2021学年高中物理课时作业1电荷电荷守恒定律含解析教科版选修31

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1课时作业1电荷电荷守恒定律时间:45分钟一、单项选择题1.关于摩擦起电和感应起电,以下说法正确的是(C)A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电荷的转移D.以上说法均不正确解析:摩擦起电和感应起电,以及接触起电,三种带电方式的实质都是电荷的转移,故C选项正确.2.有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是(B)A.接触前,A、B一定带异种电荷B.接触前,A、B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何净电荷D.接触后,A球一定带负电荷解析:由于电介质极化,任何带电体都可吸引轻小物体,而不能认为只有异种电荷才存在吸引力,所以A可以不带电,也可以带正电,接触后,由于A、B所带电量多少关系不定,所以可能带负电,也可能带正电.3.如图所示是伏打起电盘的示意图,其起电原理是(B)A.摩擦起电B.感应起电C.接触起电D.以上三种方式都不是解析:图中绝缘板带正电,将接地的导电平板靠近带正电的绝缘板,因静电感应,导电平板靠近绝缘平板的一侧带负电,另一侧的正电因接地而转移走;断开导电平板的接地线,2手握绝缘柄将导电平板移开,导电平板上便带上了负电,其起电原理是感应起电.4.保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务.盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患.小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的(B)A.6.2×10-19CB.6.4×10-19CC.6.6×10-19CD.6.8×10-19C解析:任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍,即是1.6×10-19C的整数倍,由计算可知,只有B选项是1.6×10-19C的整数倍,故B正确.5.下列说法中正确的是(B)A.摩擦起电是创造电荷的过程B.接触起电是电荷转移的过程C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭解析:摩擦过程可以转移电荷,但不能创造电荷,A错误;接触起电就是通过物体接触而转移电荷,B正确;两种物体摩擦,较容易失去电子的物体在摩擦中失去电子而带正电,是否容易失去电子由两物体的材料决定,因此玻璃棒不一定带正电,C错;等量异种电荷可以中和但不会消失,只是宏观上显中性,D错.6.有A、B、C三个完全相同的金属球,A带1.2×10-4C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所带的电荷量可能是下面哪组数据(C)A.6.0×10-5C,4.0×10-5C,4.0×10-5CB.6.0×10-5C,4.0×10-5C,2.0×10-5CC.4.5×10-5C,4.5×10-5C,3.0×10-5CD.5.0×10-5C,5.0×10-5C,2.0×10-5C解析:三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量,由电荷守恒定律排除A项;无论什么时候,若三个球同时接触,则每球各分总电荷量的1/3,且之后无论怎样接触,各球的电荷量都不会再发生变化.若三球电荷量不相等,最后一次必为两球接触,则必有两个球的电荷量相等,从而可排除B;选项C、D,均满足电荷守恒定律,设从第一次两球接触开始,如A、B接触,A、B各带电荷量6.0×10-5C,第二次B、C接触后各带电荷量3.0×10-5C,三球所带电荷量分别为6.0×10-5C,3.0×10-5C,3.0×10-5C;第三次用A、B接触,各带电荷量4.5×10-5C,即选项C的分配结果,由此又可推知,此后无论怎样接触,电荷量也不会多于4.5×10-5C,从而选C而否定D.7.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3数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是(D)A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且QBQAB.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QB=QAC.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QBQAD.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: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部分移去的电子数目和B部分多余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,QA、QB的值是不同的,故只有D项正确.二、多项选择题8.为了防止静电危害,下列措施正确的是(ABC)A.油罐车上拖一条与地面接触的铁链B.飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎C.在地毯中夹杂不锈钢纤维D.尽可能保持印染厂空气干燥解析:油罐车上拖一条与地面接触的铁链,是为了导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电,以防止静电积累,A正确;飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎,是为了导走飞机与空气、灰尘等摩擦时产生的静电,以防止静电积累,故B正确;在地毯中夹杂不锈钢纤维,是为了将人走动时产生的静电导走,以防止静电积累,故C正确;印染厂里的空气应保持适当的湿度,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电,防止静电积累,故D错误.9.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(CD)4A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失电子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,该物体的带电荷种类可能不同解析:两物体摩擦时得失电子取决于原子核对电子的束缚能力大小,A错.由于摩擦起电的实质是电子的得失,所以两物体带电荷种类一定不同,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物体摩擦,带电荷种类可能不同,D对.10.M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10C,下列判断正确的有(BC)A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从M转移到NC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10CD.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子解析:M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”(没有中和完的电荷),也就是没有得失电子.但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数),所以选项A错误.M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,选项B正确.根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0,摩擦后电荷量仍应为0,选项C正确.电子带电荷量为1.6×10-19C,摩擦后M带正电荷1.6×10-10C,由于M带电荷量应是电子电荷量的整数倍.所以M失去109个电子,选项D错误.三、非选择题11.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律.5根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题:(1)步骤二的实验现象,说明板带电;(2)步骤三的实验现象,说明两板所带总电荷量为零;(3)该研究性实验能(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律.解析:用力将两块起电板快速摩擦后分开,两板分别带上了等量异种电荷.步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开,步骤三中两块板同时插入空心金属球,总电荷量为零,不发生静电感应现象,故箔片不张开,该实验能验证电荷守恒定律.12.有两个完全相同的绝缘金属球A、B,A球所带电荷量为q,B球所带电荷量为-q,现要使A、B所带电荷量都为-q4,应该怎么办?答案:先用手接触一下A球,使A球所带电传入大地,再将A、B接触一下,分开A、B,再用手接触一下A球,再将A、B接触一下再分开,这时A、B所带电荷量都是-q4.13.如图所示,大球A原来的带电荷量为Q,小球B原来不带电,现在让小球与大球接6触达到静电平衡时,小球获得q的电荷量;现给A球补充电荷,使其电荷量为Q,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q,问经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?答案:QQ-qq解析:本题考查接触带电问题,由于两个球形状和大小不同,所以在接触过程中,两球的电荷量分布比例不是11,但应该是一个确定的值.根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷量关系可知,此比例为qQ-q.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B球带电荷量为q′,则Q-qq=Qq′,q′=QQ-qq.

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