最新精编高中人教版选修1-1高中物理第一章第一节电荷库仑定律第1课时同步检测及解析

一、接引雷电下九天
富兰克林风筝实验意义
证明了闪电是一种放电现象，与摩 擦产生的电没有区别。该实验统一 了天电和地电，使人类摆脱了对雷 电现象的迷信。
二、电荷
1.自然界中的两种电荷
正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过 的玻璃棒所带的电荷称为正电荷。 把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的 电荷称为负电荷。
（1）定义：把电荷移近不带电的 异体，可以使导体带电的现象。利 用静电感应使物体带电，叫做感应 起电．。
三、电荷守恒定律：
1.电荷既不能创造，也不能消灭，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。
2.电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑 符
号：C
3.元电荷:电子所带的电荷量，用e表示。 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数
倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。
电荷量e的值：e=1.60×10-19C
二、电荷
1.复习初中知识 （1）正电荷和负电荷 （2）电荷及其相互作用
问题1.列举前人对摩擦起电的观察和认识。
问题2.结合课本第三页内容和所学化学知识解释摩擦起电 的原理。
【引导】除了摩擦起电，用静电感应的方法也可以使物体 带电。下面请看演示实验。
问题3：试类比摩擦起电分析感应起电的原因？
问题1：我们周围有哪些静电现象呢？
【引导】那么天上的雷电和我们平时接触到的静电有没有联 系呢？如果有，会有什么联系呢？1746 年，富兰克林胃着 生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ问题2：他是如何做这个实验的呢？
问题3：根据我们所学和认知，我们能不能去重复这样的实 验？
问题4：富兰克林的风筝实验得到什么结论，有什么意义？

第一章 电场 电流 一 电荷 库仑定律
一、电荷 1.摩擦起电: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__。 2.电荷间的作用:同种电荷相互_排__斥__,异种电荷相互_吸__引__。 3.电荷量:电荷的多少叫作_电__荷__量__,其单位是_库__仑__,符号为_C_。 4.感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体_带__电__的现 象。
体所带负电荷无法与地球上的电荷中和,所以移走A后,导体B上
仍然带负电,C正确。
【方法技巧】感应起电的特点 (1)发生感应起电的物体一定是导体; (2)发生感应起电的导体两端带有等量异种电荷; (3)发生感应起电的导体靠近电荷的一端显示与电荷相反的电 性,另一端与电荷的电性相同。
热点3 库仑定律 【例3】(2013·长沙高二检测)真空中两个点电荷相距R，它 们之间的相互作用力为F，如果将它们之间距离增大到2R，它 们之间的作用力变为( )
A.F
B. F
2
C.2F
D. F
4
【解析】选D。设两电荷的电量分别为Q1、Q2，
则
F

k
Q1Q R2
2
,
F

k
Q1Q2
2R 2

1 F, 4
D正确。
【误区警示】不要根据公式
F

k
Q1Q2 r2
错误地认为两个电荷
距离趋近于零时，电荷间的静电力为无穷大。因为上式只适
用于点电荷，当两个电荷间的距离很小时，它们不能看作点
【名师点睛】元电荷与电子、质子的区别 元电荷是最小的带电单位,是电荷量;电子或质子是最小的带电 体。电子或质子的带电量等于元电荷。
三、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,跟它们 电荷量的_乘__积__成正比,跟它们距离的_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_r1_Q2 _2。 3.静电力常量:k=9.0×109N·m2/C2。 4.适用条件:真空中静止的_点__电__荷__。

第一节电荷库仑定律A级抓基础1．(多选)摩擦起电和感应起电都能使物体带电，关于这两种带电过程，下列说法中正确的是( )A．摩擦起电和感应起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程B．摩擦起电和感应起电都是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程C．摩擦起电是电荷从相互摩擦的一个物体转移到另一个物体的过程D．感应起电是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程解析：自然界中的电荷不会凭空产生也不会凭空消失，只是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．摩擦起电和感应起电分别是以上两种情况．故本题选C、D.答案：CD2．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，下列说法中不正确的是( )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解析：由于导体内有大量可以自由移动的电子，当慢慢靠近带负电的球P时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P的一端带上了等量的负电荷．导体离球P距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多，故本题选B.答案：B3．(多选)一个带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，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的，仍然遵守电荷守恒定律解析：绝缘小球上负电荷减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球电荷量减少，但是这些电子并没有消失，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，遵守电荷守恒定律，故本题选C 、D.答案：CD4.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P 1、P 2、P 3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( )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 成正比解析：本题考查库仑定律．根据库仑定律和平衡条件可知F ＝k Qqd 2＝mg tan θ，保持Q 、q 不变，增大d ，F 将变小，则θ变小，说明F 与d 有关，但不能确定成反比关系，选项A 、B 错误；保持Q 、d 不变，减小q ，则θ变小，说明F 与q 有关，选项C 正确；保持q 、d 不变，减小Q ，则θ变小，说明F 随Q 的减小而减小，但不能确定成正比关系，选项D 错误，故本题选C.答案：C5．(多选)真空中有两个异种点电荷q 1和q 2.现固定q 1，再把q 2移到远处的过程中，q 2受到的库仑力( )A ．不断增大B ．不断减小C ．是吸引力D ．是排斥力解析：异种电荷相互吸引，故C 对，D 错；由F ＝kQ 1Q 2r 2知，把q 2移到远处，F 减小，故A 错，B 对．答案：BC6．下列对物体带电现象的叙述正确的是( )A．经过摩擦使某物体带负电，那么该物体在摩擦过程中产生了额外的电子B．某物体带电量有可能为3.3×10－19 CC．物体所带电量是元电荷的整数倍D．电荷相互中和是电荷完全消失的现象解析：根据电荷守恒定律可知，电荷既不能创生，也不能消灭，所以选项A、D错误；元电荷是最小电荷量，带电体的电荷量为元电荷的整数倍，所以选项B错误，C正确．答案：C7．保护知识产权、抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版图书影响我们的学习效率甚至会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，你认为下列几个数字中正确的是( )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：元电荷1.6×10－19C是最小电荷量，带电体的电荷量为元电荷的整数倍，所以选项B正确．答案：BB级提能力8．(多选)如图所示，一把塑料尺与毛巾摩擦过程中，有大量电子从塑料尺转移到了毛巾上，那么根据上述信息，若塑料尺和毛巾都和人体没有电荷交换，下列说法正确的是( )A．毛巾呈中性B．毛巾带正电C．毛巾带负电D．塑料尺和毛巾带等量异种电荷解析：电子转移到了毛巾上，所以毛巾带负电．根据电荷守恒定律可知，塑料尺和毛巾带等量异种电荷，故选项C、D正确．答案：CD9．如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则( )A ．验电器金箔张不开，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：带电金属球靠近验电器时，验电器发生静电感应，在箔片上感应出同种电荷，所以箔片带正电，故本题选D.答案：D10．两个相同的金属球，分别带有＋4Q 和－6Q 的电量，两球相隔一定距离时，相互作用力的大小为F ，若把它接触后再放回原处，两球相互作用力的大小变为( )A.F 24B.F 16C.F 8D.F 4解析：库仑力F 与r 和Q 1、Q 2关系是：F 跟r 2成反比，而不是跟r 成反比；F 正比于Q 1和Q 2的乘积．两球未接触前的相互作用力的大小为F ＝24kQ 2r 2，两个带电金属球相互接触，由于中和效应总电量为4Q －6Q ＝－2Q ，每个金属球带电－Q ，金属球放回原处，相互作用力的大小变为F ′＝k Q 2r 2，即F ＝F 24. 答案：A。

第一节电荷库仑定律A级抓基础1．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．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D．带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没解析：电荷是不能创造的，摩擦起电实质是电子转移的过程，但摩擦起电时电子应从对电子束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体上，所以玻璃棒并不是和什么物体摩擦都带正电．带等量异种电荷的两个物体接触后．电荷不会消失，只是对外不显电性，这种现象叫中和．一对正负电子同时湮灭，转化为光子，才是湮灭，故只有B正确．答案：B2．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，下列说法中不正确的是( )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解析：由于导体内有大量可以自由移动的电子，当慢慢靠近带负电的球P时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P的一端带上了等量的负电荷．导体离球P距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多，故本题选B.答案：B3．(多选)一个带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，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的，仍然遵守电荷守恒定律解析：绝缘小球上负电荷减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球电荷量减少，但是这些电子并没有消失，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，遵守电荷守恒定律，故本题选C 、D.答案：CD4.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P 1、P 2、P 3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( )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 成正比解析：本题考查库仑定律．根据库仑定律和平衡条件可知F ＝k Qq d2＝mg tan θ，保持Q 、q 不变，增大d ，F 将变小，则θ变小，说明F 与d 有关，但不能确定成反比关系，选项A 、B 错误；保持Q 、d 不变，减小q ，则θ变小，说明F 与q 有关，选项C 正确；保持q 、d 不变，减小Q ，则θ变小，说明F 随Q 的减小而减小，但不能确定成正比关系，选项D 错误，故本题选C.答案：C5．(多选)真空中有两个异种点电荷q 1和q 2.现固定q 1，再把q 2移到远处的过程中，q 2受到的库仑力( )A ．不断增大B ．不断减小C ．是吸引力D ．是排斥力解析：异种电荷相互吸引，故C 对，D 错；由F ＝k Q 1Q 2r 2知，把q 2移到远处，F 减小，故A 错，B 对．答案：BC6．下列对物体带电现象的叙述正确的是( )A ．经过摩擦使某物体带负电，那么该物体在摩擦过程中产生了额外的电子B ．某物体带电量有可能为3.3×10－19CC ．物体所带电量是元电荷的整数倍D ．电荷相互中和是电荷完全消失的现象解析：根据电荷守恒定律可知，电荷既不能创生，也不能消灭，所以选项A、D错误；元电荷是最小电荷量，带电体的电荷量为元电荷的整数倍，所以选项B错误，C正确．答案：C7．保护知识产权、抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版图书影响我们的学习效率甚至会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，你认为下列几个数字中正确的是( ) 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：元电荷1.6×10－19 C是最小电荷量，带电体的电荷量为元电荷的整数倍，所以选项B 正确．答案：BB级提能力8．(多选)如图所示，一把塑料尺与毛巾摩擦过程中，有大量电子从塑料尺转移到了毛巾上，那么根据上述信息，若塑料尺和毛巾都和人体没有电荷交换，下列说法正确的是( )A．毛巾呈中性B．毛巾带正电C．毛巾带负电D．塑料尺和毛巾带等量异种电荷解析：电子转移到了毛巾上，所以毛巾带负电．根据电荷守恒定律可知，塑料尺和毛巾带等量异种电荷，故选项C、D正确．答案：CD9．如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则( )A．验电器金箔张不开，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：带电金属球靠近验电器时，验电器发生静电感应，在箔片上感应出同种电荷，所以箔片带正电，故本题选D.答案：D10．两个相同的金属球，分别带有＋4Q 和－6Q 的电量，两球相隔一定距离时，相互作用力的大小为F ，若把它接触后再放回原处，两球相互作用力的大小变为( )A.F24B.F16C.F8D.F4解析：库仑力F 与r 和Q 1、Q 2关系是：F 跟r 2成反比，而不是跟r 成反比；F 正比于Q 1和Q 2的乘积．两球未接触前的相互作用力的大小为F ＝24kQ2r2，两个带电金属球相互接触，由于中和效应总电量为4Q －6Q ＝－2Q ，每个金属球带电－Q ，金属球放回原处，相互作用力的大小变为F ′＝k Q 2r 2，即F ＝F 24. 答案：A。