1、电荷及其守恒定律(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(多选)下列关于电现象的叙述中正确的是()A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B.摩擦可以起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总同时带等量的异号电荷C.摩擦起电现象的本质是电子的转移,呈电中性的物体得到电子就一定显负电性,失去电子的物体就一定显正电性D.摩擦起电的过程,是通过摩擦创造等量异号电荷的过程【解析】选B、C。物体间通过摩擦做功,使电子获得能量摆脱原子核的束缚而发生转移,哪个物体会失去电子决定于其原子核对电子束缚能力的大小。因此,对同一物体与不同的物体摩擦,该物体
2、可能带正电,也可能带负电,故A错误;但两物体摩擦时,一个物体得到多少电子,另一物体必定失去多少电子,故B正确;呈电中性的物体得到电子必定带负电,反之带正电,故C正确;摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷的转移,故D错误。2.(多选)对物体带电现象的叙述,下列说法正确的是()A.一个不带电的物体内一定没有电荷 B.物体带电一定具有多余的电子 C.物体带电的过程就是电荷移动的过程 D.带电体发生中和的现象是等量异种电荷完全相互抵消的结果【解析】选C、D。一个物体不带电并不是内部没有电荷,而是由于正负电荷一样多,从而对外显示电中性。当正电荷多于负电荷时对外显示带正电;当负电荷多于正电荷时对外显示带负电
3、,故A、B错误;物体带电实质就是得失电子,即电荷移动,故C正确;带等量异种电荷的物体相互接触时,带负电的物体中的多余电子全部移动到带正电的物体上与正电荷相互抵消,从而使两物体都呈电中性,故D正确。3.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A.2.410-19 CB.-6.410-19 CC.-1.610-18 CD.4.010-17 C【解析】选A。元电荷e=1.6010-19 C,带电微粒所带电荷量必须是元电荷的整数倍,选项A中的电荷量不是e的整数倍,故选A项。【补偿训练】电荷是看不见的,但能被验电器检测出来是否存在。普通验电器顶部装有一个金属球,金属球与金属杆相连,在金属杆的底部是两片
4、很薄的金属片,当验电器不带电荷时,金属片自然下垂。当一个带电体接触到金属球时,电荷能沿着金属棒传递,金属片就带有电荷。由于同时带有同一种电荷,两金属片相互排斥而张开。不管被检验的物体带负电还是正电,验电器的金属片都会张开。因此,这种验电器()A.能用来直接判断电荷的正负B.不能用来直接判断电荷的正负C.可以用来间接判断电荷的正负D.可以直接测量物体的带电荷量【解析】选B。验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的,故验电器张开的角度越大,说明带电体所带的电荷越多,不能直接判断电荷的正负,只可以定性表示物体带电荷量的多少。故B正确,A、C、D错误。故选B。4.(多选)挂在绝缘细线下的两个轻质小球,
5、表面镀有金属薄膜,由于电荷的相互作用而靠近或远离,分别如图甲、乙所示,则()A.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】选B、C。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。5.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的近旁有一绝缘柱支持的金属球b,开始时a、b不带电,如图所示
6、,现使b球带电,则()A.a、b之间不发生相互作用B.b将吸引a,吸在一起不分开C.b立即把a排斥开D.b先吸引a,接触后又把a排斥开【解析】选D。b球带电就能吸引轻质小球a,接触后电荷量重新分配,那么a、b球带同种电荷,然后相互排斥。题中“近旁”表示能吸引并能接触。6.把一个带电棒移近并接触一个带正电的验电器的过程中,金属箔片先闭合后又张开,说明棒上带的是()A.正电荷B.负电荷C.可以是正电荷,也可以是负电荷D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷【解析】选B。金属箔片开始时带正电,带电棒靠近并接触验电器时,金箔先闭合后张开,说明金箔所带正电荷先被吸引而转移;后使金箔带上负电荷,所以又会张开。由
7、此判断,带电棒带负电。二、非选择题(20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.如图所示,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,达到稳定状态时,发现A、B两球所带的电荷量与体积成正比,小球获得的电荷量为q;现给A球补充电荷,使其电荷量再次为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,小球的带电荷量不再发生变化,此时小球带电量为多少?【解析】由于两个球的大小不等,所以在接触过程中,两球的电荷量分布比例不是1:1,但电荷量与体积成正比,两者电荷量之比应该是一个确定的值。根据第一次接触达到稳定状态时两者的电荷量关系可知
8、,此比例为(Q-q)q=VAVB(VA、VB未知)。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=,所以=,q=。答案:(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.将一束塑料扎带一端打结,另一端撕成细条后,用手迅速捋细条,观察到细条散开了,如图所示。下列关于细条散开现象的分析中,正确的是()A.由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开B.撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散C.撕成细条后,由于空气浮力作用使细条散开D.细条之间相互感应起电,相互排斥散开【解析】选A。塑料细条与手摩擦带电,塑料细条上带的是同种电荷,同种
9、电荷相互排斥,所以塑料细条会向四周散开,捋的次数越多,塑料细条带电越多,排斥力越大,下端越松散;故B、C、D错误,A正确。2.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠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.验电器一定带正电D.验电器一定带负电【解析】选C。验电器的张角与所带电量的多少有关,电量大张角大,根据题意张角变小,所以说明验电器所带的电性与橡胶棒所带的电性相反,又因为毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,所以验电器带正电;橡胶棒没接触验电器,所以电荷不会被中和,只是被吸引到玻璃球一端,从而使金属箔片电量变少。故C正确。3.使带电的金
10、属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。下列四个图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是()【解析】选B。由于验电器原来不带电,因此,验电器的金属球和箔片带等量异号电荷,A、C两项错误。验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷,D项错误。4.(多选)已知存在以下几种使物体带电的办法:摩擦起电;接触起电;静电感应;电介质的极化其中前三种方式是同学们熟悉的,对第种方式的简介如下:一些电介质(绝缘体)的分子在受到外电场的作用时,在跟外电场垂直的两个表面上会出现等量的正、负电荷,这种电荷不能离开电介质,也不能在电介质内部自由移动,叫作束缚电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近碎纸屑,对
11、于可能出现的情况及其分析,下列选项中正确的是()A.玻璃棒会吸引纸屑,这是因为纸屑通过第种方式带了电B.有些纸屑会粘在玻璃棒上,这是因为纸屑通过第种方式带了电C.有些纸屑被玻璃棒吸引,吸上后又马上弹开,整个过程只包含第种带电方式D.有些纸屑被玻璃棒吸引,吸上后又马上弹开,整个过程包括第和第两种带电方式【解析】选B、C。有些纸屑会粘在玻璃棒上,这是因为纸屑通过第种方式带了电,故A错误,B正确;碎纸屑被吸引是因为带电体具有吸引轻小物体的性质,有的纸屑接触玻璃棒后“跳开”,是因为这些纸屑带上和玻璃棒相同的电荷,同种电荷相互排斥,故C正确,D错误。5.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝
12、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,如图所示。对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是()A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部分感应出异号电荷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】选A、B、C。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、下部分感应出异号电荷,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
13、重力,选项C正确;笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷没有被中和,还带电,选项D错误。6.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导体的带电量为()A.-qB.qC.2qD.4q【解析】选C。相同带电体接触后,电荷量先中和,后平分。所以B导体的带电量为=2q,C正确。二、非选择题(本题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10分)某电解液溶液中,沿着相反方向正、负电荷定向移动,若测得10 s内有2.01017个正一价离子通过溶液内部的横截面,同时有1.01017个负二价离子通过溶液内部的横截面,求:溶液中的电流
14、有多大?(已知元电荷电量是1.610-19 C)【解析】通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和,所以在10 s内通过横截面的总电荷量应为:q=2.010171.610-19 C+21.010171.610-19 C=6.410-2 C所以电流为:I= A=6.410-3 A答案:6.410-3 A8.(10分)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Q1=6.410-9 C,Q2=-3.210-9 C,让两绝缘金属小球接触,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,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配。由于两小球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量QA=QB= C=1.610-9 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QB的正电荷量,这样,共转移的电子电荷量为Q=-QB+QB=(3.210-9+1.610-9) C=4.810-9 C。转移的电子数n=3.01010(个)。答案:电子由B球转移到A球,转移了3.01010个电子。