1.1静电现象(建议用时:40分钟)◎题组一 三种起电方式1.如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,关于这种现象产生的原因,下列说法正确的是( )A.人身体上产生电流 B.接触带电造成的C.摩擦起电造成的D.感应起电造成的C [脱毛衣时由于摩擦起电,衣服间产生异种电荷,当电荷积累到一定程度时,会产生电火花,并伴有“噼啪”声,选项C正确,A、B、D错误。]2.绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜;在a的旁边有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示,现使b带电,则( )A.b将吸引a,吸住后不放开B.b先吸引a,接触后又把a排斥开C.a、b之间不发生相互作用D.b立即把a排斥开B [b球带电后,使a产生静电感应,感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷,远离b的一侧出现与b同种的感应电荷。虽然a上的感应电荷等量异号,但因为异种电荷离b更近,所以b对a的电场力为吸引力。当b吸引a使两者接触后,由于接触带电,b、a又带上同种电荷,有排斥力作用,因而又把a排斥开,所以B项正确。]3.(多选)如图所示用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦,实验结果如图所示,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的物体摩擦,该物体所带电荷种类可能不同CD [两物体摩擦时是否得失电子取决于原子核对电子的束缚力大小,A错;由于摩擦起电的实质是电子的得失,所以两物体带电种类一定不同,数量相等,B错,C对;由题中例子不难看出,同一物体与不同种类的物体摩擦,带电种类可能不同,D对。]4.如图所示,把一个带正电的金属球靠近绝缘支架上的不带电的接地导体,最终该接地导体( )A.左端带负电荷,右端带正电荷B.左端不带电荷,右端带正电荷C.左端带负电荷,右端不带电荷D.若将带正电的金属球先移走,再去掉接地线,原来不带电的导体带负电C [根据静电感应的规律,导体与大地连成一个整体,离金属球近的导体左端将感应出负电荷,离金属球远的一端是大地,而不是导体的右端,所以导体右端不带电荷,故A、B均错误,C正确;若将带正电的金属球先移走,则导体左端的负电荷立即与大地的正电荷中和,去掉接地线后,导体不带电,故D错误。]5.(多选)如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图,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.若用左手也去摸金属球,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.若右手离开金属球而且走下绝缘凳,头发会立刻恢复常态BD [若用左手也去摸金属球,不会有电流产生,不会被电击,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;若右手离开金属球而且走下绝缘凳,则电荷将进入大地,人体将不再带电,头发会立刻恢复常态,选项D正确。]◎题组二 对电荷守恒的理解与应用6.两金属小球所带电荷量分别为+3Q和-Q,将两小球接触后,它们所带的电荷量总共为( )A.+3Q B.+2QC.+QD.-QB [由电荷守恒定律知,两小球接触后带电荷量的总量为中和后剩余量,即Q总=+3Q-Q=+2Q,故选项B正确。]7.M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后,M带正电荷1.60×10-19C,下列判断正确的有( )A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦过程中电子从N转移到MC.N在摩擦后一定带负电荷1.60×10-19CD.N在摩擦过程中失去1.60×10-19C个电子C [M和N相互摩擦,M带正电是因为M对核外电子的束缚能力小而失去核外电子的结果;由于电荷守恒,故N一定带等量的负电荷,选项C正确。]8.下列说法正确的是( )A.物体所带的电荷量可以为任意实数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D [元电荷所带的电荷量为1.60×10-19C,物体所带电荷量均是元电荷的整数倍,选项A错误;物体不带电,是由于其内部正、负电荷的电荷量相等,对外不显电性,选项B错误;电荷既不能被创造,也不能被消灭,摩擦起电同样不能创造电荷,是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的过程,选项C错误;自由电子是金属导体中的自由电荷,在带电体的作用下,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,选项D正确。]9.有三个相同的金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷,小球B、C不带电,现在让小球C先与球A接触后取走,再让小球B与球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,最终三球所带电荷量分别为qA=________C,qB=________C,qC=________C。[解析] 根据电荷守恒和均分原理可知,小球C与A接触后分开,A、C两球各自带1×10-5C的正电荷。小球B与带1×10-5C的小球A接触后分开,A、B两球各自带5×10-6C的正电荷,B与C球接触后分开,将平分B、C两球的总电荷量,即B、C两球各带7.5×10-6C的正电荷。[答案] 5×10-6 7.5×10-6 7.5×10-610.(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1.6×10-15C,丙物体带电8×10-16C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法正确的是( )A.乙物体一定带有负电荷8×10-16CB.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15CC.丙物体一定带有正电荷8×10-16CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16CAD [由于甲、乙、丙原来都不带电,即都没有净电荷,甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10-15C而带正电,乙物体得到电子而带1.6×10-15C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10-15
C-8×10-16C=8×10-16C,故A、D正确。]11.(多选)如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电。则以下说法正确的是( )A.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等B.若A不动,将B沿图中aa′分开,则两边的电荷量大小可能不等,与如何分有关C.若A向B逐渐靠近,在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变AD [由于B导体中存在大量自由电子,在带正电的A的作用下,B中部分电子会被A吸引到左端而出现负电荷,右端由于缺少同样数量的电子而出现正电荷,所以A选项正确;根据电荷守恒定律,B中总电荷量仍为零,即使沿aa′分开B,只要B与外界没有电荷交换,B的左右两部分的电荷量总是等量异种,所以B选项错误;A向B逐渐靠近过程中,B的左右部分异种电荷数量总是同步变化,但不连续变化,这是由于任何带电体的电荷量都不是连续的,只能是元电荷(e=1.60×10-19C)的整数倍,所以C选项错误;A、B间接触后,B中部分电子转移到A上,这就发生了接触起电观象,虽然A的电荷减少,但A、B的总电荷量保持不变,所以D选项正确。]12.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,都不带电。试问:(1)如何使A、B都带等量正电?(2)如何使A、B都带等量负电?(3)如何使A带负电,B带等量的正电?[解析] (1)方法一:把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B
端感应出负电荷,A端感应出等量的正电荷,把A与B分开后再移开C,将B接地,则B所带的负电荷就被中和,再把A与B接触一下,A和B就带上等量的正电荷。方法二:使A、B紧密靠拢,再与C接触一下分开,再把A、B分开,则A、B会带上等量的正电荷。(2)把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量的正电荷,把A与B分开后将C移走,A带正电,B带负电,然后将A接地,大地中的负电荷将A带的正电荷中和,断开A接地,再把A与B接触一下,A和B就带上等量的负电荷。(3)把A、B紧密靠拢,让C靠近A,则在A端感应出负电荷,B端感应出等量的正电荷,马上把A与B分开,则A带负电,B带等量的正电。[答案] 见解析13.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两球带同种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多少?(2)若A、B两球带异种电荷,接触后两球的电荷量大小之比为多少?[解析] (1)设A、B带同种电荷为q,则A、C接触后,A、C带电荷量为qA=qC=qC与B球接触后,B、C所带电荷量为qB=qC′==q故A、B带电荷量大小之比为==。(2)设qA=+q,qB=-q则C与A接触后,A、C带电荷量为qA=qC=+qC与B接触后,B、C带电荷量为
qB=qC″==-q故A、B带电荷量大小之比为==。[答案] (1)2∶3 (2)2∶1