思維特訓(xùn)(三)　電荷與電流

1、.思維特訓(xùn)三電荷與電流|典|例|分|析| 電荷的中和例 1一個(gè)帶電體所帶電荷量為Q1，一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器所帶電荷量為Q2，當(dāng)帶電體跟驗(yàn)電器的金屬球接觸時(shí)，觀察到驗(yàn)電器的金屬箔先閉合后又張開(kāi)，根據(jù)這一現(xiàn)象可以判斷A帶電體帶正電荷，且Q1Q2B帶電體帶負(fù)電荷，且Q1Q2C帶電體帶正電荷，且Q1Q2D帶電體帶負(fù)電荷，且Q1Q2解析 驗(yàn)電器的金屬箔由于帶同種正電荷而張開(kāi)。當(dāng)帶電體與驗(yàn)電器的金屬球接觸時(shí)，驗(yàn)電器的金屬箔先閉合，說(shuō)明驗(yàn)電器所帶的電荷與帶電體所帶的電荷發(fā)生了中和現(xiàn)象，即帶電體帶負(fù)電荷；驗(yàn)電器的金屬箔后又張開(kāi)，說(shuō)明帶電體所帶電荷量比原驗(yàn)電器上所帶的電荷量多，故將驗(yàn)電器上的所有正電荷中和完后，還

2、有多余的負(fù)電荷，驗(yàn)電器的金屬箔由于帶負(fù)電荷再次張開(kāi)。答案 D 感應(yīng)起電例 2如圖3TX1所示，在一個(gè)帶正電的小球附近有一根原來(lái)不帶電的金屬棒。當(dāng)用手與金屬棒的某一部位接觸一下后，移去帶正電的小球。關(guān)于金屬棒的帶電情況，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是圖3TX1A手碰在金屬棒的左端，金屬棒帶正電B手碰在金屬棒的中間，金屬棒不帶電C手碰在金屬棒的右端，金屬棒帶負(fù)電D手碰在金屬棒的任何部位，金屬棒總是不帶電解析 由圖可知，金屬棒在帶正電的小球附近時(shí)，金屬棒上的自由電子會(huì)向金屬棒的左邊運(yùn)動(dòng)，金屬棒的左端因有了多余的電子而帶負(fù)電，右端因缺少電子而帶正電；當(dāng)手碰在金屬棒的左端時(shí)，金屬棒左端的負(fù)電荷被帶正電的小球吸引

3、而不會(huì)跑掉；而當(dāng)手碰在金屬棒的右端時(shí)，因人體和金屬棒都是導(dǎo)體，會(huì)使人體和大地的電子流入金屬棒，移去帶正電的小球，金屬棒因有了多余的電子而帶負(fù)電。答案 C 電荷與電流例 3上海市第十一屆“銀光杯物理競(jìng)賽多項(xiàng)選擇每種金屬導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)有確定的值，電子的電量也是確定的。對(duì)某段導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，假如通過(guò)它的電流是原來(lái)的2倍，那么A通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面的電量是原來(lái)的2倍B通過(guò)導(dǎo)體單位橫截面的電量是原來(lái)的2倍C每秒鐘通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)是原來(lái)的2倍D自由電子在導(dǎo)體內(nèi)做定向挪動(dòng)的速度大小是原來(lái)的2倍解析 電流是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷的多少，用公式I表示，Q表示電荷量，t表示時(shí)間。所以當(dāng)電流

4、變化時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量一定發(fā)生了變化。當(dāng)電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，一樣時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量是原來(lái)的2倍，電荷定向挪動(dòng)的速度也是原來(lái)的2倍。答案 CD|思|維|集|訓(xùn)|1靜電處處與人們的生活為伴。早晨梳頭時(shí)越梳越亂，甚至“怒發(fā)沖冠；晚上脫衣服時(shí)，會(huì)伴有藍(lán)色閃光和“啪啪響聲，這些都是靜電現(xiàn)象。以下應(yīng)對(duì)靜電的措施中無(wú)效的是A設(shè)法進(jìn)步房間濕度B盡量選用化學(xué)纖維紡織品C經(jīng)常用自來(lái)水洗一下手D油罐車(chē)的尾部掛一條鐵鏈直達(dá)路面2現(xiàn)有絲綢、玻璃、塑料薄膜三種材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒靠近被絲綢摩擦過(guò)的塑料薄膜時(shí)，兩者互相吸引。據(jù)此排出三種材料的順序，使前面的材料跟后面的材料

5、摩擦后，前者總是帶負(fù)電。這個(gè)順序是A絲綢、玻璃、塑料薄膜B塑料薄膜、玻璃、絲綢C塑料薄膜、絲綢、玻璃D絲綢、塑料薄膜、玻璃3甲、乙兩個(gè)一樣的驗(yàn)電器，分別帶上等量的正、負(fù)電荷，用一根玻璃棒把甲、乙兩個(gè)驗(yàn)電器的金屬球連接起來(lái)，那么A甲、乙兩驗(yàn)電器發(fā)生電中和而不帶電B甲帶了更多的正電，乙不帶電C甲不帶電，乙?guī)Ц嗟呢?fù)電D甲、乙兩驗(yàn)電器帶電的情況沒(méi)有發(fā)生改變4現(xiàn)有一根被毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒和一根跟這根橡膠棒帶等量異種電荷的絕緣金屬棒，假如兩棒僅在某一帶電部位互相接觸，那么A兩棒所帶電荷全部中和，它們都恢復(fù)成不帶電的狀態(tài)B兩棒所帶電荷不發(fā)生中和現(xiàn)象，它們各自所帶的電量保持不變C兩棒所帶電荷部分中和，它們?nèi)?/p>

6、帶等量的異種電荷，但每棒帶電量減少D金屬棒恢復(fù)成不帶電的狀態(tài)，而橡膠棒仍帶少量的電荷52019·龍巖一帶負(fù)電粒子重力不計(jì)以速度v程度射入平放的帶電板a、b之間，其運(yùn)動(dòng)軌跡是圖3TX2中的圖3TX26上海市第二十六屆“大同中學(xué)杯物理競(jìng)賽把一個(gè)帶正電的物體A，靠近一個(gè)原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器的金屬球，然后用手去觸摸金屬球人體是連通大地的導(dǎo)體，再移開(kāi)手，這時(shí)A驗(yàn)電器的金屬球和金屬箔都不帶電B金屬球帶負(fù)電，金屬箔不帶電C金屬球帶負(fù)電，金屬箔帶正電D金屬球帶負(fù)電，金屬箔也帶負(fù)電7如圖3TX3所示，使帶電金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的兩片金屬箔張開(kāi)。那么表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷分布情況的各圖中，正確的

7、選項(xiàng)是圖3TX38從電視機(jī)老式真空管電視機(jī)顯像管尾部的熱燈絲發(fā)射出來(lái)的電子，高速撞擊在熒光屏上，使熒光屏發(fā)光，那么顯像管內(nèi)A電流方向從燈絲到熒光屏B電流方向從熒光屏到燈絲C顯像管內(nèi)是真空的，無(wú)法通過(guò)電流D電視機(jī)使用的是交流電，顯像管中的電流方向會(huì)改變9上海市第二十八屆“大同中學(xué)杯物理競(jìng)賽多項(xiàng)選擇通過(guò)橫截面積為S的銅導(dǎo)線(xiàn)的電流為I，設(shè)導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，此時(shí)電子的定向挪動(dòng)速率為v，那么在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電子數(shù)目為AnSvt Bnvt C. D.10閱讀短文，答復(fù)以下問(wèn)題。自然界經(jīng)常出現(xiàn)物體帶電的情況，你知道有幾種方法可以使物體帶電嗎？使物體帶電有這么幾種方

8、法：一摩擦起電：實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用玻璃棒與絲綢、橡膠棒與毛皮互相摩擦起電。其實(shí)，日常用的塑料梳子、筆桿、塑料尺子與頭發(fā)或腈綸針織物也極易起電。摩擦起電的原因是不同物質(zhì)的原子核束縛電子的才能不同，在摩擦過(guò)程中，電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移而使互相摩擦的兩物體帶上了等量的異種電荷。根據(jù)不同物質(zhì)的原子核對(duì)電子束縛本領(lǐng)的大小不同，科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法得出了起電順序表：兔毛玻璃羊毛絲綢鋁木硬橡膠硫黃人造絲順序表中任意兩種物質(zhì)互相摩擦?xí)r，排在前面的物質(zhì)帶正電，排在后面的物質(zhì)帶負(fù)電；兩物質(zhì)順序相隔越多，起電的效果就越好。二接觸起電：將一帶電體與一不帶電的物體接觸時(shí)，就會(huì)有一部分電子從帶電體跑到不帶電體上，或從不帶電體跑到帶電體

9、上，使原來(lái)不帶電體帶上了與帶電體一樣的電荷。三感應(yīng)起電：將一帶電體A靠近與大地絕緣的導(dǎo)體B的左端時(shí)，由于電荷間的互相作用，B的左端聚集了與A相反的電荷，右端聚集了與A一樣的電荷，如圖3TX4所示，這就是感應(yīng)起電。圖3TX41摩擦起電的原因是不同物質(zhì)的原子核束縛電子的才能不同，其本質(zhì)是_發(fā)生了轉(zhuǎn)移。2假設(shè)用兔毛與木條互相摩擦而帶電，兔毛帶_電。3用塑料梳子梳頭發(fā)時(shí)，越梳頭發(fā)越蓬松，這是上述三種帶電方法中的_。4自然界中只存在兩種電荷，分別叫正電荷和負(fù)電荷，它們之間的互相作用規(guī)律是：同種電荷互相_，異種電荷互相_。11在中國(guó)科學(xué)技術(shù)館有一件展品靜電滾球，如圖3TX5所示。它由中心電極、金屬小球、接

10、地的金屬板構(gòu)成。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，金屬小球會(huì)在中心電極與接地的金屬板間循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使中心電極帶正電，金屬小球靠近中心電極一側(cè)帶_電荷，遠(yuǎn)離電極的一側(cè)帶等量的異種電荷。中心電極對(duì)負(fù)電荷有_力，對(duì)正電荷有排斥力。由于負(fù)電荷離中心電極間隔 更近，所以吸引力大于排斥力，金屬小球就會(huì)_選填“靠近或“遠(yuǎn)離中心電極。2當(dāng)金屬小球與中心電極碰撞時(shí)，負(fù)電荷被中和，此時(shí)金屬小球帶_電，由于同種電荷互相_，金屬小球會(huì)遠(yuǎn)離中心電極。當(dāng)金屬小球與接地的金屬板碰撞時(shí)，正電荷被中和，此時(shí)小球又恢復(fù)電中性。圖3TX512靜電復(fù)印技術(shù)已經(jīng)逐漸走入人們的生活，如圖3TX6所示是利用身邊的素材來(lái)簡(jiǎn)單模擬靜電復(fù)印原理的示意圖。

11、請(qǐng)根據(jù)圖示及操作步驟，結(jié)合“人作為導(dǎo)體可以將電荷導(dǎo)走的知識(shí)，簡(jiǎn)要說(shuō)明其操作意圖。圖3TX6A找一塊塑料板，用絲綢快速摩擦整個(gè)板面；B用枯燥的手指在塑料板上寫(xiě)一個(gè)“大字；C將塑料板平放，上面均勻地撒上一層干木屑，再將塑料板緩慢豎起，隨著靜止在塑料板上木屑的滑落，一個(gè)“大字就在塑料板上顯現(xiàn)出來(lái)了?！静僮饕鈭D】A_；B_；C_。詳解詳析1B解析 進(jìn)步房間濕度，可以有效地將靜電由潮濕的空氣導(dǎo)走，A不符合題意；人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，化纖衣服與身體不斷摩擦，容易摩擦起電，B符合題意；經(jīng)常用自來(lái)水洗手，是利用自來(lái)水導(dǎo)走人身體的靜電，C不符合題意；油罐車(chē)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于罐里的油在晃動(dòng)，也會(huì)摩擦產(chǎn)生靜電，油罐車(chē)尾

12、部拖一條鐵鏈就可以及時(shí)把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，有利于消除靜電，D不符合題意。2C解析 絲綢與玻璃棒互相摩擦?xí)r，絲綢得到電子帶負(fù)電，玻璃棒失去電子帶正電，故絲綢束縛電子的才能大于玻璃棒；玻璃棒與塑料薄膜靠近時(shí)互相吸引，說(shuō)明塑料薄膜帶負(fù)電，故塑料薄膜束縛電子的才能大于絲綢；因此，束縛電子才能由強(qiáng)到弱的排列順序是：塑料薄膜、絲綢、玻璃，此時(shí)使前面的材料跟后面的材料摩擦后，前者總是帶負(fù)電，應(yīng)選C。3D解析 因?yàn)楫惙N電荷可以通過(guò)導(dǎo)體發(fā)生中和現(xiàn)象，但不能通過(guò)絕緣體發(fā)生中和，所以，用一根玻璃棒把甲、乙兩個(gè)驗(yàn)電器的金屬球連接起來(lái)，電荷不能通過(guò)玻璃棒發(fā)生中和，因此甲、乙兩驗(yàn)電器帶電的情況不變。4C解析 1當(dāng)帶有異種電

13、荷的絕緣金屬棒與帶有負(fù)電荷的橡膠棒接觸時(shí)，橡膠棒與金屬棒接觸部位上的負(fù)電荷會(huì)跑到金屬棒上發(fā)生中和現(xiàn)象。2但由于橡膠棒是絕緣體，其他部位的負(fù)電荷不能在橡膠棒上自由挪動(dòng)，所以不會(huì)跑到金屬棒上發(fā)生中和現(xiàn)象。因此發(fā)生中和現(xiàn)象的只是橡膠棒上的部分電荷。3由于兩者原來(lái)帶的電荷量一樣，中和掉一樣電荷量的電荷后，剩余的電荷量仍然一樣，但比原來(lái)要少。5C6B解析 把一個(gè)帶正電的物體A，靠近一個(gè)原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器的金屬球，驗(yàn)電器的金屬球由于感應(yīng)會(huì)帶上負(fù)電荷，金屬箔由于感應(yīng)會(huì)帶上正電荷；用手去觸摸金屬球，金屬箔上的正電荷就會(huì)被中和，而金屬球上的負(fù)電荷被帶正電的物體A吸引不會(huì)跑掉。故金屬球帶負(fù)電，金屬箔不帶電。7B8

14、B解析 電子帶負(fù)電，在撞向熒光屏的過(guò)程中形成負(fù)電荷的定向挪動(dòng)，而電流方向與負(fù)電荷定向挪動(dòng)方向相反，所以電流方向從熒光屏到燈絲。雖然電視機(jī)使用的是交流電，但電視機(jī)工作時(shí)要先把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，所以顯像管中電流方向不變。9AD解析 設(shè)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電子數(shù)為N，那么一方面根據(jù)電流的定義考慮，在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量為QIt，故N，故D是正確的；另一方面，我們還可以根據(jù)單位體積的電子數(shù)來(lái)計(jì)算，在t時(shí)間內(nèi)，電子挪動(dòng)的間隔 為vt，故有vtS體積通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的橫截面，其內(nèi)的電子數(shù)為NnvtS，故A也是正確的。101電子2正3摩擦起電4排斥吸引解析 2根據(jù)摩擦起電順序表，順序表中任意兩種物質(zhì)互相摩擦?xí)r，排在前面的物質(zhì)帶正電，排在后面的物質(zhì)帶負(fù)電，所以用兔毛與木條互相摩擦而帶電，兔毛將帶正電。111負(fù)吸引靠近2正排斥解析 1由于異種電荷互相吸引