[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道三種起電方式,知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象.2.知道元電荷的概念,掌握元電荷的數(shù)值.3.理解電荷守恒定律.4.會從微觀的角度,結(jié)合電荷守恒定律分析三種起電方式.
一、三種起電方式
1.摩擦起電:用摩擦的方法使物體帶電的過程,相互摩擦的兩個物體一般選擇不同的材料.
2.接觸起電:帶電物體與不帶電物體,通過電荷傳導(dǎo),原來不帶電物體帶上電荷.
3.感應(yīng)起電:由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷,遠離帶電體的一端帶同種電荷.
靜電感應(yīng):由于受附近帶電體影響而引起導(dǎo)體中正負電荷重新分布的現(xiàn)象.
二、元電荷
1.電荷量:物體所帶電荷數(shù)量的多少.單位:庫侖,符號是C.
2.電子帶有最少的負電荷,質(zhì)子帶有最少的正電荷,它們的電荷量的絕對值相等.電子的電荷量最早由密立根通過油滴實驗測得.
3.元電荷:電子或質(zhì)子所帶電荷量的絕對值叫元電荷,其數(shù)值e=1.60×10-19 C.
4.比荷:帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量的比值.
三、電荷守恒定律
電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,它們只能從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在任何轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變.
四、靜電現(xiàn)象的解釋
1.摩擦起電的實質(zhì):電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體.
2.靜電感應(yīng)的實質(zhì):在帶電體上的電荷的作用下,導(dǎo)體上的正負電荷重新分布,使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分.
1.判斷下列說法的正誤.
(1)用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,是因為正電荷從絲綢轉(zhuǎn)移到玻璃棒上.( × )
(2)摩擦起電的過程是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體的過程.( √ )
(3)兩種不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦使物體帶電,是由于兩物體的原子核對核外電子束縛的能力不同.( √ )
(4)原來不帶電的絲綢和玻璃棒相互摩擦后分別帶上了異種電荷,說明通過摩擦可以創(chuàng)造電荷.( × )
(5)元電荷就是最小的帶電體.( × )
(6)某一帶電體的電荷量可能等于5×10-19 C.( × )
2.帶正電的物體C靠近不帶電的枕形導(dǎo)體AB,如圖1所示,A端將帶 電,B端將帶 電.
圖1
答案 負 正
一、三種起電方式
導(dǎo)學(xué)探究
(1)如圖2所示,取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸.起初它們不帶電,貼在下部的金屬箔片均是閉合的.
圖2
①把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,金屬箔片有什么變化?
②這時把A和B分開,然后移去C,金屬箔片是否閉合?
③再讓A和B接觸,又會看到什么現(xiàn)象?
(2)帶正電的物體A與不帶電的物體B接觸,使物體B帶上了什么電荷?在這個過程中電荷是如何轉(zhuǎn)移的?
答案 (1)①C移近導(dǎo)體A,A、B下部的金屬箔片都張開;
②金屬箔片仍張開,但張角變?。?br>③A、B接觸,金屬箔片都閉合.
(2)正電荷,在這個過程中,有電子從物體B轉(zhuǎn)移到物體A.
知識深化
1.三種起電方式的比較
2.感應(yīng)起電的操作步驟
命題角度1 摩擦起電
(2019·融水中學(xué)高二段考)不帶電的玻璃棒與絲綢,相互摩擦后都帶上了電,如圖3所示.其原因是( )
圖3
A.絲綢創(chuàng)造了負電荷
B.玻璃棒創(chuàng)造了正電荷
C.玻璃棒上有些電子轉(zhuǎn)移到絲綢上
D.絲綢上有些電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上
答案 C
解析 不帶電的玻璃棒與絲綢,相互摩擦后玻璃棒帶正電,絲綢帶負電,是因為玻璃棒上有些電子轉(zhuǎn)移到絲綢上,玻璃棒由于失去電子帶正電,絲綢由于得到電子帶負電,故選C.
命題角度2 感應(yīng)起電
(多選)如圖4所示,取一對用絕緣柱支持的不帶電的導(dǎo)體A和B,使他們彼此接觸,現(xiàn)在把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,發(fā)現(xiàn)貼在A、B下部的金屬箔都張開,下列說法正確的是( )
圖4
A.此時A帶負電荷,B帶正電荷
B.此時A和B都帶負電荷
C.A和B分開后移去C,A、B上的金屬箔仍保持張開
D.先移去C,再把A和B分開,A、B上的金屬箔仍保持張開
答案 AC
解析 導(dǎo)體A和B接觸時,將帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體A帶負電荷,導(dǎo)體B帶正電荷,A正確,B錯誤;若A、B分開后移去C,導(dǎo)體A帶負電荷,導(dǎo)體B帶正電荷,故A、B上的金屬箔仍保持張開,C正確;先移去C,再把A、B分開,則A、B上的負、正電荷中和,導(dǎo)體A、B不帶電,故A、B上的金屬箔將閉合,D錯誤.
二、元電荷 電荷守恒定律
導(dǎo)學(xué)探究
(1)在摩擦起電過程中,一個物體帶上了正電荷,另一個物體帶上了負電荷,該過程是否創(chuàng)造了電荷?在一個封閉的系統(tǒng)中,電荷的總量會增多或減少嗎?
(2)物體所帶的電荷量可以是任意的嗎?物體所帶的電荷量可以是4×10-19 C嗎?
(3)電子和質(zhì)子就是元電荷嗎?
答案 (1)摩擦起電的過程并沒有創(chuàng)造電荷.一個封閉的系統(tǒng)中,電荷的總量保持不變.
(2)物體所帶的電荷量不是任意的,它只能是1.60×10-19 C的整數(shù)倍.由于4×10-19 C不是1.60×10-19 C的整數(shù)倍,所以物體所帶的電荷量不能是4×10-19 C.
(3)元電荷是最小的電荷量,不是實物粒子;電子和質(zhì)子是實物粒子,不是元電荷.
知識深化
1.起電過程的實質(zhì)是物體中正、負電荷的分離或轉(zhuǎn)移.在分離、轉(zhuǎn)移過程中電荷的總量保持不變.也就是說,起電過程就是物體所帶電荷量的重新分配.
2.電荷守恒定律和能量守恒定律一樣,都是自然界中最基本的守恒定律,任何帶電現(xiàn)象都不能違背電荷守恒定律.
3.電荷的中和并不是指電荷消失,而是指帶等量異種電荷的兩物體接觸時,經(jīng)過電子的轉(zhuǎn)移,物體達到電中性的過程.
4.元電荷
(1)元電荷是最小的電荷量,而不是實物粒子,元電荷無正、負之分.
(2)雖然質(zhì)子、電子所帶的電荷量等于元電荷,但不能說質(zhì)子、電子是元電荷.
完全相同的兩金屬小球A、B帶有相同大小的電荷量,相隔一定的距離,讓第三個完全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,接觸后兩球帶電荷量大小之比為多大?
(2)若A、B兩球帶異種電荷,接觸后兩球帶電荷量大小之比為多大?
答案 (1)2∶3 (2)2∶1
解析 (1)設(shè)A、B帶電荷量均為q,則A、C接觸后,A、C帶電荷量為qA1=qC1=eq \f(1,2)q.
C與B接觸后,B、C帶電荷量為qB1=qC2=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(qA1,qB1)=eq \f(\f(1,2)q,\f(3,4)q)=eq \f(2,3).
(2)設(shè)A帶正電荷,B帶負電荷,且所帶電荷量大小均為Q.
則C與A接觸后,A、C帶電荷量為QA=QC=+eq \f(1,2)Q.
C與B接觸后,B、C帶電荷量為
QB=QC′=eq \f(\f(1,2)Q-Q,2)=-eq \f(1,4)Q,
故A、B帶電荷量大小之比為eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(QA,QB)))=eq \f(\f(1,2)Q,\f(1,4)Q)=eq \f(2,1).
接觸起電時電荷量的分配規(guī)律
1.導(dǎo)體接觸起電時電荷量的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān).
2.當(dāng)兩個完全相同的金屬球接觸后,電荷量將平均分配.
(1)若兩個完全相同的金屬球最初帶同種電荷,接觸后電荷量相加后均分;(2)若兩個完全相同的金屬球最初帶異種電荷,則接觸后電荷先中和再均分.
三、驗電器的原理和使用
驗電器的兩種應(yīng)用方式及原理
1.帶電體接觸驗電器:當(dāng)帶電的物體與驗電器上面的金屬球接觸時,有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗電器上,與金屬球相連的兩個金屬箔片帶上同種電荷,因相互排斥而張開,如圖5甲.
2.帶電體靠近驗電器:當(dāng)帶電體靠近驗電器的金屬球時,帶電體會使驗電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷,而金屬箔片上會感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電),兩個金屬箔片在斥力作用下張開,如圖乙.
圖5
如圖6所示,用絲綢摩擦過的玻璃棒和驗電器的金屬球接觸,使驗電器的金屬箔片張開,關(guān)于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
圖6
A.兩片金屬箔片上帶異種電荷
B.兩片金屬箔片上均帶負電荷
C.金屬箔片上有電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上
D.將玻璃棒移走,則金屬箔片立即合在一起
答案 C
解析 用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷,若將其接觸驗電器的金屬球,此時兩片金屬箔片上均帶正電荷,故A、B錯誤;在此過程中,金屬箔片上有電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上,故C正確;移走玻璃棒后,金屬箔片仍帶電,不會立即合在一起,故D錯誤.
1.(摩擦起電)關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.摩擦起電現(xiàn)象使本來沒有電子和質(zhì)子的物體中創(chuàng)生了電子和質(zhì)子
B.兩種不同材料的不帶電絕緣體互相摩擦后,同時帶上等量同種電荷
C.絲綢摩擦玻璃棒時,電子從玻璃棒轉(zhuǎn)移到絲綢上,玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電
D.摩擦起電是摩擦導(dǎo)致質(zhì)子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體而形成的
答案 C
解析 摩擦起電現(xiàn)象的實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,而不是電荷的創(chuàng)生,故A錯誤;兩種不同材料的不帶電絕緣體互相摩擦后,同時帶上等量異種電荷,故B錯誤;絲綢摩擦玻璃棒時,電子從玻璃棒轉(zhuǎn)移到絲綢上,玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電,故C正確;摩擦起電是摩擦導(dǎo)致電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體而形成的,故D錯誤.
2.(感應(yīng)起電)(多選)如圖7所示,不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金屬箔.當(dāng)枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶負電導(dǎo)體C時( )
圖7
A.A端金屬箔張開,B端金屬箔閉合
B.用手觸摸枕形導(dǎo)體后(手不移開),A端金屬箔仍張開,B端金屬箔閉合
C.用手觸摸枕形導(dǎo)體后,將手移開再移走C,兩對金屬箔均張開
D.選項A中兩對金屬箔分別帶異種電荷,選項C中兩對金屬箔帶同種電荷
答案 BCD
解析 帶負電的導(dǎo)體C靠近枕形導(dǎo)體時,由于靜電感應(yīng),A端帶正電荷,B端帶負電荷,兩金屬箔均因帶同種電荷相斥而張開,選項A錯誤;用手觸摸枕形導(dǎo)體后(手不移開),B端不是最遠端了,B端不再帶電荷,金屬箔閉合,選項B正確;用手觸摸枕形導(dǎo)體時,只有A端帶正電荷,先將手移開,再將C移走后,不再有靜電感應(yīng),A端所帶正電荷便分布在枕形導(dǎo)體上,A、B端均帶有正電荷,兩對金屬箔均張開,選項C正確;從以上分析可看出選項D正確.
3.(元電荷與電荷量)(多選)關(guān)于電荷量,以下說法中正確的是( )
A.物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)
B.物體所帶的電荷量只能是某些特定值
C.物體帶電荷量為+1.60×10-9 C,這是因為失去了1.0×1010個電子
D.物體所帶電荷量的最小值為1.60×10-19 C
答案 BCD
解析 物體帶電的原因是電子的得失,帶正電是因為失去了電子,帶負電是因為得到了電子.物體所帶電荷量是不能連續(xù)變化的,只能是e=1.60×10-19 C的整數(shù)倍.
4.(驗電器)如圖8所示,金屬球A帶正電,將A靠近驗電器上的金屬小球B,則( )
圖8
A.驗電器的金屬箔不會張開,因為球A沒有和B接觸
B.驗電器的金屬箔張開,因為整個驗電器都帶上了正電
C.驗電器的金屬箔張開,因為整個驗電器都帶上了負電
D.驗電器的金屬箔張開,因為驗電器下部的兩片金屬箔片都帶上了正電
答案 D
解析 帶正電的金屬球A靠近驗電器上的金屬小球B,由于靜電感應(yīng),B球帶負電,驗電器的金屬箔帶正電,故兩片金屬箔片因帶同種電荷相互排斥而張開,D正確.
5.(電荷守恒定律的應(yīng)用)有三個相同的金屬小球A、B、C,其中小球A帶有q=2.0×10-5 C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,最終三球的帶電荷量分別為qA′= C,qB′= C,qC′= C.
答案 5×10-6 7.5×10-6 7.5×10-6
解析 小球C先與球A接觸后分開,則qA=qC=eq \f(q,2)=1.0×10-5 C,再讓小球B與球A接觸后分開,則qA′=qB=eq \f(qA,2)=5×10-6 C;最后讓小球B與小球C接觸后分開,則qB′=qC′=eq \f(qB+qC,2)=7.5×10-6 C.
考點一 電荷量與元電荷
1.(2019·汕頭市高二期中)關(guān)于元電荷的理解,下列說法正確的是( )
A.元電荷就是電子或者質(zhì)子
B.物體所帶的電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍
C.元電荷的電荷量大小是1 C
D.只有電子所帶的電荷量等于元電荷
答案 B
2.帶電微粒所帶電荷量不可能是下列值中的( )
A.2.4×10-19 C B.-1.6×10-19 C
C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C
答案 A
解析 最小的電荷量是1.6×10-19 C,人們把這個最小的電荷量叫作元電荷,所有帶電體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍.由于2.4×10-19 C不是1.6×10-19 C的整數(shù)倍,故選A.
考點二 三種起電方式
3.下列關(guān)于起電的說法錯誤的是( )
A.一個帶電體接觸一個不帶電的物體,兩個物體一定會帶上等量的同種電荷
B.感應(yīng)起電不是創(chuàng)造電荷,只是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分
C.摩擦可以起電,是普遍存在的現(xiàn)象,相互摩擦起電的兩個物體總是同時帶等量的異種電荷
D.摩擦和感應(yīng)都能使電子轉(zhuǎn)移,只不過前者是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,后者則是電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分
答案 A
4.如圖1是伏打起電盤示意圖,其起電原理是( )
圖1
A.摩擦起電 B.感應(yīng)起電
C.接觸起電 D.以上三種方式都不是
答案 B
解析 導(dǎo)電平板靠近帶電絕緣板,然后接地,導(dǎo)電平板與大地組成“大導(dǎo)體”,發(fā)生靜電感應(yīng),使導(dǎo)電平板帶上負電荷,之后斷開導(dǎo)電平板的接地線,使導(dǎo)電平板遠離絕緣板,導(dǎo)電平板便帶上了負電荷,為感應(yīng)起電,選項B正確.
5.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器的金屬箔片張開,如圖表示驗電器上感應(yīng)電荷的分布情況,正確的是( )
答案 B
解析 使帶電金屬球靠近不帶電的驗電器,會改變驗電器上的電荷分布;由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,使得驗電器上靠近帶電金屬球的一端與其電性相反,而遠離帶電金屬球的一端與其電性相同,故選項B正確.
6.如圖2所示,不帶電導(dǎo)體B在靠近帶正電荷的導(dǎo)體A后,P端及Q端分別感應(yīng)出負電荷和正電荷,則以下說法正確的是( )
圖2
A.若用導(dǎo)線將Q接地,然后斷開,再取走導(dǎo)體A,則導(dǎo)體B將帶負電
B.若用導(dǎo)線將Q接地,然后斷開,再取走導(dǎo)體A,則導(dǎo)體B將帶正電
C.若用導(dǎo)線將Q接地,然后斷開,再取走導(dǎo)體A,則導(dǎo)體B將不帶電
D.若用導(dǎo)線將P接地,然后斷開,再取走導(dǎo)體A,則導(dǎo)體B將帶正電
答案 A
解析 導(dǎo)體B在靠近帶正電荷的導(dǎo)體A時,導(dǎo)體B上的自由電子會向左端運動,導(dǎo)體B的左端因有了多余的電子而帶負電,右端因失去電子而帶正電,用接地導(dǎo)線接導(dǎo)體B的任何部位,大地的負電荷都會中和B導(dǎo)體右端的正電荷,因此斷開導(dǎo)線,再取走導(dǎo)體A,導(dǎo)體B將帶負電,故A正確,B、C、D錯誤.
考點三 電荷守恒定律
7.(多選)如圖3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( )
圖3
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(fù)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(fù)常態(tài)
答案 BD
解析 體驗者雙腳站在絕緣凳上,所以電荷不能通過體驗者導(dǎo)走,體驗者與金屬球形成一個導(dǎo)體,不會被電擊,選項A錯誤;若體驗者用左手與旁邊的觀眾握手,則電荷會通過觀眾向大地傳導(dǎo),所以二人都會被電擊,選項B正確;若右手離開金屬球,電荷不會轉(zhuǎn)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,則電荷將導(dǎo)入大地,人體將不再帶電,頭發(fā)會立刻恢復(fù)常態(tài),選項D正確.
8.導(dǎo)體球A帶5q的正電荷,另一完全相同的導(dǎo)體球B帶q的負電荷,將兩導(dǎo)體球接觸一會兒后再分開,則此時B所帶電荷量qB為( )
A.-q B.q C.2q D.4q
答案 C
9.(多選)甲、乙、丙三個物體最初均不帶電,乙、丙是完全相同的導(dǎo)體,今使甲、乙兩個物體相互摩擦后,乙物體再與丙物體接觸,最后,得知甲物體所帶電荷量為+1.6×10-15 C,則對于最后乙、丙兩個物體的帶電情況,下列說法中正確的是( )
A.乙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的負電荷
B.乙物體可能帶有電荷量為2.4×10-15 C的負電荷
C.丙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的正電荷
D.丙物體一定帶有電荷量為8×10-16 C的負電荷
答案 AD
解析 甲、乙、丙三個物體原來都不帶電,甲、乙兩個物體相互摩擦導(dǎo)致甲物體失去電子而帶1.6×10-15 C的正電荷,乙物體得到電子而帶1.6×10-15 C的負電荷;乙物體與不帶電的丙物體相接觸,由于乙、丙兩物體完全相同,故可知乙、丙兩物體帶等量負電荷,由電荷守恒定律可知乙、丙兩物體最終所帶電荷量均為8×10-16 C,A、D正確.
10.如圖4所示,左邊是一個不帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來靠近的帶正電荷的導(dǎo)體球,若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開,將導(dǎo)體分為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB,則下列結(jié)論正確的是( )
圖4
A.沿虛線d切開,A帶負電,B帶正電,且QA>QB
B.只有沿虛線b切開,才有A帶正電,B帶負電,且QA=QB
C.沿虛線a切開,A帶正電,B帶負電,且QA<QB
D.不管沿a、b、d哪一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負電,且QA=QB
答案 D
解析 導(dǎo)體原來不帶電,在帶正電荷的導(dǎo)體球C靜電感應(yīng)的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向B部分轉(zhuǎn)移,使B部分有了多余的電子而帶負電,A部分少了電子而帶正電.根據(jù)電荷守恒定律,A部分移走的電子數(shù)目和B部分多余的電子數(shù)目是相同的,因此不管沿a、b、d哪一條虛線切開,都有A帶正電,B帶負電,且QA=QB,故D正確.
11.如圖5所示,把一個不帶電的枕形導(dǎo)體靠近帶正電荷的小球,由于靜電感應(yīng),在a、b兩端分別出現(xiàn)負、正電荷,則以下說法正確的是( )
圖5
A.閉合開關(guān)S1,有電子從枕形導(dǎo)體流向大地
B.閉合開關(guān)S2,有電子從枕形導(dǎo)體流向大地
C.閉合開關(guān)S1,有電子從大地流向枕形導(dǎo)體
D.閉合開關(guān)S2,沒有電子通過開關(guān)S2
答案 C
解析 當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2中的任何一個以后,便把大地與枕形導(dǎo)體連通,由于靜電感應(yīng),a端仍為負電荷,大地遠處應(yīng)感應(yīng)出正電荷,因此無論閉合開關(guān)S1還是S2,都應(yīng)有電子從大地流向枕形導(dǎo)體,故C正確.
12.(多選)(2020·茂名一中高二期中)有A、B、C三個完全相同的金屬球且三個球均對地絕緣,A帶8.0×10-5 C的正電荷,B、C不帶電.現(xiàn)每次將兩個球相互接觸后分開,使它們都帶電,則A、B、C所帶的電荷量可能是下面哪組數(shù)據(jù)( )
A.5.0×10-5 C,2.0×10-5 C,1.0×10-5 C
B.4.0×10-5 C,2.0×10-5 C,2.0×10-5 C
C.3.0×10-5 C,2.5×10-5 C,2.5×10-5 C
D.6.0×10-5 C,1.0×10-5 C,1.0×10-5 C
答案 BC
解析 由于兩個完全相同的金屬球接觸后兩個小球上的總電荷量均分,假設(shè)A與B先接觸,接觸后電荷量都是eq \f(8.0×10-5,2) C=4.0×10-5 C,然后B與C接觸,接觸后的電荷量均為:eq \f(4.0×10-5,2) C=2.0×10-5 C,不可能比2.0×10-5 C小,C再與A接觸后分開的電荷量為eq \f(4.0×10-5+2.0×10-5,2) C=3.0×10-5 C,C與B再次接觸,接觸后的電荷量為eq \f(3.0×10-5+2.0×10-5,2) C=2.5×10-5 C,故A、D錯誤,B、C正確.
13.(多選)如圖6所示,A、B為相互接觸并用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初都不帶電,在它們的下部貼有金屬箔片,C是帶正電的小球,下列說法正確的是( )
圖6
A.把C移近導(dǎo)體A時,A、B下方的金屬箔片都張開
B.把C移近導(dǎo)體A后,先把A、B分開,然后移去C,A、B下方的金屬箔片仍張開
C.把C移近導(dǎo)體A后,先把C移走,再把A、B分開,A、B下方的金屬箔片仍張開
D.把C移近導(dǎo)體A后,先把A、B分開,再把C移走,最后重新讓A、B接觸,A下方的金屬箔片張開,而B下方的金屬箔片閉合
答案 AB
解析 A、B開始都不帶電,把C移近導(dǎo)體A時,由于靜電感應(yīng),A、B中的自由電子向左移動,使得A端聚集負電荷,B端聚集正電荷,所以A、B下方的金屬箔片都張開,A正確;把帶正電的小球C移近導(dǎo)體A,A、B就會帶等量的異種感應(yīng)電荷,此時把A、B分開,即使再移走C,A、B所帶電荷量也不會變,金屬箔片仍張開,B正確;把C移近導(dǎo)體A后,先移走C,A、B上的感應(yīng)電荷會中和A、B不再帶電,所以金屬箔片都不會張開,C錯誤;把C移近導(dǎo)體A后,先把A、B分開,再移走C,A、B仍然帶電,但重新讓A、B接觸后,A、B上的感應(yīng)電荷完全中和,金屬箔片都不會張開,D錯誤.
14.放在絕緣支架上的兩個完全相同的金屬小球A、B分別帶有電荷量QA=6.4×10-9 C、QB=-3.2×10-9 C,讓兩個金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉(zhuǎn)移?轉(zhuǎn)移了多少個?
答案 電子由B球轉(zhuǎn)移到A球 3.0×1010個
解析 兩小球接觸時,電荷量少的負電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配,由于兩小球完全相同,剩余正電荷一定平分,即接觸后兩小球帶電荷量QA′=QB′=eq \f(QA+QB,2)=eq \f(6.4×10-9-3.2×10-9,2) C=1.6×10-9 C
在接觸過程中,電子由B球轉(zhuǎn)移到A球,自身的負電荷全部中和后,繼續(xù)轉(zhuǎn)移,使B球帶QB′的正電荷,這樣共轉(zhuǎn)移的電荷量為
ΔQ=QB′-QB=1.6×10-9 C-(-3.2×10-9 C)=4.8×10-9 C
則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)
n=eq \f(ΔQ,e)=eq \f(4.8×10-9,1.6×10-19) (個)=3.0×1010 (個).摩擦起電
感應(yīng)起電
接觸起電
產(chǎn)生條件
兩個不同物體摩擦?xí)r
導(dǎo)體靠近帶電體時
導(dǎo)體與帶電體接觸時
現(xiàn)象
兩個物體帶上等量異種電荷
導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷,且電性與原帶電體“近異遠同”
導(dǎo)體帶上與帶電體相同電性的電荷
實質(zhì)
均為自由電子在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移
步驟
圖示(以C帶正電為例)
①使帶電體C靠近接觸的兩導(dǎo)體A、B
②保持C不動,用絕緣工具分開A、B
③移走C,則A帶上與C電性相反的電荷,B帶上與C電性相同的電荷

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第一節(jié) 靜電現(xiàn)象

版本: 粵教版 (2019)

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