物理必修第三冊(cè)1 電荷導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

知識(shí)點(diǎn)一電荷及起電方式
[觀圖助學(xué)]
以上四個(gè)圖，均發(fā)生了帶電現(xiàn)象，物體帶電是怎么回事？電荷有哪些特性？怎樣使物體帶上電呢？
1.兩種電荷
(1)電荷的分類(lèi)
①正電荷：和用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷。
②負(fù)電荷：和用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷性質(zhì)一樣的電荷。
(2)電荷的性質(zhì)：同號(hào)電荷相互排斥，異號(hào)電荷相互吸引；且?guī)щ婓w有吸引輕小物體的性質(zhì)。
2.物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)
(1)原子結(jié)構(gòu)
原子eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(原子核\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(質(zhì)子：帶正電,中子：不帶電)),核外電子：帶負(fù)電))
(2)原子電性：原子核的正電荷的數(shù)量與核外電子負(fù)電荷的數(shù)量一樣多，整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為電中性。
(3)離子的電性：失去電子的原子為帶正電的離子；得到電子的原子為帶負(fù)電的離子。
3.摩擦起電
兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，原來(lái)呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，丟失電子的物體則帶正電。
4.感應(yīng)起電
(1)自由電子：金屬中離原子核較遠(yuǎn)的能脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)的電子。
(2)靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷的現(xiàn)象。
(3)感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程。
[思考判斷]
(1)兩個(gè)正電荷之間的作用力為斥力，兩個(gè)負(fù)電荷之間的作用力為引力。(×)
(2)摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過(guò)程。(×)
(3)玻璃棒和其他物體摩擦后不一定帶正電。(√)
知識(shí)點(diǎn)二電荷守恒定律及元電荷
[觀圖助學(xué)]
如上圖，甲、乙兩同學(xué)各拿一帶電小球做實(shí)驗(yàn)時(shí)不小心兩小球接觸了一下，結(jié)果兩小球都沒(méi)電了。電荷到哪里去了呢？是否違背了電荷守恒定律？
1.電荷守恒定律
(1)內(nèi)容：電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫作電荷守恒定律。
(2)另一種表述：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。
點(diǎn)撥 (1)電荷守恒定律同能量守恒定律一樣，是自然界中最基本的規(guī)律，任何電現(xiàn)象都不違背電荷守恒定律。
(2)三種起電過(guò)程都沒(méi)有創(chuàng)造電荷，其本質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移，即起電過(guò)程是物體所帶電荷的重新分配。
2.元電荷
(1)電荷量：用來(lái)表示電荷的多少。其單位是“庫(kù)侖”，簡(jiǎn)稱(chēng)“庫(kù)”，用C表示。
(2)元電荷
①最小的電荷量叫作“元電荷”，用e表示，則e＝1.60×10－19 C。
②對(duì)元電荷的三點(diǎn)理解：a.元電荷沒(méi)有正、負(fù)之分，也不是實(shí)物粒子；b.質(zhì)子及電子所帶電荷量的絕對(duì)值與元電荷相等，但不能說(shuō)它們是元電荷；c.電荷量不能連續(xù)變化，自然界中帶電體的電荷量都是元電荷e的整數(shù)倍。
3.比荷
帶電粒子的電荷量與質(zhì)量的比。電子的比荷為eq \f(e,me)＝1.76×1011 C/kg。
[思考判斷]
(1)摩擦起電就是通過(guò)摩擦創(chuàng)造了電荷。(×)
(2)元電荷是最小的帶電體。(×)
(3)所有帶電體的電荷量或者等于元電荷，或者是元電荷的整數(shù)倍。(√)
(4)元電荷也有正負(fù)之分，電子帶電就是負(fù)的元電荷。(×)
自然界中有且只有正、負(fù)兩種電荷，這是由美國(guó)科學(xué)家富蘭克林命名的。
通常情況下，原子核中正電荷的數(shù)量與核外電子(負(fù)電荷)的數(shù)量一樣多，整個(gè)原子呈電中性(不帶電)。
如圖所示的現(xiàn)象為感應(yīng)起電過(guò)程，導(dǎo)體球瞬時(shí)接地時(shí)，導(dǎo)走負(fù)電荷，小球最終帶正電；若先移走施感電荷，球上感應(yīng)出來(lái)的正、負(fù)電荷相互吸引而中和，小球最終不帶電。因此，一定要先使導(dǎo)體球瞬時(shí)接地再移走施感電荷，而不是先移走施感電荷再接地。
電荷不能創(chuàng)生和消滅，只能在兩個(gè)物體間或同一物體的兩部分間轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中電荷的總量不變。
帶有等量異號(hào)電荷的金屬球接觸后會(huì)發(fā)生電荷的中和，中和時(shí)，系統(tǒng)所帶電荷的代數(shù)和不變，電荷并沒(méi)有消失，只是正、負(fù)電荷數(shù)相等，從而對(duì)外顯電中性。
元電荷是最小的電荷量，不是物質(zhì)；電子和質(zhì)子是實(shí)實(shí)在在的粒子，不是元電荷。
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。
核心要點(diǎn) 對(duì)三種起電方式的理解
[觀察探究]
(1)如圖所示，取一對(duì)用絕緣柱支撐的導(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是閉合的。
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(shí)把A和B分開(kāi)，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？
③再讓A和B接觸，又會(huì)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(gè)過(guò)程中電荷是如何轉(zhuǎn)移的？
答案 (1)①C移近導(dǎo)體A，兩側(cè)金屬箔片都張開(kāi)；
②金屬箔片仍張開(kāi)，但張角變?。?br>③A、B接觸，金屬箔片都閉合。
(2)正電荷，在這個(gè)過(guò)程中，有電子從物體B轉(zhuǎn)移到物體A，物體B中電子數(shù)量減少，因此帶正電。
[探究歸納]
三種起電方式的比較
[試題案例]
[例1] (多選)如圖所示，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(shuō)法正確的是( )
A.把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B上的金屬箔片都張開(kāi)
B.把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開(kāi)，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)
C.把C移近導(dǎo)體A，先把C移走，再把A、B分開(kāi)，A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)
D.把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開(kāi)，再把C移走，最后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開(kāi)，而B(niǎo)上的金屬箔片閉合
解析 A、B開(kāi)始都不帶電，把C移近導(dǎo)體A時(shí)，由于靜電感應(yīng)，A、B中的自由電子向左移動(dòng)，使得A端積累負(fù)電荷，B端積累正電荷，所以?xún)蛇叺慕饘俨紡堥_(kāi)，A正確；若此時(shí)先把A、B分開(kāi)再移走C，因A、B已經(jīng)絕緣，所帶電荷量不會(huì)變，金屬箔片仍張開(kāi)，B正確；但如果先移走C，A、B上的感應(yīng)電荷會(huì)馬上中和，不再帶電，所以金屬箔片都不會(huì)張開(kāi)，C錯(cuò)誤；先把A、B分開(kāi)，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(huì)張開(kāi)，D錯(cuò)誤。
答案 AB
方法凝煉
(1)只有導(dǎo)體中的電子才能自由移動(dòng)，絕緣體中的電子不能自由移動(dòng)，所以導(dǎo)體能夠發(fā)生感應(yīng)起電，而絕緣體不能。
(2)凡是遇到接地問(wèn)題時(shí)，該導(dǎo)體與地球可視為一個(gè)導(dǎo)體，而且該導(dǎo)體可視為近端，帶異種電荷，地球就成為遠(yuǎn)端，帶同種電荷。
[針對(duì)訓(xùn)練1] (多選)如圖所示，將帶電棒移近甲、乙兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)互相接觸且對(duì)地絕緣。下述幾種方法中能使兩球都帶電的是( )
A.先把兩球分開(kāi)，再移走棒
B.先移走棒，再把兩球分開(kāi)
C.先將棒接觸一下其中的一球，再把兩球分開(kāi)
D.移走棒，兩導(dǎo)體球不分開(kāi)
解析感應(yīng)起電應(yīng)遵從以下幾個(gè)步驟：(1)兩導(dǎo)體彼此接觸；(2)帶電體移近兩導(dǎo)體；(3)先分開(kāi)兩導(dǎo)體，再移走帶電體。由此可知，A項(xiàng)可以使兩球都帶電；帶電體與非帶電體接觸，電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，使物體帶電，C項(xiàng)可以使兩球都帶電，故選項(xiàng)A、C正確。
答案 AC
核心要點(diǎn) 電荷守恒定律元電荷
[觀察探究]
如圖所示的現(xiàn)象為感應(yīng)起電，為什么發(fā)生感應(yīng)起電的是導(dǎo)體而不是絕緣體？
答案感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在帶電體電荷的作用下，物體上的自由電荷的轉(zhuǎn)移，只有導(dǎo)體上的電子(或正、負(fù)離子)才能自由移動(dòng)，而絕緣體上的電子不能自由地移動(dòng)。所以，導(dǎo)體能發(fā)生感應(yīng)起電，而絕緣體不能。
[探究歸納]
1.物體帶電的實(shí)質(zhì)
使物體帶電不是創(chuàng)造了電荷，使物體不帶電也不是消滅了電荷。物體帶電的實(shí)質(zhì)是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移，也就是物體間電荷的重新分配。摩擦起電、感應(yīng)起電和接觸起電，均符合電荷守恒定律。
2.“中性”與“中和”的理解
(1)中性：物體內(nèi)有電荷存在，但正、負(fù)電荷的絕對(duì)值相等，對(duì)外不顯電性。
(2)中和：兩個(gè)帶有等量異種電荷的帶電體相遇達(dá)到電中性的過(guò)程。
3.兩金屬導(dǎo)體接觸后電荷量的分配規(guī)律
(1)當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體材料、形狀不同時(shí)，接觸后再分開(kāi)，只能使兩者均帶電，但無(wú)法確定電荷量的多少。
(2)若使兩個(gè)完全相同的金屬球帶電荷量大小分別為q1、q2，則有
①eq \x(\a\al(若帶同,種電荷))?eq \x(\a\al(金屬球,相接觸))?eq \x(\a\al(總電荷,量平分))?eq \x(即均帶電\f(q1＋q2,2))
②eq \x(\a\al(若帶異,種電荷))?eq \x(\a\al(金屬球,相接觸))?eq \x(\a\al(先中和,再平分))?eq \x(即均帶電\f(|q1－q2|,2))
溫馨提示
導(dǎo)體接觸帶電時(shí)電荷量的分配與導(dǎo)體的材料、形狀、大小有關(guān)，當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后，電荷量將平均分配，即最后兩個(gè)球帶等量的同種電荷或均不帶電。
4.元電荷
(1)元電荷是最小的電荷量，而不是實(shí)物粒子，元電荷無(wú)正、負(fù)之分。
(2)雖然質(zhì)子、電子的電荷量等于元電荷，但不能說(shuō)質(zhì)子、電子是元電荷。
(3)電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比，叫作電子的比荷。
謹(jǐn)防易錯(cuò) 幾組易混概念的比較
[試題案例]
[例2] 有兩個(gè)完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B，分別帶有電荷量為QA＝＋6.4×10－9 C、QB＝＋3.2×10－9 C，讓兩個(gè)絕緣金屬小球接觸，在接觸過(guò)程中，電子如何轉(zhuǎn)移？轉(zhuǎn)移了多少個(gè)電子？
解析在接觸過(guò)程中，由于A球帶的正電比B球多，B球上的電子會(huì)轉(zhuǎn)移到A球上，直至兩球帶上等量的正電荷。接觸后兩小球各自的帶電荷量QA′＝QB′＝eq \f(QA＋QB,2)＝＋4.8×10－9 C
共轉(zhuǎn)移的電子電荷量為ΔQ＝QB′－QB＝4.8×10－9 C－3.2×10－9 C＝1.6×10－9 C
轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為n＝eq \f(ΔQ,e)＝eq \f(1.6×10－9 C,1.6×10－19 C)＝1.0×1010(個(gè))。
答案電子由球B轉(zhuǎn)移到球A 1.0×1010個(gè)
方法總結(jié) 完全相同的導(dǎo)體球接觸帶電時(shí)電荷量的分配原則
接觸起電過(guò)程中，電荷的分配與導(dǎo)體的形狀、大小有關(guān)，兩個(gè)完全相同的小球接觸后再分開(kāi)，兩球?qū)⑵椒蛛姾伞?br>(1)用帶電量為Q的金屬球與不帶電的金屬球接觸，每個(gè)小球帶電量均為eq \f(Q,2)，且所帶電荷的性質(zhì)相同；
(2)用帶電量為Q1的金屬球與帶電量為Q2的金屬球接觸，若兩球帶同種電荷，則每個(gè)小球所帶電量為總電荷量的一半。若兩球帶異種電荷，則先中和相同量的異號(hào)電荷，然后平分剩余電荷。
[針對(duì)訓(xùn)練2] 如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，C是帶正電的小球，當(dāng)其移近導(dǎo)體A后，分開(kāi)A和B，之后移去C，最終A帶上了－1×10－8 C的電荷，下列關(guān)于電荷轉(zhuǎn)移情況正確的是( )
A.從A到B轉(zhuǎn)移了6.25×1010個(gè)正電荷
B.從A到B轉(zhuǎn)移了1.25×1011個(gè)正電荷
C.從B到A轉(zhuǎn)移了6.25×1010個(gè)電子
D.從B到A轉(zhuǎn)移了1.25×1011個(gè)電子
解析由于A、B都是金屬導(dǎo)體，可移動(dòng)的電荷是自由電子，A帶上負(fù)電荷的原因，是電子由B移動(dòng)到A，其中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為n＝eq \f(1×10－8,1.6×10－19)＝6.25×1010(個(gè))。這樣B失去n個(gè)電子，帶上1×10－8 C正電，A得到n個(gè)電子，帶上1×10－8 C負(fù)電。故選項(xiàng)C正確。
答案 C
核心要點(diǎn) 驗(yàn)電器的兩種應(yīng)用方式及原理
[要點(diǎn)歸納]
1.帶電體接觸驗(yàn)電器
當(dāng)帶電的物體與驗(yàn)電器上面的金屬球接觸時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與金屬球相連的兩個(gè)金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開(kāi)。如圖甲。
2.帶電體靠近驗(yàn)電器
當(dāng)帶電體靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，帶電體會(huì)使驗(yàn)電器的金屬球感應(yīng)出異種電荷，而金屬箔片上會(huì)感應(yīng)出同種電荷(感應(yīng)起電)，兩箔片在斥力作用下張開(kāi)，如圖乙。
[試題案例]
[例3] 使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開(kāi)。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是( )
解析把帶電金屬球移近不帶電的驗(yàn)電器，若金屬球帶正電荷，則將導(dǎo)體上的自由電子吸引上來(lái)，這樣驗(yàn)電器的上部將帶負(fù)電荷，箔片帶正電荷；若金屬球帶負(fù)電荷，則將導(dǎo)
體上的自由電子排斥到最遠(yuǎn)端，這樣驗(yàn)電器的上部將帶正電荷，箔片帶負(fù)電荷，選項(xiàng)B正確。
答案 B
[針對(duì)訓(xùn)練3] 如圖所示，用起電機(jī)使金屬球A帶上正電荷，并靠近驗(yàn)電器B，則( )
A.驗(yàn)電器金屬箔片不張開(kāi)，因?yàn)榍駻沒(méi)有和驗(yàn)電器上的金屬球接觸
B.驗(yàn)電器金屬箔片張開(kāi)，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都感應(yīng)出了正電荷
C.驗(yàn)電器金屬箔片張開(kāi)，因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都感應(yīng)出了負(fù)電荷
D.驗(yàn)電器金屬箔片張開(kāi)，因?yàn)轵?yàn)電器的下部箔片感應(yīng)出了正電荷
解析當(dāng)一個(gè)帶正電的物體A，靠近原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器的金屬小球時(shí)，小球由于靜電感應(yīng)會(huì)帶上負(fù)電荷，金屬箔片由于靜電感應(yīng)會(huì)帶上正電荷，而整個(gè)驗(yàn)電器不帶電，所以驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi)的原因是箔片感應(yīng)出了正電荷，故選項(xiàng)D正確。
答案 D
1.(三種起電方式的理解)關(guān)于摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.這是起電的三種不同方式
B.這三種方式都產(chǎn)生了電荷
C.這三種起電方式的實(shí)質(zhì)是一樣的，都是電子在轉(zhuǎn)移
D.這三種方式都符合電荷守恒定律
答案 B
2.(感應(yīng)起電)(多選)如圖所示，把置于絕緣支架上的不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶負(fù)電的導(dǎo)體C附近，導(dǎo)體的A端感應(yīng)出正電荷，B端感應(yīng)出負(fù)電荷。關(guān)于使導(dǎo)體帶電的以下說(shuō)法中正確的是( )
A.如果用手摸一下導(dǎo)體的B端，B端自由電子將經(jīng)人體流入大地，手指離開(kāi)，移去帶電體C，導(dǎo)體帶正電
B.如果用手摸一下導(dǎo)體的A端，大地的自由電子將經(jīng)人體流入導(dǎo)體與A端的正電荷中和，手指離開(kāi)，移去帶電體C，導(dǎo)體帶負(fù)電
C.如果用手摸一下導(dǎo)體的中間，由于中間無(wú)電荷，手指離開(kāi)，移去帶電體C，導(dǎo)體不帶電
D.無(wú)論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置，導(dǎo)體上的自由電子都經(jīng)人體流入大地，手指離開(kāi)，移去帶電體C，導(dǎo)體帶正電
解析無(wú)論用手摸一下導(dǎo)體的什么位置，都會(huì)使枕形導(dǎo)體通過(guò)人體與大地相連，由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體上的自由電子將經(jīng)人體流入大地，使得導(dǎo)體帶正電，手指離開(kāi)，移去帶電體C，導(dǎo)體帶正電，故選項(xiàng)A、D正確。
答案 AD
3.(對(duì)元電荷的理解)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，抵制盜版是我們每個(gè)公民的責(zé)任與義務(wù)。盜版書(shū)籍影響我們的學(xué)習(xí)效率，甚至?xí)o我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)隱患。小華同學(xué)有一次不小心購(gòu)買(mǎi)了盜版的物理參考書(shū)，做練習(xí)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量數(shù)字看不清，他只能看清是6.________×10－18 C，拿去問(wèn)老師，如果你是老師，你認(rèn)為該帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量可能是下列哪一個(gè)( )
A.6.2×10－18 C B.6.4×10－18 C
C.6.6×10－18 C D.6.8×10－18 C
解析任何帶電體的電荷量是元電荷的整數(shù)倍，即是1.6×10－19 C的整數(shù)倍，由計(jì)算可知，只有B選項(xiàng)是1.6×10－19 C的整數(shù)倍，故選項(xiàng)B正確。
答案 B
4.(對(duì)電荷量分配的理解)如圖所示，導(dǎo)體A帶電荷量為5q的正電荷，另一完全相同的導(dǎo)體B帶電荷量為q的負(fù)電荷，將兩導(dǎo)體接觸一會(huì)兒后再分開(kāi)，則B導(dǎo)體帶的電荷量為( )
A.－q B.q
C.2q D.4q
解析相同帶電體接觸后，電荷量先中和、后平分，故選項(xiàng)C正確。
答案 C
5.(電荷守恒定律的應(yīng)用)有三個(gè)相同的金屬小球A、B、C，其中小球A帶有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(kāi)，最后讓小球B與小球C接觸后分開(kāi)，最終三球的帶電荷量分別為qA′＝________C，qB′＝________C，qC′＝________C。
解析小球C先與球A接觸后平分A的電荷，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(kāi)，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(kāi)，則qB′＝qC′＝eq \f(qB＋qC,2)＝7.5×10－6 C。
答案 5×10－6 7.5×10－6 7.5×10－6
6.(驗(yàn)電器及其原理)如圖所示，用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒和驗(yàn)電器的金屬球接觸，使驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi)，關(guān)于這一現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩片金屬箔片上帶異種電荷
B.兩片金屬箔片上均帶負(fù)電荷
C.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
解析自然界只存在兩種電荷，正電荷和負(fù)電荷，絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，即缺少電子，若將其接觸驗(yàn)電器的金屬球，此時(shí)兩個(gè)箔片帶同種電荷，即正電；在此過(guò)程中，一部分電子會(huì)從驗(yàn)電器的金屬球轉(zhuǎn)移到玻璃棒；移走玻璃棒時(shí)，箔片仍帶電，不會(huì)立即合在一起，選項(xiàng)C正確。
答案 C
基礎(chǔ)過(guò)關(guān)
1.對(duì)物體帶電現(xiàn)象的敘述，正確的是( )
A.不帶電的物體一定沒(méi)有電荷
B.帶電物體一定具有多余的電子
C.一根帶電的導(dǎo)體棒放在潮濕的房間時(shí)，過(guò)了一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒不帶電了，該過(guò)程中電荷不守恒
D.摩擦起電實(shí)際上是電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
解析物體不帶電是因?yàn)樗鶐У恼姾珊拓?fù)電荷的電荷量相等，所以不顯電性，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體帶正電，是因?yàn)樗鶐д姾傻碾姾闪看笥谪?fù)電荷的電荷量，物體帶負(fù)電是因?yàn)樗鶐ж?fù)電荷的電荷量大于正電荷的電荷量，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電導(dǎo)體棒放在潮濕房間里，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后不帶電了是因?yàn)殡姾赊D(zhuǎn)移到其他物體上了，電荷仍然守恒，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)摩擦起電的實(shí)質(zhì)可知選項(xiàng)D正確。
答案 D
2.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是( )
A.摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明了機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造電荷
B.摩擦起電說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
C.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷不能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到物體另一部分
D.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體上去了
解析摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，但并沒(méi)有創(chuàng)造電荷，電荷只是發(fā)生轉(zhuǎn)移，故A錯(cuò)誤；摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，即說(shuō)明了電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，故B正確；感應(yīng)起電過(guò)程電荷在靜電力作用下，從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，故C錯(cuò)誤；電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體是接觸帶電，故D錯(cuò)誤。
答案 B
3.把一個(gè)帶正電的金屬球A跟不帶電的同樣的金屬球B相碰，兩球都帶等量的正電荷，這是因?yàn)? )
A.A球的正電荷移到B球上
B.B球的負(fù)電荷移到A球上
C.A球的負(fù)電荷移到B球上
D.B球的正電荷移到A球上
解析金屬球中能夠自由移動(dòng)的電荷是自由電子，則B球上的自由電子受A球上所帶正電荷的吸引而轉(zhuǎn)移到A球上，B球因缺少電子就帶上了正電荷。
答案 B
4.由不同材料構(gòu)成的物體A和B，原本都不顯電性，現(xiàn)將A和B互相摩擦之后，結(jié)果A帶上了正電，則( )
A.電子由A轉(zhuǎn)移到了B
B.電子由B轉(zhuǎn)移到了A
C.A所帶的電荷量大于B所帶的電荷量
D.A所帶的電荷量小于B所帶的電荷量
解析 A和B互相摩擦后，A帶正電，說(shuō)明A失去了電子，即電子由A轉(zhuǎn)移到了B上，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)電荷守恒定律，A和B所帶電荷量相等，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。
答案 A
5.(多選)下列說(shuō)法中正確的是( )
A.靜電感應(yīng)不是創(chuàng)造電荷，只是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分
B.摩擦起電時(shí)，一個(gè)電中性物體失去一些電子而帶正電，另一個(gè)電中性物體得到這些電子而帶負(fù)電
C.摩擦起電和感應(yīng)起電都能使電子轉(zhuǎn)移，只不過(guò)前者使電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，而后者則使電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分
D.一個(gè)帶電體接觸一個(gè)不帶電的物體，兩個(gè)物體可能帶上異種電荷
答案 ABC
6.(多選)關(guān)于元電荷的下列說(shuō)法正確的是( )
A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身
B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍
C.元電荷的值通常取e＝1.60×10－19 C
D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的
解析實(shí)驗(yàn)得出，所有帶電體的電荷量或者等于e、或者是e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的，電子和質(zhì)子所帶電荷量等于e，A錯(cuò)誤，B正確；電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，e＝1.60×10－19 C，C、D正確。
答案 BCD
7.將不帶電的導(dǎo)體A和帶負(fù)電的導(dǎo)體B接觸后，導(dǎo)體A中的質(zhì)子數(shù)目( )
A.增加 B.減少
C.不變 D.先增加后減少
解析在接觸帶電的過(guò)程中，發(fā)生轉(zhuǎn)移的電荷是自由電子，質(zhì)子并不發(fā)生移動(dòng)，故C正確。
答案 C
8.如圖是伏打起電盤(pán)示意圖，其起電原理是( )
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
解析導(dǎo)電平板靠近帶電絕緣板并接地，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(fù)電荷，選項(xiàng)B正確。
答案 B
9.絕緣細(xì)線上端固定，下端掛一輕質(zhì)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(kāi)始時(shí)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
B.b先吸引a，接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)
C.a、b之間不發(fā)生相互作用
D.b立即把a(bǔ)排斥開(kāi)
解析帶電物體能夠吸引輕小物體，故b會(huì)將a球吸引過(guò)來(lái)，a與b接觸后，帶同種電荷而分開(kāi)，由此可知，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。
答案 B
能力提升
10.目前普遍認(rèn)為，原子核中的質(zhì)子和中子都是由被稱(chēng)為u夸克和d夸克的兩類(lèi)夸克組成的，u夸克帶電荷量為＋eq \f(2,3)e，d夸克帶電荷量為－eq \f(1,3)e，e為元電荷。下列論斷中可能正確的是( )
A.質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成
B.質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成
C.質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
D.質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成
解析質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷，中子不帶電，設(shè)質(zhì)子中u夸克、d夸克個(gè)數(shù)分別是x、y，x、y取正整數(shù)，則x×eq \f(2,3)e＋y×(－eq \f(1,3)e)＝e，解得x＝2、y＝1；設(shè)中子中u夸克、d夸克個(gè)數(shù)分別是m、n，m、n取正整數(shù)，則m×(eq \f(2,3)e)＋n×(－eq \f(1,3)e)＝0，解得m＝1、n＝2，故選B。
答案 B
11.如圖所示，把一個(gè)不帶電的枕形導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由于靜電感應(yīng)，在a、b兩端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說(shuō)法正確的是( )
A.閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從枕形導(dǎo)體流向大地
B.閉合開(kāi)關(guān)S2，有電子從枕形導(dǎo)體流向大地
C.閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從大地流向枕形導(dǎo)體
D.閉合開(kāi)關(guān)S2，沒(méi)有電子通過(guò)開(kāi)關(guān)S2
解析在S1、S2都閉合前，對(duì)枕形導(dǎo)體，它的電荷是守恒的。由于靜電感應(yīng)，a、b兩端出現(xiàn)等量的負(fù)、正電荷。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2中的任何一個(gè)以后，便把大地與枕形導(dǎo)體連通，使大地與枕形導(dǎo)體組成一個(gè)新的大導(dǎo)體，因此，導(dǎo)體本身的電荷不再守恒，而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)電荷守恒，由于靜電感應(yīng)，a端仍為負(fù)電荷，大地為遠(yuǎn)端，感應(yīng)出正電荷，因此無(wú)論是閉合開(kāi)關(guān)S1還是閉合開(kāi)關(guān)S2，都有電子從大地流向枕形導(dǎo)體，故選項(xiàng)C正確。
答案 C
12.(多選)如圖所示為科技館里一個(gè)趣味體驗(yàn)項(xiàng)目的簡(jiǎn)化圖，核心裝置為一個(gè)金屬球，在干燥的空氣里，體驗(yàn)者雙腳站在絕緣凳上，右手按在金屬球上，并遠(yuǎn)離周?chē)渌矬w。一條特殊傳送帶(圖中未畫(huà)出)給金屬球不斷地輸送電荷，過(guò)一段時(shí)間后，體驗(yàn)者的頭發(fā)便會(huì)四處散開(kāi)，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(huì)被電擊
B.若用左手與旁邊的觀眾握手，會(huì)被電擊
C.若右手離開(kāi)金屬球，則頭發(fā)會(huì)立刻恢復(fù)常態(tài)
D.若右手離開(kāi)金屬球而且走下絕緣凳，頭發(fā)會(huì)立刻恢復(fù)常態(tài)
解析若用左手也去摸金屬球，不會(huì)有電流產(chǎn)生，不會(huì)被電擊，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若用左手與旁邊的觀眾握手，會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象而被電擊，選項(xiàng)B正確；若右手離開(kāi)金屬球，電荷不會(huì)轉(zhuǎn)移，則頭發(fā)仍然四處散開(kāi)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若右手離開(kāi)金屬球而且走下絕緣凳，則電荷將進(jìn)入大地，人體將不再帶電，頭發(fā)會(huì)立刻恢復(fù)常態(tài)，選項(xiàng)D正確。
答案 BD
13.半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有相等的電荷量，相隔一定的距離，現(xiàn)讓第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球先后與A、B接觸后再移開(kāi)(三個(gè)小球由同種金屬制成)。
(1)若A、B帶同種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比；
(2)若A、B帶異種電荷，求接觸后兩球所帶的電荷量之比。
解析 (1)若A、B帶同種電荷，設(shè)為q，第三個(gè)小球先與A接觸，電荷量平均分配，各帶電荷量eq \f(q,2)；第三個(gè)小球再與B接觸，兩球電荷量之和平均分配，各帶eq \f(3,4)q。因此A、B帶電荷量之比eq \f(qA,qB)＝eq \f(2,3)。
(2)若A、B兩球帶異種電荷，設(shè)A為q，B為－q，則第三個(gè)小球先和A接觸，電荷量平均分配，各帶eq \f(q,2)；第三個(gè)小球再和B接觸，先中和再平均分配，各帶－eq \f(1,4)q。所以A、B電荷量之比eq \f(qA,qB)＝eq \f(2,1)。
答案 (1)2∶3 (2)2∶1核心素養(yǎng)
物理觀念
科學(xué)思維
科學(xué)探究
知道元電荷、比荷、電荷量、靜電感應(yīng)的概念。
能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識(shí)分析帶電現(xiàn)象。
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道自然界中的兩種電荷及其相互作用。
2.通過(guò)多種方式知道使物體帶電的三種方法。
摩擦起電
感應(yīng)起電
接觸起電
現(xiàn)象
兩物體帶上等量異種電荷
導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷
導(dǎo)體帶上與帶電體同性的電荷
原因
不同物質(zhì)原子核對(duì)電子的束縛能力不同。束縛能力強(qiáng)的得電子，帶負(fù)電；束縛能力弱的失電子，帶正電
電子在電荷間相互作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，近端帶異種電荷，遠(yuǎn)端帶同種電荷
在電荷間相互作用下，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上
實(shí)質(zhì)
電荷在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移
說(shuō)明
無(wú)論哪種起電方式，發(fā)生轉(zhuǎn)移的都是電子，正電荷不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移
概念
辨別
元電荷
是最小的電荷量，大小e＝1.60×10－19 C，不是帶電體，沒(méi)有電性的正負(fù)之分，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍
電子
是帶電體，帶的電荷量是一個(gè)元電荷，電性是負(fù)電
質(zhì)子
是帶電體，帶的電荷量是一個(gè)元電荷，電性是正電
比荷
帶電粒子的電荷量q與其質(zhì)量m之比，也叫荷質(zhì)比

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