第九章 静电场及其应用
1.电荷
【基础过关】
考点一 电荷 三种起电方式
1.(2022·全国·高一专题练习)如图所示,在某次实验中老师用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)去吸引细碎的锡箔屑,发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速向空中散开,下列说法正确的是( )
A.锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电
B.散开时锡箔屑带负电
C.最后锡箔屑散开主要是因为碰撞
D.散开时锡箔屑带正电
【答案】D
【详解】A.一个带正电的物体能够吸引另一个物体,另一个物体带负电或不带电,锡箔屑被吸引过程,与玻璃棒接触后带上与玻璃棒相同性质的电荷,而带正电,故A错误;
BCD.锡箔屑与玻璃棒接触后带上与玻璃棒相同性质的电荷,同种电荷相互排斥,锡箔屑散开,故BC错误,D正确。
故选D。
2.(2022·湖南·安化县第三高级中学高一开学考试)“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓。秋天取茎,放置干燥处晾干,将其茎髓制成小球。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。关于该现象判断正确的是( )
A.甲小球一定带了电 B.乙小球一定带了电
C.两个小球中有一个可能不带电 D.甲、乙小球可能带有同种电荷
【答案】C
【详解】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,同时,带电物体还可吸引轻小物质,故甲乙两个小球可能带异种电荷,也可能一个带电,一个不带电。
故选C。
3.(2022·江苏·宝应中学高一阶段练习)摩擦过的琥珀能够吸引羽毛,下列说法中正确的是( )
A.说明羽毛带有与琥珀所带电性不同的电荷
B.说明带电体能吸引轻小物体
C.当羽毛与琥珀接触时,琥珀所带的电荷会运动到羽毛中去
D.琥珀与琥珀摩擦也能带电
【答案】B
【详解】AB.带电的琥珀吸引了羽毛说明带电体能吸引轻小物体,不是因为二者带异种电荷,故A错误,B正确。
C.琥珀能够吸引住羽毛,说明当羽毛与琥珀接触时,琥珀所带的电荷不会运动到羽毛中去,否则两者会因带同种电荷而发生排斥,选项C错误;
D.相同的物质得失电子的能力相同,则琥珀与琥珀摩擦不会发生电荷转移,不能带电,选项D错误。
故选B。
4.(2022·浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心高一期末)如图所示,小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和管摩擦,使管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近(但不接触)验电器,发现验电器的金属箔片张开,然后用右指接触验电器上端的金属圆球,发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是( )
A.发现验电器箔片张开,是因为此时箔片带负电,但验电器整体仍是电中性的
B.右指接触验电器时电子从验电器流向手指
C.如果松开右手,再撤去管,验电器的箔片又会张开,验电器整体带负电
D.如果松开右手,再撤去管,验电器的箔片依然闭合
【答案】C
【详解】A.管因为失去电子而带正电,当其靠近验电器时,那么验电器的金属球会带负电,则箔片带正电,故A错误;
B.因管带正,验电器的金属球感应出负电荷,相应的金属箔会出现剩余正电荷,手指接触验电器,使得验电器接地,中和金属箔上剩余的正电荷,使金属箔不带电,所以右指接触验电器时,是电子从手指流向验电器,故B错误;
C D.由于手指接触验电器时,电子从手指流向验电器,验电器整体带负电,此时松开右手,再撤去管,因验电器整体带负电,验电器的箔片仍会张开,故C正确,D错误。
故选C。
考点二电荷守恒定律的理解和应用
5.(2022·全国·高一专题练习)带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的( )
A.1.60×10-19C B.8.00×10-19C
C.-2.50×10-19C D.-1.60×10-10C
【答案】C
【详解】A.因为
比值为整数,A正确,不符合题意;
B.因为
比值为整数,B正确,不符合题意;
C.因为
比值不为整数,C错误,符合题意;
D.因为
比值为整数,D正确,不符合题意;
故选C。
6.(2022·全国·高一专题练习)如图的装置叫做“雅各布天梯”,两个用金属丝弯成的电极A,B分别与起电机的正、负两极相连,金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷,正、负电荷通过电极间的空气放电,产生明亮的电弧,电弧随着热空气上升,就象以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯.在电极放电过程中,下列说法正确的是( )
A.电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数
B.电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数
C.电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数
D.条件不足,不能判定电极A,B得失电荷间的数量关系
【答案】B
【详解】根据电荷守恒定律可知,电荷既不能凭空产生,也不会凭空消失,电荷的总量保持不变,所以在电极放电过程中,电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数.故B正确,ACD错误。
故选B。
7.(多选)(2022·全国·高一专题练习)有A、B、C个完全相同的金属球对地绝缘,A带的正电荷,B、C不带电.现每次将两个球相互接触后分开,使它们都带电,则A、B、C所带的电荷量可能是下面组数据
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【分析】两个完全相同的金属球,接触后两个小球上的总电量均分;A带的正电荷,B、C不带电,最终必定有其中的两个电量相等.
【详解】由于两个完全相同的金属球,接触后两个小球上的总电量均分,假设A与B先接触,接触后电量都是:,然后B(或A)与C接触,接触后的电量: ,不可能比小,C与A接触后分开的电量为,故AD错误,BC正确;故选BC.
【能力提升】
7.(2022·全国·高一专题练习)将一束塑料包扎带一端打结,另一端撕成细条后,用手迅速捋细条,观察到细条散开了,如图所示。下列关于细条散开现象的分析中,正确的是( )
A.撕成细条后,由于所受重力减小,细条自然松散
B.撕成细条后,由于空气浮力作用,使细条散开
C.用手迅速捋细条时,由于感应起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
D.用手迅速捋细条时,由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
【答案】D
【详解】用手迅速捋塑料细条,手与塑料细条摩擦起电,细条带同种电荷,互相排斥,所以细条散开,故ABC错误,D正确。
故选D。
9.(2022·河南安阳·高一阶段练习)如图所示,第一次用带正电的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时,发现验电器的金属箔片C张开一定的角度;第二次用带正电的金属球A与验电器的金属球B接触一下,同样金属箔片C张开一定角度,分析这两次过程中( )
A.第一次金属球B带正电荷,金属箔片C带负电荷
B.第一次金属球B带负电荷,金属箔片C带正电荷
C.第二次金属球B带正电荷,金属箔片C带负电荷
D.第二次金属球B带负电荷,金属箔片C带正电荷
【答案】B
【详解】AB.第一次用带正电的金属球A靠近不带电的验电器的金属球B时,验电器的金属箔片C张开一定的角度,这种使金属箔片带电的方式称为感应起电,金属球B带负电荷,金属箔片C带正电荷,A错误,B正确;
CD.当带电的物体与验电器上面的金属球接触时,与金属球相连的两个金属箔片张开一定角度,这种使金属箔片带电的方式称为接触起(带)电,金属球B和金属箔片C都带正电荷,CD错误。
故选B。
10.(多选)(2022·全国·高一专题练习)原来甲、乙、丙三个完全相同的物体都不带电,今使甲、乙两个物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体所带电荷量为,则对于最后乙、丙两个物体的带电情况,下列说法正确的是( )
A.乙物体一定带有电荷量为的负电荷 B.乙物体可能带有电荷量为的负电荷
C.丙物体一定带有电荷量为的正电荷 D.丙物体一定带有电荷量为的负电荷
【答案】AD
【详解】甲、乙、丙三个物体原来都不带电,甲、乙两个物体相互摩擦导致甲物体失去电子而带电荷量为的正电荷,乙物体得到电子而带电荷量为的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,由于乙、丙两物体完全相同,故可知乙、丙两物体带等量负电荷,由电荷守恒定律可知乙、丙两物体最终所带电荷量均为,故选项AD正确,BC错误;
故选AD。
11.(多选)(2022·天津市第二南开中学高一阶段练习)关于元电荷下列说法正确的是( )
A.元电荷实际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
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
【答案】BD
【详解】A.元电荷是最小的电荷量,不是电子也不是质子,故A错误;
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,故B正确;
C.元电荷的值通常取作,故C错误;
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的,故D正确。
故选BD。
12.(多选——(2022·全国·高一专题练习)如图所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体,起初都不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A,再把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开
C.把C移近导体A,先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.把C移近导体A,先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合
【答案】AB
【详解】A.虽然A、B起初都不带电,但带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用,使A、B中的自由电子向左移动,使得A端积累了负电荷,B端积累了正电荷,其下部的金属箔片因为接触带电,也分别带上了与A、B相同的电荷,所以金属箔片都张开,A正确;
B.带正电的小球C只要一直在A、B附近,A、B上的电荷就因受C的作用力而使A、B带等量的异种感应电荷,把A、B分开,因A、B已经绝缘,此时即使再移走C,A、B所带电荷量也不变,金属箔片仍张开,B正确;
C.但如果先移走C,A、B上的感应电荷会马上中和,不再带电,所以金属箔片都不会张开,C错误;
D.先把A、B分开,再移走C,A、B仍然带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,金属箔片都不会张开,D错误。
故选AB。