第1节电荷及其守恒定律知识点及典型例题
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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:两个不一样的物体相互摩擦,失掉电子的带电,获取电子的带电.(2)感觉起电:导体凑近(不接触)带电体,使导体凑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.完整同样的两只带电金属小球接触时,电荷量分派规律:两球带异种电荷的先中和后均匀分派;本来两球带同种电荷的总电荷量均匀分派在两球上.3.电荷守恒定律:电荷既不可以,也不可以,只好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 ×10-19 C.实验指出,全部带电体的电荷量或许等于电荷量e,或许是电荷量 e 的整数倍.所以,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q .电子的比荷为me1011 C / kg .m e[ 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,而不是创建电荷.2.在同一隔绝系统中正、负电荷量的代数和总量不变.例 1对于物体的带电荷量,以下说法中正确的选项是()A.物体所带的电荷量能够为随意实数B.物体所带的电荷量只好是某些特定值C.物体带电+ 1.60 ×10-9 C,这是因为该物体失掉了 1.0 ×1010个电子D.物体带电荷量的最小值为 1.6 ×10-19 C分析:物体带电的原由是电子的得、失而惹起的,物体带电荷量必定为 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,两个导体球开始时相互接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球- -- ---甲乙都带电的是()A.先把两球分开,再移走棒图 1—1 B.先移走棒,再把两球分开C.先将棒接触一下此中的一个球,再把两球分开D.棒的带电荷量不变,两导体球不可以带电分析:带电棒移近导体球但不与导体球接触,进而使导体球上的电荷从头散布,甲球左边感觉出正电荷,乙球右边感觉出负电荷,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还原状,则两球分开后不显电性,故 B 错;假如先将棒接触一下此中的一球,则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷,故 C正确.能够采纳感觉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”的差别“中性”和“中和”反应的是两个完整不一样的观点. “中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数目上相等,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,本质上此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,因为正、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(或单调的正、负电性)状态的一个过程.[ 同步检测 ]1、全部静电现象都是因为物体上的惹起的,人在地毯上行走时会带上电,梳头时会带上电,脱外套时也会带上电等等,这些几乎都是由惹起的 .2.用丝绸摩掠过的玻璃棒和用毛皮摩掠过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为()A.被摩掠过的玻璃棒和硬橡胶棒必定带上了电荷B.被摩掠过的玻璃棒和硬橡胶棒必定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体必定是带电体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的带电体邻近有两个相互接触的金电荷及其守恒定律(讲解及习题)含答案属导体 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.同种电荷相互排挤,在斥力作用下,同种电荷有尽量趋向,异种电荷相互吸引,并且在引力作用下有尽量趋向.5.一个带正电的验电器如图1—1—3 所示,++++A B 当一个金属球 A 凑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 可能不带电图 1—1 的的AB+ +图 1—1B.金属球 A 必定带正电C.金属球 A 可能带负电D.金属球 A 必定带负电6.用毛皮摩掠过的橡胶棒凑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.验电器必定带正电D.验电器必定带负电7.以下对于摩擦起电和感觉起电的说法中正确的选项是A.摩擦起电是因为电荷的转移,感觉起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感觉起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必然是绝缘体, 而感觉起电的物体必然是导体D.无论是摩擦起电仍是感觉起电,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 ,没有其余的导体可供利用,你怎样能使导体B 带上正电?9.带电微粒所带的 电荷量不行能是以下值中的A. 2.4 ×10-19 C6.4 ×10-19 C1.6 ×10-18-17 C10.有三个同样的绝缘金属小球 A 、B 、C ,此中小球 A 带有 2.0 ×10-5 C 的正电荷,小球 B 、C 不带电.此刻让小球 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, 最后三球的带 电荷量分别为 q A = ,q B =,q C =.[ 综合评论 ]1.对于摩擦起电现象,以下说法中正确的选项是A. 摩擦起电是用摩擦的方法将其余物质变为了电荷B. 摩擦起电是经过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.经过摩擦起电的两个本来不带电的物体,必定带有等量异种电荷D.经过摩擦起电的两个本来不带电的物体,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,枕形导体上的电荷挪动状况是A. 枕形金属导体上的正电荷向 B 端挪动,负电荷不挪动 CB. 枕形金属导体中的带负电的电子向 +ABA 端挪动,正电荷不挪动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 B 端和 A 端挪动D. 枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向 A 端和 B 端挪动图 1—1—43.对于摩擦起电和感觉起电的本质,以下说法中正确的选项是A. 摩擦起电现象说明机械能能够转变为电能,也说明经过做功能够创造电荷B. 摩擦起电现象说明电荷能够从一个物体转移到另一个物B +A +体C.摩擦起电现象说明电荷能够从物体的一部分转移到另一部分D.感觉起电说明电荷从带电的物体转移到本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 去凑近本来不带电的验电器 B,B的金属箔片张开,这时金属箔片带电;若在带电棒走开前,用手摸一下验电器的小球后走开,而后移开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,吸在一同不松开C. b 立刻把 a 排挤开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.有两个完整同样的带电绝缘金属球A、B,分别带有电荷量Q A=6.4 ×10 9 C,Q B =– 3.2 ×10 9 C,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子怎样转移并转移多少库仑?今后,小球A、B 各带电多少库仑?8.有三个同样的绝缘金属小球A、B、C,此中小球A 带有 3×10-3 C 的正电荷,小球 B 带有 - 2×10-3 C 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接触而后分开,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. 创建消逝保持不变[ 同步检测 ] 答案:1. 带电摩擦 2.AD3. 不带不带负正 4 . 远离凑近7.D 8. 电荷 A凑近导体 B时, 把 B先拆分开后把电荷 A 移走 , 导体 B 凑近电荷 A 的一端带正电9.A 10. 5 ×10-6 C 7.5 ×10-6 C 7.5 ×10-6 C[ 综合评论] 答案: 3.B 4.正负 5.D 6. 8 ×10-19 C 1020 7.(1) 4. 8 ×10-9 C (2) 1.6 ×10-9 C1.6 ×10-9 C 8. 1.5 ×10-3 C –2. 5×10-4 C –2.5 ×10-4 C。
物理选修3-1知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究1.物体有了吸引轻小物体的性质,就说物体带了电或有了电荷。
2.两种电荷自然界中的电荷有2种,即正电荷和负电荷.如:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷.同种电荷相斥,异种电荷相吸.(相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗?)不一定,除了带异种电荷的物体相互吸引之外,带电体有吸引轻小物体的性质,这里的“轻小物体”可能不带电.3.起电的方法使物体起电的方法有三种:摩擦起电、接触起电、感应起电○1摩擦起电:两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同.两种物体相互摩擦时,束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电,束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电.(正负电荷的分开与转移)○2接触起电:带电物体由于缺少(或多余)电子,当带电体与不带电的物体接触时,就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子),从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电).(电荷从物体的一部分转移到另一部分)○3感应起电:当带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.(电荷从一个物体转移到另一个物体)三种起电的方式不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(部分)带负电,使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变.二、电荷守恒定律1、电荷量:电荷的多少。
在国际单位制中,它的单位是库仑,符号是C.2、元电荷:电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10-19C,所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。
(元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗?提示:不是,元电荷是一个抽象的概念,不是指的某一个带电体,它是指电荷的电荷量.另外任何带电体所带电荷量是1.6×10-19C的整数倍.)3、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。
4、电荷守恒定律表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,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,电荷的总量保持不变。
1.1电荷及其守恒定律【学习目标】1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道静电感应现象,物体带电现象的本质.3.知道什么是元电荷.4.掌握库仑定律并会用库仑定律的公式实行相关的计算.【课前预习】1.自然界中只存有两种电荷:______电荷和________电荷.电荷间的作用规律是:同种电荷相互______,异种电荷相互________.2.用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带____________电荷,毛皮带__________电荷.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带______电荷,丝绸带______电荷.3.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表现为________.金属中距离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做________________.失去这种电子的原子便成为带____电的离子.离子都在自己的平衡位置上振动而不移动,只有自由电子穿梭其中.所以金属导电时只有________在移动.4.把带电体移近不带电的导体,能够使导体靠近带电体的一端带________,远离的一端带________这种现象叫静电感应.利用静电感应使物体带电叫________起电.常见的起电方式还有________和________等.5.电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体______到另一物体,或者从物体的一局部____________到另一局部.6.物体所带电荷的多少叫________________.在国际单位制中,它的单位是________,用________表示.7.最小的电荷量叫________,用e表示,e=________.所有带电体的电荷量都等于e 的____________.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的________.【学习过程】一、电荷1.摩擦起电的原因:2.静电感应的原因:3.起电原因二、电荷守恒定律.1.“电荷的中和”的理解2.电荷的分配例题:两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球相互接触后再分开,则两个小球的带电量分别为____________和_______________三、电荷量1.电荷量的正负号含义2.元电荷的理解3.比荷【课堂检测】1.关于元电荷的理解,以下说法准确的是: ( )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2.元电荷的电量是________, 16 C 电量等于________元电荷.3.如下图,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 ( )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.两端的验电箔都不张开,且左端带正电,右端带负电4.有三个完全一样的球A 、B 、C ,A 球带电荷量为7Q ,B 球带电荷量为-Q ,C 球不带电,将A 、B 两球固定,然后让C 球先跟A 球接触,再跟B 球接触,则三个小球的带电量分别为____________和_______________和_____________【回顾小结】1.电荷起电方式 感应起电 带电本质2.电荷守恒定律内容 电荷的分配3.电荷量电荷量 元电荷 比荷【课后练习】 M N A。
电荷电荷守恒定律一、知识框架:1、电荷的基本性质:➢自然界中只有两种电荷:正电荷与负电荷➢电荷间有相互作用力,同种电荷相互______,异种电荷__________。
➢电荷量:物质所带电荷的多少叫电荷量,常用符号Q或q表示,国际单位制中,电荷量的单位是库伦,符号C。
2、物体带电的实质及方式:➢物体由分子(原子)组成,分子由原子组成,原子由原子核和核外电子构成。
原子核带正点,电子带负点。
若物体带有等量的正负电荷,则对外表现为不带电的状态,即呈电中性。
物体带电的实质是____________________。
➢物体带电的三种方式:_____________,_________________和________________.➢物体带电量是不连续的,总是电子电量的整数倍,即Q=ne;e=1.6×10−19C称为_______________3、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另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。
二、重难点:1、电荷守恒定律2、通过物质的电结构解释摩擦起电的过程三、巩固练习:1、用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为:()A、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了电荷B、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了同种电荷C、被吸引的轻小物体一定是带电体D、被吸引的轻小物体一定不是带电体2、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.橡胶棒和毛皮摩擦,橡胶棒带正电D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移3、带电微粒所带的电荷量的值不可能的是下列的:()A、2.4×10-19CB、-6.4×10-19CC、-1.6×10-19CD、4×10-17C4.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.物体所带的电量不可能只是元电荷的整数倍5 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1.6×10-19C6、如图所示,当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,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、枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动,正电荷不移动C、枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D、枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动7.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是:()A、摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷B、摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C、感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分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8.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9、如图所示,用两根绝缘轻细绳悬挂两个小球A和B,这时上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2;使两球都带上正电荷,上、下两根绳子中的张力分别为T1’和T2’,则:()A、T1’=T1 B、T1’< T1 C、T2’=T2 D 、T2’> T210.把两个完全相同的小球接触后分开,两球相互排斥,则两球原来带电情况不可能是()A.原来的其中一个带电B.两个小球原来分别带等量异种电荷C.两个小球原来分别带同种电荷D.两个小球原来分别带不等量异种电荷11.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()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.两端的验电箔都不张开,且左端带正电,右端带负电12、有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和间都是相互吸引的,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13、三个绝缘的不带电的相同的金属球A,B,C靠在一起,如图8-11所示,再将一个带正电的物体从左边靠近A球,并固定好,再依次拿走C球、B球、A球,问:这三个金属球各带什么电?并比较它们带电量的多少。
第1章第1节电荷及其守恒定律练习题及答案解析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电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷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形成的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解析:选BD.摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同,因而电子可以在物体间转移.若一个物体失去电子,其质子数比电子数多,我们说它带正电.若一个物体得到电子,其质子数比电子数少,我们说它带负电.使物体带电并不是创造出电荷.2.下列说法正确的是()A.电子和质子都是元电荷B.一个带电体的带电荷量为205.5 倍的元电荷C.元电荷是最小的带电单位D.元电荷没有正、负之分解析:选CD.元电荷是最小的带电单位,带电体的带电荷量均为元电荷的整数倍;元电荷不是带电粒子,没有电性之说,故C、D正确.3.(2011年武汉调研)如图1-1-7所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近验电器B,则()图1-1-7A.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析:选D.A球带正电,靠近验电器B时,发生静电感应,验电器的金属球带负电,金属箔片带正电而张开.X k b 1 . c o m4.(2011年西安高二检测)如图1-1-8所示,当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上的电荷移动情况是()图1-1-8A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动,正电荷不移动C .枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D .枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动解析:选B.导体中的自由电子被C 球所带的正电荷吸引而向A 端移动,而导体中的正电荷不能定向移动,故B 正确.5.半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电金属小球C ,先后与A 、B 接触后移开.(1)若A 、B 两球带同种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大?(2)若A 、B 两球带异种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大?解析:(1)A 、B 带同种电荷,设电荷量为Q ,C 与A 接触后,由于形状相同,二者平分电荷量,A 、C 所带的电荷量均为12Q .C 与B 接触后平分二者电荷量,则B 、C 的电荷量均为12(12Q +Q )=34Q ,A 、B 最终的电荷量之比为(12Q )∶(34Q )=2∶3. (2)A 、B 带异种电荷,设电荷量分别为Q 、-Q ,A 、C 接触后,平分电荷量Q ,A 、C 的电荷量均变为12Q ;C 再与B 接触,平分二者的总电荷量,C 、B 的电荷量均为12(12Q -Q )=-14Q ,则A 、B 最终的电荷量之比为(12Q )∶|-14Q |=2∶1. 答案:(1)2∶3 (2)2∶1一、选择题1.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e =1.60×10-19 CD .电荷量e 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的解析:选BCD.元电荷是最小电荷量单位,不是指具体的带电体,所以A 错B 对;由美国物理学家密立根测得电子的电量,故C 、D 对.2.下列说法正确的是( )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 .摩擦起电过程,是靠摩擦产生了电荷D .利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体解析:选 D.自然界中的电荷量不是任意无限可分的,其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10-19 C ,故A 项错.物体不带电,是由于其内部正、负电荷的量值相等,对外不显电性,故B 项错.电荷既不能创造,也不能消灭,摩擦起电同样不能创造电荷,是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的过程,故C 项错.自由电子是金属导体中的自由电荷,在带电体的作用下,导体中的自由电子会趋向或远离带电体,使导体两端带等量异种电荷,选项D 正确.3.(2011年北京东城区高二检测)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1.6×10-15 C,丙物体带电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解析:选AD.由于甲、乙、丙原来都不带电,即都没有净电荷,甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10-15 C而带正电,乙物体得到电子而带1.6×10-15 C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,由电荷守恒可知乙最终所带负电为1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正确.4.如图1-1-9所示,放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B用导线经开关接地,现把S先合上再断开,再移走A,则导体B()图1-1-9A.不带电B.带正电C.带负电D.不能确定答案:C5.带电微粒所带电荷量不.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解析:选A.任何带电物体的带电荷量都是元电荷的整数倍,由此知选项A不是元电荷的整数倍.6.(2011年青岛高二检测)图1-1-10如图1-1-10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小球带异种电荷解析:选BD.由a吸d,d吸b可知a与b带同种电荷,且与d带异种电荷;c斥a,b斥c 可知c与a、b带同种电荷,c与d带异种电荷.故选B、D.7.(2011年广东实验中学模拟)把两个完全相同的金属球A 和B 接触一下,再分开一定距离,发现两球之间相互排斥,则A 、B 两球原来的带电情况不.可能是( ) A .带有等量异种电荷B .带有等量同种电荷C .带有不等量异种电荷D .一个带电,另一个不带电解析:选A.当两个小球分别带等量异种电荷时,两球接触后,都不带电,不可能相互排斥,故A 项是不可能的.8.如图1-1-11所示,原来不带电的金属导体MN ,在其两端下面都悬挂有金属验电箔片,若使带负电的金属球A 靠近导体的M 端,可能看到的现象( )图1-1-11A .只有M 端验电箔片张开,且M 端带正电B .只有N 端验电箔片张开,且N 端带负电C .两端的验电箔片都张开,且左端带负电,右端带正电D .两端的验电箔片都张开,且两端都带正电或负电解析:选C.根据同种电荷相互排斥可知,金属球A 上的负电荷将排斥金属导体MN 上的自由电子,使其向N 端移动,N 端带负电,而M 端带正电,故两端的金箔片均张开,C 正确.A 、B 、D 均错误.9.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 夸克带电荷量为23e ,d 夸克带电荷量为-13e ,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1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1个u 夸克和1个d 夸克组成解析:选B.对质子11H :带电荷量为2×23e +(-13e )=e ,故由2个u 夸克和1个d 夸克组成;对中子10n :带电荷量为1×23e +2×(-13e )=0,故由1个u 夸克和2个d 夸克组成.故选B. 二、计算题10.如图1-1-12所示,大球A 原来的电荷量为Q ,小球B 原来不带电,现在让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q ;现给A 球补充电荷,使其电荷量为Q ,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q ,问:经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?图1-1-12解析:由于两个球的形状和大小不等,所以在接触过程中,两球的电荷量分配比例不是1∶1,但应该是一个确定的值.根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知,此比例为(Q-q)∶q.经过多次接触后,从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少,最终将为零,设最终B球带电荷量为q′,则有Q-qq=Qq′,解得q′=QqQ-q.答案:QqQ-qX k b 1 . c o m11.(2011年华南师大附中高二检测)如图1-1-13所示,A为带负电的金属板,沿金属板的垂直平分线,在距板r处放一质量为m,电荷量为q的小球,小球受向右的作用力偏转θ角而静止,小球由绝缘丝线悬挂于O点,试求金属板对小球的作用力为多大?图1-1-13解析:作出小球的受力分析图,如图所示,由平衡条件可求得金属板对小球的作用力F,设绳上的拉力大小为F T,则F T sinθ=F,F T cosθ=mg.由以上两式解得F=mg tanθ.答案:mg tanθ。
第1节 电荷及其守恒定律1.自然界中有两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.使物体带电的方式有三种:摩擦起电、感应起电、接触起电,这三种起电方式本质都是电子的转移,起电的 过程遵循电荷守恒定律。
3.电子或质子所带的电荷量是最小的电荷量,这个电荷量叫元电荷,用e 表示,e =×10-19 C 。
4.两个完全相同的带电小球相互接触后,它们把总电荷平均分配。
设两个小球的电荷量分别为q 1和q 2,则接触后每个小球的电荷量为q 1+q 22,q 1、q 2包含了电荷的电性。
电荷及三种起电方法 1.物质的电结构原子由带正电的原子核和带负电的电子组成,电子绕原子核高速旋转。
原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量相等,所以整个原子对外界较远位置表现为电中性。
金属原子中离原子核较远的电子,往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种能自由活动的电子叫做自由电子,失去电子的原子便成了带正电的离子。
2.两种电荷及其相互作用规律自然界中只有两种电荷,即正电荷和负电荷,规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.三种起电方法(1)接触起电:指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开,而使不带电的导体带上电荷的方式。
(2)摩擦起电:由于相互摩擦的物体间的电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷。
(3)感应起电:把一带电物体靠近导体使导体带电的方式。
如图1-1-1所示,将带电体C 去靠近相互接触的导体A 、B ,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,导体A 、B 上分别带上等量异种电荷,这时先把A 、B 分开,然后移去C ,则A 和B 两导体上分别带上了等量异种电荷。
图1-1-1[重点诠释]1.三种起电方式的比较 方式内容摩擦起电感应起电 接触起电 产生及条件 两种不同绝缘体摩擦时不带电导体靠近带电体时导体与带电体接触时 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”导体上带上与带电体相同电性的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子得失导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 自由电荷在带电体与导体之间发生转移 实质均为电荷在物体之间或物体内部的转移2.电荷的分配规律接触起电时,两个一般物体最终的电荷量的分配很复杂,大多靠实验才能确定,但有一种情况能确定电荷量的分配,即两个完全相同的导体球相互接触后的情况:(1)若带电导体球和不带电导体球接触,则电荷量平分;(2)若两个带电导体球带同种电荷,则总电荷量平分;(3)若两个带电导体球带异种电荷,则电荷量先中和再平分。
[特别提醒] 两个完全相同的带电金属球,接触后再分开时各自的带电荷量可用公式Q A ′=Q B ′=Q A +Q B 2计算,Q A 、Q B 含有表示电性的正负号。
1.如图1-1-2所示是一个带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器上的金属小球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一定带负电图1-1-2解析:验电器金属箔片的张角减小,说明箔片上的正电荷一定比原来减少了,由于金属球A只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球B发生接触,要考虑感应起电的影响。
故A、C两项都有可能。
答案:AC电荷守恒定律及元电荷[自学教材]1.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,这个结论叫做电荷守恒定律。
(2)另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
2.元电荷(1)电荷量:它表示电荷的多少,其单位是“库仑”,简称“库”,用C表示。
[特别提醒] 电荷有正、负之分,则电荷量就会有正值或负值。
如q1=×10-15 C、q2=-×10-15 C等。
(2)元电荷:①最小的电荷量叫做“元电荷”,用e表示,则e=×10-19 C。
②对元电荷的两点理解:a.电荷量不能连续变化,因为最小的电荷量为×10-19C,自然界中带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍;b.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等,但不能说它们是元电荷。
3.比荷比荷即电荷量与质量的比,电子的比荷为em e=×1011 C/kg。
[重点诠释]对电荷守恒定律的理解(1)电荷守恒定律和能量守恒定律一样,也是自然界中最基本的守恒定律。
(2)两种典型的摩擦起电现象:一是用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;二是用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电。
玻璃棒和橡胶棒上带的电都不是凭空产生的,而是通过摩擦使物体之间发生了电子得失的现象,符合电荷守恒定律,可以推断:与玻璃棒摩擦过的丝绸要带负电,与橡胶棒摩擦过的毛皮要带正电。
(3)带等量异种电荷的两金属球相接触,发生电荷中和,两球都不再带电,这个过程中两球所带电荷的总量并没有变(为零),电荷也是守恒的。
(4)电荷守恒定律的广泛性:任何电现象都不违背电荷守恒定律,涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。
如:由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子,一对正、负电子可同时湮没、转化为光子。
在这种情况下,带电粒子总是成对产生或湮没,电荷的代数和不变。
[特别提醒]“中性”、“中和”的意义电中性的物体是有正、负电荷存在的,只是正、负电荷量的代数和为零,对外不显电性;电荷的中和是指等量异种电荷相互抵消而不带电的过程,使得净电荷减少或为零,但正、负电荷本身依然存在,并不是正、负电荷的消失。
2.有两个完全相同的带电金属小球A、B分别带有电荷量Q A=×10-9C、Q B=-×10-9C,让两金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移转移了多少解析:当两小球接触时,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,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量Q A′=Q B′=Q A+Q B2=错误!C=×10-9 C在接触过程中,电子由B球转移到A球。
转移电子的电荷量为ΔQ=Q A-Q A′=×10-9-×10-9) C=×10-9 C答案:电子由B球转移到A球,转移了×10-9 C感应起电问题[例1] 如图1-1-3所示,A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,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上的图1-1-3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,而B 上的金属箔片闭合[审题指导] 解答本题时应把握以下三点:(1)明确导体A、B接触与C球靠近时感应电荷的分布。
(2)明确先分开导体A、B再移走C球时A、B的带电情况。
(3)明确先移走C球再分开导体A、B时A、B的带电情况。
[解析] (1)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端积累了负电荷,B端积累了正电荷,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,所以金属箔片都张开,A正确。
(2)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,此时即使再移走C,因A、B已经绝缘,所带电荷量也不会变,金属箔片仍张开,B正确。
(3)若先移走C,再把A、B分开,则在移走C后,A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和,不再带电,所以箔片都不会张开,C错。
(4)先把A、B分开,再移走C,A、B仍然带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,箔片都不会张开,D错。
[答案] AB借题发挥感应起电的判断方法(1)当一个带电体靠近导体时,产生静电感应现象,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。
(2)凡是遇到接地问题时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端物体,带异种电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷。
(3)绝缘体不能被感应起电。
感应起电的实质是导体中的正负电荷在带电体的作用下,发生了分离。
只有导体中的电子才能自由移动,而绝缘体上的电子不能自由地移动,所以导体能够发生感应起电,而绝缘体不能。
电荷守恒定律的理解及应用[例2] 半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电金属小球C 先后与A 、B 接触后移开。
(1)若A 、B 两球带同种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大(2)若A 、B 两球带异种电荷,接触后两球的电荷量之比为多大[审题指导] 解答本题时应把握以下三点:(1)两球带同种电荷时,接触后两球将总电荷量平分。
(2)两球带异种电荷时,接触后两球先中和后将剩余电荷量再平分。
(3)C 球接触A 后带上了一定量的电荷,再与B 接触,电荷重新分配。
[解析] A 、B 带同种电荷,设电荷量为Q ,C 与A 接触后,由于形状相同,二者平分电荷量,A 、C 所带的电荷量均为12Q 。
C 与B 接触后平分二者电荷量,则B 、C 的电荷量均为12(12Q +Q )=34Q ,A 、B 最终的电荷量之比为12Q ∶34Q =2∶3。
(2)A 、B 带异种电荷,设电荷量分别为Q 、-Q ,A 、C 接触后,平分电荷量,A 、C 的电荷量均变为12Q ,C 与B 接触后,平分二者的电荷量,C 、B 的电荷量均为12(12Q -Q )=-14Q ,则A 、B 最终的电荷量之比为12Q ∶|-14Q |=2∶1。
[答案] (1)2∶3 (2)2∶1借题发挥两个完全相同的导体球相互接触后的电荷的分配规律:(1)若为带电导体球和不带电导体球接触,则电荷平分;(2)若两个带电导体球带同种电荷,则总电荷平分;(3)若两个带电导体球带异种电荷,则先中和再平分。
若例2中A 球带电荷量为7Q ,B 球带电荷量为-Q ,C 球不带电,让C 球反复与A 、B 两球多次接触,最后移走C 球,试问:A 、B 两球最后的带电荷量分别为多少解析:题中所说C 与A 、B 反复接触隐含一个解题条件:即A 、B 原先所带电荷量的总和,最后在三个相同的小球间均分,相当于将三个小球互相接触,正、负电荷中和以后平分,则A 、B 两球后来带的电荷量均为7Q +-Q 3=2Q 。