1.1电荷及其守恒定律（答案含解析）—人教版高中物理选修3-1 同步训练

1.1电荷及其守恒定律
同步训练
一、单选题(共30分)
1．下列关于起电的说法错误的是　　
A．不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律
B．摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电
C．摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分
D．一个带电体接触一个不带电的物体，则两个物体带上等量异种电荷
2．关于元电荷下列说法错误的是(
)
A．所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍
B．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19
C
C．元电荷实际上是指电子和质子本身
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
3．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(　　)
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开(　　)
A．此时A带正电，B带负电
B．此时A、B带负电
C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
5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靠近验电
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
6．下列关于静电的说法中，正确的是(　　)
A．摩擦起电创造了电荷
B．丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引铁钉
C．普通验电器能直接检测物体带有何种性质的电荷
D．电荷量存在某最小值
7．如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C（可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是(　　)
A．A对B的静电力一定是引力
B．A对B的静电力可能是斥力
C．A的电量可能比B少
D．C的电量一定比B少
8．把两个相同的金属小球接触一下再分开一个很小的距离，发现两球之间相互排斥，则这两个小球原来的带电情况可能是(　　)
①两球带等量异号电荷
②两球带等量同号电荷
③两球原来带不等量同号电荷
④两球原来带不等量异号电荷
A．①②③④
B．①②③
C．②③④
D．①③④
9．甲、乙两个原来不带电的物体相互摩擦（没有第三者参与），结果发现甲物体带了1.6×10－15C的电荷量（正电荷），下列说法正确的是(　　)
A．乙物体也带了1.6×10－15C的正电荷
B．甲物体失去了104个电子
C．乙物体失去了104个电子
D．甲、乙两物体共失去了2×104个电子
10．如图所示，在感应起电的实验中，用与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近原来不带电的验电器的金属球，发现指针发生了偏转.
下列关于金属球和指针带电情况的叙述正确的是(　　)
A．金属球带负电，指针带正电
B．金属球带负电，指针带负电
C．金属球带正电，指针带负电
D．金属球带正电，指针带正电
二、多选题(共24分)
11．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是(　　)
A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷
C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
12．宁夏育才中学某物理社团做静电感应实验，有下列步骤及结论：①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触；②用手指摸甲球；③手指移开；④移开乙球；⑤甲球带正电；⑥甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有(　　)
A．①→②→③→④→⑥
B．①→②→④→③→⑥
C．①→②→③→④→⑤
D．①→②→④→③→⑤
13．如图所示，A、B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是(　　)
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，A、B上的金属箔片仍然张开
C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开
D．先把A、B分开，再把C移去，后重新让A、B接触，A上的箔片张开，而B上的箔片闭合
14．如图所示，把架在绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷，关于使导体带电的以下说法中正确的是(　　)
A．如果让手摸一下导体的B端，B端负电荷将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体将带正电
B．如果让手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电
C．如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不带电
D．无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电
15．如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架，下列说法正确的是（
）
A．导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷
B．导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出正电荷，但正、负电荷不一定等量
C．若先将A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电
D．若先将C移走，再把A、B分开，则A带负电，B带正电
16．如图所示，不带电的枕形导体的A、B紧密接触并放在绝缘桌面上，A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带电导体C时(　　)
A．A端金箔张开，B端金箔也张开
B．用手触摸枕形导体A端后，A端金箔闭合，B端金箔仍张开
C．用手触摸枕形导体B端后，将手和C都移走，两对金箔均张开
D．用手触摸枕形导体B端后，仅将手移走，两对金箔均张开
三、解答题(共46分)
17．有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA1=6.4×10-9C和QB1=–3.2×10-9C,让两绝缘金属小球接触后再分开，求：
（1）小球A、B带电量QA2和QB2各为多少库仑？
（2）在接触过程中，电子如何转移并转移多少个电子（元电荷e=1.6×10-19C）？
18．如图所示，大球原来的电荷量为，小球原来不带电，现在让小球与大球接触，达到稳定状态时，发现、两球所带的电荷量与体积成正比，小球获得的电荷量为；现给球补充电荷，使其电荷量再次为，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量不再发生变化，此时小球带电量为多少？
19．有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有3×10﹣3C的正电荷，小球B带有﹣2×10﹣3C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接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？
20．有A、B、C三个用绝缘柱支持的相同导体球，A带正电，B和C不带电，讨论用什么办法能使：
(1)B、C都带正电；(2)B、C都带负电；(3)B、C带等量异种电荷.
21．完全相同的两个金属小球A、B带有等量电荷，相隔一定的距离，现让第三个完全相同的不带电的金属小球C先后与A、B接触后移开。
(1)若A、B两球带同种电荷，求完成题述的接触后A、B两球所带的电荷量之比；
(2)若A、B两球带异种电荷，求完成题述的接触后A、B两球所带的电荷量大小之比。
22．(本题8分)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,让两绝缘金属小球接触，在接触的过程中，电子如何转移并转移了多少？
试卷第1页，总3页
参考答案
1．D
【解析】
A、不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律，故A正确；
B、摩擦起电时，电子发生转移，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确；
C、摩擦和感应起电的原因均为电荷的转移，摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分，故C正确；
D、接触起电时，两物体只能带上同种电荷，并且只有两物体完全相同时才能带等量电荷，故D错误；
点睛：明确电荷守恒定律的内容，知道起电的本质是电荷的转移；并且主要是电子的转移；并能正确进行解释即可求解．
2．C
【解析】
【详解】
A.
所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍，选项A正确；
B.
元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19
C，选项B正确；
C.
元电荷是基本的电量单位，不是指电子和质子本身，选项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，选项D正确；
此题选择不正确的选项，故选C.
3．B
【解析】
【详解】
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号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷；故ACD项错误，B项正确。
4．C
【解析】
【详解】
带正电的物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电，故AB错误；移去C后，由于电荷间相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合，故C正确；先把AB分开，则A带负电，B带正电，移去C后，电荷不能再进行中和，故两金属箔仍然张开，故D错误。
5．B
【解析】
【详解】
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金属球，根据异种电荷相互吸引得出金属箔所带电荷变少，所以金属箔的夹角减小，随小球的靠近，验电器的金属球上的正电荷越来越多，所以金属箔上将开始带上负电荷，随负电荷的增加多，此时验电器金属箔的张角也开始变大，即金属箔的夹角增大，故ACD错误，B正确。
6．D
【解析】
【详解】
A.摩擦起电的本质是电荷的转移，并没有创造电荷，A错误。
B.丝绸摩擦过的玻璃棒能够带静电，可以吸引纸屑，无法吸引铁钉，B错误。
C.验电器只能检测物体是否带电，无法确定带有何种性质的电荷，C错误。
D.电荷量存在最小值即元电荷，任何带电体的电量均为元电荷的整数倍，D正确。
7．A
【解析】
AB、若三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则A、C一定是同种电荷，A、B一定异种电荷，即“两同夹异”的思想，故A正确，B错误；
C、由于AC间的距离大于BC间的距离，由C物体的平衡，可得，故C错误；
D、由于AC间的距离大于AB间的距离，由A物体的平衡，可知，故D错误；
故选A．
【点睛】因题目中要求三个小球均处于平衡状态，故可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果．
8．C
【解析】
【详解】
①两球带等量异号电荷，接触后总电量为零，分开后不再有库仑力，①错误
②两球带等量同号电荷，接触后分开，仍带同种电荷，相互排斥，②正确
③两球原来带不等量同号电荷，接触后分开，两球均分总电量，且带同种电荷，相互排斥，③正确
④两球原来带不等量异号电荷，接触后，先中和再均分，所以两球依然带同种电荷，相互排斥，④正确
故ABD错误C正确
9．B
【解析】
【详解】
甲物体带了1.6×10-15
C的电荷量（正电荷），由电荷守恒定律可知，乙物体带了1.6×10-15
C的负电荷，故A错误；甲在摩擦过程中失去的电子数为：个，故B正确；乙物体得到了104个电子，故CD错误．所以B正确，ACD错误．
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
丝绸摩擦后的玻璃棒带正电，靠近不带电验电器，根据静电感应规律，可知金属球带负电，指针带正电．故选A
11．BD
【解析】
摩擦起电不会造出电子和质子，也不能使质子在物体间移动，选项A、C错误；摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不同，因而电子在物体间转移，若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电，若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电，产生摩擦起电的两物体所带电荷是“等量异种电荷”，选项B、D正确．
12．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AC.①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触，甲球感应近乙端带正电，远端带负电，②用手指摸甲球将负电荷导入大地，③手指移开，④移开乙球，则⑤甲球带正电。选项A错误，C正确；
BD.①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触，甲球感应近乙端带正电，远端带负电，②用手指摸甲球将负电荷导入大地，④移开乙球，电子回位，③手指移开，则⑥甲球不带电，选项B正确，D错误。
故选BC。
【点睛】
解决本题的关键知道摩擦起电、感应起电、接触带电的实质都是电荷的移动，电荷的总量保持不变。
13．AB
【解析】
【分析】
当导体A、B放在带正电的附近时，由于电荷周围有电场存在，从而导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布，从而使物体带电；
【详解】
A、金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，故A
B正确；
C、先把C移走，A、B电荷恢复原状，A、B两端都不带电，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然不会张开，故C错误；
D、先把A、B分开，再把C移走，此时A、B带等量的异种电荷，然后重新让A、B接触，A与B上的电荷重新中和，A上的金属箔片闭合，B上的金属箔片也闭合，故D错误．
【点睛】
该题考查物体静电感应起电的实质，是电荷从导体的一端转移到另一端的过程，不是创造了电荷．
14．AD
【解析】
无论用手摸一下导体的什么位置，都会使枕形导体通过人体与大地相连，由于静电感应，导体上的自由电子将经人体流入大地，使得导体带正电，手指离开，移去带电体C，导体所带正电不变．故AD两项正确，BC两项错误．
15．AC
【解析】
【详解】
A.由于静电感应，导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，故A正确，B错误；
C.若把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电，故C正确；
D.若先移走C，此时导体A和B中的电荷发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电，故D错误。
16．AC
【解析】
【详解】
金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，枕形导体的右端要感应出正电荷，导体的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，故A正确。用手触摸枕形导体后，大地上电子跑到导体上，将B端的正电荷中和，而A端所受的负电荷增大，所以A端金箔仍张开，B端金箔闭合，故B错误。用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，由于感应起电，枕形导体带负电，而且A、B两端都带负电，所以两对金箔均张开，故C正确。用手触摸枕形导体后，仅将手移走，由于感应起电，枕形导体A端带负电，
B端不带电，所以A端金箔张开，B端金箔闭合，故D错误。故选AC.
17．（1）绝缘金属小球接触后A、B所带的电荷量各是1.6×10-9C，1.6×10-9C；（2）电子由B球转移到A球，转移了3.0×1010个电子.
【解析】
【详解】
（1）两球接触后所带电荷量相等且为：Q′A=Q′B=C=1.6×10-9C；
（2）在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身的负电荷全部中和，且电子继续转移，使B球带Q′B的正电，因此共转移电子的电荷量为：△Q=3.2×10-9C+1.6×10-9C=4.8×10-9C
转移的电子数为：n==3.0×1010（个）
即电子由B向A转移，共转移了3.0×1010个．
【点睛】
完全相同的带电小球接触时，对于电量的重新分配规律要明确，注意正负中和的含义，及电量平分的条件.
18．
【解析】
【分析】
【详解】
由于两个球的大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分布比例不是，但电荷量与体积成正比，两者电荷量之比应该是一个确定的值．根据第一次接触达到稳定状态时两者的电荷量关系可知，此比例为．（、未知）经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终球带电荷量为，则，所以，．
19．最终ABC三小球的带电量分别是：1.5×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C
【解析】
解：当小球C和A接触后，A、C球带电为：Q1==C=1.5×10﹣3C，
再让小球B与小球C接触，此时C、B带电为：Q2==﹣0.25×10﹣3C，
所以最终ABC三小球的带电量分别是：1.5×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C．
答：最终ABC三小球的带电量分别是：1.5×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C．
【考点】电荷守恒定律．
【分析】完全相同的带电小球接触时，若是同种电荷则将总电量平分，若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分．
【点评】完全相同的带电小球接触时，对于电量的重新分配规律要明确，注意接触后分开能平均分配的前提条件是三个球完全相同．
20．见解析；
【解析】
【分析】
【详解】
（1）要使B和C都带正电，只需三个小球接触一下就可以.
（2）要使B和C都带负电，先让B和C接触，再把A放到靠近B和C的B一端，先分开B和C再移走A.由静电感应得B带负电荷，C带等量的正电荷，让C接地后，再让B和C接触，则B和C都带上负电荷.
（3）要使B和C带等量的正负电荷，先让B和C接触，再把A放到靠近B和C的B一端，先分开B和C再移走A.由静电感应得B和C带等量的正负电荷.
【点睛】
解决本题的关键知道起电的三种方式：摩擦起电、接触带电、感应起电，知道三种带电方式的实质．
21．(1)；(2)2:1。
【解析】
【详解】
(1)若A、B两球带同种电荷，设电荷量均为Q；
；
(2)若A、B两球带异种电荷，设电荷量分别为Q、-Q；
。
22．电子由B球转移到A球，转移了3×1010个电子
【解析】
【分析】
【详解】
两球接触后所带电荷量相等且为：Q′A=Q′B=C=1.6×10-9C；在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身的负电荷全部中和，且电子继续转移，使B球带Q′B的正电，因此共转移电子的电荷量为：△Q=3.2×10-9C+1.6×10-9C=4.8×10-9C；转移的电子数为：n==3.0×1010（个），即电子由B向A转移，共转移了3.0×1010个．
【点睛】
完全相同的带电小球接触时，对于电量的重新分配规律要明确，注意正负中和的含义，及电量平分的条件．
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