高中物理人教版 (新课标)选修31 电荷及其守恒定律综合训练题

第一章　静电场

1　电荷及其守恒定律

基础过关练

题组一　电荷量与元电荷

1.(2021广东江门第二中学高二月考)元电荷是最小的电荷量,最早测出这一物理量的科学家是              (　　)

A.牛顿　　　B.库仑　　　C.密立根　　　D.爱因斯坦

2.(2021河北邢台高二9月联考)小明同学做作业时,不小心把一滴墨水滴在了一道物理题上,使一个数字变成了9.*×10-19 C,小明同学感觉这道题是没法做了,如果是你遇到这种情况,你认为可能是下列数字中的              (　　)

A.9.2×10-19 C　　　　　　　　B.9.4×10-19 C

C.9.6×10-19 C　　　　　　　　D.9.8×10-19 C

题组二　摩擦起电与感应起电

3.(2021四川成都外国语学校高二上月考)以下说法正确的是 (　　)

A.美国科学家富兰克林在1747年把丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做负电荷

B.在金属中能自由移动的是电子

C.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷

D.用丝绸摩擦玻璃棒时,电子从丝绸转移到玻璃棒,玻璃棒因质子数少于电子数而显示带负电

4.(2020北京西城高二上期末)在气候干燥的秋冬季节,人们常常会碰到这些现象:晚上脱衣时,常会听到噼啪的声响;早上起来梳头时,头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次,小明的手指靠近金属门把手时,突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电,当手指靠近门把手时,二者之间形成的放电现象。若放电前,小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况,下列图中标示正确的是              (　　)

5.如图所示,当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形金属导体上的电荷移动情况是              (　　)

A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动

B.枕形金属导体上的电子向A端移动,正电荷不移动

C.枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动

D.枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动

题组三　验电器及其原理

6.(多选)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,

验电器的金属箔片张角减小,则 (深度解析)

A.金属球可能不带电

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

题组四　电荷守恒定律的应用

7.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有3×10-3 C的正电荷,小球B带有2×10-3 C的负电荷,小球C不带电。先将小球C与小球A接触后分开,再将小球B与小球C接触后分开,试求这时三球的带电荷量分别是多少?

8.如图所示,大球A原来的电荷量为Q,小球B原来不带电,现让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q;现给大球A补充电荷,使其电荷量为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:经过反复足够多次接触后,小球的带电荷量为多少?

答案全解全析

基础过关练

1.C　元电荷是最小的电荷量,用e表示,所有带电体的电荷量或者等于e、或者是e的整数倍,e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的,e=1.60×10-19 C,C正确。

2.C　任何带电体的电荷量都是1.6×10-19 C的整数倍,由计算可知,只有C选项是1.6×10-19 C的整数倍,故C正确。

3.B　丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,故A错误;在金属中能自由移动的是电子,B正确;摩擦起电的实质是电荷在物体间的转移,感应起电的实质是电荷在物体不同部分间的转移,不是产生电荷,故C错误;用丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒转移到丝绸,玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电,D错误。

4.A　人的手指带负电,则由于静电感应,门把手中离手指较近的一端感应出正电,离手指较远的一端感应出负电,选项A正确。

5.B　当C移近枕形金属导体时,导体中的自由电子移动,带正电的原子核不移动,故A、C、D错误,再根据同种电荷相斥、异种电荷相吸知,自由电子向A端移动,B正确。

6.AB　验电器的金属箔片之所以张开,是因为它们带有同种电荷,同种电荷相互排斥。张开角度的大小决定于两个金属箔片带电荷量的多少。如果M球带负电,靠近验电器的N球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”,从而使两个金属箔片夹角减小,选项B正确,同时否定选项C。如果M球不带电,在靠近N球时,发生静电感应现象,靠近N球的端面出现负的感应电荷,而背向N球的端面出现正的感应电荷,M球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,从而使金属箔片张角减小。

导师点睛

靠近时,属于感应起电,验电器金属球和金属箔片带上异种电荷。

接触时,属于接触起电,验电器金属球和金属箔片带上同种电荷。

7.答案　见解析

解析　由题意知QA=3×10-3 C,QB=-2×10-3 C,QC=0。

C与A先接触后分开时:

QA'=QC'= C=1.5×10-3 C,

B与C先接触后分开时:

QB'=QC″= C=-0.25×10-3 C,

即此时三球A、B、C所带电荷量分别为1.5×10-3 C、-0.25×10-3 C、-0.25×10-3 C。

8.答案　

解析　由于两个球的形状和大小不等,所以在接触过程中,两球的电荷量分配比例不是1∶1,但应该是一个确定的值。根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷量关系可知,此比例为(Q-q)∶q。经过多次接触后,从大球上转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',则有=,解得q'=。