电荷及其守恒定律
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李永乐讲电荷及其守恒定律电荷守恒定律是物理学的基本定律之一。
它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化,其中所有电荷的代数和永远保持不变。
电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
电荷的多少称为电荷量,常简称为电量,故电荷守恒定律又称电量守恒定律。
在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,用字母表示,单位为。
通常正电荷的电荷量用正数表示,负电荷的电荷量用负数表示。
要使物体带电,可利用摩擦起电、接触起电、静电感应、(感应起电)、光电效应等方法。
物体是否带电,通常可用验电器来检验。
物体带电实际上是得失电子的结果。
这意味着电荷不能离开电子、质子而存在。
电荷乃是电子、质子等微观粒子所具有的一种属性。
由摩擦起电和其他起电过程的大量实验事实表明,一切起电过程其实都是使物体上正、负电荷分离或转移的过程中,在这种过程中,电荷既不能消灭,也不能创生,只能使原有的电荷重新分布。
由此就可以总结出电荷守恒定律:一个孤立系统的总电荷(即系统中所有正、负电荷之代数和)在任何物理过程中始终保持不变。
所谓孤立系统,就是指它与外界没有任何相互作用的系统,是一种理想状态。
电荷守恒定律也是自然界中一条基本的守恒定律,在宏观和微观领域中普遍适用。
近代物理实验发现,在一定条件下,带电粒子可以产生和湮没。
例如,一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子和一个负电子;一对正、负电子可以同时湮没,转化为光子。
不过在这些情况下,带电粒子总是成对产生和湮没,两个粒子带电数量相等但正负相反,而光子又不带电,所以电荷的代数和仍然不变。
因此,一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
它是自然界重要的基本规律之一。
电荷守恒定律 库仑定律一、电荷及电荷守恒定律 1.元电荷、点电荷 (1)元电荷:e =1.6×10-19C ,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同,但符号相反.(2)点电荷:当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷. 2.电荷守恒定律(1)内容: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. (2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电. (3)带电实质:物体带电的实质是得失电子.(4)电荷的分配原则:两个形状、大小相同的导体,接触后再分开,两者带同种电荷时,电荷量平均分配;两者带异种电荷时,异种电荷先中和后平分.3.感应起电:感应起电的原因是电荷间的相互作用,或者说是电场对电荷的作用. (1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(2)当有外加电场时,电荷向导体两端移动,出现感应电荷,当无外加电场时,导体两端的电荷发生中和. 二、库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.表达式:F =k Q 1Q 2r 2,式中k =9.0×109 N·m 2/C 2,叫做静电力常量.3.适用条件:真空中的点电荷.(1)在空气中,两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况,可以直接应用公式. (2)当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷. 基础检测1.[对电现象的理解]关于电现象,下列说法中正确的是( )A .感应起电是利用静电感应,使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程B .带电现象的本质是电子的转移,中性物体得到多余电子就一定带负电,失去电子就一定带正电C .摩擦起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷D .当一种电荷出现时,必然有等量异种电荷出现,当一种电荷消失时,必然有等量异种电荷同时消失 2.[对库仑定律适用条件的理解]关于库仑定律的公式F =k q 1q 2r 2,下列说法正确的是( )A .当真空中的两个点电荷间的距离r →∞时,它们之间的静电力F →0B .当真空中的两个电荷间的距离r →0时,它们之间的静电力F →∞C .当真空中的两个电荷之间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了D .当真空中的两个电荷之间的距离r →0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了3.[库仑定律和电荷守恒定律的应用]使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上-3Q 和+5Q 的电荷后,将它们固定在相距为a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 1.现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a 的两点,它们之间库仑力的大小为F 2.则F 1与F 2之比为 ( )A .2∶1B .4∶1C .16∶1D .60∶14.[感应起电的分析方法]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 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 考点一 静电现象及电荷守恒定律 1.使物体带电的三种方法及其实质摩擦起电、感应起电和接触带电是使物体带电的三种方法,它们的实质都是电荷的转移.而电荷转移的原因是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引. 2.验电器与静电计的结构与原理玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一根导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(如图甲所示).如果把金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器又叫静电计(如图乙所示).注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的.不管是静电计的指针还是验电器的箔片,它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥.例1 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,其中正确的是( )突破训练1 如图所示,A 、B 为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体,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 后,先把A 、B 分开,然后移去C ,A 、B 上的金属箔片仍张开 C .把C 移近导体A 后,先把C 移走,再把A 、B 分开,A 、B 上的金属箔片仍张开D .把C 移近导体A 后,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,而B 上的金属箔片闭合考点二 对库仑定律的理解和应用 1.电荷的分配规律(1)两个相同的导体球,一个带电,一个不带电,接触后电荷量平分. (2)两个相同导体球带同种电荷,先接触再分离,则其电荷量平分. (3)两个相同导体球带异种电荷,先接触再分离,则其电荷量先中和再平分. 2.对库仑定律的深入理解(1)F =k Q 1Q 2r 2,r 指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球,r 为两球心间距.(2)当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能视为点电荷,它们之间的静电力不能认为趋于无限大.例2 如图所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离为l ,为球壳外半径r 的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其所带电荷量的绝对值均为Q ,那么a 、b 两球之间的万有引力F 1与库仑力F 2为( )A .F 1=G m 2l 2,F 2=k Q 2l 2B .F 1≠G m 2l 2,F 2≠k Q 2l2C .F 1≠G m 2l 2,F 2=k Q 2l2D .F 1=G m 2l 2,F 2≠k Q 2l2突破训练2三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径.球1的带电荷量为+q ,球2的带电荷量为+nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变.由此可知( )A .n =3B .n =4C .n =5D .n =6考点三 库仑力作用下的平衡问题1.处理平衡问题的常用方法:(1)合成法,(2)正交分解法. 2.三个自由点电荷的平衡问题(1)条件:两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零,或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等,方向相反. (2)规律“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上; “两同夹异”——正负电荷相互间隔; “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小;“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷.例3如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A 、B 分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F 作用于小球B ,则两球静止于图示位置,如果将小球B 向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比( ) A .推力F 将增大B .竖直墙面对小球A 的弹力减小C .地面对小球B 的弹力一定不变D .两个小球之间的距离增大突破训练3 可以自由移动的点电荷q 1、q 2、q 3放在光滑绝缘水平面上,如图所示,已知q 1与q 2之间的距离为l 1,q 2与q 3之间的距离为l 2,且每个电荷都处于平衡状态.(1)如果q 2为正电荷,则q 1为________电荷,q 3为________电荷. (2)q 1、q 2、q 3三者电荷量大小之比是________. 答案 (1)负 负 (2)(l 1+l 2l 2)2∶1∶(l 1+l 2l 1)2处理库仑力作用下电荷平衡问题的方法(1)库仑力作用下电荷的平衡问题与力学中物体的平衡问题相同,可以将力进行合成与分解. (2)恰当选取研究对象,用“隔离法”或“整体法”进行分析. (3)对研究对象进行受力分析,注意比力学中多了一个库仑力.例4如图所示,竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管,细管截面半径远小于半径R,在中心处固定一带电荷量为+Q的点电荷.质量为m、带电荷量为+q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动,当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力,求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大?答案6mg突破训练4如图所示,点电荷+4Q与+Q分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分,现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t 的关系图像可能是图中的()突破训练5 如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A 和C 围绕B 做匀速圆周运动,B 恰能保持静止,其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2.不计三质点间的万有引力,则A 和C 的比荷(电量和质量之比)之比应是( )A .(L 1L 2)2B .(L 2L 1)2C .(L 1L 2)3D .(L 2L 1)31.某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动 ( ) A .半径越大,加速度越大 B .半径越小,周期越大 C .半径越大,角速度越小 D .半径越小,线速度越小2.如图所示,一个均匀的带电圆环,带电荷量为+Q ,半径为R ,放在绝缘水平桌面上.圆心为O 点,过O 点作一竖直线,在此线上取一点A ,使A 到O 点的距离为R ,在A 点放一检验电荷+q ,则+q 在A 点所受的电场力为( )A .kQqR 2,方向向上B .2kQq4R 2,方向向上 C .kQq4R 2,方向水平向左D .不能确定3.A 、B 两带电小球,质量分别为m A 、m B ,电荷量分别为q A 、q B ,用绝缘不可伸长的细线如图悬挂,静止时A 、B 两球处于同一水平面.若B 对A 及A 对B 的库仑力分别为F A 、F B ,则下列判断正确的是 ( ) A .F A <F BB .细线OC 的拉力T C =(m A +m B )gC .细线AC 对A 的拉力T A =m A2gD .同时烧断细线AC 、BC 后,A 、B 在竖直方向的加速度相同4.如图所示,正电荷q 1固定于半径为R 的半圆光滑轨道的圆 心处,将另一带正电、电荷量为q 2、质量为m 的小球,从轨道的A 处无初速度释放,求:(1)小球运动到B 点时的速度大小;(2)小球在B 点时对轨道的压力.答案 (1)2gR (2)3mg +k q 1q 2R 2,方向竖直向下►题组1 起电的三种方式和电荷守恒定律的应用1.一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,一段时间后,发现该小球上带的负电荷几乎不存在了.这说明( )A .小球上原有的负电荷逐渐消失了B .在此现象中,电荷不守恒C .小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D.该现象是由电子的转移引起的,仍然遵循电荷守恒定律2.如图所示,左边是一个原来不带电的导体,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,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B,则下列结论正确的是()A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且Q A>Q BB.只有沿虚线b切开,才会使A带正电,B带负电,且Q A=Q BC.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且Q A<Q BD.沿任意一条虚线切开,都会使A带正电,B带负电,而Q A、Q B的值与所切的位置有关►题组2库仑定律的理解和应用4.用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素.如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3位置,可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小,这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来.若物体O的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间距离用d表示,物体和小球之间的作用力大小用F表示.则以下对该实验现象的判断正确的是()A.保持Q、q不变,增大d,则θ变大,说明F与d有关B.保持Q、q不变,减小d,则θ变大,说明F与d成反比C.保持Q、d不变,减小q,则θ变小,说明F与q有关D.保持q、d不变,减小Q,则θ变小,说明F与Q成正比►题组3库仑力作用下带电体的平衡问题5.如图所示,可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电,B球固定,其正下方的A球静止在绝缘斜面上,则A 球受力个数可能为()A.可能受到2个力作用B.可能受到3个力作用C.可能受到4个力作用D.可能受到5个力作用6.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上,小球D位于三角形的中心,如图所示.现让小球A、B、C带等量的正电荷Q,让小球D带负电荷q,使四个小球均处于静止状态,则Q与q的比值为()A .13B .33C .3D . 37.如图所示,将两个摆长均为l 的单摆悬于O 点,摆球质量均为m ,带电荷量均为q (q >0).将另一个带电荷量也为q (q >0)的小球从O 点正下方较远处缓慢移向O 点,当三个带电小球分别处在等边三角形abc 的三个顶点上时,两摆线的夹角恰好为120°,则此时摆线上的拉力大小等于 ( )A .3mgB .mgC .23·kq 2l 2D .3·kq 2l28.如图所示,在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球,带电量分别为-q 、Q 、-q 、Q .四个小球构成一个菱形,-q 、-q 的连线与-q 、Q 的连线之间的夹角为α.若此系统处于平衡状态,则正确的关系式可能是 ( )A .cos 3α=q8QB .cos 3α=q 2Q2C .sin 3α=Q8qD .sin 3α=Q 2q2►题组4 在库仑力作用下的动力学问题9.两根绝缘细线分别系住a 、b 两个带电小球,并悬挂在O 点,当两个小球静止时,它们处在同一水平面上,两细线与竖直方向间夹角分别为α、β,α<β,如图所示.现将两细线同时剪断,则 ( ) A .两球都做匀变速运动 B .两球下落时间相同 C .落地时两球水平位移相同D .a 球落地时的速度小于b 球落地时的速度10.如图所示,质量为m 的小球A 放在绝缘斜面上,斜面的倾角为α.小球A 带正电,电荷量为q .在斜面上B 点处固定一个电荷量为Q 的正电荷,将小球A 由距B 点竖直高度为H 处无初速度释放.小球A 下滑过程中电荷量不变.不计A 与斜面间的摩擦,整个装置处在真空中.已知静电力常量k 和重力加速度g . (1)A 球刚释放时的加速度是多大?(2)当A 球的动能最大时,求此时A 球与B 点的距离. 答案 (1)g sin α-kQq sin 2 αmH 2 (2)kQqmg sin α。
引言:化学是一门研究物质组成、性质和变化的科学。
在化学的实验和理论研究中,守恒定律是一个非常重要的概念。
在上一篇文章中,我们已经介绍了化学三大守恒定律中的质量守恒定律和能量守恒定律。
在本文中,我们将继续探讨第三个守恒定律电荷守恒定律以及两个相关概念电流守恒定律和电功率守恒定律。
正文:1.电荷守恒定律:电荷守恒定律是一个基本的物理定律,指出在一个封闭系统中,电荷的总量是不变的。
简单来说,这意味着电荷既不能被创造也不能被销毁,只能从一个物体转移到另一个物体。
这个定律的数学表达式可以表示为:总电荷=进入的电荷离开的电荷。
2.电流守恒定律:电流守恒定律是基于电荷守恒定律的一个推论。
它指出,在一个封闭电路中,电流的总和等于零。
换句话说,电流无法在电路中的任何一点消失,而必须通过电路中的每一个点。
这个定律的数学表达式为:总电流=进入的电流离开的电流。
3.电功率守恒定律:电功率守恒定律是基于能量守恒定律和电流守恒定律的推论,它指出,在一个电路中,电功率的总和等于零。
这个定律的数学表达式可以表示为:总电功率=进入的电功率离开的电功率。
现在,让我们详细阐述每个大点下的小点。
I.电荷守恒定律:1.1电荷的基本单位1.2电荷的性质和量度1.3电荷的转移和分布1.4电荷守恒定律的实验验证1.5应用案例:电化学反应中的电荷转移II.电流守恒定律:2.1电流定义和单位2.2电流的测量和方向2.3电流的连贯性和分布2.4电流守恒定律的实验验证2.5应用案例:并联电路和串联电路中的电流分布III.电功率守恒定律:3.1电功率的定义和单位3.2电功率的测量和计算3.3电功率与电流、电压的关系3.4电功率守恒定律的实验验证3.5应用案例:电能的转化与利用总结:在本文中,我们详细探讨了化学三大守恒定律中的电荷守恒定律及其推论电流守恒定律和电功率守恒定律。
电荷守恒定律指出电荷在封闭系统中的总量是不变的,而电流守恒定律和电功率守恒定律则是基于电荷守恒定律推导出的。
高中物理电荷守恒定律一、电荷和电荷守恒定律1.点电荷:形状和大小对研究问题的影响可忽略不计的带电体称为点电荷.2.电荷守恒定律(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.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.二、库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.公式:F =k q 1q 2r 2,式中的k =9.0×109 N ·m 2/C 2,叫做静电力常量. 3.适用条件:(1)点电荷;(2)真空.三、静电场 电场强度1.静电场:静电场是客观存在于电荷周围的一种物质,其基本性质是对放入其中电荷有力的作用.2.电场强度(1)意义:描述电场强弱和方向的物理量.(2)公式①定义式:E =F q,是矢量,单位:N/C 或V/m. ②点电荷的场强:E =k Q r,Q 为场源电荷,r 为某点到Q 的距离. ③匀强电场的场强:E =U d . (3)方向:规定为正电荷在电场中某点所受电场力的方向.四、电场线及特点1.电场线:电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(1)电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远处或负电荷.(2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大.(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.(5)沿电场线方向电势降低.(6)电场线和等势面在相交处互相垂直.3.几种典型电场的电场线(如图所示)五、静电力做功和电势能1.静电力做功(1)特点:静电力做功与实际路径无关,只与初末位置有关. (2)计算方法 ①W =qEd ,只适用于匀强电场,其中d 为沿电场方向的距离. ②W AB =qU AB ,适用于任何电场.2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量,即W AB =E p A -E p B .(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在大地表面的电势能规定为零.六、电势、等势面1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2)定义式:φ=E p q. (3)矢标性:电势是标量,有正负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低).(4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因零电势点的选取不同而不同.2.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.(2)特点①在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直.③电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密)七、电势差匀强电场中电势差与电场强度的关系1.电势差(1)定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB与移动的电荷的电量q的比值.(2)定义式:U AB=W AB q.(3)电势差与电势的关系:U AB=φA-φB,U AB=-U BA.(4)影响因素:电势差U AB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及电场力做的功W AB无关,与零电势点的选取无关.2.匀强电场中电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积,即U AB=Ed.。
知识回顾:用丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦的橡胶棒带负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,根据电荷的这种特点制成了验电器。
当有带电的导体接触验电器小球时,验电器内部的金属箔有一定的张角。
验电器为什么梳子能把小纸屑吸引起来呢?为什么她的头发会立起来呢?油罐车的尾部有一条铁链第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律1. 知识与能力√ 知道自然界存在两种电荷,正电荷和负电荷,知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,并能由此解释生活中的一些物理现象。
√ 理解元电荷的概念,并知道电荷量只能是一系列不连续的整数值。
√ 记住元电荷的值和电子质量,会计算电子的比荷。
过程与方法√ 通过实践摩擦起电的过程了解使物体带电的方法和从微观角度解释带电的本质。
√ 通过静电感应实验学会分析电荷的变化情况。
3.情感态度与价值观√ 理解并掌握电荷守恒定律,并会用电荷守恒定律解释近代微观原子领域的一些实验现象。
教学重点:教学难点:摩擦起电现象的分析感应起电现象的分析电荷守恒定律原子结构内容解析二、电荷守恒定律三、元电荷原子核核外电子(带负电)质子(带正电)中子(不带电)原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外界不显电性。
1、原子结构一、电荷子和中子被核力紧密地束缚在一起。
核力来源于强相互作用,所以原子核的结构一般是很稳定的。
核外电子靠质子的吸引力维系在原子核附近。
多少和运动状况也不相同。
质子、中子数目不同电子运动轨道不同核外电子绕原子核高速运动2、摩擦起电容易受到外界的作用而脱离原子。
当两个物体摩擦时,一些束缚的不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是,原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电。
这就是摩擦起电。
摩擦起电并不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,并使电子从一个物体转移到另一个物体。
用丝绸摩擦的玻璃棒带正电▲用毛皮摩擦的橡胶棒带负电常见的摩擦起电现象:3、自由电子子核的束缚在金属中自由活动,这种电子叫自由电子。
第1章静电场第01节 电荷及其守恒定律[知能准备]1.自然界中存在两种电荷,即 电荷和 电荷.2.物体的带电方式有三种:(1)摩擦起电:两个不同的物体相互摩擦,失去电子的带 电,获得电子的带 电.(2)感应起电:导体接近(不接触)带电体,使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷,而另一端带上与带电体相 的电荷.(3)接触起电:不带电物体接触另一个带电物体,使带电体上的 转移到不带电的物体上.完全相同的两只带电金属小球接触时,电荷量分配规律:两球带异种电荷的先中和后平均分配;原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上.3.电荷守恒定律:电荷既不能 ,也不能 ,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另一部分,在转移的过程中,电荷的总量 .4.元电荷(基本电荷):电子和质子所带等量的异种电荷,电荷量e =1.60×10-19C.实验指出,所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ,或者是电荷量e 的整数倍.因此,电荷量e 称为元电荷.电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的.5.比荷:带电粒子的电荷量和质量的比值.电子的比荷为.m qkg C m e e/1076.111⨯=[同步导学]1.物体带电的过程叫做起电,任何起电方式都是电荷的转移,而不是创造电荷.2.在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变.例1 关于物体的带电荷量,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 .物体所带的电荷量只能是某些特定值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 .物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C解析:物体带电的原因是电子的得、失而引起的,物体带电荷量一定为e 的整数倍,故A 错,B 、C 、D 正确.如图1—1—1所示,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,下述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 .先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开D .棒的带电荷量不变,两导体球不能带电解析:带电棒移近导体球但不与导体球接触,从而使导体球上的电荷重新分布,甲球左侧感应出正电荷,乙球右侧感应出负电荷,此时分开甲、乙球,则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷,故A 正确;如果先移走带电棒,则甲、乙两球上的电荷又恢复原状,则两球分开后不显电性,故B 错;如果先将棒接触一下其中的一球,则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷,故C 正确.可以采用感应起电的方法使两导体球带电,而使棒的带电荷量保持不变,故D 错误.3.“中性”和“中和”的区别图1—1—1“中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等,对外不显示电性,表现不带电的状态.可见,任何不带电的物体,实际上其中都有等量的异种电荷.“中和”是两个带等量(或不等量)的异种电荷的带电体相接触时,由于正、负电荷间的吸引作用,电荷发生转移、抵消(或部分抵消),最后都达到中性(或单一的正、负电性)状态的一个过程.[同步检测]1、一切静电现象都是由于物体上的 引起的,人在地毯上行走时会带上电,梳头时会带上电,脱外衣时也会带上电等等,这些几乎都是由 引起的.2.用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为 ( )A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体3.如图1—1—2所示,在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ,均放在绝缘支座上.若先将+Q 移走,再把A 、B 分开,则A 电,B 电;若先将A 、B 分开,再移走+Q ,则A 电,B 电.4.同种电荷相互排斥,在斥力作用下,同种电荷有尽量 的趋势,异种电荷相互吸引,而且在引力作用下有尽量 的趋势.5.一个带正电的验电器如图1—1—3所示,当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时,验电器中金属箔片的张角减小,则( )A .金属球A 可能不带电B .金属球A 一定带正电C .金属球A 可能带负电D .金属球A 一定带负电6.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断( )A .验电器所带电荷量部分被中和B .验电器所带电荷量部分跑掉了C .验电器一定带正电D .验电器一定带负电7.以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体,而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移8.现有一个带负电的电荷A ,和一个能拆分的导体B ,没有其他的导体可供利用,你如何能使导体B 带上正电?9.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的A. 2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C10.有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ,其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷,小球B 、C 不带电.现在让小球C 先与球A 接触后取走,再让小球B 与球A 接触后分开,最后让小球B 与小球C 接触后分开,最终三球的带电荷量分别为q A = ,q B =图1—1—2 图1—1—3,q C =.[综合评价]1.对于摩擦起电现象,下列说法中正确的是A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同种电荷2.如图1—1—4所示,当将带正电的球C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时,枕形导体上的电荷移动情况是A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动,负电荷不移动B.枕形金属导体中的带负电的电子向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 图1—1—43.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.摩擦起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了4.如图1—1—5所示,用带正电的绝缘棒A 去靠近原来不带电的验电器B ,B 的金属箔片张开,这时金属箔片带 电;若在带电棒离开前,用手摸一下验电器的小球后离开,然后移开A ,这时B 的金属箔片也能张开,它带 电. 图1—1—55.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜.在a 的近旁有一底座绝缘金属球b ,开始时a 、b 都不带电,如图1—1—6所示,现使b 带电,则: A. ab 之间不发生相互作用 B. b 将吸引a ,吸在一起不放开C. b 立即把a 排斥开D. b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开 图1—1—66.5个元电荷的电荷量是 C ,16C 电荷量等于 个元电荷的电荷量.7.有两个完全相同的带电绝缘金属球A 、B ,分别带有电荷量Q =6.4×C,Q =–A 910-B 3.2×C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移多少库仑?此后,910-小球A 、B 各带电多少库仑?8.有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ,其中小球A 带有3×10-3C 的正电荷,小球B 带有-2×10-3C 的负电荷,小球C 不带电.先将小球C 与小球A 接触后分开,再将小球B 与小球C 接触然后分开,试求这时三球的带电荷量分别为多少?第一章静电场第一节电荷及其守恒定律[知能准备]答案:1. 正负 2.(1)正负(2)异同(3)一部分电荷 3. 创造消失保持不变[同步检测]答案:1.带电摩擦 2.AD 3.不带不带负正 4 .远离靠近 5.AC 6.C 7.D 8.电荷A靠近导体B时,把B先拆分开后把电荷A移走,导体B靠近电荷A的一端带正电9.A 10. 5×10-6C 7.5×10-6C 7.5×10-6C[综合评价]答案:1.BC 2.B 3.B 4.正负 5.D 6. 8×10-19C 10207.(1) 4. 8×10-9C (2) 1.6×10-9C1.6×10-9C 8. 1.5×10-3C –2.5×10-4C –2.5×10-4C。
1电荷及其守恒定律一、电荷1.摩擦起电:当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的往往从一个物体到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去的物体则带正电.2.感应起电:当一个带电体靠近导体时,由于,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号电荷,远离带电体的一端带电荷,这种现象叫静电感应,利用静电感应使金属导体带电的过程叫起电.二、电荷守恒定律1.内容:电荷既不会,也不会,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.这个结论叫做电荷守恒定律.2.电荷守恒定律另一表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和.三、元电荷1.电荷量:叫电荷量.国际单位是库仑,简称库,用C表示.2.元电荷:叫做元电荷,用e表示.所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e的.电荷量e的数值最早是由美国物理学家通过实验测得的.一、电荷及三种起电方式1.在干燥的实验室里,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,丝绸带何种电荷呢?玻璃棒和丝绸带电的原因是什么?答案2.如图1所示,取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触.起初它们不带电,贴在下部的金属箔是闭合的.图1(1)把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔片有什么变化?(2)这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化?(3)再让A和B接触,又会看到什么现象?(4)再把带正电物体C和A接触,金属箔片又有什么变化?答案[要点提炼]1.摩擦起电:当两个物体相互摩擦时,一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体,于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带电,失去电子的物体则带电.2.感应起电:当一个带电体靠近导体时,由于电荷之间相互吸引或排斥,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电荷,远离带电体的一端带电荷.3.接触起电:电荷从带电体转移到不带电的物体上.4.三种起电方式的实质都是的转移.二、电荷守恒定律前面学习了三种不同的起电方式,其本质都是电子的得失.那么,在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗?答案[要点提炼]1.电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量保持不变”.2.导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关.若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q1和Q2,两小球接触后再分开,将电荷,两小球带电量都为Q=(式中电量Q1和Q2均包含它们的正负号).[延伸思考]“电荷的中和”,是电荷消失了吗?“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗?答案三、元电荷1.物体的带电荷量可以是任意的吗?带电荷量可以是4×10-19C吗?答案2.电子和质子就是元电荷吗?答案[要点提炼]1.所有带电体的带电荷量或者e,或者是e的.2.质子和电子所带电荷量与元电荷相等,但不能说电子和质子是元电荷.一、对三种带电方式的理解例1关于摩擦起电现象,下列说法正确的是()A.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B.两种不同材料的绝缘体相互摩擦后,同时带上等量异号电荷C.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而造成的D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显正电例2如图2所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()图2A.A端金箔张开,B端金箔闭合B.用手触摸枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合C.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开D.选项A中两对金箔分别带异号电荷,选项C中两对金箔带同号电荷二、对电荷守恒定律的理解例3原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷1.6×10-15 C,丙物体带电荷量的大小为8×10-16 C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是()A.乙物体一定带有负电荷8×10-16 CB.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15 CC.丙物体一定带有正电荷8×10-16 CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16 C三、对元电荷的理解例4下列关于元电荷的说法中正确的是()A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷C.元电荷没有正负之分D.元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的1. (对三种起电方式的理解)用金属箔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与头发摩擦后,将笔套自上而下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上,如图3所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是()图3A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷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2.(对元电荷的理解)保护知识产权,抑制盗版是我们每个公民的责任与义务,盗版书籍不但影响我们的学习效率,甚至会给我们的学习带来隐患.某同学有一次购买了盗版的物理参考书,做练习时,发现有一个带电质点的电荷量数据看不清,只能看清是9.________×10-18C,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下列数据中的哪一个() A.9.2×10-18 C B.9.4×10-18 CC.9.6×10-18 C D.9.8×10-18 C3.(对电荷守恒定律的理解)有两个完全相同的带电金属小球A、B,分别带有电荷量为Q A=6.4×10-9 C、Q B=-3.2×10-9 C,让两个绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移,转移了多少个电子?题组一对三种起电方式的理解1.下列关于电现象的叙述中正确的是()A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B.摩擦可以起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总同时带等量的异号电荷C.摩擦起电现象的本质是电子的转移,呈电中性的物体得到电子就一定显负电性,失去电子的物体就一定显正电性D.摩擦起电的过程,是通过摩擦创造等量异号电荷的过程2.如图1所示,将带正电的球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()图1A.枕形导体中的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形导体中电子向A端移动,正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动3.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,产生这种现象的原因是()A.人身体上产生电流B.接触起电造成的C.摩擦起电造成的D.感应起电造成的题组二对电荷守恒定律的理解4.导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带-q的负电荷,将两导体接触一会后再分开,则导体B的带电荷量是()A.-q B.q C.2q D.4q5.M和N都是不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10 C,下列判断中正确的是()A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子6.如图2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,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B,则下列结论正确的有()图2A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且Q A>Q BB.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且Q A=Q BC.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且Q A<Q BD.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而Q A、Q B的值与所切的位置有关7.有三个相同的金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷,小球B、C 不带电,现在让小球C先与球A接触后取走,再让小球B与球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,最终三球的带电荷量分别为q A=________________ C,q B=______________ C,q C=____________ C.题组三对元电荷的理解8.下列说法中正确的是()A.元电荷是电子所带的电荷量B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.物体所带电荷量可以是任意值D.元电荷的值通常取e=1.60×10-19 C9.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 CC.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C题组四验电器及电荷间的相互作用10.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列四个图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是()11.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时a、b不带电,如图3所示,现使b球带电,则()图3A.a、b之间不发生相互作用B.b将吸引a,吸在一起不分开C.b立即把a排斥开D.b先吸引a,接触后又把a排斥开12.挂在绝缘细线下的两个轻质小球,表面镀有金属薄膜,由于电荷的相互作用而靠近或远离,分别如图4甲、乙所示,则()图4A.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.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球只有一个带电。
03课后课时精练
1. (多选)挂在绝缘细线下的通草球,由于电荷的相互作用而靠近,如甲图所示;或远离,如乙图所示.则()
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.甲图中两球至少有一个带电
D.乙图中两球至少有一个带电
答案:BC
解析:甲图中的两球相互吸引,可能是带异种电荷,也可能是其中之一带有电荷,另一个不带电,A错、C对;乙图中的两球相互排斥,一定带同种电荷,B对、D错.
2. (多选)M和N是两个都不带电的物体.它们互相摩擦后,M 带正电荷2.72×10-9 C,下列判断正确的有()
A.在摩擦前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荷2.72×10-9 C D.M在摩擦过程中失去1.7×1010个电子答案:BCD
解析:
两类夸克组成.u夸克带电量为2
3e,d夸克带电量为-
1
3e,质子的带
电量为e,中子不带电.下列说法正确的是()
A.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
B.质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
C.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由两个u夸克和两个d夸克组成
D .质子是由两个u 夸克和一个d 夸克组成,中子是由两个u 夸克和两个d 夸克组成
答案:B
解析:根据质子的带电荷量为e ,所以质子是由两个u 夸克和一
个d 夸克组成,2×23e -13
e =e ;中子不显电性,所以中子是由一个u 夸克和两个d 夸克组成,23e -2×13
e =0,故选项B 正确. 4. (多选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开.此时,金属箔片所带电荷的电性和起电方式是( )
A .正电荷
B .负电荷
C .接触起电
D .感应起电
答案:AC
解析:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷,故A 对B 错,玻璃棒与验电器接触,带电方式为接触起电,故C 对D 错.
5. 有一金属小球a 带电荷量为Q ,另一形状完全相同的中性金属小球b 与它接触后,b 的带电荷量为Q /2.两球分开后,对a 补充电荷使其电荷量仍为Q ,再让b 球与a 接触,如此往复无穷多次,则最后b 球的带电荷量为( )
A .Q
B .Q /2
C .Q /3
D .2Q /3 答案:A
解析:由题意可知两金属小球接触后,总电荷量等量平分,两金属小球的电荷量相等,所以最后b 球的带电荷量为Q ,故A 项对.
6. [2013·东营一中高二检测](多选)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C 时()
A.A端金箔张开,B端金箔闭合
B.用手触枕形导体后,A端金箔仍张开,B端金箔闭合
C.用手触枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开
D.选项C中两对金箔带同种电荷
答案:BCD
解析:根据静电感应,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A 端出现了负电,B端出现了正电,两端金箔上带同种电荷相斥而张开,选项A错误.用手触枕形导体后,B端不是最远端了,人是导体,人的脚部甚至地球是最远端,这样B端不再有电荷,金箔闭合,选项B正确.用手触枕形导体时,只有A端带负电,将手和C移走后,不再有静电感应现象,A端所带负电荷分布在枕形导体上,A、B端均带有负电荷,两对金箔均张开,选项C、D正确.
7. (多选)一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上净电荷几乎不存在,这说明()
A.小球上原有的负电荷逐渐消失了
B.在此现象中,电荷不守恒
C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D.该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律
答案:CD
解析:绝缘小球上电荷量减少是由于电子通过潮湿空气导电转移到外界,只是小球上电荷量减少,但是这些电子并没消失,故A、B 错,C对.就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷的总量仍保持不变,故D正确.
8. (多选)如图所示,a、b、c、d为四个带电小球,两球之间的作用分别为a吸d,b斥c,c斥a,d吸b,则()
A.仅有两个小球带同种电荷
B.仅有三个小球带同种电荷
C.c,d小球带同种电荷
D.c,d小球带异种电荷
答案:BD
解析:由d吸a,d吸b可知a与b带同种电荷,且与d带异种电荷;由c斥a,c斥b可知c与a、b带同种电荷,c与d带异种电荷,A、C错,B、D对.
9. (多选)如图所示,在真空中把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近.关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中正确的是() A.两端的感应电荷越来越多
B.两端的感应电荷是同种电荷
C.两端的感应电荷是异种电荷
D.两端的感应电荷电荷量相等
答案:ACD
解析:由于绝缘导体内有大量可自由移动的电子,当它慢慢靠近带负电的球P时,由于同种电荷相互排斥,绝缘导
体上靠近P的一端因电子被排斥到远端而带上正电荷,远离P 的一端带上了等量的负电荷.绝缘导体离P球越近,电子被排斥得越多,感应电荷越多.故B错误,A、C、D正确.
10. 如图是伏打起电盘示意图,其起电原理是()
A.摩擦起电
B.感应起电
C.接触起电
D.以上三种方式都不是
答案:B
解析:导电平板靠近带电绝缘板并接地时,导体与大地连通、异种电荷互相吸引,绝缘板带正电,则会吸引大地的电子到导电平板上,从而使导电平板带上负电荷,故选项B正确.
11. 有三个完全相同的绝缘金属球,A球所带电荷量为Q,B、C
不带电,现要使B球带有3
8Q的电荷量,应该怎么办?你能想出几种
方法?
答案:见解析
解析:由于两个完全相同的金属球接触时,剩余电荷量平均分配,
因此,有四种方法可以使B球带电量为3
8Q.
(1)A与C接触分开,再B与C接触分开,然后A与B接触分开;
(2)A与C接触分开,再A与B接触分开,然后B与C接触分开;
(3)A与B接触分开,再B与C接触分开,然后A与B接触分开;
(4)A与B接触分开,再A与C接触分开,然后B与C接触分开.
12. 现代理论认为,反质子的质量与质子相同,约为电子质量的1836倍.若m e=0.91×10-30 kg,e=1.6×10-19 C,求反质子的比荷.答案:9.58×107 C/kg
解析:反质子的比荷
q
m=
e
1836m e=
1.6×10-19 C
1836×0.91×10-30 kg
=9.58×107 C/kg。