2018版 第1章 1 静电现象及其应用 学业分层测评1
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学业分层测评(一) 静电现象与电荷守恒(建议用时:45分钟)[学业达标]1.(多选)关于电荷量,以下说法正确的是()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值C.物体带正电荷1.6×10-9 C,这是因为失去了1.0×1010个电子D.物体所带电荷量的最小值为1.6×10-19 C【解析】元电荷是最小的电荷量,任何一个带电体的电荷量或者等于e,或者是e的整数倍,不可能为任意实数,故B、C、D正确.【答案】BCD2.关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是()A.摩擦起电现象使本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互相摩擦后,同时带上等量同种电荷C.摩擦起电,可能是摩擦时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示带正电【解析】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,则物体带正电.若一个物体得到电子,其质子数比电子数少,则物体带负电.使物体带电并不是创造出电荷,A错、D对;B选项中带上的是等量异种电荷,B 错;C选项中转移的是“电子”,而不是质子,C错.【答案】 D3.如图1-1-9是伏打起电盘示意图,其起电原理是()图1-1-9A.摩擦起电B.感应起电C.接触起电D.以上三种方式都不是【解析】导电平板靠近带电绝缘板并接地时,导体与大地发生静电感应,使导电平板带上负电荷,故选项B正确.【答案】 B4.(多选)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1-1-10甲、乙所示,则()图1-1-10A.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【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以可以判断出题图甲的现象可能是两个带异种电荷的小球,也可能是一个小球带电而另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现题图乙中的现象,则必须都带电且是同种电荷.【答案】BC5.(多选)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,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上,如图1-1-11所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是()图1-1-11A.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,圆环所受静电吸引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【解析】笔套与头发摩擦带电,A正确;笔套靠近圆环时,圆环发生静电感应,其上、下部感应出异号电荷,笔套与圆环有静电吸引力,当圆环所受静电力的合力大于重力时圆环将被吸引到笔套上,B、C正确;当笔套碰到圆环时,其整体所带电荷量与笔套之前所带电荷量相同,D错误.【答案】ABC6. (多选)如图1-1-12所示,某验电器金属小球和金属箔均带负电,金属箔处于张开状态.现用绝缘柄将带有少量负电荷的硬橡胶棒向验电器的金属小球移近稍许,则验电器金属箔()图1-1-12A.张角增大稍许B.张角减小稍许C.硬橡胶棒稍许靠近,致使金属小球上的电子向金属箔移动D.硬橡胶棒稍许靠近,致使金属箔上的质子向金属小球移动【解析】硬橡胶棒靠近金属小球稍许时,负电荷间产生排斥力,致使金属小球上电子向金属箔上移动.金属小球上的电子向金属箔上聚集,金属箔上的负电荷的电荷量增多,两金属箔片间排斥力增大,故两金属箔片间张角增大,故A、C正确,B、D错误.【答案】AC7.目前普遍认为,原子核中的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的,u夸克带电荷量为+23e,d夸克带电荷量为-13e,e为元电荷.下列论断中可能正确的是()【导学号:29682187】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】质子带一个单位正电荷,中子不带电,设质子中u夸克、d夸克个数分别是x、y,x、y取正整数,则x×23e+y×⎝⎛⎭⎪⎫-13e=1,解得x=2、y=1;设中子中u夸克、d夸克个数分别是m、n,m、n取正整数,则m×23e+n×⎝⎛⎭⎪⎫-13e=0,解得m=1、n=2,故选B.【答案】B8. (多选)如图1-1-13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()【导学号:29682188】图1-1-13A.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】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,故选项A、C 错,选项B、D对.【答案】BD[能力提升]9.(多选)如图1-1-14所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的箔片张角减小,则()图1-1-14A.金属球可能不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电【解析】箔片张角减小说明箔片上的带电荷量减少,而验电器的电荷总量不变,则小球B上的电荷量增多.A球可能带负电,异种电荷相互吸引改变了验电器上的电荷分布情况;A球也可能不带电,B球与A球发生静电感应现象,也可以使验电器上的电荷分布发生改变,故A、B对.【答案】AB10.(多选)如图1-1-15所示,A、B为相互接触的用绝缘柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是()图1-1-15A.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时,先把A、B分开,然后移去导体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,而B上的金属箔片闭合【解析】虽然A、B起初都不带电,但带正电的导体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,其下部贴有的金属箔片分别带上了与A、B同种的电荷. 由于同种电荷间的斥力,所以金属箔片都张开,选项A正确;C在A、B附近时,先把A、B分开,则A、B分别带上了等量的电荷,移去C后,A、B上的电性和电荷量不变化,两金属箔片张开,选项B正确;如果先移走C,A、B上的感应电荷会在其相互之间的作用下吸引中和,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,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,金属箔片都不会张开,选项D错误.【答案】AB11.如图1-1-16所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有118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-8×10-12 C的电荷量,求:图1-1-16(1)金属瓶上收集到多少个电子?(2)实验的时间为多长?【解析】(1)金属瓶上收集的电子数目为:N=Qe=-8×10-12 C-1.6×10-19 C=5×118(个).(2)实验的时间:t=5×1071×104s-1=5 000 s.【答案】(1)5×118个(2)5 000 s12.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中A小球带有3×10-3 C的正电荷,B小球带有2×10-3C的负电荷,小球C不带电.先让小球C与小球A 接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球的带电荷量分别为多少?【导学号:29682189】【解析】总电荷量是守恒的,小球接触后平分电荷量;C、A接触后,A、C都带3.0×10-32C=1.5×10-3C的正电荷量,让小球B与小球A接触后分开,A、B都带1.5×10-3-2×10-32C=-2.5×10-4C的负电荷量,最后让小球B与小球C接触后,B、C都带1.5×10-3-2.5×10-42C=6.25×10-4 C的正电荷量.故最终三小球的带电荷量分别为q A=-2.5×10-4C,q B=6.25×10-4C q C=6.25×10-4C【答案】q A=-2.5×10-4C q B=6.25×10-4 C q C=6.25×10-4 C。
学业分层测评(二)(建议用时:45分钟)[学业达标]1.(多选)在库仑扭秤实验中,对于库仑力的研究,用到了下述哪些思想方法()A.均分思想B.放大法C.控制变量法D.补偿法【解析】在研究F与q、r的关系时,用到了控制变量法;为了改变点电荷的电荷量,用到了电荷量均分的思想,把带电小球的电荷量q分为q2,q4,q8,…为了比较力的大小,通过改变悬丝扭转的角度可以使较小的力得到放大,所以正确选项为A、B、C.【答案】ABC2.(多选)关于点电荷的下列说法中正确的是()【导学号:34022044】A.真正的点电荷是不存在的B.点电荷是一种理想化模型C.足够小的电荷就是点电荷D.球形带电体都可以看作点电荷【解析】点电荷是一种理想化模型,带电体的形状和大小,对研究结果的影响可以忽略时,才可将带电体看作点电荷,并不是由带电体的带电量大小或形状完全决定的,故A、B正确,C、D错误.【答案】AB3.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1-2-6所示,O是一个带电的物体,若把丝线和带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,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()图1-2-6A .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【解析】 保持Q 、q 不变,根据库仑定律公式F =Qq r 2,增大d ,库仑力变小,则θ变小,减小d ,库仑力变大,则θ变大,F 与d 的二次方成反比,故A 、B 错误;保持Q 、d 不变,减小q ,则库仑力变小,θ变小,知F 与q 有关,故C 正确;保持q 、d 不变,减小Q ,则库仑力变小,θ变小,根据库仑定律公式F=k Qq r 2,知F 与两点电荷的乘积成正比,故D 错误.【答案】 C4.关于库仑定律,下列说法中正确的是( )【导学号:34022045】A .库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B .根据F =k q 1q 2r 2,当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大C .若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力D .库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律【解析】 点电荷是实际带电体在一定条件下的理想化模型,只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时,实际带电体才能视为点电荷,故选项A 错;当两个“点电荷”之间的距离趋近于零时,这两个“点电荷”已相对变成很大的带电体,不能再视为点电荷,公式F =k q 1q 2r 2已不能用于计算此时的静电力,故选项B 错;q 1和q 2之间的静电力是一对相互作用力,遵从牛顿第三定律,它们的大小相等,故选项C 错;库仑定律与万有引力定律的表达式相似,研究和运用的方法也很相似,都是平方反比定律,故选项D 对.【答案】 D5.如图1-2-7所示,用绝缘细线悬挂的两个带电小球处于静止状态,电量分别为q A 、q B ,相距L ,则A 对B 的库仑力( )【导学号:34022046】图1-2-7A .F AB =k q A q B L 2,方向由A 指向BB .F AB =k q A q B L ,方向由A 指向BC .F AB =k q A q B L 2,方向由B 指向AD .F AB =k q A q B L ,方向由B 指向A【解析】 由于两小球相互吸引,所以A 对B 的库仑力方向由B 指向A ,根据库仑定律可得F AB =k q A q B L 2,故选项C 正确.【答案】 C6.人类已探明某星球带负电,假设它是一个均匀带电的球体,将一带负电的粉尘置于该星球表面h 处,恰处于悬浮状态.现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h 处,无初速释放,则此带电粉尘将( )A .向星球地心方向下落B .飞向太空C .仍在那里悬浮D .沿星球自转的线速度方向飞出【解析】 均匀带电的星球可视为点电荷.粉尘原来能悬浮,说明它所受的库仑力与万有引力相平衡,即kQq r 2=G Mm r 2,可以看出,r 增大,等式仍然成立,故选C.【答案】 C7.(多选)如图1-2-8所示,两根丝线挂着两个质量相同的小球A、B,此时上、下丝线所受的力分别为T A和T B.如果使A带正电荷,使B带负电荷,上、下丝线所受的力分别为T A′、T B′,则()【导学号:34022047】图1-2-8A.T A′=T A B.T A′<T AC.T A′>T A D.T B′<T B【解析】以A、B两球组成的整体为研究对象,无论是小球带电还是小球不带电,分析其受力情况并根据平衡条件可知:上方丝线的拉力大小总是等于下面两球重力的大小.以B球为研究对象并分析其受力情况可知,当A、B球不带电时:T B=m B g;当A、B球带异种电荷时:T B′=m B g-F,F为A、B两球间的库仑力.故选项A、D正确.【答案】AD8.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,最后移去C球,则A、B球间的作用力变为原来的多少倍?【解析】设A、B两球间的距离为r,由库仑定律知,开始时A、B两球之间的作用力为F=k 7Q×Qr2据电荷均分原理可知,当A、C两球接触时,两球均带电7 2Q当B、C两球接触时,两球均带电12(72Q-Q)=54Q故后来A、B两球间的作用力F′=k 72Q×54Qr2=58F.【答案】58[能力提升]9.(多选)两个质量分别是m1、m2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图1-2-9所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是()图1-2-9A.若m1>m2,则θ1>θ2B.若m1=m2,则θ1=θ2C.若m1<m2,则θ1>θ2D.若q1>q2,则θ1=θ2【解析】以m1为研究对象,对m1受力分析如图所示.由共点力平衡得F T sin θ1=F斥①F T cos θ1=m1g②由①②得tan θ1=F斥m1g,同理tan θ2=F斥m2g,因为不论q1、q2大小如何,两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力,大小永远相等,故从tan θ=Fmg知,m大,则tan θ小,θ亦小(θ<π2),m相等,θ亦相等,故B、C正确.【答案】BC10.两个可自由移动的点电荷,分别放在A、B两处,如图1-2-10所示,A 处电荷带正电Q1,B处电荷带负电Q2,且Q2=4Q1,另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在A、B直线上,欲使Q1、Q2、Q3三者均处于平衡状态,则()【导学号:34022048】图1-2-10A.Q3为负电荷,且放于A左方B.Q3为负电荷,且放于B右方C .Q 3为正电荷,且放于A 、B 之间D .Q 3为正电荷,且放于B 右方【解析】 “两同夹一异”即“同性在两边,异性在中间”.若Q 3为负电荷,必放于A 点左方;若Q 3为正电荷,则必放于B 点右方,排除B 、C.由“两大夹一小”知,Q 2不能处于中间位置,排除D ,所以选A.【答案】 A11.如图1-2-11所示,A 、B 是两个带等量同种电荷的小球,A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上,B 静止于光滑绝缘倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,若B 的质量为30 3 g ,则B 带电荷量是多少?(g 取10 m/s 2)图1-2-11【解析】 因为B 静止于光滑绝缘倾角为30°的斜面上且恰与A 等高,设A 、B 之间的水平距离为L .依据题意可得tan 30°=h L ,L =h tan 30°=1033cm =10 3 cm 对B 进行受力分析,如图所示,依据物体的平衡条件解得库仑力: F =mg tan 30°=303×10-3×10×33 N =0.3 N依据F =k Q 1Q 2r 2得:F =k Q 2L 2解得Q =FL 2k =0.39×109×103×10-2 C =1.0×10-6 C. 【答案】 1.0×10-6 C12.如图1-2-12所示,真空中A 、B 两个相同的小球带有等量同种电荷,质量均为0.9 g ,分别用两根10 cm 长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板上的同一点,当平衡时B 球偏离竖直方向60°,A 球竖直且与墙壁接触.g 取10 m/s 2,求:【导学号:34022049】图1-2-12(1)每个小球的电荷量;(2)每根细线中的拉力大小.【解析】(1)B球在重力、绳的拉力和库仑力作用下平衡,且三力互成120°角,受力分析如图甲所示,故F=kq2r2=mg=9×10-3 N,r=0.1 m,得q=1×10-7 C.甲(2)绳子对B球的拉力F B=9×10-3N,A球在墙壁的弹力、重力、绳的拉力和库仑力作用下平衡,受力分析如图乙所示,绳子对A球的拉力F A=mg+F cos 60°=1.35×10-2 N.乙【答案】(1)1×10-7 C(2)9×10-3 N 1.35×10-2 N。
学业分层测评(一) 认识静电(建议用时:45分钟)[学业达标]1.(多选)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的另一个部分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【解析】摩擦起电的实质:两物体互相摩擦时,束缚不紧的电子从一个物体转移到另一个物体上.感应起电的实质:带电体靠近导体时,由于电荷之间的相互吸引或排斥,导体中的自由电荷趋向或远离带电体,使靠近导体一端带异种电荷,远离的另一端带同种电荷,即电荷在物体不同部分之间的转移.根据电荷守恒定律,电荷不能被创造.选项B、C正确.【答案】BC2.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115所示,下列关于细条散开现象的分析中,正确的是()【导学号:18152005】图115A.撕成细条后,由于空气浮力作用使细条散开B.撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散C.由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开D.细条之间相互感应起电,相互排斥散开【解析】由于手在捋塑料细条时摩擦起电,细条带同种电荷相互排斥而散开.C选项正确.【答案】 C3.(多选)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】两种不同材料的绝缘体相互摩擦,使电子发生转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电,质子并不发生转移,而且相互摩擦的两个物体同时带上等量异种电荷,故B、D均正确.【答案】BD4.下列现象中不属于摩擦起电的是()A.被丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引碎纸屑B.在干燥的冬季脱毛绒衣时,会听到轻微的噼啪声C.擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬,四处飘落D.穿着化纤类织物的裤子走路时,裤腿上常容易吸附灰尘【解析】摩擦起电后物体带静电,能吸引轻小物体,也能产生火花放电,故选项C正确.【答案】 C5.(多选)下列关于物质的电结构的说法正确的是()【导学号:18152006】A.物质是由原子组成的,原子是由带正电的原子核和绕核旋转的带负电的电子组成的B.原子核是由质子和中子组成的C.质子带正电,电子带负电,中子不带电D.电中性的物体若内部的原子失去电子,则该物体带了负电【解析】电中性的物体若内部的原子失去电子,则该物体带了正电.故D错误.【答案】ABC[能力提升]6.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,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的是()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,一个不带电【解析】两个完全相同的金属球相互接触,电荷的分配原则是:同种电荷时相互平分,异种电荷时先中和再平分,所以两球接触后再分开,表现为相互排斥,则两球一定不可能带等量异种电荷.故选A.【答案】 A7.把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这是因为()【导学号:18152007】A.A球的正电荷转移到B球上B.B球的负电荷转移到A球上C.A球的负电荷转移到B球上D.B球的正电荷转移到A球上【解析】A、B两球相碰时,B球上的电子(负电荷)在A球上正电荷的吸引力作用下,转移到A球上,B球失去电子带正电,A球得到电子,中和部分电荷后,仍带正电.【答案】 B8.两个大小材质完全相同的金属小球a、b,带电量分别为+3q和-q,两小球接触后分开,小球带电量为()A.a为+3q,b为-q B.a为-q,b为+3qC.a为+2q,b为-2q D.a为+q,b为+q【解析】完全相同的金属接触后平分电荷,故选项D对.【答案】 D9.有A、B、C三个塑料小球,A和B、B和C、C和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则()【导学号:18152008】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【解析】因为A和B、C和A是相互吸引的,如果A带正电,说明B、C不可能带正电,但是B和C也是互相吸引的,因此B、C不能带同号电荷且必有一个带电,由此可见C项正确.【答案】 C10.如图116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116A.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】感应起电的实质:当一个带电体靠近导体时,由于电荷之间的相互吸引或排斥,导体中的自由电荷趋近或远离带电体,使导体上靠近带电体的一端带异种电荷,远离的一端带同种电荷,即负电荷在物体的不同部分之间转移,但正电荷不移动.【答案】 B11.(多选)如图117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()【导学号:18152009】图117A.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球,再把两球分开D.棒的带电情况不变,两导体球不能带电【解析】带电棒靠近两导体球时,会在甲球感应出异种电荷,乙球聚集同种电荷.此时若先分开甲、乙,再拿走棒,甲带上与带电棒电性相反的电荷,乙带上与之相同的电荷;若先移走带电棒,甲、乙两球将呈电中性,再分开甲、乙两球,两球都不带电,故选项A对,选项B、D错.将带电棒与两球接触,分开后两球带上与带电棒同种性质的电荷,故选项C对.【答案】AC12.如图118所示的带电小球与手指之间可以产生相互吸引,带电的梳子可以吸引不带电的小球.你能解释为什么会出现这种现象吗?图118【解析】因为带电体在靠近不带电体时,不带电体靠近带电体的一端由于静电感应,会带上与带电体相异的电荷,异种电荷相互吸引.如本题中带电的小球靠近不带电的手指时,手指上感应出了异种电荷,手指与带电小球之间有吸引作用,所以就出现了题图中所述现象;同理不带电的小球靠近带电的梳子时,会因感应起电,而出现题图所描述的现象.【答案】见解析。
学业分层测评(一)(建议用时:45分钟)[学业达标]1.关于摩擦起电与感应起电,以下说法正确的是()【导学号:34660003】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.不论摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移D.以上说法均不正确【解析】任何起电方式都是电荷的转移,都没有创造电荷.【答案】 C2.下列叙述正确的是()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.感应起电时,由于带电体和被感应导体不接触所以一定是产生了电荷D.一对正、负电子接触后,电荷会消失,这种现象叫电子的湮灭【解析】摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移,A、C错,B 对;正、负电子接触是电荷的中和,整体不再显示电性,并不是电荷消失,D错.【答案】 B3.将不带电的导体A和带负电的导体B接触后,导体A中的质子数目()【导学号:34660004】A.增加B.减少C.不变D.先增加后减少【解析】在接触带电的过程中,发生转移的电荷是自由电子,质子并不发生移动,故C正确.【答案】 C4.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,你认为可能在下列哪个数值()A.6.2×10-19 C B.6.4×10-19 CC.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C【解析】任何带电体的带电荷量均是元电荷的整数倍,即是1.6×10-19 C 的整数倍,由计算可知,只有B选项中的数值是1.6×10-19C的整数倍,故B 正确.【答案】 B5.(多选)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1-1-5甲、乙所示,则()【导学号:34660005】甲乙图1-1-5A.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.乙图中两球至多有一个带电【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以可以判断出甲图的现象可以是两个带异种电荷的小球,也可以是一个小球带电而另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象,则必须都带电且是同种电荷.【答案】BC6.(多选)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,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上,如图1-1-6所示.对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是()图1-1-6A.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【解析】笔套与头发摩擦后,能够吸引圆环,说明笔套上带了电荷,即摩擦使笔套带电,选项A正确;笔套靠近圆环时,由于静电感应,会使圆环上、下部感应出异号电荷,选项B正确;圆环被吸引到笔套的过程中,是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力,故选项C正确;笔套接触到圆环后,笔套上的部分电荷转移到圆环上,使圆环带上相同性质的电荷,选项D错误.【答案】ABC7.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片会张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是()【导学号:34660006】【解析】把带电金属球移近不带电的验电器,根据静电感应现象的规律,若金属球带正电,则将验电器箔片上的自由电子吸引上来,这样验电器的上部将带负电,箔片带正电;若金属球带负电,则将验电器上部的自由电子排斥到远端的箔片上,这样验电器的上部将带正电,箔片带负电.选项B正确.【答案】 B8.某同学设计了一个证明电荷守恒的实验,实验装置如图1-1-7所示.实验步骤如下:图1-1-7(1)用一根金属杆连接两只相同的验电器,让带电的有机玻璃棒靠近金属杆的一端,两只验电器的箔片均张开,为什么?(2)在两只验电器的箔片均张开的情况下,先移走金属杆,再移走带电的有机玻璃棒,这时验电器的箔片是否保持张开状态?为什么?(3)移走玻璃棒后,再用金属杆连接两只验电器,将会出现什么现象?这个现象说明了什么?这个实验能证明电荷守恒吗?为什么?【解析】(1)带电的有机玻璃棒靠近金属杆的一端时,金属杆因静电感应,两端带等量异种电荷,与金属杆连接的验电器因此而带电,带电的验电器的箔片因带异种电荷相互排斥而张开.(2)保持张开状态.因为验电器的箔片仍带有电荷,箔片因电荷的斥力仍然处于张开状态.(3)验电器的箔片又重新闭合.说明两验电器所带电荷量相等,电性相反.能证明电荷守恒.因为它说明了电荷不是创生的,只是从一个物体转移到另一个物体,一个物体得到多少电荷,另一个物体必然因失去相同的电荷而带等量的异种电荷,电荷总量不变.【答案】见解析[能力提升]9.(多选)如图1-1-8所示,有一带正电的验电器,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()【导学号:34660007】图1-1-8A.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【解析】验电器的金属箔片之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相互排斥,张开角度的大小决定于两金属箔片带电荷量的多少.如果A 球带负电,靠近验电器上的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金属箔片张角减小,选项C正确,同时否定选项B.如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷,而背向B球的一面出现正的感应电荷.A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用,从而使金属箔片张角减小,选项A正确,同时否定选项D.【答案】AC10.如图1-1-9所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是()图1-1-9A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2【解析】在S1、S2都闭合前,对枕形导体,它的电荷是守恒的.由于静电感应,a、b两端出现等量的负、正电荷.当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与枕形导体连通,使大地与枕形导体组成一个新的大导体,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统电荷守恒,由于静电感应,a端仍为负电荷,大地为远端,感应出正电荷,因此无论闭合开关S1还是开关S2,都有电子从大地流向枕形导体,故选项C正确.【答案】 C11.如图1-1-10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的金属球.若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,将导体分为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()【导学号:34660008】图1-1-10A .沿虚线d 切开,A 带负电,B 带正电,且Q B >Q AB .只有沿虚线b 切开,才有A 带正电,B 带负电,且Q B =Q AC .沿虚线a 切开,A 带正电,B 带负电,且Q B >Q AD .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【解析】 静电感应使得A 部分带正电,B 部分带负电.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 部分有了多余的电子而带负电;A 部分缺少了电子,因而带正电.A 部分失去电子的数目和B 部分多余电子的数目是相等的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的.但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 的电荷的作用力的强弱是不同的,这样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,导体的带电荷量的值是不同的.故只有D 正确.【答案】 D12.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,现让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A 、B 接触后再移开.(1)若A 、B 带同种电荷,求接触后两球所带的电荷量之比.(2)若A 、B 带异种电荷,求接触后两球所带的电荷量之比.【解析】 (1)若A 、B 带同种电荷,设为q ,第三个小球先与A 接触,电荷量平均分配,各带电荷量q 2;第三个小球再与B 接触,两球电荷量之和平均分配,各带34q .因此A 、B 带电荷量之比q A q B=23. (2)若A 、B 两球带异种电荷,设A 为q ,B 为-q ,则第三个小球先和A 接触,电荷量平均分配,各带q 2;第三个小球再和B 接触,先中和再平均分配,各带-14q .所以A 、B 电荷量之比q A q B=21. 【答案】 (1)2∶3 (2)2∶1。
1电荷及其守恒定律[学习目标] 1.知道自然界中的两种电荷及其相互作用.2.知道使物体带电的三种方式.3.掌握电荷守恒定律及元电荷的概念.一、电荷及三种起电方式[导学探究](1)用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带何种电荷?用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带何种电荷?使玻璃棒和橡胶棒带电的原因是什么?图1(2)如图1所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触.起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的.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?(3)带正电的物体A与不带电的物体B接触,使物体B带上了什么电荷?在这个过程中电荷是如何转移的?答案(1)玻璃棒带正电,橡胶棒带负电.丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒上的电子向丝绸上转移,玻璃棒失去电子带正电,丝绸得到电子带负电;毛皮摩擦橡胶棒时,毛皮上的电子向橡胶棒转移,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电.(2)①C移近导体A,两侧金属箔片都张开;②金属箔片仍张开,但张角变小;③A、B接触,金属箔片都闭合.(3)正电荷,在这个过程中,有电子从物体B转移到物体A,物体B所带电子数减少,因此带正电.[知识梳理]电荷及三种起电方式(1)两种电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(2)物体带电的三种方式:即摩擦起电、接触起电、感应起电.其实质都是电子的转移.①摩擦起电:当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往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负电,失去电子的物体则带正电.②接触起电:一个带电物体接触另一个导体,电荷会转移到这个导体上,使这个导体也带电.③感应起电: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号电荷,远离带电体的一端带同号电荷,这种现象叫做静电感应.利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电,证明正电荷从丝绸转移到玻璃棒上.(×)(2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程.(√)(3)带正电的物体A与不带电的物体B接触后,电子由B转移到A上,B将带正电.(√)(4)带正电的物体C靠近不带电的枕形导体AB,如图2所示,A端将带正电,B端带负电.(×)图2二、电荷守恒定律[导学探究]在摩擦起电过程中,一个物体带上了正电荷,另一个物体带上了负电荷,该过程是否创造了电荷?在一个封闭的系统中,电荷的总量会增多或减少吗?答案摩擦起电的过程并没有创造电荷.一个封闭的系统中,电荷的总量保持不变.[知识梳理]1.电荷守恒定律: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.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,电荷的代数和保持不变. [即学即用]判断下列说法的正误.(1)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷,说明通过摩擦可以创造电荷.(×)(2)在一定条件下正、负电荷可以产生和湮灭,但仍遵循电荷守恒定律.(√)(3)带负电的绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间,该小球的负电几乎为零,可见小球上的负电荷逐渐消失了.(×)三、元电荷[导学探究](1)物体所带的电荷量可以是任意的吗?物体所带的电荷量可以是4×10-19C 吗?(2)电子和质子就是元电荷吗?答案(1)物体所带的电荷量不是任意的,它只能是1.60×10-19C的整数倍.由于4×10-19C 是1.60×10-19 C的2.5倍,所以物体所带的电荷量不能是4×10-19 C.(2)元电荷是最小的电荷量,不是物质;电子和质子是实实在在的粒子,不是元电荷.[知识梳理]1.电荷量:电荷的多少叫电荷量,在国际单位制中,它的单位是库仑,简称库.用C表示.2.元电荷:最小的电荷量叫做元电荷,用e表示.所有带电体的电荷量或者等于e,或者是e 的整数倍.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,在我们的计算中,可取e=1.60×10-19 C.[特别提醒]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、电子的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷.③电子的比荷:电子的电荷量e与电子的质量m e之比,叫做电子的比荷.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)电子的电荷量e的数值最早是由库仑通过实验测出的.(×)(2)元电荷是最小的带电体.(×)(3)元电荷就是质子或电子.(×)(4)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍.(√)(5)元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量.(√)一、对三种起电方式的理解三种起电方式的比较例1 如图3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3A.不带电B.带正电C.带负电D.不能确定答案 C解析 根据静电感应现象和电荷间的相互作用,可判断导体B 带负电,故选C.感应起电的判断方法1.当带电体靠近导体时,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,如图4甲所示.2.导体接地时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端导体,带异种电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷,如图乙、丙所示.图4二、对电荷守恒定律的理解1.使物体带电的实质不是创造了电荷,而是物体所带的电荷发生了转移,也就是物体间或物体内部电荷的重新分布.2.电荷的中和是指带等量异号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.3.导体接触带电时电荷量的分配与导体的材料、形状、大小有关,当两个完全相同的金属球接触后,电荷将平均分配,即最后两个球一定带等量的同种电荷.例2 完全相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个完全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大小之比为多大? (2)若A 、B 两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大? 答案 (1)2∶3 (2)2∶1解析 (1)设A 、B 带电荷量均为q ,则A 、C 接触后,A 、C 带电荷量为q A =q C =12q .C 与B 球接触后,B 、C 所带电荷量为 q B =q C ′=q +12q 2=34q .故A 、B 带电荷量大小之比为q A q B =12q 34q =23.(2)设A 带正电,B 带负电,且所带电荷量大小均为q . 则C 与A 接触后,A 、C 带电荷量为q A =q C =+12q .C 与B 接触后,B 、C 带电荷量为 q B =q C ″=12q -q 2=-14q ,故A 、B 带电荷量大小之比为q A q B =12q 14q =21.两金属导体接触后电荷量的分配规律1.当两个导体材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少.2.若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q 1、q 2,则有(1)若带同种电荷⇒金属球相接触⇒总电荷量平分⇒即均带电q 1+q 22(2)若带异种电荷⇒金属球相接触⇒先中和再平分⇒即均带电|q 1-q 2|2针对训练 有三个相同的金属小球A 、B 、C ,其中小球A 带有2.0×10-5 C 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.答案 5×10-6 7.5×10-6 7.5×10-6解析 小球C 先与球A 接触后平分A 的电荷,则q A =q C =q 2=1.0×10-5 C ,再让小球B 与球A 接触后分开,则q A ′=qB =q A 2=5×10-6 C ;最后让小球B 与小球C 接触后分开q B ′=q C ′=q B +q C 2=7.5×10-6 C. 三、验电器的原理和使用 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,物体所带电荷量越多,电荷转移的越多,斥力越大,张开的角度也越大.(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. 例3 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,如图所示表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )答案 B解析 把带电金属球移近不带电的验电器,若金属球带正电荷,则将导体上的自由电子吸引上来,这样验电器的上部将带负电荷,箔片带正电荷;若金属球带负电荷,则将导体上的自由电子被排斥到最远端,这样验电器的上部将带正电荷,箔片带负电荷.故选项B 正确.1.(多选)关于摩擦起电和感应起电的理解,下列说法中正确的是( ) A.摩擦起电说明电荷能够被创造B.摩擦起电现象说明通过摩擦可以使电荷从一个物体转移到另一个物体上C.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D.感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分答案BD2.用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒,靠近另一根被吊起的玻璃棒时,现象如图5甲箭头所示远离.而手持用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒时,现象如图乙箭头所示靠近.那么()图5A.图甲中两玻璃棒互相吸引B.图乙中橡胶棒与玻璃棒互相排斥C.图甲、乙中的玻璃棒带异种电荷D.图乙表明异种电荷互相吸引答案 D3.(多选)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1.6×10-15C,丙物体带电荷量的大小为8×10-16C.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答案AD解析由于甲、乙、丙原来都不带电,甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10-15C的正电荷;乙物体得到电子而带1.6×10-15C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荷为1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正确.4.如图6所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,使验电器的金属箔片张开,关于这一现象下列说法正确的是()图6A.两片金属箔片上带异种电荷B.两片金属箔片上均带负电荷C.金属箔片上有电子转移到玻璃棒上D.将玻璃棒移走,则金属箔片立即合在一起 答案 C解析 自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,若将其接触验电器的金属球,此时两个箔片均带正电荷;在此过程中,一部分电子会从验电器向玻璃棒转移;移走玻璃棒时,箔片仍带电,不会立即合在一起.选项C 正确.5.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?答案 电子由球B 转移到球A 3.0×1010个解析 接触过程中,由于B 球带负电,其上多余的电子转移到A 球,中和A 球上的一部分正电荷直至B 球为中性不带电,同时,由于A 球上有净正电荷,B 球上的电子会继续转移到A 球,直至两球带上等量的正电荷. 在接触过程中,电子由球B 转移到球A .接触后两小球各自的带电荷量Q A ′=Q B ′=Q A +Q B2=6.4×10-9-3.2×10-92C =1.6×10-9 C.共转移的电子电荷量为ΔQ =-Q B +Q B ′=3.2×10-9 C +1.6×10-9 C =4.8×10-9 C.转移的电子数为n =ΔQ e =4.8×10-9C1.6×10-19 C=3.0×1010个.一、选择题(1~7题为单选题,8~9题为多选题)1.如图1所示,某次实验老师用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)去吸引细碎的锡箔屑,发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速的向空中散开,下列说法正确的是( )图1A.锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电B.锡箔屑被吸引过程是减速过程C.最后锡箔屑散开主要是因为碰撞导致D.散开时锡箔屑带正电答案 D解析带电体具有吸引轻小物体的性质,锡箔屑被吸引接触而带正电,故A错误;锡箔屑被吸引过程是加速过程,故B错误;最后锡箔屑散开主要是因为锡箔屑带正电,同种电荷相互排斥导致,故C错误,D正确.2.下列说法正确的是()A.物体所带的电荷量可以为2×10-19 CB.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷C.摩擦起电的过程,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答案 D解析元电荷所带电荷量1.60×10-19 C,物体所带电荷量是元电荷所带电荷量的整数倍,故A项错;物体不带电,是由于其内部正、负电荷的数量相等,对外不显电性,故B项错;电荷既不会创造,也不会消灭,摩擦起电同样不会创造电荷,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.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. ×10-18 C,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 CB.9.4×10-18 CC.9.6×10-18 CD.9.8×10-18 C答案 C4.如图2所示,Q带负电荷,导体P在a处接地,下列说法中正确的是()图2A.导体P的a端不带电荷,b端带负电荷B.导体P的a端带正电荷,b端不带电C.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等D.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量答案 B解析金属导体P接地时与大地组成一个新的导体,a为靠近Q的一端,而大地为远离Q的一端,由于静电感应,靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷,即带上正电荷,大地端则带上与Q相同的电荷,b端则不带电荷,故B正确.5.如图3所示,A、B为带异种电荷的小球,将两条不带电的导体棒C、D放在两球之间,在用导线将C棒左端点x和D棒右端点y连接起来的瞬间,导线中自由电子移动的方向是()图3A.x→yB.y→xC.没有电流D.先是y→x,然后x→y答案 B解析由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,在C、D组成的导体中自由电子沿y向x运动,在C中聚集负电荷,在D中聚集正电荷,B正确.6.如图4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,导体分为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()图4A.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,且Q A=Q B,而Q A、Q B的值与所切的位置有关答案 D解析静电感应使得A带正电,B带负电.导体原来不带电,在带正电的导体球C静电感应的作用下,导体中的自由电子向B部分转移,使B部分带了多余的电子而带负电;A部分少了电子而带正电.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,但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的作用力的强弱是不同的,这样导致电子在导体上的分布的不均匀,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右两部分所带电荷量的值Q A、Q B是不同的,故只有D正确.7.吉尔伯特制作了第一只验电器,后来,英国人格雷改进了验电器,其结构如图5所示.验电器原来带正电,如果用一根带大量负电的金属棒接触验电器的金属球,金属箔片的张角将()图5A.先变小后变大B.变大C.变小D.先变大后变小答案 A解析带大量负电的金属棒接触验电器的金属球时,验电器上所带的正电荷先被负电荷中和,验电器所带电荷量减少,金属箔片张角变小;中和后,多余的负电荷又会转移到验电器上,使金属箔片的张角再次变大.8.有A、B、C三个完全相同的金属球,A带1.2×10-4 C的正电荷,B、C不带电,现用相互接触的方法使它们都带电,则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据()A.4.0×10-5 C,4.0×10-5 C,4.0×10-5 CB.6.0×10-5 C,4.0×10-5 C,4.0×10-5 CC.6.0×10-5 C,3.0×10-5 C,3.0×10-5 CD.5.0×10-5 C,5.0×10-5 C,5.0×10-5 C答案AC解析三个球同时接触后各带有4.0×10-5 C的电荷量,A正确;根据电荷守恒定律,接触前、后三球的总电量不变,B、D错误;将B球先与A球接触,再与C球接触,分开后A、B、C 各带有6.0×10-5 C、3.0×10-5 C和3.0×10-5 C的电荷量,C正确.故选A、C.9.如图6所示,把架在绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近,导体的A 端感应出正电荷,B端感应出负电荷,关于使导体带电的以下说法中正确的是()图6A.如果让手摸一下导体的B端,B端负电荷将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体将带正电B.如果让手摸一下导体的A 端,大地的自由电子将经人体流入导体与A 端的正电荷中和,手指离开,移去带电体C ,导体带负电C.如果用手摸一下导体的中间,由于中间无电荷,手指离开,移去带电体C ,导体不带电D.无论用手摸一下导体的什么位置,导体上的自由电子都经人体流入大地,手指离开,移去带电体C ,导体带正电答案 AD解析 无论用手摸一下导体的什么位置,都会使枕形导体通过人体与大地相连,由于静电感应,导体上的自由电子将经人体流入大地,使得导体带正电,手指离开,移去带电体C ,导体所带正电不变.二、非选择题10.如图7所示,某实验通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104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-8×10-12 C 的电荷量,求:图7(1)金属瓶上收集到多少个电子?(2)实验的时间为多长?答案 (1)5×107个 (2)5 000 s解析 (1)金属瓶上收集的电子数目为:N =Q e =-8×10-12 C -1.6×10-19 C =5×107个. (2)实验的时间:t =5×107104s =5 000 s. 11.多少个电子的电荷量等于-3.2×10-5 C ?干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走,身上聚集了-4.8×10-5 C 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m e =9.1×10-31 kg ,电子电荷量e =-1.6×10-19 C) 答案 2.0×1014个 3.0×1014个 2.73×10-16 kg 解析 -3.2×10-5 C 电荷量含有的电子数为n =q e =-3.2×10-5 C -1.6×10-19 C =2.0×1014个, -4.8×10-5 C 的电荷量含有的电子数为 n ′=q ′e =-4.8×10-5 C -1.6×10-19 C =3.0×1014个, 增加的质量为M =n ′m e =3.0×1014×9.1×10-31 kg =2.73×10-16 kg.12.如图8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 ;现给大球A 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:经过反复足够多次接触后,小球的带电荷量为多少?图8答案 Qq Q -q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量关系可知,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 -q q =Q q ′,解得q ′=Qq Q -q.。
1 静电现象及其应用课时分层作业(一)[根底达标练](15分钟48分)1.(6分)(多项选择)关于元电荷的理解 ,以下说法正确的选项是( )A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍BD[元电荷是最||小的电荷量 ,等于一个电子或一个质子所带的电荷量 ,但不是电子 ,故A、C错误 ,B正确;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.]2.(6分)属于静电利用现象的是( )A.油罐车上连接地线B.屋顶安装避雷针C.复印机复印文件资料D.印染厂车间保持湿度C[油罐车上连接地线 ,可以把运输过程中由于摩擦产生静电荷导走 ,防止静电产生火灾 ,故A错误.屋顶安装避雷针是将空中静电导入大地 ,以防止产生雷击 ,属于静电的防止 ,故B错误;复印机复印文件资料属于静电的利用 ,故C正确;保持印染厂车间里的空气湿度 ,使将产生的静电导入大地 ,属于静电的防止 ,故D错误.此题选择静电利用现象 ,应选C.]3.(6分)关于静电 ,以下说法中不正确的选项是( )【导学号:37032004】A.枯燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花 ,听到噼啪声 ,这是火花放电现象B.室内栽花种草可有效防止静电C.高压输电导线外表要很光滑 ,主要是为了美观D.油罐车尾装一条拖地铁链 ,有利于消除静电C[枯燥天气里化纤的衣服摩擦后带异种电荷而出现放电现象 ,从而会看到火花 ,听到劈啪声 ,故A正确;B.室内栽花种草可增加空气的湿度 ,有效防止静电 ,故B正确;C.外表光滑可以减小导线上的尖端凸起 ,这样可以大大减少尖端放电 ,故C错误;D.油罐车在运动的过程中 ,由于里面的油在晃动 ,也会摩擦产生静电 ,后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走 ,有利于消除静电 ,故D正确.此题选不正确的应选C.] 4.(6分)以下现象中不属于摩擦起电的是( )A.将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑 ,纸屑被吸起B.在枯燥的冬季脱毛绒衣时 ,会听到轻微的噼啪声C.擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬 ,四处飘落D.穿着化纤类织物的裤子走路时 ,裤腿上常容易吸附灰尘C[摩擦起电后物体带静电 ,能吸引轻小物体 ,也能产生火花放电 ,应选项C正确.] 5.(6分)人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘 ,其原因是( )A.人造纤维的导电性好 ,容易吸引灰尘B.人造纤维的导电性好 ,容易导走静电 ,留下灰尘C.人造纤维的绝||缘性好 ,不易除掉灰尘D.人造纤维的绝||缘性好 ,容易积累静电 ,吸引灰尘D[人在工作和生活中 ,由于衣服的摩擦等原因要产生静电 ,带电物体能够吸引轻小物体 ,灰尘容易吸附到衣物上.人造纤维比棉纤维的绝||缘性能强 ,更容易积累静电荷 ,因此更容易吸引灰尘.]6.(6分)把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰 ,两球都带等量的正电荷 ,这是因为( )A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上C.A球的负电荷移到B球上D.B球的正电荷移到A球上B[A、B两球相碰时 ,B球上的电子(负电荷)在A球上电荷的吸引力作用下 ,移到A 球上 ,B球失去电子带正电 ,A球得到电子 ,中和局部电荷后 ,仍带正电.] 7.(6分)如图112所示 ,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b 时 ,金属球b也带上负电 ,那么( )图112A.a上的一些电子转移到b上 ,瞬时电流方向b→aB.b上的一些电子转移到a上 ,瞬时电流方向a→bC.b上的一些正电荷转移到a上 ,瞬时电流方向b→aD.a上的一些正电荷转移到b上 ,瞬时电流方向a→bA[金属导体中能够自由移动的是电子 ,正电荷不移动 ,电流方向指正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向 ,故A正确.]8.(6分)绝||缘细线的上端固定 ,下端悬挂一只轻质小球a,a外表镀有铝膜 ,在a的近端有一绝||缘金属球b,开始时 ,a、b均不带电 ,如图113所示.现使b球带电 ,那么( )【导学号:37032005】图113A.a ,b之间不发生静电相互作用B.b立即把a排斥开C.b将吸引a ,吸住后不放开D.b将吸引a ,接触后又把a排斥开D[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A、B、C错误 ,D正确;应选D.][能力提升练](25分钟50分)9.(8分)有一个质量很小的小球A,用绝||缘细线悬挂着 ,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时 ,看到它们互相吸引 ,接触后又互相排斥 ,那么以下说法正确的选项是( )【导学号:37032006】A.接触前 ,A、B一定带异种电荷B.接触前 ,A、B可能带异种电荷C.接触前 ,A球一定不带任何净电荷D.接触后 ,A球一定带负电荷B[带电体具有吸引轻小物体的性质 ,不能认为只有异种电荷间才存在吸引力 ,所以A可以不带电 ,也可以带正电 ,接触后 ,A可能带负电 ,也可能带正电.] 10.(8分)两个带电小球相互接触后分开 ,然后又靠近 ,这时两小球( )A.一定互相吸引B.一定互相排斥C.一定无互相作用D.可能相互排斥 ,也可能无相互作用D[假设两球带同种电荷 ,相互接触后再分开 ,一定相互排斥.假设两球带异种电荷 ,相互接触后 ,可能不带电荷无相互作用 ,也可能带上同种电荷相互排斥 ,所以选项D正确.]11.(8分)(多项选择)如图114所示 ,将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒 ,移近或接触两个不带电的导体球 ,开始时两导体球互相接触且对地绝||缘 ,以下说法正确的选项是( )图114A.毛皮与橡胶棒摩擦时 ,橡胶棒上的正电荷转移到毛皮B.橡胶棒移近甲球 ,甲球带正电 ,乙球带负电 ,移走橡胶棒 ,两球都不再带电C.橡胶棒移近甲球 ,甲球带正电 ,乙球带负电 ,分开两球再移开橡胶棒 ,甲球带正电 ,乙球带负电D.橡胶棒与甲球接触一下移开 ,再分开两球 ,甲球带负电 ,乙球带正电BC[橡胶棒与毛皮摩擦时 ,是毛皮上的电子转移到橡胶棒 ,而使橡胶棒带负电 ,A错误;橡胶棒靠近甲球时 ,发生感应起电 ,甲球带正电 ,乙球带负电 ,移走棒后 ,两球上的电荷中和 ,都不带电 ,假设先移开两球再移走棒 ,两球上的电荷不能中和 ,甲、乙两球仍带电 ,故B、C正确;橡胶棒与甲球接触 ,是接触起电 ,两球都带上负电荷 ,分开两球 ,仍都带负电 ,D错误.]12.(8分)(多项选择)以下说法中正确的选项是( )A.静电感应不是创造电荷 ,只是电荷从物体的一局部转移到另一局部B.不带电物体摩擦起电时 ,一个物体失去一些电子带正电 ,另一个物体得到这些电子带负电C.两个带电体接触一定等分电荷量D.一个带电体接触另一个不带电体 ,两个物体可能带上异种电荷AB[静电感应使物体带电 ,不是创造了电荷 ,而是物体内电荷的转移 ,A正确;不带电的两物体相互摩擦可使两者分别带上等量异种电荷 ,B正确;两个带电体接触后电荷量均分是有条件的 ,要求两带电体完全相同 ,C错误;两物体接触后可能带同种电荷 ,也可能不带电 ,不可能带异种电荷 ,当一个带电体接触另一个不带电体时 ,两者一定带同种电荷 ,D 错误.]13.(8分)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两球接触后移开.(1)假设A、B两球带有同种电荷时 ,那么接触后两球所带电荷量之比为________.(2)假设A、B两球带有异种电荷时 ,那么接触后两球所带电荷量之比为_________.【解析】设A、B原先所带电荷量均为q ,带同种电荷时 ,不带电小球先接触A后 ,电荷量平分 ,原不带电小球带电荷量为q 2 ,A 带电荷量为q 2 ,原不带电小球再与B 接触 ,总电荷量平分 ,q 2+q 2=34q ,原不带电小球与B 均带电荷量为34q ,所以电荷量之比为q 2∶34q =2∶3.带异种电荷时 ,A 带电荷量为q 2 ,B 带电荷量为q -q 22=q 4 ,即原不带电小球与B 带异种电荷 ,先中和后再平分 ,所以电荷量之比为2∶1.【答案】 (1)2∶3 (2)2∶114.(10分)三个导体 ,其中一个带正电 ,两个不带电.思考以下问题:【导学号:37032007】(1)能不能使后两者都带上正电荷 ?(2)能不能使后两者都带上负电荷 ?(3)能不能使后两者分别带上等量的异种电荷 ?【解析】 (1)用接触带电的方式.(2)让不带电的两导体互相接触 ,将带电导体接近它们 ,使它们分别感应出正、负电荷;然后将带正、负电荷的导体别离 ,用手接触带正电荷的导体 ,将正电荷导走;最||后让不带电的导体与带负电的导体接触 ,使两者都带上负电荷.(3)让不带电的两导体互相接触 ,将带正电导体移近它们 ,然后把它们分开 ,移走带正电导体.【答案】 见解析。
学业分层测评(四) 趋利避害——静电的利用与防止(建议用时:45分钟)[学业达标]1.下列措施是为了防止静电产生危害的是()A.静电复印B.静电喷漆C.在高大的建筑物顶端装上避雷针D.在高大的烟囱中安装静电除尘器【解析】静电复印、静电喷漆、静电除尘均是静电的利用,在高大的建筑物顶端装上避雷针是防止静电产生危害,故本题应选C.【答案】 C2.身穿化纤衣服的人在晚上脱衣服时,会看到电火花,并伴有“叭叭”的响声,其原因是()【导学号:18152027】A.由于化纤衣物间的摩擦产生了静电B.人体本身带电C.空气带电,在衣服上产生放电现象D.以上说法都不正确【解析】正常情况下,物体(包括气体物质)都是电中性的,人体、空气本身不可能带电,故B、C错误.晚上脱衣服时,衣物间的摩擦产生静电,积聚的大量电荷导致火花放电,故A正确.【答案】 A3.关于避雷针的原理的说法正确的是()A.通过使用绝缘材料,防止雷电击中建筑物B.避雷针实际上是将雷电提前引下来,为了达到快速的目的,避雷针与空气的接触面积越大越好C.避雷针利用尖端放电原理,置于建筑物顶端,提前将雷电引入地下D.避雷针利用静电平衡,平衡天空带电的云层【解析】避雷针所起的作用是导走云层中的静电荷,为了容易产生放电现象,一般做成比较尖的,并且需要接地良好,所以选项A、B均错误,其原理也不是静电平衡,选项D错误.【答案】 C4.为了防止静电的危害,应尽快把产生的静电导走,下面措施中不是防止静电危害的是()【导学号:18152028】A.油罐车后面装一条拖地的铁链B.电工钳柄上套有绝缘胶套C.飞机轮上装搭地线D.印刷车间中保持适当的湿度【解析】防止静电危害是不让其产生火花、高压,而钳柄上的绝缘胶套是防止操作时触电的,而不是防止静电的.【答案】 B5.人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘,其原因是()A.人造纤维的导电性好,容易吸引灰尘B.人造纤维的导电性好,容易导走静电,留下灰尘C.人造纤维的绝缘性好,不易除掉灰尘D.人造纤维的绝缘性好,容易积累静电,吸引灰尘【解析】人在工作和生活中,由于衣服的摩擦等原因要产生静电,带电物体能够吸引轻小物体,灰尘容易吸附到衣物上.人造纤维比棉纤维的绝缘性能强,更容易积累静电荷,因此更容易吸引灰尘.【答案】 D6.如图1-4-4所示,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体.当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做()【导学号:18152029】图1-4-4A.向上偏转的类平抛运动B.向下偏转的类平抛运动C.匀速直线运动D.变速直线运动【解析】电荷如何运动,由电荷的受力决定,而电荷的重力不计,则只需考虑电荷是否受电场力.根据电场中导体的特点,即可判断.空心导体处在带正电的带电体附近,根据电场中导体的特点,空心导体起到了静电屏蔽的作用,使得内部电场强度为零,电荷不受电场力的作用,所以做匀速直线运动,C选项正确.【答案】 C7.(多选)滚筒式静电分选器由料斗A、导板B、导体滚筒C、刮板D、料槽E、F和放电针G等部件组成.C与G分别接于直流高压电源的正、负极,并令C接地.如图1-4-5所示,电源电压很高,足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子.现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落,沿导板B到达转动的滚筒C上,粉粒a具有良好的导电性,粉粒b具有良好的绝缘性.下列说法正确的是()图1-4-5A.粉粒a落入料槽F,粉粒b落入料槽EB.粉粒b落入料槽F,粉粒a落入料槽EC.若滚筒C不接地而放电针G接地,从工作原理上看,这是允许的D.若滚筒C不接地而放电针G接地,从工业实用角度看,这也是允许的【解析】因为C和G分别接在高压电源的正、负极上,放电针G附近形成很强的电场,使放电针G附近的空气电离而产生大量离子,其中的负离子在奔向正极C的过程中被吸附到粉粒a、b上,a、b因吸附负离子而带负电,被吸引到带正电的滚筒C上,因a具有良好的导电性,a所带电荷被C上的正电荷中和并最终带上和C相同的电荷而被C 排斥,落入料槽F;粉粒b因具有良好的绝缘性所带负电荷不会被中和,和C相互吸引被吸引到滚筒C上,直到D处被刮板刮落而落入料槽E中,故A正确,B错误.若滚筒C 不接地而放电针G接地,同样能使放电针附近空气电离,从工作原理上看,这是允许的,但滚筒C不接地具有高压,不安全,从工业实用角度看,这是不允许的,故C正确,D错误.【答案】AC8.盛放在油罐车内的石油产品,振荡时可产生静电,容易引起火灾,所以油罐车尾部有一条拖地的铁链,这是利用了铁具有________的性质.【解析】铁链具有良好的导电性,能把由于振荡产生的静电导入大地,从而防止火灾等危险情况的发生.【答案】良好的导电性[能力提升]9.在干燥的天气里,脱毛衣时会听到噼里啪啦的响声,还会伴有点点火花,若用手接触金属常常被电击,你能用所学过的知识来解释这一现象吗?【导学号:18152030】【解析】由于在脱毛衣时,物体与物体之间发生摩擦,使物体带了电,即摩擦起电,所以电荷在发生中和时就发出了噼里啪啦的声音.在用手和金属接触时发生了放电的现象,所以有被电击的情况.【答案】见解析10.在干燥的环境里,复印机工作时常因出现复印纸粘在一起影响复印质量.可用什么方法防止纸粘在一起?试说明理由.【解析】复印纸粘在一起,是因为互相摩擦而产生了静电荷,由于正负电荷互相吸引,使复印纸不易分开.增大空气的湿度,可防止纸粘在一起.因为空气湿度大时,不易产生摩擦起电现象;产生的一些静电荷也容易泄漏而消失,所以复印纸就容易分开了.【答案】见解析11.工厂在加工完金属工件后,需要给工件喷防锈漆.工人把金属工件、喷枪分别接在高压直流电源的两极上,为什么这样做?【解析】喷枪接电源的一极,从中喷出的漆便带上了一种电荷,由于同种电荷相互排斥,形成分布均匀的雾状漆,喷枪与工件之间还会形成电场,细小的带电漆珠在电场力作用下向带异种电荷的工件运动,并吸附在工件表面完成喷漆,静电喷漆因喷出的漆分布均匀,故能有效提高喷漆的质量和效率,并减少对工人的危害.【答案】见解析12.静电的危害很多.它的第一种危害来源于带电体的互相作用.在飞机机体与空气、水汽、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,使飞机变成“聋子”或“瞎子”;在印刷厂里,纸页之间的静电,会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里,由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在电视机工作时荧光屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;就连衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼.静电的第二大危害是有可能因静电火花点燃某些易燃物品而发生爆炸.漆黑的夜晚,我们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“噼啪”的响声,这对人体基本无害.但在手术台上,静电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人.在煤矿中,则会引起瓦斯爆炸,导致工人死伤,矿井报废.存在可燃气体的环境中防止静电常采用哪些措施?【解析】措施一:做静电实验时,通常要求空气干燥,潮湿的环境则难以做成,所以使存在可燃气体的环境中的空气变得潮湿,可防止静电.措施二:地球是一个大的导体,通常有些电器都有接地线.将在可燃气体环境中能产生静电的装备都接上接地线,将产生的静电导入大地,可防止静电.【答案】见解析。
学业分层测评(建议用时:45分钟)[学业达标]1.下列哪些措施是利用了静电()【导学号:46852103】A.精密仪器外包有一层金属外壳B.家用电器如洗衣机接有地线C.手机一般装有一根天线D.以上都不是【解析】精密仪器外包有一层金属外壳是防止外界静电或其他电信号的干扰;家用电器如洗衣机接有地线是通过地线及时导走静电,保护人身安全;手机一般装有一根天线是为了有效地接收电信号.【答案】 D2.避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()【导学号:46852104】A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入大地D.以上说法都不对【解析】带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针尖端感应出与云层相反的电荷,达到一定程度就会向空中放电,中和云层中的电荷,从而避免遭受雷击.【答案】 B3.高压输电线路的铁塔顶端有一条比下面输电线细的金属线,它的作用是()【导学号:46852105】A.加强铁塔的稳定性B.传输零线的电流C.防雷电,起到避雷针的作用D.作为备用线,供输电线断开时应急使用【解析】本题中的输电细线起着与避雷针相似的作用,通过放电中和周围空气中的电荷,可以防止雷击.选项C正确.【答案】 C4.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器,如图1-3-3实线为除尘器内电场的电场线,虚线为带负电粉尘的运动轨迹,P、Q为运动轨迹上的两点,下列关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是()图1-3-3A.F p=F Q B.F p>F QC.F p<F Q D.无法比较【解析】Q处的电场线密,所以在Q点所受电场力大,选项C正确.【答案】 C5.如图1-3-4是模拟避雷针作用的实验装置,金属板M接高压电源的正极,金属板N接负极.金属板N上有两个等高的金属柱A、B,A为尖头,B为圆头.逐渐升高电源电压,当电压达到一定数值时,可看到放电现象.先产生放电现象的是()【导学号:46852106】避雷针模拟实验图1-3-4A.A金属柱B.B金属柱C.A、B金属柱同时D.可能是A金属柱,也可能是B金属柱【解析】根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知,A金属柱尖端电荷密集,容易发生尖端放电现象,故选项A正确.【答案】 A6.如图1-3-5所示是静电除尘装置示意图,它由金属管A和管中金属丝B 组成,有关静电除尘的原理,以下说法正确的是()【导学号:46852107】图1-3-5A.A接高压电源负极,B接高压电源正极B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上C.靠近B处电场强度大,B附近空气被电离成阳离子和电子D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成阴、阳离子,分别吸附在B和A上【解析】静电除尘的原理是除尘器圆筒的外壁连到高压电源的正极,中间的金属丝连到负极.圆筒中气体分子在电场力作用下电离,粉尘吸附了电子而带负电,飞向筒壁,最后在重力的作用下落在筒底,故选项A、B、D错误,正确答案为C.【答案】 C7.(多选)静电喷涂机原理如图1-3-6所示,静电喷涂机接高压电源,工作时将涂料微粒喷向带正电的被喷涂工件,高速运动的微粒被吸附到工件表面.关于静电喷涂机的涂料微粒,下列说法中正确的有()【导学号:46852108】图1-3-6A.微粒带正电B.微粒带负电C.微粒受电场力作用D.微粒可带正电,也可带负电【解析】静电喷漆的原理是让带电的漆料微粒在电场力的作用下吸附到工件上,所以选项B、C正确,选项A、D错.【答案】BC8.下列有关生活中的静电,有利的是________,有害的是________.A.静电除尘B.静电喷漆C.静电复印D.雷雨天高大树木下避雨E.电视荧屏上常有一层灰尘【解析】A静电除尘,B静电喷漆,C静电复印都是书上提到的静电利用的例子,雷雨天高大树木很容易成为尖端,由于云中电荷的作用,高大树木出现尖端放电,与云中电荷中和而产生强烈的放电现象,所以在高大树木下避雨易遭雷击;而电视荧屏上的灰尘是静电所致,使画面模糊,所以有害的选D、E.【答案】ABC DE[能力提升]9.处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子,利用此原理可以进行静电除尘.如图1-3-7所示,是一个用来研究静电除尘的实验装置,铝板与手摇起电机的正极相连,缝被针与手摇起电机的负极相连,在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香.转动手摇起电机,蚊香放出的烟雾会被电极吸附,停止转动手摇起电机,蚊香的烟雾又会袅袅上升.关于这个现象,下列说法中正确的是()图1-3-7A.烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上B.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变,离铝板越近则加速度越大【解析】在铝板和缝被针中间形成强电场,处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子,烟尘吸附电子带负电,而被吸附到铝板上,选项A错;由于静电力做功,同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大,选项C 正确,B错误;由于离铝板越近,电场强度越小,同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变,离铝板越近则加速度越小,选项D错误.【答案】 C10.静电复印是静电应用的一种.其核心部件硒鼓表面镀硒,硒在没有被光照射时是很好的绝缘体,受到光照射立刻变成导体.工作时,先将硒鼓接地,并充电使其表面带上正电荷,然后通过光学系统的工作,将原稿上的字迹投影在硒鼓表面.如图1-3-8所示,硒鼓上的静电潜像是没有被光照射到的地方,即原稿字迹的影.则硒鼓表面带电情况是()【导学号:46852109】图1-3-8A.静电潜像部分将保持正电荷,其余部分正电荷被导走B.静电潜像部分将出现负电荷,其余部分正电荷被导走C.静电潜像部分正电荷被导走,其余部分将保持正电荷D.静电潜像部分正电荷被导走,其余部分将出现负电荷【解析】由题干知,静电潜像没有光照射,是绝缘体,正电荷仍将保持,其余部分成为导体,正电荷被导走,故选A.【答案】 A11.如图1-3-9所示,在桌上放两摞书,把一块洁净的玻璃垫起来,使玻璃离开桌面20~30 cm.在宽0.5 cm的纸条上画出各种舞姿的人形,用剪刀把它们剪下来,放在玻璃下面,然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上擦,就可以看到小纸人翩翩起舞了.【导学号:46852110】图1-3-9(1)为什么小纸人会翩翩起舞?(2)如果实验前用一根火柴把“跳舞区”烤一烤,实验效果会更好,此现象说明了什么?(3)如果向“跳舞区”哈一口气,小纸人跳得就不活跃了,此现象说明了什么?【答案】(1)硬泡沫塑料与玻璃板摩擦后带上电荷,使硬泡沫塑料与纸人相互吸引.(2)说明在干燥环境中容易起电,其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上产生的电荷导走.(3)说明在潮湿的环境下,不易摩擦起电,因为潮湿的空气具有导电能力,把摩擦后玻璃板上产生的电荷导走了.12.以煤作燃料的电站,每天排出的烟气带走大量的煤粉,不仅浪费燃料,而且严重污染环境,利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉.如图1-3-10所示是静电除尘器的原理示意图,除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,在A、B上各引电极a、b接直流高压电源.假定煤粉只会吸附电子,而且距金属丝B 越近场强越大.图1-3-10(1)试标出所接高压电源的极性;(2)试定性说明静电除尘器的工作原理;(3)设金属管A的内径r=3 m,长为L=50 m,该除尘器吸附煤粉的能力D =3.5×10-4kg/(s·m2),求其工作一天能回收煤粉多少吨?(最后结果取三位有效数字)【解析】(1)a为正极,b为负极.(2)由于煤粉吸附电子带电,故将在电场作用下奔向电极,并吸附在电极上.(3)设一天回收煤粉的质量为m,管内表面积S=2πrL.则m=DS·t1 000=3.5×10-4×2×3.14×3×50×86 4001 000t=28.5 t.【答案】(1)a为正极,b为负极(2)带电粒子在电场作用下奔向电极,并吸附在电极上(3)28.5 t。
学业分层测评(三) 电场及其描述(建议用时:45分钟)[学业达标]1.下面的说法中不正确的是( )A .电荷的周围存在电场B .电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而存在的C .电荷甲对电荷乙的电场力是电荷甲的电场对电荷乙的作用力D .电场力是不相接触的物体之间的作用力,这种相互作用不经其他物质便可直接进行【解析】 电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电荷间的相互作用力是通过电场进行的,故A 、B 、C 均正确,D 不正确.【答案】 D2.在电场中某一点放一试探电荷q ,它受到的静电力为F ,则该点的电场强度为E =F q ,那么下列说法正确的是( ) 【导学号:18152020】A .若移去试探电荷,该点电场强度为0B .若该点放一电荷量为2q 的试探电荷,则该点的电场强度为2EC .若该点放一电荷量为2q 的试探电荷,则该点的电场强度为E 2D .若该点放一电荷量为2q 的试探电荷,则该点的电场强度为E【解析】 电场强度是根据试探电荷受力情况用比值的方法定义的,公式E =F q中,虽然有试探电荷的电荷量q ,但更换试探电荷时,F 与q 的比值不变,电场强度由电场本身决定.【答案】 D3.如图133所示是电场中某区域的电场线分布图,A 是电场中的一点,下列判断中正确的是( )图133A .A 点的电场强度方向向左B .A 点的电场强度方向向右C .因A 点无电场线,所以A 点场强是零D .正点电荷在A 点受力向左【解析】 由题图可以看出,此电场中的电场线是一系列等间距的互相平行的直线,电场线均匀分布,方向相同,该电场中电场强度处处大小相等、方向相同,故A点的电场强度方向向右,因此A、C错,B对;根据电场强度方向的规定可知,正电荷在A点的受力方向向右,即与电场强度方向相同,而负电荷在A点受力向左,故D错.【答案】 B4.如图134甲所示,AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线,图乙则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力大小间的函数图象(Fq图象),指定电场方向由A指向B为正方向,由此可以判定( )【导学号:18152021】图134A.场源可能是正电荷,位置在A侧B.场源可能是正电荷,位置在B侧C.场源可能是负电荷,位置在A侧D.场源可能是负电荷,位置在B侧【解析】因放在a、b处的正电荷所受的电场力的方向均沿由A指向B的方向,故a、b处电场强度的方向均沿A指向B的方向,又由F=Eq可知,图线的斜率对应电场强度大小,故有E b>E a,由点电荷所形成的电场线的分布特点可知,场源电荷可能为负电荷,且位于B 侧,D正确.【答案】 D5.图135中实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点.若带电粒子在运动过程中只受静电力作用,下列判断错误的是( )图135A.带电粒子带负电荷B.带电粒子带正电荷C.带电粒子所受静电力方向与电场线方向相反D.带电粒子做匀变速运动【解析】由图可以看出,带电粒子通过该电场区域时,不论是由a向b还是由b向a 运动,运动轨迹都向左弯曲,表明带电粒子所受静电力方向与电场方向相反,带电粒子应带负电.因带电粒子在匀强电场中所受的静电力是恒力,故运动的加速度大小和方向不变,做匀变速曲线运动.【答案】 B6.(多选)关于电场线的叙述,正确的是( )【导学号:18152022】A.沿着电场线的方向电场强度越来越小B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交C.电场线是人们假想的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在D.电场线是非闭合曲线,始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷【解析】电场线的疏密反映电场强度的大小,电场线越密的区域,电场强度就越大.在不同电场中沿着电场线的方向电场强度可能变大(如负点电荷的电场)、变小(如正点电荷的电场)、不变(如匀强电场),或更复杂,故A错误.如果两条电场线相交,根据电场线的物理意义,则该点有两个电场方向,而实际上电场中某点的场强方向是唯一确定的,所以电场中任意两条电场线不会在无电荷处相交,故B正确.电场线是一种物理模型,是为了形象描述电场而引入的,不是实际存在的线,故C正确.静电场中电场线始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷,电场线不是闭合曲线,故D正确.【答案】BCD7.A、B为带电荷量分别为+Q和-Q的两个等量异种点电荷,c、d为A、B连线上的两点,且Ac=Bd,如图136所示,关于c、d两点间电场强度的情况是( )图136A.由c到d电场强度由大变小B.由c到d电场强度由小变大C.由c到d电场强度不变D.由c到d电场强度先变小后变大【解析】c、d两点处于A、B两异种点电荷所形成的叠加场,各点场强可由E A+E B表示,但计算起来较为繁杂,可借助电场线来描绘,如图所示,从电场线分布看,从c→d过程中电场线密→疏→密,因此电场强度先变小后变大.【答案】 D8.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受静电力作用,运动到B点的过程中,它运动的v t图象如图137所示,则A、B两点所在区域的电场分布情况可能是下图中的( )图137【解析】由v t图象知,负电荷由A到B速度越来越大,所以静电力对电荷做正功,静电力的方向与过A点场强方向相反,故A、D选项错误.由A向B运动过程中加速度越来越大,故静电力越来越大,电场线越来越密,C对,B错.【答案】 C[能力提升]9.(多选)如图138所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两处的场强,则( ) 【导学号:18152023】图138A.A、B两处的场强方向相同B.因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以E A=E BC.电场线从A指向B,所以E A>E BD.不知A、B附近电场线的分布情况,E A、E B的大小不能确定【解析】由图可知,A、B两处的场强方向相同,A正确;但只有一条电场线,无法描述电场线分布的疏密程度,故无法比较E A、E B的大小,D正确,B、C均错误.【答案】AD10.(多选)如图139所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子( )图139A .电性与场源电荷的电性相同B .在a 、b 两点所受电场力大小F a >F bC .在a 、b 两点的速度大小v a >v bD .在a 、b 两点的动能E k a <E k b【解析】 根据带电粒子的运动轨迹可知,带电粒子所受电场力的方向跟电场线共线,指向曲线弯曲的内侧,由此可知,带电粒子与场源电荷电性相反,选项A 错误;a 点电场线比b 点密,所以a 点电场强度较大,带电粒子在a 点所受电场力较大,选项B 正确;假设带电粒子由a 点运动到b 点,所受电场力方向与速度方向之间的夹角大于90°,电场力做负功,带电粒子的动能减少,速度减小,即E k a >E k b ,v a >v b ,同理可分析带电粒子由b 点运动到a 点时也有E k a >E k b ,v a >v b ,故选项C 正确,D 错误.【答案】 BC11.电荷量为Q 1=3.0×10-10 C 的负电荷,在电场中某点受到的电场力F =6.3×10-7 N ,方向竖直向上,则该点的场强大小为________N/C ,场强方向为______;如果将负电荷Q 1改换为Q 2=6.0×10-10 C 的正电荷,那么正电荷受到的电场力大小为________N ;如果该点不放电荷,该点场强大小为________N/C.【导学号:18152024】【解析】 根据电场强度公式,E =F q =F Q 1=2.1×103 N/C ,方向竖直向下,该点场强的大小和方向不随该点电荷的改变而变化.电荷Q 2在该点所受电场力为F =Q 2E =6.0×10-10 C×2.1×103 N/C =1.26×10-6 N.【答案】 2.1×103 竖直向下 1.26×10-6 2.1×10312.在真空中O 点放一个点电荷Q =+1.0×10-9 C ,直线MN 通过O 点,OM 的距离r =30 cm ,M 点放一个试探点电荷q =+1.0×10-10 C ,如图1310所示,求:图1310(1)q 在M 点受到的作用力;(2)M 点的场强;(3)拿走q 后M 点的场强;(4)M 、N 两点的场强哪点大?(5)如果把Q 换成-1.0×10-9C 的点电荷,情况又如何?【解析】 (1)q 在M 点受到的电场力由库仑定律可得F =k Qq r 2=9.0×109×1.0×10-9×1.0×10-100.32 N =1.0×10-8N方向由M 指向N .(2)M 点的场强 E =F q =1.0×10-81.0×10-10N/C =100 N/C , 方向由M 指向N .(3)拿走q 后M 点的场强不变,场强与试探电荷q 无关.(4)由E =k Q r 2可知,离场源电荷Q 越远,E 越小,由于r OM <r ON ,所以E M >E N .(5)若把Q 换成-1.0×10-9 C 的点电荷,各处的场强大小不变,但方向与原来相反.【答案】 见解析。
学业分层测评(一)认识静电(建议用时:45分钟)[学业达标]1.(多选)关于摩擦起电、接触起电、感应起电,下列说法正确的是()【导学号:62032100】A.这三种方式都创造了带负电荷的电子B.这三种方式都创造了带正电荷的质子C.这三种起电方式的实质是一样的,都是电子从一个物体转移到另一个物体D.这三种方式都符合电荷守恒定律【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,但并没有创造电荷,电荷只是发生转移.感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分.电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体,是接触带电.电荷既不能被创造,也不能被消灭,这三种方式都没有产生电荷,故A、B错误;摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方法,但实质是一样的,都是电子从一个物体转移到另一个物体,故C正确;这三种方式都符合电荷守恒定律,故D正确.【答案】2.如图1-1-5所示,是中性导体,把一个带正电的电荷靠近A端后又拿走.B 端带()图1-1-5A.正电B.负电C.不带电D.不确定【解析】把一个带正电的电荷靠近A端时,由于静电感应,中性导体的A端带上负电荷,B端带上正电荷.拿走后,导体上A、B两端的电荷重新分布,A、B两端均呈电中性.C项正确.【答案】 C3.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,将两导体接触一会儿后再分开,则B导体的带电荷量为()A.-q B.qC.2q D.4q【解析】两个完全一样的导体接触后电荷先中和再平分,所以==2q,故C对.【答案】 C4.如图1-1-6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()图1-1-6A.验电器金属箔片不张开,因为球A没有和B接触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.验电器金属箔片张开,因为验电器金属箔片带上了正电【解析】A带正电,靠近验电器B时发生静电感应,使B的金属球带负电,下端金属箔带正电而张开.【答案】 D5.(多选)有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是() 【导学号:62032019】A.接触前,A,B一定带异种电荷B.接触前,A,B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何电荷D.接触后,A球一定带电【解析】接触前橡胶棒带电,带电体有吸引轻小物体的性质,故A可能带正电也可能不带电,接触后橡胶棒和A带同种电荷,故要排斥,故正确答案为B、D.【答案】6.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,他发现有一个带电质点的电荷量数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的() 【导学号:62032101】A.6.2×10-19 C B.6.4×10-19 CC.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C【解析】任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍,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B正确.【答案】 B7.把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这是因为()A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上C.A球的负电荷移到B球上D.B球的正电荷移到A球上【解析】金属球中能够自由移动的电荷是自由电子,则B球上的自由电子受A球上所带正电荷的吸引而转移到A球上,B球因缺少电子就带上了正电荷.【答案】 B8.梳头发的时候,头发有时不听指挥而随梳子飞起来,这时若将梳子上撒些水,头发就规律了,试解释生活中的这一现象.【解析】梳头发时,由于摩擦起电,梳子和头发因带上异种电荷而相互吸引,从而头发漂动,若撒些水,则潮湿的梳子将静电导走,不再出现漂动现象.【答案】见解析[能力提升]9.(多选)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,丙物体带电荷量的多少为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【解析】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而带正电荷,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荷为 1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正确.【答案】10.如图1-1-7所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是()图1-1-7A.闭合开关S1,有电子从枕形导体流向大地B.闭合开关S2,有电子从枕形导体流向大地C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕形导体D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2【解析】在S1、S2都闭合前,对枕形导体,它的电荷是守恒的,a、b两端出现等量负、正电荷.当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与导体连通,使大地也参与了电荷转移,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒,由于静电感应,a端仍为负电荷,大地远处应感应出正电荷,因此无论闭合开关S1还是开关S2,都应有电子从大地流向导体,故C选项正确.【答案】 C11.(多选)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1-1-8甲、乙所示,则()甲乙图1-1-8A.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【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以可以判断出甲图的现象可以是两个带异种电荷的小球,也可以是一个小球带电而另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象,则必须都带电且是同种电荷.【答案】12.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=6.4×10-9 C,=-3.2×10-9 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了多少?【导学号:62032102】【解析】当两小球接触时,带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′=′=(+)=(6.4×10-9-3.2×10-9) C=1.6×10-9 C.在接触过程中,电子由B球转移到A球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使B球带′的正电,这样,共转移的电子电荷量为Δ=′-=[1.6×10-9-(-3.2×10-9)]C=4.8×10-9 C.转移的电子数n==C,1.6×10-19 C)=3.0×1010(个).【答案】电子由B球转移到了A球,转移了3.0×1010个电子。
学业分层测评(一)
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.下列现象中不属于摩擦起电的是()
A.将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑,纸屑被吸起
B.在干燥的冬季脱毛绒衣时,会听到轻微的噼啪声
C.擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬,四处飘落
D.穿着化纤类织物的裤子走路时,裤腿上常容易吸附灰尘
【解析】摩擦起电后物体带静电,能吸引轻小物体,也能产生火花放电,故选项C正确.
【答案】 C
2.人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘,其原因是()
A.人造纤维的导电性好,容易吸引灰尘
B.人造纤维的导电性好,容易导走静电,留下灰尘
C.人造纤维的绝缘性好,不易除掉灰尘
D.人造纤维的绝缘性好,容易积累静电,吸引灰尘
【解析】人在工作和生活中,由于衣服的摩擦等原因要产生静电,带电物体能够吸引轻小物体,灰尘容易吸附到衣物上.人造纤维比棉纤维的绝缘性能强,更容易积累静电荷,因此更容易吸引灰尘.
【答案】 D
3.把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这是因为()
A.A球的正电荷移到B球上
B.B球的负电荷移到A球上
C.A球的负电荷移到B球上
D.B球的正电荷移到A球上
【解析】A、B两球相碰时,B球上的电子(负电荷)在A球上电荷的吸引力作用下,移到A球上,B球失去电子带正电,A球得到电子,中和部分电荷后,仍带正电.
【答案】 B
4.如图1-1-3所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上负电,则()
图1-1-3
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些正电荷转移到a上,瞬时电流方向b→a
D.a上的一些正电荷转移到b上,瞬时电流方向a→b
【解析】金属导体中能够自由移动的是电子,正电荷不移动,电流方向指正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向,故A正确.
【答案】 A
5.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 的近旁有一绝缘金属球b,开始时,a、b都不带电,如图1-1-4所示.现使a、b 分别带不等量的正负电荷,则()
图1-1-4
A.b将吸引a,吸引后不放开
B.b先吸引a,接触后a、b迅速分开
C.a、b之间不发生相互作用
D.b立即把a排斥开
【解析】因异种电荷相互吸引,轻质小球a将向b靠拢并与b接触;当小球a与b接触后,将对两球所带的电荷进行重新分配,结果两球带同种电荷(正电或负电),因此两球将会被排斥开.若a、b原带电荷量相等,则a、b接触后中和而都不带电,a、b自由分开.故选B.
【答案】 B
6.有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是()
A.接触前,A,B一定带异种电荷
B.接触前,A,B可能带异种电荷
C.接触前,A球一定不带任何净电荷
D.接触后,A球一定带负电荷
【解析】带电体具有吸引轻小物体的性质,不能认为只有异种电荷间才存在吸引力,所以A可以不带电,也可以带正电,接触后,A可能带负电,也可能带正电.
【答案】 B
7.两个带电小球相互接触后分开,然后又靠近,这时两小球()
A.一定互相吸引
B.一定互相排斥
C.一定无互相作用
D.可能相互排斥,也可能无相互作用
【解析】若两球带同种电荷,相互接触后再分开,一定相互排斥.若两球带异种电荷,相互接触后,可能不带电荷无相互作用,也可能带上同种电荷相互排斥,所以选项D正确.
【答案】 D
8.(多选)如图1-1-5所示,将用毛皮摩擦过的带负电橡胶棒,移近或接触两个不带电的导体球,开始时两导体球互相接触且对地绝缘,下列说法正确的是()
图1-1-5
A.毛皮与橡胶棒摩擦时,橡胶棒上的正电荷转移到毛皮
B.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,移走橡胶棒,两球都不再带电
C.橡胶棒移近甲球,甲球带正电,乙球带负电,分开两球再移开橡胶棒,甲球带正电,乙球带负电
D.橡胶棒与甲球接触一下移开,再分开两球,甲球带负电,乙球带正电【解析】橡胶棒与毛皮摩擦时,是毛皮上的电子转移到橡胶棒,而使橡胶棒带负电,A错误;橡胶棒靠近甲球时,发生感应起电,甲球带正电,乙球带负电,移走棒后,两球上的电荷中和,都不带电,若先移开两球再移走棒,两球上的电荷不能中和,甲、乙两球仍带电,故B、C正确;橡胶棒与甲球接触,是接触起电,两球都带上负电荷,分开两球,仍都带负电,D错误.
【答案】BC
[能力提升]
9.(多选)下列说法中正确的是()
A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
B.不带电物体摩擦起电时,一个物体失去一些电子带正电,另一个物体得到这些电子带负电
C.两个带电体接触一定等分电荷量
D.一个带电体接触另一个不带电体,两个物体可能带上异种电荷
【解析】静电感应使物体带电,不是创造了电荷,而是物体内电荷的转移,A正确;不带电的两物体相互摩擦可使两者分别带上等量异种电荷,B正确;两个带电体接触后电荷量均分是有条件的,要求两带电体完全相同,C错误;两物体接触后可能带同种电荷,也可能不带电,不可能带异种电荷,当一个带电体接触另一个不带电体时,两者一定带同种电荷,D错误.
【答案】AB
10.(多选)雷雨天气,应谨防雷电,下面哪些做法是正确的()
A.雷雨天气外出时,可以在孤立的高大建筑物和大树下避雨
B.雷雨天气外出时,在空地上应立即蹲下,以免成为雷电的袭击目标
C.雷雨天气外出时,不可以在户外打手机
D.以上说法都不对
【解析】在雷雨天气,树、手机都是很好的导体,树木和手机类似于避雷针,能将雷电引入大地,人在其附近易发生危险.
【答案】BC
11.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 两球接触后移开.
(1)若A 、B 两球带有同种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为______.
(2)若A 、B 两球带有异种电荷时,则接触后两球所带电荷量之比为_______.
【导学号:18792003】
【解析】 设A 、B 原先所带电荷量均为q ,带同种电荷时,不带电小球先
接触A 后,电荷量平分,原不带电小球带电荷量为q 2,A 带电荷量为q 2,原不带电
小球再与B 接触,总电荷量平分,q 2+q 2=34q ,原不带电小球与B 均带电荷量为34
q ,所以电荷量之比为q 2∶34q =2∶3.带异种电荷时,A 带电荷量为q 2,B 带电荷量
为q -q 22=q 4,即原不带电小球与B 带异种电荷,先中和后再平分,所以电荷量之比为2∶1.
【答案】 (1)2∶3 (2)2∶1
12.三个导体,其中一个带正电,两个不带电.思考下列问题:
(1)能不能使后两者都带上正电荷?
(2)能不能使后两者都带上负电荷?
(3)能不能使后两者分别带上等量的异种电荷?
【解析】 (1)用接触带电的方式.
(2)让不带电的两导体互相接触,将带电导体接近它们,使它们分别感应出正、负电荷;然后将带正、负电荷的导体分离,用手接触带正电荷的导体,将正电荷导走;最后让不带电的导体与带负电的导体接触,使两者都带上负电荷.
(3)让不带电的两导体互相接触,将带正电导体移近它们,然后把它们分开,移走带正电导体.
【答案】 见解析。