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高中物理人教版 (2019)必修 第三冊1 電荷復(fù)習(xí)練習(xí)題
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這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三冊1 電荷復(fù)習(xí)練習(xí)題,共18頁。試卷主要包含了過程及現(xiàn)象,感應(yīng)起電的本質(zhì),關(guān)于電荷量,以下說法正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
考點1:對感應(yīng)起電的理解
1.過程及現(xiàn)象
(1)取一對用絕緣支柱支持的導(dǎo)體A、B,使它們彼此接觸。起初它們不帶電,貼在它們下面的金屬箔是閉合的,如圖甲所示。
(2)帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A,可以看到A、B上的金屬箔都張開了,這表示A、B上都帶了電荷,如圖乙所示。
(3)如果把A、B分開,然后移去C,可以看到A和B仍帶有電荷,如圖丙所示。
(4)讓A、B接觸,金屬箔就不再張開,表明它們不再帶電了。這說明A、B所帶的電荷是等量的,互相接觸時,等量的正、負電荷發(fā)生了中和。
甲 乙 丙
感應(yīng)起電
2.感應(yīng)起電的本質(zhì)
在導(dǎo)體C上的電荷作用下,導(dǎo)體A、B上的自由電子發(fā)生定向移動,由B端移至A端,從而引起A端帶負電,B端帶正電,此時若將A、B分離,導(dǎo)體A、B則成為帶等量異種電荷的帶電體。
【例1】如圖所示,左邊是一個原先不帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電的金屬球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開,將導(dǎo)體分為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB,則下列結(jié)論正確的有( )
A.沿虛線d切開,A帶負電,B帶正電,且QB>QA
B.只有沿虛線b切開,才有A帶正電,B帶負電,且QB=QA
C.沿虛線a切開,A帶正電,B帶負電,且QB>QA
D.沿任意一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負電,而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)
【技巧與方法】
分析感應(yīng)起電問題時的三點提醒
1 明確帶電體與感應(yīng)起電的導(dǎo)體。
2 弄清楚導(dǎo)體靠近帶電體的一端和遠離帶電體的另一端,近端感應(yīng)出異種電荷,遠端感應(yīng)出同種電荷。
3 注意拿走物體的順序,若保持帶電體不動,先分開導(dǎo)體的靠近端和遠離端,再移走帶電體,則靠近端帶異種電荷,遠離端帶同種電荷。若先移走帶電體,則導(dǎo)體上的電荷會立即中和,不再帶電。
【針對訓(xùn)練】
【變式1】如圖所示,導(dǎo)體A帶正電,當(dāng)帶負電的導(dǎo)體B靠近A時,A帶的( )
A.正電荷增加
B.負電荷增加
C.正、負電荷均增加
D.電荷量不變
【變式2】使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器的箔片張開,圖中表示驗電器上感應(yīng)電荷的分布情況正確的是( )
A B C D
【變式3】(多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5 cm時圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法正確的是( )
A.摩擦使筆套帶電
B.筆套靠近圓環(huán)時,圓環(huán)上、下部分感應(yīng)出異號電荷
C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D.筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和
考點2:元電荷與電荷守恒定律
1.對元電荷的理解
(1)元電荷e又稱“基本電荷量”,是自然界存在的最小電荷量,最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得的。元電荷作為電荷量的單位,是物理學(xué)的基本常量之一,e=1.60×10-19 C。
(2)元電荷只是一個電荷量的單位,不是某種電荷,也沒有正負,更不是物質(zhì)。不能說電子或質(zhì)子是元電荷,因為電子和質(zhì)子是實實在在的粒子(雖然其所帶電荷量為一個元電荷)。
2.對電荷守恒定律的理解
(1)電荷守恒定律不僅適用于宏觀過程(電子的轉(zhuǎn)移),也適用于微觀過程(核反應(yīng)和粒子的轉(zhuǎn)化過程)。
(2)起電過程的實質(zhì)是物體中正、負電荷的分離或轉(zhuǎn)移。摩擦起電和接觸起電是電荷“從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體”,感應(yīng)起電是電荷“從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分”。
(3)電荷的總量是指電荷的代數(shù)和。
(4)電荷的中和是指正、負電荷的代數(shù)和為0。
【例2】 甲、乙兩個原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與),結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10-15 C的電荷量(正電荷),下列說法正確的是( )
A.乙物體也帶了1.6×10-15 C的正電荷 B.甲物體失去了104個電子
C.乙物體失去了104個電子 D.甲、乙兩物體共失去了2×104個電子
【技巧與方法】
(1)同一物體與不同物體摩擦是失去電子還是得到電子,取決于相互摩擦的兩物體的原子核對電子束縛能力的相對強弱。
(2)任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移,在同一隔離系統(tǒng)中正、負電荷的代數(shù)和不變。
【針對訓(xùn)練】
訓(xùn)練角度1:對元電荷的認(rèn)識
【變式1】(多選)關(guān)于元電荷,下列說法正確的是( )
A.元電荷實質(zhì)上是指電子或質(zhì)子本身
B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍
C.元電荷的數(shù)值通常取作e=1.6×10-19 C
D.元電荷e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得的
【變式2】(2020-2021學(xué)年順德一中高二期中)小華有一次不小心購買了盜版的物理參考書,做練習(xí)時,他發(fā)現(xiàn)有一個帶電體所帶的電荷量出現(xiàn)有四個關(guān)鍵數(shù)字但看不清,拿來問老師,如果你是老師,你認(rèn)為可能是下列假設(shè)幾個數(shù)字中的那一個( )
A.6.2×10-19 C B.1.28×10-18 C
C.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C
訓(xùn)練角度2:對電荷守恒定律的理解
【變式3】關(guān)于電荷守恒定律,下列敘述不正確的是 ( )
A.一個物體所帶的電荷量總是守恒的
B.在與外界沒有電荷交換的情況下,一個系統(tǒng)所帶的電荷量總是守恒的
C.在一定的條件下,一個系統(tǒng)內(nèi)的等量的正、負電荷即使同時消失,也并不違背電荷守恒定律
D.電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換
◎考點一 三種起電方式
1.古希臘貴族婦女外出時都喜歡穿柔軟的絲綢衣服,戴琥珀做的首飾。人們發(fā)現(xiàn),不管將琥珀首飾擦得多干凈,它很快就會吸上一層灰塵,這主要是因為 ( )
A.琥珀是一種樹脂化石,樹脂具有粘性,容易吸附灰塵
B.室外的灰塵比較多,在琥珀上積聚的速度比較快
C.經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電,能吸引灰塵
D.琥珀本身帶電,能吸引灰塵
2.(2020-2021學(xué)年寧波市效實中學(xué)高一(下)期中)當(dāng)用毛皮摩擦過的橡膠棒去接觸驗電器的金屬球時,金屬箔片張開。對上述實驗分析正確的是( )
A.金屬箔片所帶的電荷為正電荷
B.金屬箔片的起電方式是感應(yīng)起電
C.金屬箔片張開的原因是同種電荷相互排斥
D.金屬箔片與金屬球帶異種電荷
3.(2020-2021學(xué)年大慶中學(xué)高二(上)期中)如圖所示,AB是中性導(dǎo)體,把一個帶正電的電荷靠近(不接觸)A端后,又拿走。B端帶電情況為:
A.正電B.不帶電C.負電D.不確定
4.(多選)如圖所示,有一帶正電的驗電器,當(dāng)一金屬球A靠近驗電器的小球B(不接觸)時,驗電器的箔片張角減小,則 ( )
A.金屬球可能不帶電
B.金屬球可能帶負電
C.金屬球可能帶正電
D.金屬球一定帶負電
5.(2020-2021學(xué)年浙江富陽中學(xué)高一期中)下列關(guān)于起電現(xiàn)象的描述,正確的是( )
A.摩擦起電的本質(zhì)是創(chuàng)造了新的電荷
B.一帶正電物體靠近不帶電的導(dǎo)體時,不帶電的導(dǎo)體將帶負電荷
C.無論通過何種方式使物體帶電,本質(zhì)都是電荷在物體之間或者內(nèi)部轉(zhuǎn)移,并沒有創(chuàng)造新電荷
D.兩個完全一樣的金屬球,一球帶電荷量+0.4 C,另一球帶電荷量-0.2 C,兩球接觸后再分開,則每球帶電荷量是+0.3 C
6.(2020-2021學(xué)年湖南石門一中高二期末)干燥的天氣里,在陽光下用塑料梳子梳理干燥的頭發(fā),越梳頭發(fā)越蓬松,主要原因是( )
A.頭發(fā)散失了水分后變得堅硬
B.由于摩擦起電,頭發(fā)帶了同種電荷互相排斥
C.太陽照射和摩擦產(chǎn)生的熱使頭發(fā)膨脹
D.梳子的機械分離作用使各根頭發(fā)彼此分開
◎考點二 元電荷與電荷守恒定律
7.(多選)關(guān)于電荷量,以下說法正確的是( )
A.物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)
B.物體所帶的電荷量只能是某些值
C.物體帶正電荷1.6×10-9 C,這是因為失去了1.0×1010個電子
D.物體所帶電荷量的最小值為1.6×10-19 C
8.(2020-2021學(xué)年江蘇省實驗中學(xué)高一(下)期末)關(guān)于點電荷、元電荷,下列說法正確的是( )
A.元電荷是最小的電荷量,和一個電子所帶電荷量數(shù)值相等
B.一個物體帶負電,這是它失去電子的緣故
C.電荷不能夠創(chuàng)造,但可以消滅
D.只有很小的球形帶電體才叫做點電荷
9.A、B、C為三個塑料小球,A和B、B和C、C和A之間都是相互吸引的,如果A帶正電,則( )
A.B、C都帶負電
B.B球帶負電,C球帶正電
C.B、C兩球中必有一個帶負電,另一個不帶電
D.B、C兩球均不帶電
10.對于一個已經(jīng)帶電的物體,下列說法正確的是( )
A.物體上一定有多余的電子
B.物體上一定缺少電子
C.物體的帶電量一定是e=1.6×10-19 C的整數(shù)倍
D.物體的帶電量可以是任意的一個值
11.(多選)科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時,為了方便,常常用元電荷作為電荷量的單位,關(guān)于元電荷,下列論述正確的是 ( )
A.電子和質(zhì)子都是元電荷
B.一個帶電體的電荷量為元電荷的205.5倍
C.元電荷是最小的電荷量單位
D.元電荷沒有正負之分
12.(2020-2021學(xué)年泰州市泰州中學(xué)高一(下)期中)下列說法正確的是( )
A.元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身
B.一個帶電體的帶電荷量可以為205.5倍的元電荷
C.元電荷就是一個點電荷
D.元電荷e的值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實驗測定的
13.甲、乙兩個原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與),結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10-15 C的電荷量(正電荷),下列說法正確的是( )
A.乙物體也帶了1.6×10-15 C的正電荷 B.甲物體失去了104個電子
C.乙物體失去了104個電子 D.甲、乙兩物體共失去了2×104個電子
14.(2020-2021學(xué)年河北灤南縣第一中學(xué)高一期中)下列敘述正確的是( )
A.摩擦起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程
B.感應(yīng)起電是創(chuàng)造電荷的過程
C.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電
D.帶等量異號電荷的兩個導(dǎo)體接觸后電荷會消失,所以電荷不守恒
15.(2020-2021學(xué)年柳州市柳江實驗高中高二學(xué)業(yè)考試)放在兩個絕緣座上完全相同的金屬球M和N,所帶電量分別為+2q和+4q,將兩球接觸后再分開,M、N的電量分別為( )
A.+2q,+4qB.+6q,+6q
C.+3q,+3qD.+4q,+2q
16.現(xiàn)代理論認(rèn)為,反質(zhì)子的質(zhì)量與質(zhì)子的質(zhì)量相同,約為電子質(zhì)量的1 836倍,若me=0.91×10-30 kg,e=1.6×10-19 C,求反質(zhì)子的比荷eq \f(q,m)。
9.1 電荷
考點精講
考點1:對感應(yīng)起電的理解
1.過程及現(xiàn)象
(1)取一對用絕緣支柱支持的導(dǎo)體A、B,使它們彼此接觸。起初它們不帶電,貼在它們下面的金屬箔是閉合的,如圖甲所示。
(2)帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A,可以看到A、B上的金屬箔都張開了,這表示A、B上都帶了電荷,如圖乙所示。
(3)如果把A、B分開,然后移去C,可以看到A和B仍帶有電荷,如圖丙所示。
(4)讓A、B接觸,金屬箔就不再張開,表明它們不再帶電了。這說明A、B所帶的電荷是等量的,互相接觸時,等量的正、負電荷發(fā)生了中和。
甲 乙 丙
感應(yīng)起電
2.感應(yīng)起電的本質(zhì)
在導(dǎo)體C上的電荷作用下,導(dǎo)體A、B上的自由電子發(fā)生定向移動,由B端移至A端,從而引起A端帶負電,B端帶正電,此時若將A、B分離,導(dǎo)體A、B則成為帶等量異種電荷的帶電體。
【例1】如圖所示,左邊是一個原先不帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電的金屬球。若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開,將導(dǎo)體分為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB,則下列結(jié)論正確的有( )
A.沿虛線d切開,A帶負電,B帶正電,且QB>QA
B.只有沿虛線b切開,才有A帶正電,B帶負電,且QB=QA
C.沿虛線a切開,A帶正電,B帶負電,且QB>QA
D.沿任意一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負電,而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)
【答案】D
【解析】靜電感應(yīng)使得A部分帶正電,B部分帶負電。導(dǎo)體原來不帶電,只是在C的電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動,使B部分有了多余的電子而帶負電,A部分缺少了電子而帶正電。A部分失去的電子數(shù)目和B部分多余電子的數(shù)目是相等的,因此無論從哪一條虛線切開,兩部分的電荷量總是相等的。但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān),自由電子在不同位置所受C的作用力的強弱是不同的,這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻。越靠近右端,負電荷密度越大;越靠近左端,正電荷密度越大。所以從不同位置切開時,導(dǎo)體的帶電荷量的值是不同的。故D正確。
【技巧與方法】
分析感應(yīng)起電問題時的三點提醒
1 明確帶電體與感應(yīng)起電的導(dǎo)體。
2 弄清楚導(dǎo)體靠近帶電體的一端和遠離帶電體的另一端,近端感應(yīng)出異種電荷,遠端感應(yīng)出同種電荷。
3 注意拿走物體的順序,若保持帶電體不動,先分開導(dǎo)體的靠近端和遠離端,再移走帶電體,則靠近端帶異種電荷,遠離端帶同種電荷。若先移走帶電體,則導(dǎo)體上的電荷會立即中和,不再帶電。
【針對訓(xùn)練】
【變式1】如圖所示,導(dǎo)體A帶正電,當(dāng)帶負電的導(dǎo)體B靠近A時,A帶的( )
A.正電荷增加
B.負電荷增加
C.正、負電荷均增加
D.電荷量不變
【答案】D
【解析】當(dāng)帶負電的導(dǎo)體B靠近導(dǎo)體A時,兩導(dǎo)體之間無接觸,由電荷守恒定律可知,A帶的電荷量不變,只是電荷重新在導(dǎo)體表面上發(fā)生了分布(電荷重新分布是由電荷之間相互作用力產(chǎn)生的),D正確。
【變式2】使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器的箔片張開,圖中表示驗電器上感應(yīng)電荷的分布情況正確的是( )
A B C D
【答案】B
【解析】使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器發(fā)生靜電感應(yīng),若金屬球帶正電,驗電器上的小球帶負電,下端金屬箔帶等量的正電,金屬箔張開,A、C錯誤;若金屬球帶負電,驗電器上的小球帶正電,下端金屬箔帶等量的負電,金屬箔張開,B正確,D錯誤。
【變式3】(多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5 cm時圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示。對上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法正確的是( )
A.摩擦使筆套帶電
B.筆套靠近圓環(huán)時,圓環(huán)上、下部分感應(yīng)出異號電荷
C.圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D.筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和
【答案】ABC
【解析】筆套與頭發(fā)摩擦后,能夠吸引圓環(huán),說明筆套上帶了電荷,即摩擦使筆套帶電,選項A正確;筆套靠近圓環(huán)時,由于靜電感應(yīng),會使圓環(huán)上、下部分感應(yīng)出異號電荷,選項B正確;圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,是由于圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)所受的重力,選項C正確;筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷沒有被中和,還帶電,選項D錯誤。
考點2:元電荷與電荷守恒定律
1.對元電荷的理解
(1)元電荷e又稱“基本電荷量”,是自然界存在的最小電荷量,最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得的。元電荷作為電荷量的單位,是物理學(xué)的基本常量之一,e=1.60×10-19 C。
(2)元電荷只是一個電荷量的單位,不是某種電荷,也沒有正負,更不是物質(zhì)。不能說電子或質(zhì)子是元電荷,因為電子和質(zhì)子是實實在在的粒子(雖然其所帶電荷量為一個元電荷)。
2.對電荷守恒定律的理解
(1)電荷守恒定律不僅適用于宏觀過程(電子的轉(zhuǎn)移),也適用于微觀過程(核反應(yīng)和粒子的轉(zhuǎn)化過程)。
(2)起電過程的實質(zhì)是物體中正、負電荷的分離或轉(zhuǎn)移。摩擦起電和接觸起電是電荷“從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體”,感應(yīng)起電是電荷“從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分”。
(3)電荷的總量是指電荷的代數(shù)和。
(4)電荷的中和是指正、負電荷的代數(shù)和為0。
【例2】 甲、乙兩個原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與),結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10-15 C的電荷量(正電荷),下列說法正確的是( )
A.乙物體也帶了1.6×10-15 C的正電荷 B.甲物體失去了104個電子
C.乙物體失去了104個電子 D.甲、乙兩物體共失去了2×104個電子
【解析】B 甲、乙兩個物體相互摩擦,甲帶1.6×10-15 C的正電荷,那么由電荷守恒定律可知,乙應(yīng)帶1.6×10-15 C的負電荷,即甲失去了104個電子,乙得到了104個電子,所以選項B正確。
【技巧與方法】
(1)同一物體與不同物體摩擦是失去電子還是得到電子,取決于相互摩擦的兩物體的原子核對電子束縛能力的相對強弱。
(2)任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移,在同一隔離系統(tǒng)中正、負電荷的代數(shù)和不變。
【針對訓(xùn)練】
訓(xùn)練角度1:對元電荷的認(rèn)識
【變式1】(多選)關(guān)于元電荷,下列說法正確的是( )
A.元電荷實質(zhì)上是指電子或質(zhì)子本身
B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍
C.元電荷的數(shù)值通常取作e=1.6×10-19 C
D.元電荷e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得的
【答案】BCD
【解析】元電荷實際上是指電荷量,數(shù)值為1.6×10-19 C,不是指某個具體的帶電粒子,如電子、質(zhì)子,故A錯誤,C正確;元電荷是電荷量的數(shù)值,沒有正、負電性的區(qū)別,宏觀上所有帶電體的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍,故B正確;元電荷的具體數(shù)值最早是由密立根用油滴實驗測得的,測量精度相當(dāng)高,故D正確。
【變式2】(2020-2021學(xué)年順德一中高二期中)小華有一次不小心購買了盜版的物理參考書,做練習(xí)時,他發(fā)現(xiàn)有一個帶電體所帶的電荷量出現(xiàn)有四個關(guān)鍵數(shù)字但看不清,拿來問老師,如果你是老師,你認(rèn)為可能是下列假設(shè)幾個數(shù)字中的那一個( )
A.6.2×10-19 C B.1.28×10-18 C
C.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C
【答案】B
【解析】電子的電荷量大小是最小的,人們把最小電荷量叫作元電荷,任何帶電體所帶電荷量都是e的整數(shù)倍,因此該帶電體所帶電荷量為元電荷e=1.6×10-19 C的整數(shù)倍。
n1=eq \f(6.2×10-19 C,1.6×10-19 C)=3.875,故A錯誤;
n2=eq \f(1.28×10-18 C,1.6×10-19 C)=8,故B正確;
n3=eq \f(6.6×10-19 C,1.6×10-19 C)=4.125,故C錯誤;
n4=eq \f(6.8×10-19 C,1.6×10-19 C)=4.25,故D錯誤。
訓(xùn)練角度2:對電荷守恒定律的理解
【變式3】關(guān)于電荷守恒定律,下列敘述不正確的是 ( )
A.一個物體所帶的電荷量總是守恒的
B.在與外界沒有電荷交換的情況下,一個系統(tǒng)所帶的電荷量總是守恒的
C.在一定的條件下,一個系統(tǒng)內(nèi)的等量的正、負電荷即使同時消失,也并不違背電荷守恒定律
D.電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換
【答案】A
【解析】根據(jù)電荷守恒定律,單個物體所帶電荷量是可以改變的,在與外界沒有電荷交換的情況下,一個系統(tǒng)所帶的電荷量總是守恒的,若一個系統(tǒng)內(nèi)的等量的正、負電荷同時消失,并不違背電荷守恒定律,電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換,故A錯誤,B、C、D正確。A符合題意。
◎考點一 三種起電方式
1.古希臘貴族婦女外出時都喜歡穿柔軟的絲綢衣服,戴琥珀做的首飾。人們發(fā)現(xiàn),不管將琥珀首飾擦得多干凈,它很快就會吸上一層灰塵,這主要是因為 ( )
A.琥珀是一種樹脂化石,樹脂具有粘性,容易吸附灰塵
B.室外的灰塵比較多,在琥珀上積聚的速度比較快
C.經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電,能吸引灰塵
D.琥珀本身帶電,能吸引灰塵
【答案】 C
【解析】琥珀本身不帶電,琥珀首飾經(jīng)絲綢摩擦后,便帶有了電荷,由于帶電體能夠吸引輕小物體,所以帶電的琥珀會將輕小的灰塵吸附在它上面,導(dǎo)致琥珀比較容易臟,故C正確,A、B、D錯誤。
2.(2020-2021學(xué)年寧波市效實中學(xué)高一(下)期中)當(dāng)用毛皮摩擦過的橡膠棒去接觸驗電器的金屬球時,金屬箔片張開。對上述實驗分析正確的是( )
A.金屬箔片所帶的電荷為正電荷
B.金屬箔片的起電方式是感應(yīng)起電
C.金屬箔片張開的原因是同種電荷相互排斥
D.金屬箔片與金屬球帶異種電荷
【答案】 C
【解析】 ABD。毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電,用帶負電的橡膠棒和不帶電的驗電器接觸的帶電方式叫接觸起電,且驗電器整體即金屬球、金屬桿、金屬箔都帶負電,故ABD錯誤;
C.電荷間的相互作用是同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,橡膠棒和驗電器金屬球接觸后,兩個金屬箔片均帶負電相互排斥,故金屬箔片張開,故C正確。故選C。
3.(2020-2021學(xué)年大慶中學(xué)高二(上)期中)如圖所示,AB是中性導(dǎo)體,把一個帶正電的電荷靠近(不接觸)A端后,又拿走。B端帶電情況為:
A.正電B.不帶電C.負電D.不確定
【答案】 B
【解析】 當(dāng)一個帶正電的電荷靠近A端后,A端感應(yīng)出負電荷,而B端感應(yīng)出正電荷,當(dāng)把帶正電的電荷拿走以后,AB導(dǎo)體上的自由電荷又重新分布,結(jié)果又呈電中性,即導(dǎo)體棒又不帶電,故本題選B。
4.(多選)如圖所示,有一帶正電的驗電器,當(dāng)一金屬球A靠近驗電器的小球B(不接觸)時,驗電器的箔片張角減小,則 ( )
A.金屬球可能不帶電
B.金屬球可能帶負電
C.金屬球可能帶正電
D.金屬球一定帶負電
【答案】 AB
【解析】驗電器的箔片之所以張開,是因為它們都帶了正電荷。張開的角度取決于帶電荷量的多少。張角減小,說明箔片上的正電荷減少,A球與B球無接觸,肯定發(fā)生的是靜電感應(yīng)。A球不帶電時,由于靜電感應(yīng)A球靠近B球的一端帶負電荷,同理,A球反過來感應(yīng)B球,使B球上的正電荷增多,箔片上的正電荷減少,從而張角減??;若A球帶負電,可達到同樣的效果;若A球帶正電,則正好相反,使張角增大,故A、B正確。
5.(2020-2021學(xué)年浙江富陽中學(xué)高一期中)下列關(guān)于起電現(xiàn)象的描述,正確的是( )
A.摩擦起電的本質(zhì)是創(chuàng)造了新的電荷
B.一帶正電物體靠近不帶電的導(dǎo)體時,不帶電的導(dǎo)體將帶負電荷
C.無論通過何種方式使物體帶電,本質(zhì)都是電荷在物體之間或者內(nèi)部轉(zhuǎn)移,并沒有創(chuàng)造新電荷
D.兩個完全一樣的金屬球,一球帶電荷量+0.4 C,另一球帶電荷量-0.2 C,兩球接觸后再分開,則每球帶電荷量是+0.3 C
【答案】 C
【解析】 摩擦起電實質(zhì)是由于兩個物體的原子核對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。若一個物體失去電子,其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多,我們說它帶正電荷。若一個物體得到電子,其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少,我們說它帶負電荷。使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷,故A錯誤; 帶正電的物體靠近不帶電的金屬導(dǎo)體,由于電子被吸引,導(dǎo)體上靠近物體的部分帶負電,導(dǎo)體遠離物體的部分帶正電,整體不帶電,故B錯誤; 無論通過何種方式使物體帶電,本質(zhì)都是電荷在物體之間或者內(nèi)部轉(zhuǎn)移,并沒有創(chuàng)造新電荷,故C正確; 兩個完全一樣的金屬球,一球帶電荷量+0.4 C,另一球帶電荷量-0.2 C,兩球接觸后再分開,電荷先中和再均分,每球帶電荷量是+0.1 C,故D錯誤。
6.(2020-2021學(xué)年湖南石門一中高二期末)干燥的天氣里,在陽光下用塑料梳子梳理干燥的頭發(fā),越梳頭發(fā)越蓬松,主要原因是( )
A.頭發(fā)散失了水分后變得堅硬
B.由于摩擦起電,頭發(fā)帶了同種電荷互相排斥
C.太陽照射和摩擦產(chǎn)生的熱使頭發(fā)膨脹
D.梳子的機械分離作用使各根頭發(fā)彼此分開
【答案】 B
【解析】 在干燥的天氣里,用塑料梳子梳干燥的頭發(fā)時,頭發(fā)與梳子摩擦而起電;由于頭發(fā)帶有同種電荷,同種電荷相互排斥,所以越梳越蓬松,故選B。
◎考點二 元電荷與電荷守恒定律
7.(多選)關(guān)于電荷量,以下說法正確的是( )
A.物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)
B.物體所帶的電荷量只能是某些值
C.物體帶正電荷1.6×10-9 C,這是因為失去了1.0×1010個電子
D.物體所帶電荷量的最小值為1.6×10-19 C
【答案】 BCD
【解析】元電荷為1.6×10-19 C,任何帶電體電荷量均是元電荷的整數(shù)倍,故A錯,B、C、D對。
8.(2020-2021學(xué)年江蘇省實驗中學(xué)高一(下)期末)關(guān)于點電荷、元電荷,下列說法正確的是( )
A.元電荷是最小的電荷量,和一個電子所帶電荷量數(shù)值相等
B.一個物體帶負電,這是它失去電子的緣故
C.電荷不能夠創(chuàng)造,但可以消滅
D.只有很小的球形帶電體才叫做點電荷
【答案】 A
【解析】 A.元電荷是自然界最小的電量,其數(shù)值與電子的電荷量數(shù)值相等,故A正確;
B.一個物體帶負電,這是它得到電子的緣故,故B錯誤;
C.根據(jù)電荷守恒定律可知,電荷不能夠創(chuàng)造,也不可以消滅,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,故C錯誤;
D.點電荷是將帶電物體簡化為一個帶電的點,是一種理想化的物理模型,帶電物體能不能看成點電荷,不是看物體的體積大小和電量大小,而是看物體的大小對于兩個電荷的間距能不能忽略不計,故D錯誤。故選A。
9.A、B、C為三個塑料小球,A和B、B和C、C和A之間都是相互吸引的,如果A帶正電,則( )
A.B、C都帶負電
B.B球帶負電,C球帶正電
C.B、C兩球中必有一個帶負電,另一個不帶電
D.B、C兩球均不帶電
【答案】 C
【解析】根據(jù)已知條件A帶正電,A與B、A與C都是相互吸引,則B、C都不可能帶正電;若均帶負電,則B、C排斥,與已知條件B和C吸引不符,若均不帶電,B、C之間無相互作用,所以只能一個帶負電,一個不帶電,C正確。
10.對于一個已經(jīng)帶電的物體,下列說法正確的是( )
A.物體上一定有多余的電子
B.物體上一定缺少電子
C.物體的帶電量一定是e=1.6×10-19 C的整數(shù)倍
D.物體的帶電量可以是任意的一個值
【答案】 C
【解析】帶電物體若帶正電則物體上缺少電子,若帶負電則物體上有多余的電子,A、B錯誤;物體的帶電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍,C正確,D錯誤。
11.(多選)科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時,為了方便,常常用元電荷作為電荷量的單位,關(guān)于元電荷,下列論述正確的是 ( )
A.電子和質(zhì)子都是元電荷
B.一個帶電體的電荷量為元電荷的205.5倍
C.元電荷是最小的電荷量單位
D.元電荷沒有正負之分
【答案】 CD
【解析】 元電荷是最小的電荷量單位,而不是帶電粒子,帶電體的電荷量均為元電荷的整數(shù)倍,元電荷沒有正負之分,故C、D正確。
12.(2020-2021學(xué)年泰州市泰州中學(xué)高一(下)期中)下列說法正確的是( )
A.元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身
B.一個帶電體的帶電荷量可以為205.5倍的元電荷
C.元電荷就是一個點電荷
D.元電荷e的值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實驗測定的
【答案】 D
【解析】 A.元電荷是最小的電量單位,不是指電子和質(zhì)子本身,選項A錯誤;
B.一個帶電體的帶電荷量必須是元電荷的整數(shù)倍,選項B錯誤;
C.元電荷是帶電量的最小值,它不是電荷,故C錯誤;
D.元電荷e的值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實驗測定的,選項D正確。故選D。
13.甲、乙兩個原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與),結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10-15 C的電荷量(正電荷),下列說法正確的是( )
A.乙物體也帶了1.6×10-15 C的正電荷 B.甲物體失去了104個電子
C.乙物體失去了104個電子 D.甲、乙兩物體共失去了2×104個電子
【解析】B 甲、乙兩個物體相互摩擦,甲帶1.6×10-15 C的正電荷,那么由電荷守恒定律可知,乙應(yīng)帶1.6×10-15 C的負電荷,即甲失去了104個電子,乙得到了104個電子,所以選項B正確。
14.(2020-2021學(xué)年河北灤南縣第一中學(xué)高一期中)下列敘述正確的是( )
A.摩擦起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程
B.感應(yīng)起電是創(chuàng)造電荷的過程
C.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電
D.帶等量異號電荷的兩個導(dǎo)體接觸后電荷會消失,所以電荷不守恒
【答案】 A
【解析】 AB.無論是摩擦起電還是接觸起電,都是電荷的轉(zhuǎn)移過程,故A正確,B錯誤;
C.不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦?xí)r,原子核束縛核外電子的本來不同,原子核束縛核外電子本領(lǐng)強的得到電子,物體因多余電子帶負電,原子核束縛核外電子本領(lǐng)弱的失去電子,物體因缺少電子帶正電。所以玻璃棒和毛皮摩擦?xí)д?,但不是和什么物體摩擦都帶正電,故C錯誤;
D.帶等量異種電荷的兩個導(dǎo)體接觸后,等量異種電荷完全抵消的現(xiàn)象,叫做中和,電荷不會消失,故D錯誤。故選A。
15.(2020-2021學(xué)年柳州市柳江實驗高中高二學(xué)業(yè)考試)放在兩個絕緣座上完全相同的金屬球M和N,所帶電量分別為+2q和+4q,將兩球接觸后再分開,M、N的電量分別為( )
A.+2q,+4qB.+6q,+6q
C.+3q,+3qD.+4q,+2q
【解析】 兩球完全相同,則接觸后電荷均分,則M、N的電量均為+3q。故選C。
【答案】 C
16.現(xiàn)代理論認(rèn)為,反質(zhì)子的質(zhì)量與質(zhì)子的質(zhì)量相同,約為電子質(zhì)量的1 836倍,若me=0.91×10-30 kg,e=1.6×10-19 C,求反質(zhì)子的比荷eq \f(q,m)。
【解析】 反質(zhì)子的比荷eq \f(q,m)=eq \f(e,m)=eq \f(1.6×10-19 C,1 836×0.91×10-30 kg)=9.58×107 C/kg。
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