物理选修3-1第一章 静电场1 电荷及其守恒定律精品习题

第1节 电荷及其守恒定律

1．(多选)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，下列说法正确的是(　　)

A．把质子或电子叫元电荷

B．1.6×10－19 C的电荷量叫元电荷

C．电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷

D．质子带有最小的正电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷

BCD　解析    元电荷又称“基本电荷量”，在各种带电微粒中，电子所带的电荷量的绝对值是最小的，人们把这个最小的电荷量叫元电荷，常用符号e表示，任何带电体所带电荷量都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，将电子或质子所带电荷量的绝对值称为元电荷，而不是把质子或电子叫元电荷，故选项A错误；电子或质子所带电荷量的绝对值都是1.6×10－19 C，故可把1.6×10－19 C的电荷量叫元电荷，故选项B、C、D正确．

2．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电，这是因为(　　)

A．空气中的正电荷转移到了毛皮上

B．空气中的负电荷转移到了橡胶棒上

C．毛皮上的电子转移到了橡胶棒上

D．橡胶棒上的电子转移到了毛皮上

C　解析   摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，电中性的物体若失去了电子就带正电，若得到了电子就带负电，由于毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒弱，在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，失去了电子的毛皮带正电，选项C正确．

3．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，则导体B的带电量为(　　)

A．－q　　 B．q　　

C．2q　　 D．4q

C　解析   两个完全一样的导体接触后先中和再平分，要平分总电荷量，所以qB＝＝2q，故选项C正确．

4．用带正电的物体去接触不带电的验电器，验电器的金属箔片会张开，是因为验电器(　　)

A．得到质子而带正电　　 B．得到电子而带负电

C．失去电子而带正电　　 D．失去质子而带负电

C　解析   带正电的物体上缺少电子，用它去接触不带电的验电器，会有电子从验电器转移到物体上，验电器因失去电子而带上正电，故金属箔片会张开，选项C正确．

5．如图所示，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，现使a、b分别带正、负电，则(　　)

A．b将吸引a，吸引后不放开

B．b将吸引a，接触后又与a分开

C．a、b之间不发生相互作用

D．b立即把a排斥开

B　解析  因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触，若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来的电荷，然后将剩余的电荷重新分配，这样两球就会带上同种电荷(正电或负电)，由于同种电荷相互排斥，a球将会被排斥开；若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开，故选项B正确．

6．(多选)挂在绝缘细线下的两通草球，由于电荷的相互作用而靠近，如图甲所示；或远离，如图乙所示，则(　　)

A．图甲中两球一定带异种电荷

B．图乙中两球一定带同种电荷

C．图甲中两球至少有一个带电

D．图乙中两球至少有一个带电

BC　解析  所谓通草球即指轻质小球，不考虑其重力，通草球之间的位置变化仅由它们之间的静电力所决定，根据带电体能够吸引轻小物体及电荷间的相互作用规律可知，选项B、C正确．

7．(多选)有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2×10－4 C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据(　　)

A．4.0×10－5 C　4.0×10－5 C　4.0×10－5 C

B．6.0×10－5 C　4.0×10－5 C　4.0×10－5 C

C．6.0×10－5 C　3.0×10－5 C　3.0×10－5 C

D．5.0×10－5 C　5.0×10－5 C　5.0×10－5 C

AC　解析   三个球同时接触后各带有4.0×10－5 C的电荷量，选项A正确；根据电荷守恒定律，接触前、后三球的总电荷量不变，选项B、D错误；将B球先与A球接触，再与C球接触，分开后A、B、C各带有6.0×10－5 C、3.0×10－5 C和3.0×10－5 C的电荷量，选项C正确．

8．(多选)关于电现象，下列说法正确的是(　　)

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

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带负电，失去电子就带正电

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”

ABD　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，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带负电，失去电子就带正电，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．

[能力提升]

9．如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为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，且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

D　解析  静电感应使得A端带正电，B端带负电，导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B端移动，使B端多了电子而带负电，A端少了电子而带正电，A端移去的电子数目和B端多出的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷总量是相等的，但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B端负电荷密度越大，越靠近A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，故选项D正确．

10．(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．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

ABC　解析  笔套与头发摩擦，由于它们的原子核束缚电子的本领不同，而使笔套带电，这种起电方式叫摩擦起电，选项A正确；当带电的笔套靠近金属箔圆环时，圆环上部感应出与笔套相异的电荷，下部感应出与笔套相同的电荷，即上、下部电荷量等量异号，选项B正确；圆环被吸引上来，由静止变为运动，力是改变物体运动状态的原因，圆环所受静电力有笔套的引力和斥力，但静电力的合力大于圆环的重力，选项C正确；笔套碰到圆环后，由于笔套是绝缘体，所以其上电荷不能立刻全部中和，选项D错误．

11．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QA＝6.4×10－9 C，QB＝－3.2×10－9 C，让这两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？

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，即接触后两小球带电荷量为

Q′A＝Q′B＝＝  C＝

1．6×10－9 C．在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身的净电荷中和，且继续转移，使B球带Q′B的正电荷，这样，共转移的电子电荷量为

ΔQ＝|QB|＋Q′B＝3.2×10－9 C＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C，

故转移的电子数n＝＝＝3.0×1010个．

答案  电子由B转移到A　转移了3.0×1010个

12．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．先让小球C与小球A接触后分开，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，试求这时三个小球带的电荷量分别为多少？

解析  小球C与小球A接触后分开，A、C带电荷量均为 C＝1.5×10－3 C，再让小球B与小球A接触后分开，A、B带电荷量均为 C＝－2.5×10－4 C，最后让小球B与小球C接触后分开，B、C带电荷量均为 C＝6.25×10－4 C，故最终三小球的带电荷量分别为qA＝－2.5×10－4 C，qB＝6.25×10－4 C，qC＝6.25×10－4 C．

答案  qA＝－2.5×10－4 C　qB＝6.25×10－4 C

qC＝6.25×10－4 C