静电的产生及其微观解释 练习 高中物理新鲁科版必修第三册

课时分层作业(一)静电的产生及其微观解释(建议用时：25分钟)◎考点一三种起电方式1．如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，关于这种现象产生的原因，下列说法正确的是()A．人身体上产生电流B．接触带电造成的C．摩擦起电造成的D．感应起电造成的C[脱毛衣时由于摩擦起电，衣服间产生异种电荷，当电荷积累到一定程度时，会产生电火花，并伴有“噼啪”声，选项C正确，A、B、D错误。]2.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的旁边有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图所示，现使b带电，则()A．b将吸引a，吸住后不放开B．b先吸引a，接触后又把a排斥开C．a、b之间不发生相互作用D．b立即把a排斥开B[b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b的一侧出现与b同种的感应电荷。虽然a上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a的电场力为吸引力。当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a又带上同种电荷，有排斥力作用，因而又把a排斥开，所以B项正确。]3.如图所示，把一个带正电的金属球靠近绝缘支架上的不带电的接地导体，最终该接地导体()A．左端带负电荷，右端带正电荷B．左端不带电荷，右端带正电荷C．左端带负电荷，右端不带电荷D．若将带正电的点电荷先移走，再去掉接地线，原来不带电的导体带负电C[根据静电感应的规律，导体与大地连成一个整体，离金属球近的导体左端将感应出负电荷，离金属球远的一端是大地，而不是导体的右端，所以导体右端不带电荷，故A、B均错误，C正确；若将带正电的金属球先移走，则导体左端的负电荷立即与大地的正电荷中和，去掉接地线后，导体不带电，故D错误。]4．(多选)如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，右手按在金属球上，并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是()A．若用左手也去摸金属球，会被电击B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击C．若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态D．若右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态BD[若用左手也去摸金属球，不会有电流产生，不会被电击，选项A错误；若用左手与旁边的观众握手，会发生放电现象而被电击，选项B正确；若右手离开金属球，电荷不会转移，则头发仍然四处散开，选项C错误；若右手离开金属球而且走下绝缘凳，则电荷将进入大地，人体将不再带电，头发会立刻恢复常态，选项D正确。]◎考点二对电荷守恒的理解与应用5．两金属小球所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量总共为()A．＋3Q B．＋2QC．＋Q D．－QB[由电荷守恒定律知，两小球接触后带电荷量的总量为中和后剩余量，即Q总＝＋3Q－Q＝＋2Q，故选项B正确。]6．M和N是两个都不带电的物体。它们互相摩擦后，M带正电荷1.60×10－19C，下列判断正确的有()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦过程中电子从N转移到MC．N在摩擦后一定带负电荷1.60×10－19CD．N在摩擦过程中失去1.60×10－19C个电子C[M和N相互摩擦，M带正电是因为M对核外电子的束缚能力小而失去核外电子的结果；由于电荷守恒，故N一定带等量的负电荷，选项C正确。]7．下列说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C．摩擦起电过程，是靠摩擦产生了电荷D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体D[元电荷所带的电荷量为1.60×10－19C，物体所带电荷量均是元电荷的整数倍，故选项A错误；物体不带电，是由于其内部正、负电荷的电荷量相等，对外不显电性，故选项B错误；电荷既不能被创造，也不能被消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的过程，选项C错误；自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确。]8．(多选)已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克eq\o(u,\s\up6(－))或反夸克eq\o(d,\s\up6(－)))组成的，它们的电荷量如表所示，表中e为元电荷。粒子π＋π－udeq\o(u,\s\up6(－))eq\o(d,\s\up6(－))带电荷量＋e－e＋eq\f(2,3)e－eq\f(1,3)e－eq\f(2,3)e＋eq\f(1,3)e下列说法中正确的是()A．π＋介子由u和eq\o(d,\s\up6(－))组成B．π＋介子由d和eq\o(u,\s\up6(－))组成C．π－介子由u和eq\o(d,\s\up6(－))组成D．π－介子由d和eq\o(u,\s\up6(－))组成AD[π＋介子带电荷量为＋e，u带电荷量为＋eq\f(2,3)e，eq\o(d,\s\up6(－))带电荷量为＋eq\f(1,3)e，故π＋介子由u和eq\o(d,\s\up6(－))组成，选项A正确，B错误；π－介子带电荷量为－e，d带电荷量为－eq\f(1,3)e，eq\o(u,\s\up6(－))带电荷量为－eq\f(2,3)e，故π－介子由d和eq\o(u,\s\up6(－))组成，选项C错误，D正确。]9．有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10－5C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球所带电荷量分别为qA＝________C，qB＝________C，qC＝________C。[解析]根据电荷守恒和均分原理可知，小球C与A接触后分开，A、C两球各自带1×10－5C的正电荷。小球B与带1×10－5C的小球A接触后分开，A、B两球各自带5×10－6C的正电荷，B与C球接触后分开，将平分B、C两球的总电荷量，即B、C两球各带7.5×10－6C的正电荷。[答案]5×10－67.5×10－67.5×10－6(建议用时：15分钟)10．(多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15C，丙物体带电8×10－16C。则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16CAD[由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15C而带正电，乙物体得到电子而带1.6×10－15C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15C－8×10－16C＝8×10－16C，故A、D正确。]11．(多选)如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电。则以下说法中正确的是()A．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等B．若A不动，将B沿图中aa′分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关C．若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化D．若A、B接触一下，A、B金属体所带总电荷量保持不变AD[由于B导体中存在大量自由电子，在带正电的A的作用下，B中部分电子会被A吸引到左端而出现负电荷，右端由于缺少同样数量的电子而出现正电荷，所以A选项正确；根据电荷守恒定律，B中总电荷量仍为零，即使沿aa′分开B，只要B与外界没有电荷交换，B的左右两部分的电荷量总是等量异种，所以B选项错误；A向B逐渐靠近过程中，B的左右部分异种电荷数量总是同步变化，但不连续变化，这是由于任何带电体的电荷量都不是连续的，只能是元电荷(e＝1.60×10－19C)的整数倍，所以C选项错误；A、B间接触后，B中部分电子转移到A上，这就发生了接触起电观象，虽然A的电荷减少，但A、B的总电荷量保持不变，所以D选项正确。]12．如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B是两个完全相同的枕形导体，都不带电。试问：(1)如何使A、B都带等量正电？(2)如何使A、B都带等量负电？(3)如何使A带负电，B带等量的正电？[解析](1)方法一：把A、B紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量的正电荷，把A与B分开后再用手摸一下B，则B所带的负电荷就被中和，移开C，再把A与B接触一下，A和B就带上等量的正电荷。方法二：使A、B紧密靠拢，再与C接触一下分开，再把A、B分开，则A、B会带上等量的正电荷。(2)把A、B紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量的正电荷，把A与B分开后再用手摸一下A，则A所带的正电荷就被中和，移开C，再把A与B接触一下，A和B就带上等量的负电荷。(3)把A、B紧密靠拢，让C靠近A，则在A端感应出负电荷，B端感应出等量的正电荷，马上把A与B分开，则A带负电，B带等量的正电。[答案]见解析13．半径相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C，先后与A、B接触后移开。(1)若A、B两球带同种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大？[解析](1)设A、B带同种电荷为q，则A、C接触后，A、C带电荷量为qA＝qC＝eq\f(1,2)qC与B球接触后，B、C所带电荷量为qB＝qC′＝eq\f(q＋\f(1,2)q,2)＝eq\f(3,4)q故A、B带电荷量大小之比为eq\f(qA,