高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电荷课后测评

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电荷课后测评，共18页。试卷主要包含了1 电荷，知道自然界中只有两种电荷，关于摩擦起电，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。


1.知道自然界中只有两种电荷。
2.知道元电荷的概念，了解各种起电方式。
3.理解电荷守恒定律的内容，能利用电荷守恒定律分析解决相关问题。
4.能根据原子结构模型和电荷守恒定律分析生产、生活中的静电现象。
一、电荷
1.两种电荷
(1)电荷的分类
①正电荷：和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷。
②负电荷：和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷。
(2)电荷的性质：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，且带电体有吸引轻小物体的性质。
2.摩擦起电：两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。
3.电荷量
(1)定义：电荷的多少叫作电荷量，用Q表示，有时也可以用q来表示。
(2)单位：在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，简称库，符号是C。
(3)标矢性：标量。正电荷的电荷量为正值，记作+Q，负电荷的电荷量为负值，记作-Q。
导师点晴：电荷量的正、负号代表电荷的性质(种类)，不表示大小，与数学中的正、负号的含义不同。
4.自由电子：金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。
二、静电感应
1.静电感应：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异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷的现象。
2.感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。
导师点晴：绝缘体不能发生感应起电。因为感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体中的正、负电荷发生了分离，只有导体中的电子才能自由移动，绝缘体中几乎没有自由移动的电荷。
三、电荷守恒定律
1.表述一：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
2.表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
知识拓展：
(1)两个相同的带电金属导体接触后，若它们带同种电荷，则电荷平均分配，若它们带异种电荷，则电荷先中和再平均分配。
(2)带等量异种电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫作电中和现象。
四、元电荷
1.元电荷：最小的电荷量叫作元电荷，用e表示。
e=1.60×10-19 C。最早由美国物理学家密立根测得。
2.电荷量的不连续性：所有带电体的电荷量都是e的整数倍，这就是说电荷量是不能连续变化的物理量。
3.电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比。
特别提醒：质子和电子都不是元电荷。元电荷是最小的电荷量，不是带电粒子，没有正、负，没有电性之说；质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等，电子和质子是实实在在的粒子，不能说它们是元电荷。
基础过关练
题组一 电荷
1.关于电荷间的相互作用，下列说法正确的是 ( )
A.同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
B.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
C.不论是同种电荷还是异种电荷，都相互吸引
D.不论是同种电荷还是异种电荷，都相互排斥
2.“顿牟”指玳瑁的甲壳，“掇芥”的意思是吸引芥子之类的轻小物体。不考虑万有引力的作用，发生“顿牟掇芥”时，两者可能的带电情况是 ( )
A.玳瑁壳带正电，芥子带正电
B.玳瑁壳带负电，芥子带负电
C.玳瑁壳带正电，芥子不带电
D.玳瑁壳不带电，芥子不带电
3.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的旁边有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图所示。现使b带电，则 ( )
A.b将吸引a，吸住后不放开
B.b先吸引a，接触后又把a排斥开
C.a、b之间不发生相互作用
D.b立即把a排斥开
4.(多选)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 摩擦起电
5.关于摩擦起电，下列说法正确的是 ( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子
B.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子
C.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷
D.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电，毛皮摩擦过的橡胶棒带正电
6.在环境的温度、湿度、气压相同的情况下，可得出以下序列：玻璃、尼龙、羊毛、丝绸、棉花、纸张、硬橡胶、腈纶……序列中两种物质相互摩擦时，排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电，而且两种物质在序列中相距越远，摩擦起电现象越显著。用事先准备的尼龙、羊毛、腈纶三种材料进行摩擦起电的实验，下面关于实验结果的叙述中正确的是 ( )
A.尼龙与羊毛摩擦，尼龙带负电
B.腈纶与羊毛摩擦，羊毛带正电
C.尼龙与腈纶摩擦，不会发生起电现象
D.相比于羊毛与腈纶摩擦，尼龙与羊毛摩擦有更显著的起电现象
7.(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图所示，由此对摩擦起电的说法正确的是 ( )
A.两个物体摩擦时，表面粗糙的物体易失去电子
B.两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷
C.两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等
D.同一物体与不同种类的物体摩擦，该物体所带电荷种类可能不同
题组三 静电感应
8.如图是伏打起电盘起电流程示意图，其起电原理是 ( )
A.摩擦起电
B.感应起电
C.接触起电
D.以上三种方式都不是
9.在气候干燥的秋冬季节，我们的日常生活中会出现很多静电现象。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。这是因为人在生活中与各种物体接触摩擦后身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间出现放电现象。若放电前，小明的手指带负电，有关金属门把手的两端感应带电的情况，下列图中标示正确的是 ( )
10.使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 ( )
11.如图所示，将带正电的小球P靠近放在绝缘支架上的不带电导体A时，导体A的 ( )
A.左端带负电，右端带正电
B.左端带正电，右端带负电
C.左右两端都带正电
D.左右两端都带负电
题组四 电荷守恒定律
12.下列有关摩擦起电的说法正确的是 ( )
A.摩擦起电说明电荷是可以创造的
B.摩擦起电时物体带负电是因为在摩擦过程中此物体得到电子
C.摩擦起电的实质是正电荷从一个物体转移到另一个物体
D.等量的正、负电荷可以中和，说明电荷可以被消灭
13.两个完全相同的金属小球M、N，先让它们各自带电+5q和+7q，接触后再分开，则最终M、N的带电荷量分别是 ( )
A.+6q，+6qB.+7q，+5q
C.+12q，+12qD.+q，+q
14.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，则这时三球的带电荷量分别是多少?
题组五 元电荷
15.关于元电荷，下列说法中不正确的是 ( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取作e=1.60×10-19 C
D.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
16.下列关于电荷量的说法正确的是 ( )
A.物体所带的电荷量可以为任何值
B.物体所带的电荷量只能为正值
C.物体带电荷量为Q=-1.6×10-9 C，这是因为得到了1.0×1010个电子
D.物体所带电荷量的最小值是1.6×10-18 C
17.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 CB.6.3×10-19 C
C.6.4×10-19 CD.6.5×10-19 C
能力提升练
题组一 起电方式本质及比较
1.(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是 ( )
A.摩擦起电现象说明通过做功可以创造电荷
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电是电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
2.公元前600年左右，古希腊学者泰勒斯就发现了用毛皮摩擦过的琥珀能吸引轻小的物体，公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下了“顿牟掇芥”。下列关于摩擦起电现象的说法正确的是(深度解析)
A.玻璃棒与丝绸摩擦过后，玻璃棒带的是负电
B.摩擦起电的过程就是创造电荷的过程
C.橡胶棒与毛皮摩擦后带负电，是因为毛皮上的电子转移到橡胶棒上
D.摩擦起电可以使物体带上任意大小的电荷量
题组二 感应起电的判断方法
3.如图所示，取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B，使它们彼此接触，现在把带正电荷的物体C移近导体A，发现贴在A、B下部的金属箔都张开，下列说法正确的是 ( )
A.此时A带正电荷，B带负电荷
B.此时A和B都带负电荷
C.将A和B分开后移去C，A、B上的金属箔仍保持张开
D.先移去C，再把A和B分开，A、B上的金属箔仍保持张开
题组三 验电器张角变化问题
4.如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开。关于这一现象，下列说法正确的是 ( )
A.两金属箔片上带异种电荷
B.两金属箔片上均带负电荷
C.箔片上有电子转移到玻璃棒上
D.将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起
5.如图所示，用起电机使金属球A带正电，靠近验电器B，则 ( )
A.验电器的金属箔片不张开，因为球A没有和B接触
B.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了正电
C.验电器的金属箔片张开，因为整个验电器都带上了负电
D.验电器的金属箔片张开，因为验电器下部的两金属箔片都带上了正电
6.如图所示，验电器带有少量正电荷，将一带负电的小球从远处逐渐移近验电器的金属球。此过程中，可能看到金属箔片张开的角度 ( )
A.不断增大
B.先减小至零，后逐渐增大
C.先增大，后减小
D.先增大，后不变
题组四 电荷守恒定律以及元电荷的综合应用
7.A和B是两个不带电的物体，它们互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10 C，下列判断错误的是 ( )
A.在摩擦前A和B的内部没有“净电荷”
B.摩擦的过程中电子从A转移到B
C.B在摩擦后一定带有1.6×10-10 C的负电荷
D.A在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子
8.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，让两绝缘金属小球接触后再分开。
(1)求接触后两小球分别带的电荷量QA'和QB'。
(2)在接触过程中，电子如何转移?转移了多少个?(元电荷e=1.6×10-19 C)深度解析
答案全解全析
第九章 静电场及其应用
1 电荷
基础过关练
1.B 电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，选项B正确。
2.C 两者相互吸引时，可能带异种电荷，也可能一个带电，另一个不带电，选项C正确。
3.B b球带电后，产生静电感应，a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现等量的与b同种的感应电荷。a上与b异种的电荷离b更近，所以b对a有引力，当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，a带上与b同种的电荷，a、b之间有斥力，因而又把a排斥开，所以选B。
4.BD 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。
5.A 用丝绸摩擦玻璃棒后，丝绸得到电子带负电，玻璃棒失去电子带正电；用毛皮摩擦橡胶棒后，毛皮失去电子带正电，橡胶棒得到电子带负电，而不是产生了负电荷。故A正确，B、C、D错误。
6.B 由题可知，尼龙、羊毛、腈纶三种材料中，尼龙排在最前面，腈纶排在最后面。尼龙排在羊毛的前面，所以尼龙与羊毛摩擦，尼龙带正电，故A错误；羊毛排在腈纶的前面，所以腈纶与羊毛摩擦，羊毛带正电，故B正确；尼龙与腈纶摩擦，会发生摩擦起电现象，故C错误；由题可知，两种物质在序列中相距越远，摩擦起电现象越显著，所以尼龙与羊毛摩擦相较于羊毛与腈纶摩擦，羊毛与腈纶摩擦有更显著的起电现象，故D错误。
7.CD 两物体摩擦时得失电子情况取决于原子核对电子的束缚能力大小，A错。由于摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，但数量相等，B错，C对。由题中例子不难看出，同一物体与不同种类的物体摩擦，带电种类可能不同，D对。
8.B 导电平板靠近带电绝缘板并接地，发生静电感应，使导电平板带上负电荷，其起电原理是感应起电，选项B正确，A、C、D错误。
9.A 人的手指带负电，由于静电感应，门把手离手指较近的一端感应出正电荷，离手指较远的一端感应出负电荷，选项A正确。
10.B 由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以验电器的上端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，选项A、C、D错误，B正确。
11.A 带正电的小球P靠近导体A后，根据电荷之间的相互作用的特点可知，导体A左端带负电荷，右端带正电荷，选项A正确，B、C、D错误。
12.B 摩擦起电的实质是电子的转移，电荷不能被创造，选项A、C错误；物体带负电是因为在摩擦过程中得到电子，选项B正确；等量的正、负电荷可以中和，不显电性，但电荷不能被消灭，选项D错误。
13.A 两个完全相同的金属小球接触，带同种电荷时总电荷均分，故：QM'=QN'=QM+QN2=5q+7q2=6q，选项A正确。
14.答案 见解析
解析 由题意QA=3×10-3 C，QB=-2×10-3 C，QC=0。
C与A接触后分开时：
QA'=QC'=3×10-32 C=1.5×10-3 C，
B与C接触后分开时：
QB'=QC″=1.5×10-3-2×10-32 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。
15.A 实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e或者是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的，电子和质子所带电荷量等于e，A错误，B正确；元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，e=1.60×10-19 C，C、D正确。
16.C 元电荷是最小的电荷量，物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，选项A错误；正电荷所带的电荷量为正值，负电荷所带的电荷量为负值，选项B错误；元电荷e=1.60×10-19 C，物体所带的电荷量为Q=-1.6×10-9 C，这是因为得到了1.0×1010个电子，选项C正确；元电荷是最小的电荷量，其值为e=1.60×10-19 C，物体所带电荷量的最小值为1.60×10-19 C，选项D错误。
17.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。
能力提升练
1.BC 摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但摩擦起电过程中并没有创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，选项A错误，B正确；感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触起电的实质，选项C正确，D错误。
2.C 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，选项A错误；摩擦起电过程是得到和失去电子的过程，因此其实质是电子的转移，而不是创造了电荷，选项B错误；橡胶棒与毛皮摩擦后带负电，是因为毛皮上的电子转移到橡胶棒上，选项C正确；物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，选项D错误。
方法技巧 摩擦起电带正电、负电的判断方法
不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同，得到电子的带负电，失去电子的带正电。
3.C 导体A、B接触，开始不带电，把带正电荷的物体C移近导体A，由于静电感应，A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，两金属箔都张开，选项A、B错误；分开A、B后移去C，导体A、B中的电荷不能发生中和，所以导体A带负电，B带正电，A、B上的金属箔仍保持张开，选项C正确；先移走物体C，则导体A、B中的电荷发生中和，A、B不带电，A、B上的金属箔闭合，选项D错误。
4.C 自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，即缺少电子，若使其接触验电器的金属球，此时两个箔片带同种电荷，即正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器的金属球转移到玻璃棒；移走玻璃棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起。选项C正确。
5.D 带正电的球A靠近验电器B，根据电荷“同性相斥，异性相吸”的特点知，验电器金属杆下端箔片中的部分电子会被球A上的正电荷吸引到验电器上端，则金属杆下端的箔片就会因带正电荷而相斥，使箔片张开，故选D。
6.B 带有负电荷的小球慢慢靠近一个带有少量正电荷的验电器的金属球，根据异种电荷相互吸引得出金属箔片所带正电荷变少，所以金属箔片的张角减小，直至为零，随着小球的靠近，验电器的金属球上的正电荷越来越多，所以金属箔片上将开始带上负电荷，随负电荷的增多，验电器金属箔片的张角也逐渐增大，选项A、C、D错误，B正确。
7.D 在摩擦前A和B均不带电，即两物体内部没有“净电荷”，选项A说法正确；互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10 C，可知摩擦的过程中电子从A转移到B，选项B说法正确；互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10 C，由电荷守恒定律可知，B在摩擦后一定带有1.6×10-10 C的负电荷，选项C说法正确；A在摩擦过程中失去1.6×10-101.6×10-19=1×109个电子，选项D说法错误。
8.答案 (1)1.6×10-9 C 1.6×10-9 C (2)由B球向A球转移 3.0×1010个
解析 (1)两球接触后所带电荷量相等：QA'=QB'=QA+QB2=6.4×10-9 C-3.2×10-9 C2=1.6×10-9 C。
(2)在接触过程中，电子由B球转移到A球，B球的负电荷被全部中和，且电子继续转移，直至B球带QB'的正电，因此共转移电子的电荷量ΔQ=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C=4.8×10-9 C
转移的电子数n=ΔQe=4.8×10-9 C1.6×10-19 C=3.0×1010(个)
即电子由B球向A球转移，共转移了3.0×1010个。
方法技巧 接触起电中的电荷分配规律
接触起电时，两个物体最终的电荷分配很复杂，大多靠实验确定，但一对完全相同的导体球相互接触后，可以根据以下规律确定电荷的分配：
(1)若带电导体球和不带电导体球接触，则电荷平分；
(2)若两个带同种电荷的导体球接触，则总电荷平分；
(3)若两个带异种电荷的导体球接触，则电荷先中和再平分。