高中物理鲁科版选修3-1 练习电荷及其守恒定律Word版含解析

　电荷及其守恒定律
课时过关·能力提升
/基础巩固
/1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,正确的是(　　)
　 　　　　　　　　　　　　　　　
/
解析:带电的金属球靠近不带电的验电器时,产生静电感应,在验电器金属球上感应出异种电荷,验电器的箔片上感应出同种电荷,故B选项正确。
答案:B
/2(多选)对于元电荷的理解,下列说法正确的是(　　)
A.元电荷就是指电子或质子本身
B.所有的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e=1.60×10-19 C
D.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
解析:元电荷实际上是指电荷量,数值为1.60×10-19 C,不要误认为元电荷是指某具体的带电物质,如电子。元电荷是电荷量,没有正负电性的区别。宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍。元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的,测量精度相当高,故A错误,B、C、D正确。
答案:BCD
/3(多选)M、N是两个原来都不带电的物体,它们相互摩擦后M带的电荷为+1.60×10-10 C,且它们与外界无电荷的转移,则下列判断中正确的是(　　)
A.在摩擦前M和N的内部均无任何电荷
B.摩擦过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后带的电荷一定为-1.60×10-10 C
D.M在摩擦的过程中共失去1.60×10-10个电子
答案:BC
/4(多选)以下说法正确的是(　　)
A.摩擦起电是自由电子的转移现象
B.摩擦起电是通过摩擦产生的正电荷和电子
C.感应起电是自由电子的转移现象
D.金属导电是由于导体内有可以移动的正电荷
答案:AC
/5保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务,盗版书籍影响我们的学习效率,甚至给我们的学习带来隐患。有一次,小李不小心购买了盗版的物理参考书,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为该数字可能是下列几个数字中的(　　)
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:电荷量必须是元电荷e=1.60×10-19 C的整数倍,6.4×10-19 C是e的4倍,故看不清的关键数字可能是B项。
答案:B
/6如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂金属验电箔,若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,下列分析正确的是(　　)
/
A.只有M端验电箔张开,且M端带正电
B.只有N端验电箔张开,且N端带负电
C.两端的验电箔都张开,且N端带负电,M端带正电
D.两端的验电箔都张开,且N端带正电,M端带负电
解析:A靠近不带电导体的M端,MN由于静电感应带电。由于同种电荷相斥、异种电荷相吸,M端将感应出正电荷,N端感应出负电荷。
答案:C
/7绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球A,A的表面镀有铝膜,在A的近旁有一放在绝缘支架上的金属球B,开始时A、B都不带电,如图所示,现使B带电,则(　　)
/
A.A、B间不发生相互作用
B.B将吸引A,吸住后不放开
C.B立即把A排斥开
D.B先吸引A,接触后又把A排斥开
解析:不带电的小球A靠近带电金属球B时,由于静电感应,A上将产生感应电荷,B对A的引力大于斥力,所以B要吸引A。当A与B接触后,由于接触带电,A与B带上同种电荷,B要排斥A。
答案:D
/8两个相同的金属小球A、B带有相等的电荷量,且电性相同,相隔一定距离。现让第三个与A、B完全相同的不带电的金属小球C先后与A、B球接触后移开,则接触后A、B两球的电荷量之比是(　　)
A.1∶3 B.3∶1 C.2∶3 D.3∶2
解析:设A、B球的电荷量都为q,则A、C接触后A球的电荷量为
??
2
,??球的电荷量为
??
2
,??球与B球接触后,电荷量重新分配,则B球上的电荷量为
??+
??
2
2
=
3
4
??,所以接触后A、B两球的电荷量之比为
??
2
∶
3
4
??
,即2∶3,C正确。
答案:C
/能力提升
/1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:三个小球带的总电荷为1.2×10-4 C,则A错误;当A与B球接触后,各带6×10-5 C的正电荷,B与C接触后,B、C各带3×10-5 C的正电荷,而A、B再接触则各带4.5×10-5 C的正电荷,所以C正确;不可能出现B、D这两种情况,所以B、D错误。
答案:C
/2(多选)如图所示,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,验电器的箔片张角减小,则(　　)
/
A.金属球可能不带电
B.金属球可能带负电
C.金属球可能带正电
D.金属球一定带负电
解析:若金属球A原来带负电,则异种电荷相吸,金属球B电荷量增大,验电器的箔片电荷量可能只减少,也可能先减少,然后带负电且电荷量增加,因此其张角可能只减小,也可能先减小后增大。若金属球A原来带正电,由于静电感应,同种电荷相斥,金属球B的正电荷电荷量减少,验电器的箔片电荷量增多,张角增大。若金属球A原来不带电,验电器B上的电荷使金属球A产生静电感应,球A上近B端的感应电荷与B上电荷异号相吸,金属球B电荷量增大,验电器的箔片电荷量减少,张角减小。综上所述,选项A、B正确。
答案:AB
/3(多选)已知π+介子、π-介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克
u
或反夸克
d
)组成的,它们的电荷量如表所示,表中??为元电荷。
种类
π+
π-
u
d
??
??
电荷量
+e
-e
+
2
3
??
?
1
3
??
?
2
3
??
+
1
3
??
下列说法正确的是(　　)
A.π+由u和
d
组成B.π+由d和u组成
C.π-由u和d组成 D.π-由d和
u
组成
解析:根据元电荷的概念和电荷守恒定律,可得π+由u和
d
组成,π-由
u
和d组成,故A、D正确。
答案:AD
/4★(多选)如图所示,挂在绝缘细线下的轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以(　　)
/
A.甲图中两球一定带异种电荷
B.乙图中两球一定带同种电荷
C.甲图中两球至少有一个带电
D.乙图中两球至少有一个带电
解析:若两物体相互排斥,必定带同种电荷;若两物体相互吸引,二者可能带异种电荷,也可能一个带电荷,另一个不带电荷。综合上述,B、C选项正确。
答案:BC
/5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
解析: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部分移动,使B部分带了多余的电子,而带负电;A部分减少了电子,因而带正电。A部分减少的电子数目和B部分多余的电子的数目是相同的,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,越靠近右端负电荷密度越大,越靠近左端正电荷密度越大,故应选D。
答案:D
/6如图所示,导体AB与地面绝缘,将带正电的物体C靠近AB,用手接触一下B端,放开手再移去C,则此时AB带　　　电;若用手接触一下A端,放开手再移去C,则此时AB带　　　电。?
/
解析:不论手接触A端还是B端,导体AB与人体、大地都构成同一导体。无论手接触A端还是B端,导体AB都是近端,地球无穷远处才是远端,在带电体C的作用下发生静电感应而使AB带负电。
答案:负　负
/7一个α粒子
(
2
4
He)所带的电荷是多少?一个带正电、电荷量为0.32 μC的灰尘粒子是得到还是失去电子?得到或失去的电子个数是多少?
解析:　
?
2
4
He带有两个元电荷的正电,所以带的电荷为2×1.6×10-19 C=3.2×10-19 C。因灰尘带正电,故是失去电子。又因为带电体电荷量总是元电荷的整数倍,而电子恰好带一个元电荷的电荷量,故失去电子个数为n=
??
??
=
0.32×1
0
-6
C
1.6×1
0
-19
C
=2×1
0
12
。
答案:3.2×10-19 C　失去电子　2×1012