第一章静电场
1电荷及其守恒定律
A组
1.带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的()
A.2.4×10-19 C
B.-6.4×10-19 C
C.-1.6×10-18 C
D.4.0×10-17 C
解析:任何带电物体的电荷量都是元电荷的整数倍,2.4×10-19 C不是元电荷的整数倍。
答案:A
2.把一个带电棒移近并接触一个带正电的验电器的过程中,金属箔片先闭合后又张开,说明棒上带的是()
A.正电荷
B.负电荷
C.可以是正电荷,也可以是负电荷
D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷
解析:验电器的金属箔片开始时带正电,带电棒靠近并接触验电器时,金属箔片先闭合后张开,说明金属箔片所带正电荷先被吸引而转移,后来金属箔片带上负电荷,所以又会张开,由此判断,带电棒带负电。
答案:B
3.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,由于接触起电,A与B带上同号电荷,B要排斥A。
答案:D
4.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,可能看到的现象是()
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。
由于同性相斥,异性相吸,M端感应出正电荷,N端感应出负电荷。
答案:C
5.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。
下面各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是()
解析:把带电金属球移近不带电的验电器,若金属球带正电荷,则将导体上的自由电子被吸引上来,这样验电器的上部将带负电荷,箔片带正电荷,选项A、C错误;若金属球带负电荷,则将导体上的自由电子排斥到远端,这样验电器的上部将带正电荷,箔片带负电荷,选项B正确,选项D错误。
答案:B
6.(多选)关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是()
A.摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷
B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分
D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
解析:摩擦起电的实质:当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体带正电,即电荷在物体之间转移。
感应起电的实质:当一个带电体靠近导体时,由于电荷之间的相互吸引或排斥,导致导体中的自由电荷趋向或远离带电体,使导体上靠近带电体的一端带异号电荷,远离的一端带同号电荷,即电荷在物体的不同部分之间转移。
由电荷守恒定律可知,电荷不可能被创造。
综上所述,选项B、C正确。
答案:BC
7.(多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后得知甲物体带正电荷1.6×10-15 C,丙物体所带电荷量的大小为8×10-16 C。
则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是()
A.乙物体一定带有负电荷8×10-16 C
B.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15 C
C.丙物体一定带有正电荷8×10-16 C
D.丙物体一定带有负电荷8×10-16 C
解析:甲、乙相互摩擦后,甲、乙带等量异号电荷,由于甲物体带正电荷1.6×10-15 C,则乙物体带负电荷1.6×10-15C;乙物体与丙物体接触后,由题意知,电荷平分,故乙、丙两物体各带负电荷8×10-16 C。
故选项A、D正确。
答案:AD
8.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,导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B,则下列结论正确的有()
A.沿虚线c切开,A带负电,B带正电,且Q B>Q A
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且Q B=Q A
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且Q B>Q A
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而Q A、Q B的值与所切的位置有关
解析:静电感应使得A带正电,B带负电,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部分少了电子,因而带正电。
A 部分转移走的电子数目和B部分多余的电子的数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,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,所以从不同位置切开时,Q A、Q B的值是不同的,故只有选项D正确。
答案:D
9.如图所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C球带正电,A、B是两个完全相同的枕形导体均不带电。
试问:
(1)如何使A、B都带等量正电荷?
(2)如何使A、B都带等量负电荷?
(3)如何使A带负电荷B带等量的正电荷?
解析:(1)解法一:把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,把A与B分开,移走C后再用手摸一下B,再把A与B接触一下,则A和B就带等量正电荷。
解法二:把A、B紧密靠拢,让C接触A或B,然后移去C,再把A与B分开,则A、B就带等量正电荷。
(2)把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,再用手摸一下A或B,移走C以后再把A与B分开,则A和B就带等量负电荷。
(3)把A、B紧密靠拢,让C靠近A,则在A端感应出负电荷,B端感应出等量正电荷,把A 与B分开后,移去C,则A带负电荷,B带等量的正电荷。
答案:见解析
B组
1.(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.所有带电体带的电荷量一定等于元电荷的偶数倍
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
答案:CD
2.导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带q的负电荷,将两导体接触一会儿后再分开,则导体B带的电荷量为()
A.-q
B.q
C.2q
D.4q
解析:相同带电体接触后,电荷量先中和,后平分。
答案:C
3.一个带电导体与另一个不带电导体接触,下列说法正确的是()
A.两个物体一定带异种电荷
B.两个物体一定带同种电荷
C.两个物体一定带不等量的同种电荷
D.两个物体一定带等量的同种电荷
解析:一个带电物体与另一个不带电物体接触,电荷会发生转移,所以一定带同种电荷,选项A 错误,选项B正确;若两个相同的物体,则两个物体带等量的同种电荷,否则两个物体带不等量的同种电荷,选项C、D错误。
答案:B
4.有甲、乙、丙三个小球,将它们两两靠近,它们都相互吸引,如图所示,那么,下列说法正确的是()
A.三个小球都带电
B.只有一个小球带电
C.有两个小球带同种电荷
D.有两个小球带异种电荷
解析:若两小球相互吸引,则两小球带异种电荷,或者一小球带电,一小球不带电。
由图示情况知,三球中有一球带正电,一球带负电,一球不带电,选项D正确。
答案:D
5.(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验的结果如图所示,由此对摩擦起电说法正确的是()
A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失去电子
B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷
C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等
D.同一物体与不同种类物体摩擦,该物体的带电种类可能不同
解析:两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚能力的大小,选项A错误;摩擦起电的实质是电子的得失,所以两物体带电的种类一定不同,数量相等,选项B错误,C正确;由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦,带电种类可能不同,选项D正确。
答案:CD
6.半径相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径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两球带同号电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?
(2)若A、B两球带异号电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多大?
解析:(1)设A、B带同号电荷为q,则A、C接触后,A、C所带电荷量为q A=q C=q C与B接触后,B、C所带电荷量为
q B=q C’=q
故A、B的电荷量大小之比为。
(2)设q A=+q,q B=-q
则C与A接触后,A、C所带电荷量为
q A=q C=+q
C与B接触后,B、C所带电荷量为
q B=q C’==-q
故A、B所带电荷量大小之比为。
答案:(1)2∶3(2)2∶1。