人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用1 电荷学案及答案

第九章　静电场及其应用

1　电荷

基础过关练

题组一　电荷

1.(2023湖南益阳三中月考)“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓。秋天取茎,趁鲜时取出茎髓,放置干燥处晾干,将茎髓制成小球。这种小球密度很小且绝缘,过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见,一般中药店里有售。在图中,两个通草球甲和乙悬挂在支架上,彼此吸引。关于该现象,下列判断正确的是　              (　　)

A.甲球一定带了电

B.乙球一定带了电

C.两个球中有一个可能不带电

D.两球可能带有同种电荷

2.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.有两个小球带同种电荷

B.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

题组二　三种起电方式的比较

3.(2023湖南怀化联考)“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。兴华同学在学习了电荷相关知识后,用丝绸摩擦玻璃棒并探究玻璃棒带电的原因,下列说法正确的是              (　　)

A.玻璃棒创造了正电荷

B.丝绸创造了负电荷

C.丝绸上有些电子转移到玻璃棒上

D.玻璃棒上有些电子转移到丝绸上

4.(2023福建厦门松柏中学月考)使带电的小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              (　　)

ABCD

5.(2023北京顺义一中月考)如图所示,两个用绝缘柱支持的枕形导体A、B靠在一起,起初它们不带电。将带正电的C靠近导体A,下列说法正确的是              (　　)

A.A左端带正电,B左端带负电

B.A左端带负电,B左端也带负电

C.先移走C,再将A、B分开,A将带正电

D.先将A、B分开,再移走C,A将带负电

6.(2022吉林长春第二十九中学月考)如图所示,不带电导体B在靠近带正电荷的导体A后,P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷,则以下说法正确的是              (　　)

A.若用导线将Q接地,然后断开,再取走A,则导体B将带负电

B.若用导线将Q接地,然后断开,再取走A,则导体B将带正电

C.若用导线将Q接地,然后断开,再取走A,则导体B将不带电

D.若用导线将P接地,然后断开,再取走A,则导体B将带正电

7.某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后,先后进行了如下操作:①将橡胶棒靠近(不接触)验电器的金属球(如图1);②保持橡胶棒的位置不动,用手接触验电器的金属球(如图2);③接着先把手移开,再把橡胶棒移开(如图3)。关于验电器的金属箔张开的情况及分析,以下说法正确的是              (　　)

A.操作①中,验电器金属箔不张开,因为棒与金属球没有接触

B.操作①中,随着棒靠近验电器金属球,金属箔张开的角度越来越大,因为产生的感应电荷越来越多,金属箔上聚集的负电荷也多

C.操作②中,手接触验电器,金属箔闭合,金属球上的正电荷通过手导入到大地中

D.操作③中,金属箔从闭合到又张开一定的角度,因为金属球上的电荷重新分布

题组三　元电荷

8.(2023广东肇庆鼎湖中学月考)科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电荷量的单位。关于元电荷,下列论述正确的是              (　　)

A.电子和质子都是元电荷

B.物体所带的电荷量是可以连续取值的

C.元电荷是最小的电荷量

D.元电荷没有正负之分

9.某同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习题时,他发现有一个关键数据(电荷量)看不清,便拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列数据中的              (　　)

A.6.2×10-19 C　　　B.6.3×10-19 C

C.6.4×10-19 C　　　D.6.5×10-19 C

题组四　电荷守恒定律及其应用

10.关于电荷守恒定律,下列叙述不正确的是 (　　)

A.一个物体所带的电荷量总是不变的

B.在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电荷量总是守恒的

C.在一定条件下,一个系统内的等量正、负电荷即使同时消失,也并不违背电荷守恒定律

D.电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换

11.(2022安徽部分学校联考)摩擦可以产生静电,原来甲、乙、丙三物体都不带电,使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后甲物体带正电2.8×10-15 C,丙物体带电荷量大小为6×10-16 C。则关于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法正确的是(　　)

A.乙物体一定带有负电荷3.4×10-15 C

B.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15 C

C.丙物体一定带有正电荷6×10-16 C

D.丙物体一定带有负电荷6×10-16 C

12.(教材习题改编)如图所示,带正电的导体球C靠近一个原先不带电的导体,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,将导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的大小分别为QA、QB,则下列结论正确的是              (　　)

A.沿虚线c切开,A带负电,B带正电,且QA>QB

B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QA=QB

C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QA<QB

D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而QA的值与所切的位置有关

答案与分层梯度式解析

第九章　静电场及其应用

1　电荷

基础过关练

1.C　根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,结合带电体可吸引轻小物体,可知甲、乙两球可能带异种电荷,也可能一个带电,一个不带电,C正确。

2.BD　假设a带正电,a吸引d,异种电荷相吸,所以d带负电;c排斥a,同种电荷相斥,所以c带正电;d吸引b,所以b带正电。即a+、d-、c+、b+,选项B、D正确。

3.D　玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,这是因为玻璃棒上的部分电子转移到丝绸上,玻璃棒由于失去电子而带正电,丝绸由于得到电子而带负电,D正确。

4.B　本题属于感应起电问题。由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以验电器上端的金属球应带上与小球异种的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同种的电荷,B正确。

5.D　根据静电感应规律可知A左端带负电,B右端带等量正电,B左端不带电,A、B错误;先移走C,A、B所带电荷中和,再将A、B分开,A、B均不带电,C错误;先将A、B分开,再移走C,由于A不再与B接触,所以A将带负电,B将带正电,D正确。

6.A　当B靠近A后,靠近A的P端感应出负电荷,而Q端感应出等量的正电荷,此时无论哪一端接地,导体B与大地成为一个新的导体,这时大地变成了这个新导体的远端,而P端仍是近端,故负电荷仍留在P端,而Q端原来感应出的正电荷被从大地转移来的负电荷中和;当断开导线再取走A后,P端的负电荷就留在导体B上,故A正确,B、C、D错误。

方法技巧　不论接地的部位在哪,近端不变,远端始终为大地,因此接地的位置不影响近端和远端,故电荷分布只会出现一种形式。

7.BD　用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,操作①中,橡胶棒靠近验电器的金属球时,由于静电感应,验电器的金属球带正电,则金属箔带负电,从而张开;随着棒靠近验电器金属球,金属箔张开的角度越来越大,因为产生的感应电荷越来越多,金属箔上聚集的负电荷也多,A错误,B正确。操作②中,手接触验电器,验电器中的负电荷流入大地中,使得金属箔闭合,C错误。操作③中,先把手移开,再把橡胶棒移开,金属球因带多余正电荷,导致金属箔又张开,D正确。

关键点拨　金属导体中能够移动的只能是负电荷(即电子),正电荷不能移动。当橡胶棒靠近验电器时,金属球中的自由电子被排挤到远端金属箔上,金属箔带负电;不移走橡胶棒,用手接触金属球时,自由电子被排挤到远端大地上,金属箔不带电。

8.CD　元电荷是电荷量的最小值,它不是电荷,没有正负之分,A错误,C、D正确;所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,不可以连续取值,B错误。

9.C　由于任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍,所以该电荷量应为e=1.6×10-19 C的整数倍,6.2×10-19 C、6.3×10-19 C、6.5×10-19 C均不是1.6×10-19 C的整数倍,选项A、B、D错误;6.4×10-19 C是1.6×10-19 C的4倍,选项C正确。

10.A　电荷守恒定律针对的是一个与外界没有电荷交换的系统,单个物体所带的电荷量是可以改变的,A说法错误,选A。B、C、D的说法均正确。

11.D　根据电荷守恒定律,摩擦后甲物体带正电2.8×10-15 C,则乙物体一定带负电2.8×10-15 C,乙与丙接触后,丙物体一定带有负电荷6×10-16 C,此时乙物体一定带有负电荷2.2×10-15 C,故选D。

12.D　导体原来不带电,在带正电的导体球C靠近后,由于静电感应,导体中的自由电子向B部分转移,使B部分带负电,A部分带正电。根据电荷守恒定律可知,A部分减少的电子数目和B部分增加的电子数目是相同的,因此无论沿哪一条虚线切开,两部分的电荷量大小总是相等的。但沿不同虚线切开时,A所带电荷量的大小QA不同,A、B、C错误,D正确。