靜電的產生及其微觀解釋 練習 高中物理新魯科版必修第三冊

課時分層作業(yè)(一)靜電的產生及其微觀解釋(建議用時：25分鐘)◎考點一三種起電方式1．如果天氣干燥，晚上脫毛衣時，會聽到“噼啪”的響聲，還會看到電火花，關于這種現(xiàn)象產生的原因，下列說法正確的是()A．人身體上產生電流B．接觸帶電造成的C．摩擦起電造成的D．感應起電造成的C[脫毛衣時由于摩擦起電，衣服間產生異種電荷，當電荷積累到一定程度時，會產生電火花，并伴有“噼啪”聲，選項C正確，A、B、D錯誤。]2.絕緣細線上端固定，下端掛一輕質小球a，a的表面鍍有鋁膜；在a的旁邊有一絕緣金屬球b，開始時a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)使b帶電，則()A．b將吸引a，吸住后不放開B．b先吸引a，接觸后又把a排斥開C．a、b之間不發(fā)生相互作用D．b立即把a排斥開B[b球帶電后，使a產生靜電感應，感應的結果是a靠近b的一側出現(xiàn)與b異種的感應電荷，遠離b的一側出現(xiàn)與b同種的感應電荷。雖然a上的感應電荷等量異號，但因為異種電荷離b更近，所以b對a的電場力為吸引力。當b吸引a使兩者接觸后，由于接觸帶電，b、a又帶上同種電荷，有排斥力作用，因而又把a排斥開，所以B項正確。]3.如圖所示，把一個帶正電的金屬球靠近絕緣支架上的不帶電的接地導體，最終該接地導體()A．左端帶負電荷，右端帶正電荷B．左端不帶電荷，右端帶正電荷C．左端帶負電荷，右端不帶電荷D．若將帶正電的點電荷先移走，再去掉接地線，原來不帶電的導體帶負電C[根據(jù)靜電感應的規(guī)律，導體與大地連成一個整體，離金屬球近的導體左端將感應出負電荷，離金屬球遠的一端是大地，而不是導體的右端，所以導體右端不帶電荷，故A、B均錯誤，C正確；若將帶正電的金屬球先移走，則導體左端的負電荷立即與大地的正電荷中和，去掉接地線后，導體不帶電，故D錯誤。]4．(多選)如圖所示為科技館里一個趣味體驗項目的簡化圖，核心裝置為一個金屬球，在干燥的空氣里，體驗者雙腳站在絕緣凳上，右手按在金屬球上，并遠離周圍其他物體。一條特殊傳送帶(圖中未畫出)給金屬球不斷地輸送電荷，過一段時間后，體驗者的頭發(fā)便會四處散開，甚至倒立，十分有趣，在此狀態(tài)下，下列分析正確的是()A．若用左手也去摸金屬球，會被電擊B．若用左手與旁邊的觀眾握手，會被電擊C．若右手離開金屬球，則頭發(fā)會立刻恢復常態(tài)D．若右手離開金屬球而且走下絕緣凳，頭發(fā)會立刻恢復常態(tài)BD[若用左手也去摸金屬球，不會有電流產生，不會被電擊，選項A錯誤；若用左手與旁邊的觀眾握手，會發(fā)生放電現(xiàn)象而被電擊，選項B正確；若右手離開金屬球，電荷不會轉移，則頭發(fā)仍然四處散開，選項C錯誤；若右手離開金屬球而且走下絕緣凳，則電荷將進入大地，人體將不再帶電，頭發(fā)會立刻恢復常態(tài)，選項D正確。]◎考點二對電荷守恒的理解與應用5．兩金屬小球所帶電荷量分別為＋3Q和－Q，將兩小球接觸后，它們所帶的電荷量總共為()A．＋3Q B．＋2QC．＋Q D．－QB[由電荷守恒定律知，兩小球接觸后帶電荷量的總量為中和后剩余量，即Q總＝＋3Q－Q＝＋2Q，故選項B正確。]6．M和N是兩個都不帶電的物體。它們互相摩擦后，M帶正電荷1.60×10－19C，下列判斷正確的有()A．在摩擦前M和N的內部沒有任何電荷B．摩擦過程中電子從N轉移到MC．N在摩擦后一定帶負電荷1.60×10－19CD．N在摩擦過程中失去1.60×10－19C個電子C[M和N相互摩擦，M帶正電是因為M對核外電子的束縛能力小而失去核外電子的結果；由于電荷守恒，故N一定帶等量的負電荷，選項C正確。]7．下列說法正確的是()A．物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)B．不帶電的物體上，既沒有正電荷也沒有負電荷C．摩擦起電過程，是靠摩擦產生了電荷D．利用靜電感應使金屬導體帶電，實質上是導體中的自由電子趨向或遠離帶電體D[元電荷所帶的電荷量為1.60×10－19C，物體所帶電荷量均是元電荷的整數(shù)倍，故選項A錯誤；物體不帶電，是由于其內部正、負電荷的電荷量相等，對外不顯電性，故選項B錯誤；電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，摩擦起電同樣不能創(chuàng)造電荷，是一個物體失去電子、另一個物體得到電子的過程，選項C錯誤；自由電子是金屬導體中的自由電荷，在帶電體的作用下，導體中的自由電子會趨向或遠離帶電體，使導體兩端帶等量異種電荷，選項D正確。]8．(多選)已知π＋介子、π－介子都是由一個夸克(夸克u或夸克d)和一個反夸克(反夸克eq\o(u,\s\up6(－))或反夸克eq\o(d,\s\up6(－)))組成的，它們的電荷量如表所示，表中e為元電荷。粒子π＋π－udeq\o(u,\s\up6(－))eq\o(d,\s\up6(－))帶電荷量＋e－e＋eq\f(2,3)e－eq\f(1,3)e－eq\f(2,3)e＋eq\f(1,3)e下列說法中正確的是()A．π＋介子由u和eq\o(d,\s\up6(－))組成B．π＋介子由d和eq\o(u,\s\up6(－))組成C．π－介子由u和eq\o(d,\s\up6(－))組成D．π－介子由d和eq\o(u,\s\up6(－))組成AD[π＋介子帶電荷量為＋e，u帶電荷量為＋eq\f(2,3)e，eq\o(d,\s\up6(－))帶電荷量為＋eq\f(1,3)e，故π＋介子由u和eq\o(d,\s\up6(－))組成，選項A正確，B錯誤；π－介子帶電荷量為－e，d帶電荷量為－eq\f(1,3)e，eq\o(u,\s\up6(－))帶電荷量為－eq\f(2,3)e，故π－介子由d和eq\o(u,\s\up6(－))組成，選項C錯誤，D正確。]9．有三個相同的金屬小球A、B、C，其中小球A帶有2.0×10－5C的正電荷，小球B、C不帶電，現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走，再讓小球B與球A接觸后分開，最后讓小球B與小球C接觸后分開，最終三球所帶電荷量分別為qA＝________C，qB＝________C，qC＝________C。[解析]根據(jù)電荷守恒和均分原理可知，小球C與A接觸后分開，A、C兩球各自帶1×10－5C的正電荷。小球B與帶1×10－5C的小球A接觸后分開，A、B兩球各自帶5×10－6C的正電荷，B與C球接觸后分開，將平分B、C兩球的總電荷量，即B、C兩球各帶7.5×10－6C的正電荷。[答案]5×10－67.5×10－67.5×10－6(建議用時：15分鐘)10．(多選)原來甲、乙、丙三物體都不帶電，今使甲、乙兩物體相互摩擦后，乙物體再與丙物體接觸，最后，得知甲物體帶正電1.6×10－15C，丙物體帶電8×10－16C。則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況，下列說法中正確的是()A．乙物體一定帶有負電荷8×10－16CB．乙物體可能帶有負電荷2.4×10－15CC．丙物體一定帶有正電荷8×10－16CD．丙物體一定帶有負電荷8×10－16CAD[由于甲、乙、丙原來都不帶電，即都沒有凈電荷，甲、乙摩擦導致甲失去電子1.6×10－15C而帶正電，乙物體得到電子而帶1.6×10－15C的負電荷；乙物體與不帶電的丙物體相接觸，從而使一部分負電荷轉移到丙物體上，故可知乙、丙兩物體都帶負電荷，由電荷守恒可知乙最終所帶負電荷為1.6×10－15C－8×10－16C＝8×10－16C，故A、D正確。]11．(多選)如圖所示，A、B是被絕緣支架分別架起的金屬導體，并相隔一定距離，其中A帶正電，B不帶電。則以下說法中正確的是()A．導體B左端出現(xiàn)負電荷，右端出現(xiàn)正電荷，并且電荷量大小相等B．若A不動，將B沿圖中aa′分開，則兩邊的電荷量大小可能不等，與如何分有關C．若A向B逐漸靠近，在B左端和右端的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變化D．若A、B接觸一下，A、B金屬體所帶總電荷量保持不變AD[由于B導體中存在大量自由電子，在帶正電的A的作用下，B中部分電子會被A吸引到左端而出現(xiàn)負電荷，右端由于缺少同樣數(shù)量的電子而出現(xiàn)正電荷，所以A選項正確；根據(jù)電荷守恒定律，B中總電荷量仍為零，即使沿aa′分開B，只要B與外界沒有電荷交換，B的左右兩部分的電荷量總是等量異種，所以B選項錯誤；A向B逐漸靠近過程中，B的左右部分異種電荷數(shù)量總是同步變化，但不連續(xù)變化，這是由于任何帶電體的電荷量都不是連續(xù)的，只能是元電荷(e＝1.60×10－19C)的整數(shù)倍，所以C選項錯誤；A、B間接觸后，B中部分電子轉移到A上，這就發(fā)生了接觸起電觀象，雖然A的電荷減少，但A、B的總電荷量保持不變，所以D選項正確。]12．如圖所示，A、B、C是三個安裝在絕緣支架上的金屬體，其中C球帶正電，A、B是兩個完全相同的枕形導體，都不帶電。試問：(1)如何使A、B都帶等量正電？(2)如何使A、B都帶等量負電？(3)如何使A帶負電，B帶等量的正電？[解析](1)方法一：把A、B緊密靠攏，讓C靠近B，則在B端感應出負電荷，A端感應出等量的正電荷，把A與B分開后再用手摸一下B，則B所帶的負電荷就被中和，移開C，再把A與B接觸一下，A和B就帶上等量的正電荷。方法二：使A、B緊密靠攏，再與C接觸一下分開，再把A、B分開，則A、B會帶上等量的正電荷。(2)把A、B緊密靠攏，讓C靠近B，則在B端感應出負電荷，A端感應出等量的正電荷，把A與B分開后再用手摸一下A，則A所帶的正電荷就被中和，移開C，再把A與B接觸一下，A和B就帶上等量的負電荷。(3)把A、B緊密靠攏，讓C靠近A，則在A端感應出負電荷，B端感應出等量的正電荷，馬上把A與B分開，則A帶負電，B帶等量的正電。[答案]見解析13．半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量，相隔一定的距離，今讓第三個半徑相同的不帶電金屬小球C，先后與A、B接觸后移開。(1)若A、B兩球帶同種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？(2)若A、B兩球帶異種電荷，接觸后兩球的電荷量大小之比為多大？[解析](1)設A、B帶同種電荷為q，則A、C接觸后，A、C帶電荷量為qA＝qC＝eq\f(1,2)qC與B球接觸后，B、C所帶電荷量為qB＝qC′＝eq\f(q＋\f(1,2)q,2)＝eq\f(3,4)q故A、B帶電荷量大小之比為eq\f(qA,