第1章 静电力与电场强度
第1节 静电的产生及其微观解释
基础过关练
题组一 静电的产生
1.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,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
2.在物理课堂上老师用易拉罐和气球演示静电现象,如图所示,充气后的气球在头发上摩擦后带负电,再靠近不带电的空易拉罐,在气球未接触空易拉罐的情况下,可观察到空易拉罐会朝气球方向滚动,关于这一现象,下列说法正确的是 ( )
A.上述过程经历了摩擦起电、感应起电两个过程
B.空易拉罐远离气球的一侧带正电
C.空易拉罐在气球靠近后整体带正电,所以被带负电的气球吸引
D.气球对空易拉罐远、近两侧的作用力大小相等
3.如图所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近不带电的验电器B,则 ( )
A.验电器金属箔片不张开,因为球A没有和B接触
B.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金属箔片张开,因为验电器下部箔片都带上了正电
4.东汉王充在《论衡》中记录了“顿牟掇芥”。顿牟即琥珀,芥指芥菜籽,统喻干草、纸等微小屑末。这个词的意思就是经过摩擦的琥珀能够吸引干草、纸等轻小的物体。下列关于这个现象的解释正确的是 ( )
A.经过摩擦的琥珀带了电
B.经过摩擦的琥珀有了磁性
C.琥珀与干草一定带异种电荷
D.琥珀与干草一定带同种电荷
题组二 电荷守恒定律
5.如图所示,在用丝绸摩擦玻璃棒起电的过程中 ( )
A.通过摩擦创造了电荷
B.丝绸上有些正电荷转移到了玻璃棒上
C.玻璃棒上有些正电荷转移到了丝绸上
D.玻璃棒上有些电子转移到了丝绸上
6.已知电子的电荷量为e=-1.60×10-19 C,A、B两个完全相同的金属小球所带电荷量分别为QA=+3.2×10-9 C、QB=+1.6×10-9 C,让两个小球接触,在接触过程中( )
A.球B向球A转移了2.5×109个电子
B.球B向球A转移了5×109个电子
C.球A向球B转移了2.5×109个电子
D.球A向球B转移了5×109个电子
能力提升练
题组一 静电的产生
1.两块带有手柄的绝缘板甲和乙上带有等量的异种电荷,现将甲、乙按下列不同操作方式伸入验电器最上边的空心球内但不与金属球接触,如图所示,操作过程中甲、乙两绝缘板不接触,要使验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象,相应的操作是( )
A.仅将甲或乙伸入球内
B.将甲、乙先后伸入球内
C.将甲、乙先后伸入球内,然后将甲或乙撤出
D.将甲、乙同时伸入球内,然后将甲或乙撤出
2.取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两片金属箔是闭合的,如图所示。手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C移近导体A。下列对实验现象的描述正确的是 ( )
A.带电体C移近导体A时,两边的金属箔都闭合
B.保持C不动,先把导体A和B分开,然后移开C,张开的金属箔都合拢
C.保持A和B接触,C不动,若用手触碰导体A的左端,则导体A下方的金属箔合拢
D.保持A和B接触,C不动,若用手触碰导体B的右端,则导体B下方的金属箔合拢
3.橡胶板置于绝缘水平桌面上,某同学戴着绝缘手套先用毛皮摩擦橡胶板,使橡胶板带负电,然后手握绝缘手柄将铝板靠近橡胶板,铝板的下表面与橡胶板上凸起的接地铁钉接触,并在其上表面撒上细纸屑,迅速上抬铝板至某一位置后,可以看到细纸屑从铝板上飞溅出来,这就是“静电飞花”实验。下列说法正确的是( )
A.铝板未与橡胶板接触所以始终不带电
B.纸屑是因为带正电相互排斥而不断飞散
C.铝板与铁钉接触时,电子从大地通过铁钉流向铝板
D.铝板与铁钉接触时,铝板上、下表面带等量异种电荷
题组二 电荷守恒定律
4.有A、B、C三个用绝缘柱支撑的相同导体球,A带正电,电荷量为q,B和C不带电。讨论用什么办法能使:
(1)B、C带等量正电荷;
(2)B、C都带负电;
(3)B、C带等量的异种电荷;
(4)B带正电,电荷量为q。
5.相同的两金属小球A、B带电荷量绝对值相等,相隔一定的距离,现让第三个相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开。
(1)若A、B两球带同种电荷,接触后A、B两球的电荷量绝对值之比为多大
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后A、B两球的电荷量绝对值之比为多大
答案与分层梯度式解析
第1章 静电力与电场强度
第1节 静电的产生及其微观解释
基础过关练
1.D 2.A 3.D 4.A 5.D 6.B
1.D 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A、B、C错误,D正确。
2.A 题述过程经历了摩擦起电、感应起电两个过程,根据静电感应现象原理,易拉罐靠近气球一侧带正电荷,远离气球一侧带负电荷;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故气球对空易拉罐远侧为排斥作用,对近侧为吸引作用,且对易拉罐近侧的力大于对远侧的力。故选A。
3.D 金属球A带上正电,靠近验电器B,发生静电感应,根据“近异远同”规律,可知验电器B上端的金属球带负电,金属箔片带正电,金属箔片在斥力作用下张开,即验电器金属箔片张开,是因为箔片都带上了正电。故选D。
4.A “顿牟掇芥”属于静电现象,是因为经过摩擦的琥珀带了电,B错误,A正确;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,带电体都有吸引轻小物体的性质,所以干草不一定带电,C、D错误。故选A。
5.D 电荷既不能创生也不能消灭,故A错误;摩擦起电的过程,实质上是电子的转移,被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,可知在摩擦过程中,玻璃棒上有些电子转移到了丝绸上,玻璃棒失去了电子,丝绸得到了电子,从而玻璃棒带正电,丝绸带负电,故B、C错误,D正确。故选D。
6.B 两小球接触后,每个小球的电荷量均为Q==+2.4×10-9 C,可知接触过程中球B向球A转移的电子数量为n==5×109个,故选B。
能力提升练
1.C 2.D 3.B
1.C 仅将甲或乙伸入空心球内后,由于静电感应,验电器箔片会一直张开,故A不符合题意;将甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开、后闭合,故B不符合题意;将甲、乙同时伸入球内,验电器箔片不动,将甲或乙撤出后箔片张开,故D不符合题意;将甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开再闭合,将乙或者甲撤出后箔片又张开,故C符合题意。故选C。
2.D 把带正电荷的带电体C移近导体A时,根据静电感应的“近异远同”规律可知,A左端带负电,B右端带正电,两边的金属箔都张开,故A错误;根据上述,保持C不动,先把导体A和B分开,A、B带等量异种电荷,然后移开C,A、B中的电荷不能中和,仍然带电,张开的金属箔不会合拢,故B错误;保持A和B接触,C不动,无论用手触碰导体A的左端还是B的右端,导体B上正电荷都被中和,导体A上的负电荷依然存在,则导体B下方的金属箔合拢,导体A下方的金属箔仍然张开,故C错误,D正确。故选D。
归纳总结 感应起电的判断方法
当带电体靠近导体时,导体靠近带电体的一端与带电体带异种电荷,远离带电体的一端与带电体带同种电荷,如图甲所示。
导体接地时,该导体与地球可视为一个导体,该导体靠近带电体的一端为近端,与带电体带异种电荷,地球就成为远端,如图乙、丙所示。
3.B 橡胶板带负电,铝板靠近后,铝板的下表面带正电,上表面带负电,当下表面与接地铁钉接触后,上表面的负电荷会流到大地,只有下表面带正电;上抬铝板过程中,下表面的正电荷减少,上表面正电荷增加,纸屑与铝板带同种电荷(正电荷),相互排斥而不断飞散,B正确。
4.答案 见解析
解析 (1)B与A接触后,再与C接触。
(2)使A靠近B、C,B、C用导线接地后,断开导线。
(3)用导线将B、C连接,使A靠近B,断开导线。
(4)B与A接触后,再与C接触,此时A带正电,B带正电,让B再次与A接触分开后,B带q正电。
5.答案 (1)2∶3 (2)2∶1
解析 (1)若A、B带同种电荷,设电荷量为Q,C与A接触后,A、C所带的电荷量均为Q;C再与B接触后,B、C所带的电荷量均为×=Q。A、B最终的电荷量绝对值之比为∶=2∶3。
(2)若A、B带异种电荷,设电荷量分别为Q、-Q,A、C接触后,所带的电荷量均为Q;C再与B接触,平分二者的总电荷量,C、B所带的电荷量均为×=-Q。A、B最终的电荷量绝对值之比为2∶1。
7(共13张PPT)
三种起电方式
第1节 静电的产生及其微观解释
知识 清单破
知识点 1 静电的产生
起电方式 定义
摩擦 起电 两个不同材料的物体相互摩擦时,电子往往从一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,这就是摩擦起电
接触 起电 一个物体带电时,电荷之间会相互排斥,如果去接触另一个不带电的导体,一部分电荷会转移到这个导体上,使导体带电,这种起电方式称为接触起电
感应 起电 导体由于受到附近带电体的影响而带电的现象叫做静电感应,利用静电感应使导体带电的方式叫做感应起电
1.原子结构
物质由分子、原子等微粒组成,原子由原子核和核外电子组成,原子核内部的质子带正电,核
外电子带负电,电子数与质子数相等,整个原子呈电中性。
2.电荷守恒定律
电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一
个物体转移到另一个物体。在转移的过程中,电荷的总量不变。
知识点 2 产生静电的微观解释
1.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为正电荷从丝绸转移到玻璃棒上。 ( )
2.当物体不带电时,物体内部就没有电荷。 ( )
3.两个带电体相互接触后电荷量平分。 ( )
4.由于感应起电的物体间并没有直接接触,所以静电感应过程中创造了电荷。 ( )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
当物体不带电时,物体内部也存在电荷,只不过正电荷数量与负电荷数量相等。
提示
电荷量平分只能在一种情况下满足,那就是两个相互接触的物体必须是两个完全相同的物体。
提示
感应起电的实质是电荷在物体内部发生转移,并没有创造电荷。
提示
情境探究
图甲是古老的摩擦起电机,图乙是感应起电机,图丙是一对用绝缘柱支撑彼此接触的导
体A和B,起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的。结合图片,思考:
疑难 情境破
疑难1 各种政治力量解决中国问题的方案
问题1 两个绝缘体发生摩擦为什么会带上电荷
提示 两个绝缘体摩擦时,由于不同物质原子核对核外电子束缚能力不同,其中一个物体失
去电子,另一个物体得到电子,分别带上了正、负电荷。
问题2 感应起电能发生在绝缘体上吗 原因是什么
提示 感应起电不会发生在绝缘体上,因为绝缘体中的电子不能自由移动。
问题3 (1)把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔片有什么变化
(2)这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化
(3)再让A和B接触,金属箔片又有什么变化
(4)再把C和A接触,金属箔片又有什么变化
提示 (1)把C移近导体A,两侧金属箔片都张开。
(2)金属箔片仍张开,但张角变小。
(3)再让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,金属箔片都闭合。
(4)两侧金属箔片都张开。
问题4 把带正电荷的物体C移近导体A,导体的带电情况是怎样的 如果将导体A或B接地,导体
的带电情况有什么变化
提示 当带正电荷的物体靠近导体时,导体靠近带正电荷的物体的一端带异种电荷,远离带
电体的一端带同种电荷,如图1所示。导体接地时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体
可视为近端导体,带异种电荷,地球就成为远端导体,如图2、3所示。
问题5 把带正电荷的物体C移近导体A,如果用手摸一下导体,再移开手指,移去C,导体的带电
情况又有什么变化
提示 用手摸一下导体,再移开手指,相当于先把导体接地,然后再与大地断开,最后再移去C,
导体带负电。
讲解分析
三种起电方式的比较
摩擦起电 接触起电 感应起电
产生条件 两种由不同物质组成的物体相互摩擦 导体与带电体接触 带电体靠近导体
实验 毛皮摩擦橡胶棒 带电体接触验电器 带电体靠近验电器
现象 两物体带上等量异种电荷 导体带上与带电体相同电性的电荷 导体两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同”
起电 原因 不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子的得失 电荷之间的相互作用 导体中的自由电子受
带正(负)电物体吸引
(排斥)而靠近(远离)
带电体
起电 实质 均为电荷在物体之间或物体内部发生转移 典例 (多选)如图所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体【1】,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,先把A、B分开,然后移去C【2】,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,最后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合
AB
信息提取 【1】A、B相互接触构成一个大的金属导体,自由电子可以在A、B之间移动。
【2】先把A、B分开,两端产生的感应电荷不能中和,两端各自带电。
思路分析 A、B为相互接触的金属导体,把带正电荷的小球C移近导体A,A的左端会感应出
负电荷,B的右端会感应出正电荷,A、B下金属箔片张开;如果先把A、B分开后移去C,那么金
属箔片仍张开,但张角变小【3】;如果先移去C后把A、B分开,那么A、B的感应电荷会中和,金
属箔片闭合【4】。
解析 A、B开始都不带电,把C移近导体A时,由于静电感应,A的左端积累负电荷,B的右端积
累正电荷,所以两边的金属箔片都张开(由【1】得到),A正确;若此时先把A、B分开再移走C,
因A、B已经绝缘,所带电荷量不会变,金属箔片仍张开(由【2】【3】得到),B正确;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(由【4】得到),C错
误;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上的感应电荷中和,金
属箔片都不会张开,D错误。
讲解分析
1.“电荷总量” 的含义:指电荷的代数和。
2.“中性”与“中和”的理解
(1)中性:物体内有电荷存在,但正、负电荷的电荷量绝对值相等,对外不显电性。
(2)中和:两个带有等量异种电荷的带电体相接触达到电中性的过程。
3.电荷守恒定律的两种表述
(1)表述一:电荷既不会被创造,也不会被消灭,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,在转移的过程中,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。
疑难2 对电荷守恒定律的理解
4.对电荷守恒定律的理解
(1)电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一,任何电现象都不违背电荷守恒定律。
(2)“总量”的含义:指电荷的代数和。
(3)两个物体之间或物体的两部分之间能够转移的是自由电荷。
(4)起电过程的实质是物体中正、负电荷的分离和转移。
(5)电荷中和的实质是正、负电荷的结合。
(6)在分离、转移、结合等过程中,电荷的总量保持不变。
5.两金属导体接触后电荷量的分配规律
(1)当两个导体材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少。
(2)若两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2,则有
