第9章 1.电荷 课后练习 Word版含解析

1.电荷

1.毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,橡胶棒带负电。这是因为(　　)
A.空气中的正电荷转移到了毛皮上
B.空气中的负电荷转移到了橡胶棒上
C.毛皮上的电子转移到了橡胶棒上
D.橡胶棒上的电子转移到了毛皮上
答案:C
解析:摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,电中性的物体若失去电子就带正电,得到电子就带负电。由于毛皮失去电子带正电,橡胶棒得到电子带负电,所以在摩擦的过程中毛皮上的一些电子转移到了橡胶棒上,C正确。
2.下列说法正确的是(　　)
A.物体所带的电荷量可以为2.0×10-19 C
B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷
C.摩擦起电的过程,是靠摩擦产生了电荷
D.利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体
答案:D
解析:元电荷的数值是1.60×10-19C,物体所带电荷量都是元电荷的整数倍,故A项错;物体不带电,是由于其内部正、负电荷的数量相等,对外不显电性,故B项错;电荷既不会创生,也不会消灭,摩擦起电是一个物体失去电子,另一个物体得到电子的过程,故C项错;金属导体中的自由电荷是自由电子,利用静电感应使金属导体带电时,在带电体的作用下,金属导体中的自由电子会趋向或远离带电体,使导体两端带等量异种电荷,故D项正确。
3.如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,验电器的金属箔片张开,关于这一现象下列说法正确的是(　　)

A.两片金属箔片上带异种电荷
B.两片金属箔片上均带负电荷
C.金属箔片上有电子转移到玻璃棒上
D.将玻璃棒移走,则金属箔片立即合在一起
答案:C
解析:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,将其接触验电器的金属球,一部分电子会从验电器向玻璃棒转移,此时两片金属箔片上均带正电;移走玻璃棒时,金属箔片仍带电,不会立即合在一起。选项C正确。
4.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地向空中散开,下列说法正确的是(　　)

A.锡箔屑被吸引到玻璃棒上后会因为获得电子而带负电
B.锡箔屑散开时玻璃棒不带电
C.最后锡箔屑散开主要是由碰撞导致的
D.散开时锡箔屑带正电
答案:D
解析:因为玻璃棒带正电,所以锡箔屑被吸引到玻璃棒上后会失去电子带正电,故A错误;锡箔屑散开时,玻璃棒仍然带正电,故B错误;最后锡箔屑散开主要是因为锡箔屑带正电,同种电荷相互排斥,故C错误,D正确。
5.表面镀有金属薄膜的两个轻质小球,挂在绝缘细线下,由于电荷的相互作用而靠近或远离,分别如图甲、乙所示,则(　　)

A.甲图中两球一定带异种电荷
B.乙图中两球一定带异种电荷
C.甲图中两球至少有一个带电
D.乙图中两球只有一个带电
答案:C
解析:本题考查对静电现象的正确分析,培养科学思维。题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以出现题图甲的现象可以是两个小球带异种电荷,也可以是一个小球带电另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现题图乙中的现象,则必须是两个小球都带电且带的是同种电荷。
6.如图所示的验电器原来带正电,如果用一根带大量负电荷的金属棒接触验电器的金属球,金属箔片的张角将(　　)

A.先变小后变大 B.变大
C.变小 D.先变大后变小
答案:A
解析:带大量负电荷的金属棒接触验电器的金属球时,验电器上所带的正电荷先被负电荷中和,验电器所带电荷量减少,金属箔片张角变小;中和后,多余的负电荷会继续向验电器转移,使金属箔片的张角再次变大。
7.完全相同的两金属小球A、B所带电荷量相等,今让第三个完全相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开(A、B间互不影响)。
(1)若A、B两球带同种电荷,接触后两球所带电荷量之比为多少?
(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球所带电荷量之比为多少?
答案:(1)2∶3　(2)2∶1
解析:(1)设A、B两球所带电荷量均为q,则A球与C球接触后,A、C两球所带电荷量为qA=qC=12q。
C球再与B球接触后,B、C两球所带电荷量为
qB=qC'=q+12q2=34q。
故接触后A、B两球所带电荷量之比为qAqB=12q34q=23。
(2)设A球带正电,B球带负电,且所带电荷量均为q'。
则C球与A球接触后,A、C两球所带电荷量为qA'=qC″=12q'。
C球再与B球接触后,B、C两球所带电荷量为
qB'=qC?=12q'-q'2=-14q',故接触后A、B两球所带电荷量之比为qA'qB'=12q'14q'=21。
选考奠基　素养提升
1.如图所示,Q带负电荷,导体P在a端接地,下列说法正确的是(　　)

A.导体P的a端不带电,b端带负电荷
B.导体P的a端带正电荷,b端不带电
C.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等
D.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量
答案:B
解析:导体P接地时与大地组成一个新的导体,a为靠近Q的一端,大地为远离Q的一端,由于静电感应,靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷,即带上正电荷,大地端带上与Q相同的电荷,b端则不带电,故B正确。
2.如图所示,把一个不带电且与外界绝缘的导体两端分别设计上两个开关,当带正电的小球靠近时,由于静电感应,在a、b端分别出现正、负电荷,则下列说法正确的是(　　)

A.闭合S1,有电子从导体流向大地
B.闭合S2,有电子从导体流向大地
C.闭合S2,有电子从大地流向导体
D.闭合S1,没有电子通过
答案:C
解析:S1、S2闭合前,由于静电感应和电荷守恒定律,a、b两端出现等量异种电荷,当闭合任何一个开关以后,整个导体与大地连接,都是有电子从大地流向导体,故C正确。
3.(多选)右图为科技馆里一个趣味体验项目的简化图,其核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,右手按在金属球上,并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷,过一段时间后,体验者的头发便会四处散开,甚至倒立,十分有趣,在此状态下,下列分析正确的是(　　)

A.若体验者右手不离开金属球并且走下绝缘凳,假设鞋底导电,则不会被电击
B.若用左手与旁边的观众握手,会被电击
C.若右手离开金属球,则头发会立刻恢复常态
D.若体验者右手离开金属球而且走下绝缘凳,假设鞋底导电,则头发会立刻恢复常态
答案:BD
解析:本题通过实验考查静电现象,激发学习兴趣,培养科学探究能力。若体验者右手不离开金属球并走下绝缘凳,则金属球与大地连通,体验者会被电击,选项A错误;若用左手与旁边的观众握手,会发生放电现象而被电击,选项B正确;若右手离开金属球,电荷不会转移,则头发仍然四处散开,选项C错误;若体验者右手离开金属球而且走下绝缘凳,则电荷将流入大地,人体将不再带电,头发会立刻恢复常态,选项D正确。
4.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近的带正电的导体球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,把导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量分别为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QA>QB
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QA=QB
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QA D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,且QA=QB
答案:D
解析:导体原来不带电,在带正电的导体球C的静电感应的作用下,导体中的自由电子向B部分转移,使B部分带了多余的电子而带负电,A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒定律,A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,即QA=QB,故D正确。
5.有三个相同的金属小球A、B、C,其中小球A带有3×10-3 C的正电荷,小球B带有2×10-3 C的负电荷,小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,试求这时三个小球所带电荷量分别为多少。
答案:-2.5×10-4 C　6.25×10-4 C　6.25×10-4 C
解析:总电荷量是守恒的,小球接触后平分电荷量。小球C和小球A接触后分开,A、C都带3×10-32C=1.5×10-3C的正电荷;小球B与小球A接触后分开,A、B都带
1.5×10-3-2×10-32C=-2.5×10-4C的负电荷;最后小球B与小球C接触后分开,B、C都带1.5×10-3-2.5×10-42C=6.25×10-4C的正电荷。故最终三小球所带电荷量分别为qA=-2.5×10-4C,qB=6.25×10-4C,qC=6.25×10-4C。
6.如图所示,某实验通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12 C的电荷量。

(1)金属瓶上收集到多少个电子?
(2)实验的时间为多长?
答案:(1)5×107　(2)5 000 s
解析:(1)金属瓶上收集到的电子数目n=Qe=-8×10-12-1.6×10-19=5×107。
(2)实验的时间t=5×107104s=5000s。