【推荐】专题1-1 电荷及其守恒定律-试题君之K三关2017-2018学年高二物理人教版（选修3-1）

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第一章 静电场 课时1 电荷及其守恒定律 一、电荷 ‎1．两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带 电；用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电。‎ ‎2．电荷间的相互作用：同种电荷相互 ；异种电荷相互 。‎ 电荷量：电荷的多少。单位：库仑。符号：C。‎ 元电荷：最小电荷量，用e表示。e= 。所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍。电荷量不能连续变化。‎ 二、电荷守恒定律 电荷既不能 ，也不能消灭，它只能从一个物体 到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，系统的电荷总数保持 。‎ 电荷守恒定律的另一种表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和是保持 的。‎ 三、物体的三种带电方式 ‎1．摩擦起电 两物体相互摩擦，因为不同物质对电子的束缚能力的强弱不同，则对电子束缚能力相对 的失去电子而带 电，而对电子束缚能力相对 的得到电子而带 电。 ‎ 实质：电子从一个物体转移到另一个物体上，得到电子带 电，失去电子带 电。‎ ‎2．感应起电 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 电荷，远离的一端带 电荷，这种现象叫 。利用静电感应使金属导体带电的过程，叫做 。‎ 实质：电荷从物体的一部分 到另一部分。发生感应起电的是 而不是绝缘体。‎ ‎3．接触带电 用带电的物体与不带电的物体或两个带相反电荷但所带电荷量不同的物体接触，都可以使物体 。‎ ‎4．起电的本质 无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负电荷分开，使电荷发生 ，并不是创造电荷。‎ 负 正 ‎ 排斥 吸引 1.60×10–19 C 创造 转移 不变 不变 较弱 正 较强 负 负 正 异种 同种 静电感应 感应起电 转移 导体 带电 转移 一、三种起电方式的比较 摩擦起电 感应起电 接触起电 产生条件 两种不同绝缘体摩擦 导体靠近带电体 导体与带电体接触 现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”‎ 导体带上与带电体相同电性的电荷 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子得失 导体中的自由电子受带正（负）电物体吸引（排斥）而靠近（远离）‎ 自由电荷在带电体与导体之间发生转移 实质 电荷在物体之间或物体内部的转移 ‎【例题1】关于电现象，下列说法中正确的是 A．感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程 B．带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就一定带负电，失去电子就一定带正电 C．摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带等量同种电荷 D．当一种电荷出现时，必然有等量异种电荷出现，当一种电荷消失时，必然有等量 异种电荷同时消失 参考答案：ABD 试题解析：感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程，选项A正确；带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就一定带负电，失去电子就一定带正电，选项B正确；摩擦起电是普遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷，选项C错误；当一种电荷出现时，必然有等量异种电荷出现，当一种电荷消失时，必然有等量异种电荷同时消失，选项D正确。‎ ‎【例题2】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，如图所示。现使a、b分别带正、负电，则 A．b将吸引a，吸住后不放开 B．b将吸引a，接触后又分开 C．a、b之间不发生相互作用 D．b立即把a排斥开 参考答案：B 规律总结：‎ 接触带电电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体，接触后再分开，二者将原来所带电荷量的总和平均分配。‎ ‎ 两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配。‎ 二、验电器原理及其用途 ‎1．验电器的原理 当验电器指示系统带电后，由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转，它是从力的角度来反映导体带电的情况。当指示系统具有一定的偏转角时，其重力矩与静电力矩平衡。‎ ‎ 2．验电器的主要用途 检验物体是否带电，比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。‎ ‎【例题3】金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示。现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连，验电器的金属箔 A．不会张开 B．一定会张开 C．先张开后闭合 D．可能会张开 参考答案：B ‎1．（2017·江苏省宿迁市高一下学期期末）关于元电荷，下列说法正确的有 A．元电荷就是指电子和质子 B．元电荷的值通常取e=1.60×10–19 C C．所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍 D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 ‎2．M和N是两个原来都不带电的物体，它们互相摩擦后，N带正电荷。下列判断正确的是 A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B．摩擦的过程中电子从Ｎ转移到Ｍ C．M在摩擦的过程中创造了正电荷 D．N在摩擦的过程中得到了电子 ‎3．（2017·山东省滨州市高二期中）如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，然后移开A、B，三者均有绝缘支架。则A、B的带电情况为 A．A带正电，B带负电 B．A带负电，B带正电 C．A、B都带正电 D．A、B都带负电 ‎4．下列说法中正确的是 A．摩擦起电说明电荷可以被创造 B．摩擦起电，是摩擦过程中质子从一个物体转移到另一个物体形成的 C．感应起电是电荷在同一物体上的转移 D．在地毯中夹杂导电纤维是为了利用人在地毯上行走时摩擦产生的静电 ‎5．（2017·甘肃会宁县高二上期中）带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是 A． B．‎ C． D．‎ ‎6．以下判断小球是否带电的说法正确的是 A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电 B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电 C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电 D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电 ‎7．如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d，b排斥c，c 排斥a，d吸引b，则 A．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 ‎8．（2017·陕西西北大学附中高二期中）如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球M靠近验电器的小球N（不接触）时，验电器的金箔张角减小，则 A．金属球一定不带电 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 ‎9．（2017·湖南浏阳阶段测试）已知π+介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。‎ π+‎ π—‎ u d 带电量 ‎+e ‎－e ‎+ 下列说法正确的是 A．π+由u和组成 B．π+由d和组成 C．π—由u和组成 D．π—由d和组成 ‎10．如图所示，左边是一个原先不带电的导体，靠近右边带正电的金属球C后，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QA、QB，则下列结论正确的是 A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QA B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，并QB=QA C．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QB>QA D．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而QA、QB的值与所切的位置有关 ‎11．（2017·西藏山南地区高二期中）如图所示，在感应起电中，带负电小球P靠近带绝缘底座的导体MN时，M处将 A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．以上答案均有可能 ‎12．图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球C。在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：‎ ‎（1）A、B接触后分开，再移去C，则A________，B______；‎ ‎（2）A、B接触，先移去C后，再把A、B分开，则A_______，B_______。‎ ‎（3）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，则A________，B_______。‎ ‎1．BCD【解析】元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，其大小为e=1.60×10–19 C，故BCD正确。‎ ‎4．C【解析】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，电荷只是发生了转移，故A错误；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，故B错误；感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分，故C正确；在地毯中夹杂导电纤维是为了将人在地毯上行走时摩擦产生的静电及时导走，故D错误。‎ ‎5．B【解析】由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷；故只有B符合条件，故选B。‎ ‎【名师点睛】根据电荷间的相互作用，应明确同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。‎ ‎6．BD【解析】用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电，选项A错误；如果排斥小球，则小球一定带同种电荷，故选项B正确；用验电器的金属球接触它时，需知道验电器最初的带电情况才能予以判断，故选项C错误；带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质，选项D正确。‎ ‎9．AD【解析】由题意可知，π+带电荷量为+e，故由u和d组成；π–带电荷量为–e，故由d和组成，所以选项AD正确，BC错误。‎ ‎【名师点睛】基本电荷又称“基本电荷量”或“元电荷”。在各种带电微粒中，电子的电荷量大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，也是物理学的基本常数之一，常用符号e表示。基本电荷e=1.6×10–19 C，是一个电子或一个质子所带的电荷量。任何带电体所带电荷都是e的整数倍或者等于e。（夸克除外，它是已知唯一的基本电荷非整数的粒子）。‎ ‎10．D【解析】导体原来不带电，在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B端移动，使B端带了多余的电子，而带负电，A端少了电子，因而带正电。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，QA、QB的值是不同的，故只有D正确。‎ ‎11．A【解析】这是感应起电，当带负电物体靠近带绝缘底座的导体时，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，左端的负电荷受到排斥力运动到右侧，所以N处带正电，M处带负电，故A正确。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键是知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。以及知道感应起电的实质是电荷的转移，电荷是守恒的。 ‎ ‎12．（1）正电 负电 （2）不带电 不带电 （3）负电 负电 ‎ ‎