2017-2018學(xué)年高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 第1節(jié) 電荷 電荷守恒定律練習(xí) 教科版選修3-1.doc

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第1節(jié)　電荷　電荷守恒定律 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．自然界只存在兩種電荷，物理學(xué)中規(guī)定：用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷；用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電荷．帶有同種電荷的物體相互排斥，帶有異種電荷的物體相互吸引．帶有等量異種電荷的物體相互接觸會(huì)發(fā)生中和現(xiàn)象．帶電體的三個(gè)共同特點(diǎn)是：具有吸引輕小物體的性質(zhì)；能使驗(yàn)電器金屬箔張角發(fā)生變化；帶電體之間有相互作用力． 2．電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量不變，這個(gè)規(guī)律叫做電荷守恒定律． 3．關(guān)于摩擦起電，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r一定會(huì)發(fā)生帶電現(xiàn)象 B．摩擦起電的兩個(gè)物體一定帶有等量同種電荷 C．在摩擦起電現(xiàn)象中負(fù)電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 D．在摩擦起電現(xiàn)象中正、負(fù)電荷同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)移 答案　C 解析　在摩擦起電現(xiàn)象過程中電子會(huì)從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負(fù)電． 4．有A、B兩個(gè)物體經(jīng)摩擦后，使B帶上了2.410－6C的正電荷，則此過程中有________個(gè)電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，是由________向________轉(zhuǎn)移的． 答案　1.51013　B　A 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一　電荷及其相互作用 1．以下判斷小球是否帶電的說(shuō)法中正確的是(　　) A．用一個(gè)帶電體靠近它，如果能夠吸引小球，則小球一定帶電 B．用一個(gè)帶電體靠近它，如果能夠排斥小球，則小球一定帶電 C．用驗(yàn)電器的金屬球接觸它后，如果驗(yàn)電器的金屬箔能改變角度，則小球一定帶電 D．如果小球能吸引小紙屑，則小球一定帶電 答案　BD 解析　用一個(gè)帶電體靠近它，如果能夠吸引小球，小球可能帶異種電荷，也可能不帶電，A錯(cuò)誤；如果能夠排斥小球，則小球一定帶同種電荷，故B正確；用驗(yàn)電器的金屬球接觸它時(shí)，還需知道驗(yàn)電器金屬球的帶電情況才能予以判斷，因此C不對(duì)；帶電小球能吸引輕小物體是帶電體的性質(zhì)，D正確． 2.絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一輕質(zhì)小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的近旁有一絕緣金屬球b，開始時(shí)a、b不帶電，如圖1所示，現(xiàn)使b球帶電，則(　　) 圖1 A．a(chǎn)、b之間不發(fā)生相互作用 B．b將吸引a，吸在一起不分開 C．b立即把a(bǔ)排斥開 D．b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開 答案　D 解析　b球帶電就能吸引輕質(zhì)小球a，接觸后電荷量重新分配，那么a、b球帶同種電荷，然后就要相互排斥．因此本題突出“近旁”，以表示能吸引并能接觸． 點(diǎn)評(píng)　電荷之間的相互作用，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，另外，帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)．若帶電體與不帶電的物體相接觸，由于電荷的重新分配，兩物體會(huì)帶上同種電荷，電荷之間就會(huì)有相互的排斥力． 知識(shí)點(diǎn)二　起電的三種方式 3．關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．摩擦起電現(xiàn)象使本來(lái)沒有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生電子和質(zhì)子 B．兩種不同材料的絕緣體互相摩擦后，同時(shí)帶上等量異種電荷 C．摩擦起電，可能是因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致質(zhì)子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)物體而形成的 D．絲綢摩擦玻璃棒時(shí)，電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上，玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電 答案　BD 解析　摩擦起電實(shí)質(zhì)是由于兩個(gè)物體的原子核對(duì)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(gè)物體失去電子，其質(zhì)子數(shù)就會(huì)比電子數(shù)多，我們說(shuō)它帶正電．若一個(gè)物體得到電子，其質(zhì)子數(shù)就會(huì)比電子數(shù)少，我們說(shuō)它帶負(fù)電．使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷. 點(diǎn)評(píng)　使物體帶電的三種方式的實(shí)質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移： (1)摩擦起電是由于不同物體束縛電子能力的不同，而使物體得或失電子，即電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上． (2)感應(yīng)起電是在電荷的相互作用下導(dǎo)體中的自由電荷從導(dǎo)體的一端轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體的另一端，使導(dǎo)體兩端分別帶上等量異種電荷． (3)接觸起電，是由于同種電荷相互排斥而使電荷轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上． 4．如圖2所示，A、B為兩個(gè)相互接觸的、用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2 A．把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B上的金屬箔片都張開 B．把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍然張開 C．先把C移走，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍然張開 D．先把A、B分開，再把C移去，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合 答案　AB 解析　把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B上的金屬箔片都張開，A上帶負(fù)電荷，B上帶正電荷，A項(xiàng)正確；把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B仍帶電，再重新讓A、B接觸，A、B上的電荷就會(huì)相互中和，故B對(duì)，D錯(cuò)；先把C移去，再把A、B分開，A、B上的電荷已相互中和，都不再帶電，故C項(xiàng)錯(cuò)誤． 點(diǎn)評(píng)　先分開A、B，再移去C，A、B的電荷不會(huì)中和；先移去C，再把A、B分開，A、B的電荷會(huì)發(fā)生中和，本題中，分析A、B中的電荷能否發(fā)生中和是解題的關(guān)鍵． 知識(shí)點(diǎn)三　電荷守恒定律 5．一帶負(fù)電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)該小球上的電荷幾乎不存在了，這說(shuō)明(　　) A．小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了 B．在此現(xiàn)象中，電荷不守恒 C．小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了 D．該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起，仍然遵循電荷守恒定律 答案　CD 解析　絕緣小球上的電荷量減少是由于電子通過空氣導(dǎo)電轉(zhuǎn)移到外界，只是小球上的電荷量減小，但這些電子并沒有消失，就小球和整個(gè)外界組成的系統(tǒng)而言，其電荷總量保持不變，因此C、D選項(xiàng)均正確． 點(diǎn)評(píng)　電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分． 【方法技巧練】 一、接觸起電的電荷分配 6．有A、B、C三個(gè)完全相同的金屬球，A帶1.210－4C的正電荷，B、C不帶電，現(xiàn)用相互接觸的方法使它們都帶電，則A、B、C所帶的電荷量可能是下面哪組數(shù)據(jù)(　　) A．6.010－5C,4.010－5C,4.010－5C B．6.010－5C,4.010－5C,2.010－5C C．4.510－5C,4.510－5C,3.010－5C D．5.010－5C,5.010－5C,2.010－5C 答案　C 解析　A項(xiàng)中三個(gè)球電荷量的總和大于原來(lái)A球的電荷量，由電荷守恒定律排除A項(xiàng)；無(wú)論什么時(shí)候，若三個(gè)球同時(shí)接觸，則每球各分總電荷量的1/3，且之后無(wú)論怎樣接觸，各球的電荷量都不會(huì)再發(fā)生變化．若三球電荷量不相等，最后一次必為兩球接觸，則必有兩個(gè)球的電荷量相等，從而可排除B；選項(xiàng)C、D，均滿足電荷守恒定律，設(shè)從第一次兩球接觸開始，如A、B接觸，A、B各帶電荷量6.010－5C；第二次B、C接觸后B、C各帶電荷量3.010－5C，三球所帶電荷量分別為6.010－5C、3.010－5C、3.010－5C；第三次用A、B接觸，A、B各帶電荷量4.510－5C，即選項(xiàng)C的分配結(jié)果，由此又可推知，此后無(wú)論怎樣接觸，電荷量也不會(huì)多于4.510－5C，從而選C而否定D. 7．有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量QA＝6.410－9C，QB＝－3.210－9C，讓兩絕緣金屬小球接觸，在接觸過程中，電子如何轉(zhuǎn)移并轉(zhuǎn)移了多少？ 答案　電子由B球轉(zhuǎn)移到了A球，轉(zhuǎn)移了3.01010個(gè)． 解析　當(dāng)兩小球接觸時(shí)，帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配．由于兩小球相同，剩余正電荷必均分，即接觸后兩小球帶電荷量 QA′＝QB′＝＝C ＝1.610－9C 在接觸過程中，電子由B球轉(zhuǎn)移到A球，不僅將自身電荷中和，且繼續(xù)轉(zhuǎn)移，使B球帶電荷量為QB′的正電，這樣共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為 ΔQB＝QB′－QB＝1.610－9C－(－3.210－9) C＝4.810－9C 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)n＝＝ ＝3.01010(個(gè))． 方法總結(jié)　使物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造了電荷，并且在轉(zhuǎn)移的過程中電荷的總量保持不變．當(dāng)兩球接觸時(shí)，由于它們帶相反電性的電荷，所以帶電荷量少的負(fù)電荷先被中和，剩余的正電荷再重新分配．如果兩球完全相同，剩余的正電荷平均分配． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．感應(yīng)起電和摩擦起電都能使物體帶電，關(guān)于這兩種使物體帶電的過程，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．感應(yīng)起電和摩擦起電都是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 B．感應(yīng)起電是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 C．感應(yīng)起電和摩擦起電都是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 D．摩擦起電是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 答案　D 2．把一個(gè)帶正電的金屬小球A跟同樣的不帶電的金屬球B相碰，兩球都帶等量的正電荷，這從本質(zhì)上看是因?yàn)?　　) A．A球的正電荷移到B球上 B．B球的負(fù)電荷移到A球上 C．A球的負(fù)電荷移到B球上 D．B球的正電荷移到A球上 答案　B 3．如圖3所示，掛在絕緣細(xì)線下的小輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離，所以(　　) 圖3 A．甲圖中兩球一定帶異種電荷 B．乙圖中兩球一定帶同種電荷 C．甲圖中兩球至少有一個(gè)帶電 D．乙圖中兩球至少有一個(gè)帶電 答案　BC 解析　帶電體對(duì)不帶電導(dǎo)體也吸引，A錯(cuò)；只有同種電荷相互排斥，D錯(cuò)． 4．如圖4所示，將帶電棒移近兩不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣，下述幾種方法中能使兩球都帶電的是(　　) 圖4 A．先把兩球分開，再移走棒 B．先移走棒，再把兩球分開 C．先將棒接觸一下其中的一球，再把兩球分開 D．棒的帶電荷量不變，兩導(dǎo)體球不能帶電 答案　AC 解析　B中若先移走棒，兩球電荷又中和掉，不再帶電，B錯(cuò)；兩球是導(dǎo)體，可接觸帶電，也可以感應(yīng)帶電，A、C對(duì)，D錯(cuò)． 5．如圖5所示，原來(lái)不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔．若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是(　　) 圖5 A．只有M端驗(yàn)電箔張開 B．只有N端驗(yàn)電箔張開 C．兩端的驗(yàn)電箔都張開 D．兩端的驗(yàn)電箔都不張開 答案　C 解析　當(dāng)帶電體A靠近導(dǎo)體M端時(shí)，導(dǎo)體由于靜電感應(yīng)，兩端出現(xiàn)異種電荷，故金箔都會(huì)張開． 6．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開．下列4個(gè)圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，其中正確的是(　　) 答案　B 解析　由于驗(yàn)電器原來(lái)不帶電，因此，驗(yàn)電器的金屬球和箔片帶異號(hào)電荷，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤．驗(yàn)電器靠近帶電金屬球的一端感應(yīng)出與帶電金屬球異號(hào)的電荷，D項(xiàng)錯(cuò)誤．正確選項(xiàng)為B. 7．原來(lái)甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電1.610－15C，丙物體帶電810－16C．則對(duì)于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．乙物體一定帶有負(fù)電荷810－16C B．乙物體可能帶有負(fù)電荷2.410－15C C．丙物體一定帶有正電荷810－16C D．丙物體一定帶有負(fù)電荷810－16C 答案　AD 解析　由于甲、乙、丙原來(lái)都不帶電，即都沒有靜電荷，甲、乙相互摩擦導(dǎo)致甲失去電子而帶1.610－15C的正電荷，乙物體得到電子而帶1.610－15C的負(fù)電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，從而使一部分負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上，故可知乙、丙兩物體都帶負(fù)電荷，由電荷守恒可知乙最終所帶負(fù)電荷為1.610－15C－810－16C＝810－16C，故A、D正確． 8．小華在旅游景點(diǎn)購(gòu)買了一本物理參考書，回家后發(fā)現(xiàn)是竊版書．其中一道習(xí)題給出四個(gè)帶電體的帶電荷量為如下四個(gè)選項(xiàng)，你認(rèn)為其中帶電荷量合理的是(　　) A．Q1＝6.210－18CB．Q2＝6.410－18C C．Q3＝6.610－18CD．Q4＝6.810－18C 答案　B 9．如圖6所示，不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對(duì)金箔．當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時(shí)(　　) 圖6 A．A端金箔張開，B端金箔閉合 B．用手接觸枕形導(dǎo)體，A端金箔張開，B端金箔閉合 C．用手接觸枕形導(dǎo)體，后將手和C分別移走，兩對(duì)金箔均張開 D．選項(xiàng)C中兩對(duì)金箔帶同種電荷 答案　BCD 解析　根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn)了負(fù)電荷，在B端出現(xiàn)了正電荷，這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷產(chǎn)生，只是電荷的重新分布．金箔因帶電相斥而張開，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．用手接觸枕形導(dǎo)體后，A端帶負(fù)電，B端不是最遠(yuǎn)端了，人是導(dǎo)體，人的腳部甚至地球是最遠(yuǎn)端，這樣B端不再有電荷，金箔閉合，選項(xiàng)B正確．用手接觸導(dǎo)體時(shí)，只有A端帶負(fù)電，將手和導(dǎo)體C分別移走后，不再有靜電感應(yīng)，A端所帶負(fù)電荷便分布在枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶有負(fù)電，兩對(duì)金箔均張開，選項(xiàng)C、D正確． 點(diǎn)評(píng)　手接觸導(dǎo)體后，導(dǎo)體與大地形成一個(gè)帶電體，導(dǎo)體為近端，大地為遠(yuǎn)端． 10．有兩個(gè)完全相同的絕緣金屬球A、B，A球所帶電荷量為q，B球所帶電荷量為－q，現(xiàn)要使A、B所帶電荷量都為－，應(yīng)該怎么辦？ 答案　見解析 解析　先用手接觸一下A球，使A球帶電傳入大地，再將A、B接觸一下，分開A、B，此時(shí)A、B所帶電荷量都是－，再用手接觸一下A球，再將A、B接觸一下再分開，這時(shí)A、B所帶電荷量都是－.