器,驗(yàn)電器的箔片張開.下列4個(gè)圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況,其中正確的是(  ) 答案 B 解析 由于驗(yàn)電器原來不帶電,因此,驗(yàn)電器的金屬球和箔片帶異號(hào)電荷,A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤.驗(yàn)電

16、器靠近帶電金屬球的一端感應(yīng)出與帶電金屬球異號(hào)的電荷,D項(xiàng)錯(cuò)誤.正確選項(xiàng)為B. 7.原來甲、乙、丙三物體都不帶電,今使甲、乙兩物體相互摩擦后,乙物體再與丙物體接觸,最后,得知甲物體帶正電1.6×10-15C,丙物體帶電8×10-16C.則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情況,下列說法中正確的是(  ) A.乙物體一定帶有負(fù)電荷8×10-16C B.乙物體可能帶有負(fù)電荷2.4×10-15C C.丙物體一定帶有正電荷8×10-16C D.丙物體一定帶有負(fù)電荷8×10-16C 答案 AD 解析 由于甲、乙、丙原來都不帶電,即都沒有靜電荷,甲、乙相互摩擦導(dǎo)致甲失去電子而帶1.6×10-15C的正

17、電荷,乙物體得到電子而帶1.6×10-15C的負(fù)電荷;乙物體與不帶電的丙物體相接觸,從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上,故可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷,由電荷守恒可知乙最終所帶負(fù)電荷為1.6×10-15C-8×10-16C=8×10-16C,故A、D正確. 8.小華在旅游景點(diǎn)購買了一本物理參考書,回家后發(fā)現(xiàn)是竊版書.其中一道習(xí)題給出四個(gè)帶電體的帶電荷量為如下四個(gè)選項(xiàng),你認(rèn)為其中帶電荷量合理的是(  ) A.Q1=6.2×10-18CB.Q2=6.4×10-18C C.Q3=6.6×10-18CD.Q4=6.8×10-18C 答案 B 9.如圖6所示,不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對(duì)

18、金箔.當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)(  ) 圖6 A.A端金箔張開,B端金箔閉合 B.用手接觸枕形導(dǎo)體,A端金箔張開,B端金箔閉合 C.用手接觸枕形導(dǎo)體,后將手和C分別移走,兩對(duì)金箔均張開 D.選項(xiàng)C中兩對(duì)金箔帶同種電荷 答案 BCD 解析 根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近,在A端出現(xiàn)了負(fù)電荷,在B端出現(xiàn)了正電荷,這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷產(chǎn)生,只是電荷的重新分布.金箔因帶電相斥而張開,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.用手接觸枕形導(dǎo)體后,A端帶負(fù)電,B端不是最遠(yuǎn)端了,人是導(dǎo)體,人的腳部甚至地球是最遠(yuǎn)端,這樣B端不再有電荷,金箔閉合,選項(xiàng)B正確.用手接觸導(dǎo)體時(shí),只有A端帶負(fù)電,將手和導(dǎo)體C分別移走后,不再有靜電感應(yīng),A端所帶負(fù)電荷便分布在枕形導(dǎo)體上,A、B端均帶有負(fù)電,兩對(duì)金箔均張開,選項(xiàng)C、D正確. 點(diǎn)評(píng) 手接觸導(dǎo)體后,導(dǎo)體與大地形成一個(gè)帶電體,導(dǎo)體為近端,大地為遠(yuǎn)端. 10.有兩個(gè)完全相同的絕緣金屬球A、B,A球所帶電荷量為q,B球所帶電荷量為-q,現(xiàn)要使A、B所帶電荷量都為-,應(yīng)該怎么辦? 答案 見解析 解析 先用手接觸一下A球,使A球帶電傳入大地,再將A、B接觸一下,分開A、B,此時(shí)A、B所帶電荷量都是-,再用手接觸一下A球,再將A、B接觸一下再分開,這時(shí)A、B所帶電荷量都是-.

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