1.1 电荷及其守恒定律
1.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间互相排斥,则有关A、B两球原来的带电情况,下列说法错误的是( )
A.带等量异种电荷 B.带等量同种电荷
C.带不等量异种电荷 D.一个带电,另一个不带电
解析:两球接触后所带总电荷量等于原来各自电荷量的代数和,每个球所带电荷量为总电荷量的一半。因此只要两球原来不带等量异种电荷,则总电荷量不为零,分开后两球就带同种电荷,有相互作用的斥力,所以只有A项错误。
答案:A
2.如图1所示,挂在绝缘细线下的小轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,则以下几种判断正确的是( )
图1
①甲图中两球一定带异种电荷
②乙图中两球一定带同种电荷
③甲图中至少有一个带电
④乙图中两球至少有一个带电
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
解析:若两球相互吸引,可能是两球带异种电荷,也可能只有一个小球带电另一个小球不带电,而两球互相排斥,只有两球带同种电荷这一种情况。
答案:C
3.关于电荷量,下列说法错误的是( )
A.物体带的电荷量可以是任意值
B.物体带的电荷量只能是某些值
C.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19 C
D.一个物体带1.6×10-9 C的正电荷,这是它失去了1.0×1010个电子的缘故
解析:任何带电体所带的电荷量均是元电荷的整数倍,元电荷是最小的电荷量,故A错,B、C正确;每个电子所带电荷量为1.60×10-19 C,一个物体带1.6×10-9C的正电荷,说明该物体失去电子,失去电子的数量为=1.0×1010个,故D正确。
答案:A
4. 如图2所示,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(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 图2
D.金属球一定带负电
解析:验电器的金箔之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相排斥,张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金箔上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金箔张角减小,选项B正确,A、C错误。如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷,而背向B球的端面出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用,从而使金箔张角减小,选项D错误。
答案:B
5.小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的哪一个( )
A.6.2×10-19 C B.6.4×10-19 C
C.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C
解析:此关键数字,应是元电荷的整数倍,满足这一条件的数据只有选项B。
答案:B
6.下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭
解析:摩擦过程可以转移电荷,但不能创造电荷,A错误;接触起电就是通过物体接触而转移电荷,B正确;两种物体摩擦,较容易失去电子的物体在摩擦中失去电子而带正电,是否容易失去电子由两物体的材料决定,因此玻璃棒不一定带正电,C错;等量异种电荷可以中和但不会消失,只是宏观上显中性,D错。
答案:B
7.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.6.0×10-5 C,4.0×10-5 C,4.0×10-5 C
B.6.0×10-5 C,4.0×10-5 C,2.0×10-5 C
C.4.5×10-5 C,4.5×10-5 C,3.0×10-5 C
D.5.0×10-5 C,5.0×10-5 C,2.0×10-5 C
解析:三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量,由电荷守恒定律排除A项;无论什么时候,若三个球同时接触,则每球各分总电荷量的1/3,且之后无论怎样接触,各球的电荷量都不会再发生变化。若三球电荷量不相等,最后一次必为两球接触,则必有两个球的电荷量相等,从而可排除B;选项C、D,均满足电荷守恒定律,设从第一次两球接触开始,如A、B接触,A、B各带电荷量6.0×10-5 C,第二次B、C接触后各带电荷量3.0×10-5 C,三球所带电荷量分别为6.0×10-5 C、3.0×10-5 C、3.0×10-5 C;第三次用A、B接触,各分电荷量4.5×10-5 C,即选项C的分配结果,由此又可推知,此后无论怎样接触,电荷量也不会多于4.5×10-5 C,从而选C而否定D。
答案:C
8.为了防止静电危害,下列措施不正确的是( )
A.油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B.飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C.在地毯中夹杂不锈钢纤维
D.尽可能保持印染厂空气干燥
解析:油罐车上拖一条与地面接触的铁链,是为了导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电,以防止静电积累,A正确;飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎,是为了导走飞机与空气、灰尘等摩擦时产生的静电,以防止静电积累,故B正确;在地毯中夹杂不锈钢纤维,是为了将人走动时产生的静电导走,以防止静电积累,故C正确;印染厂里的空气应保持适当的湿度,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电,防止静电积累,故D错误。
答案:D
9.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。
实验操作
步骤一:手持有机玻璃棒,用力将两块起电板快速摩擦后分开
步骤二:将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球)
步骤三:将两块板同时插入空心金属球
实验图解
实验现象
箔片张开
箔片闭合
根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题:
(1)步骤二的实验现象,说明________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)步骤三的实验现象,说明________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)该研究性实验________(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律。
解析:用力将两块起电板快速摩擦后分开,两板分别带上了等量异种电荷。步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开,步骤三中两块板同时插入空心金属球,总电荷量为零,不发生静电感应现象,故箔片不张开,该实验能验证电荷守恒定律。
答案:(1)板带电 (2)两板所带总电荷量为零 (3)能