【全程学习方略】高中物理 1.1静电现象及其微观解释 鲁科选修31

1.关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（）A.摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量同种电荷C.摩擦起电，可能是摩擦时质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D.丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电【解析】选D.摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移.若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，则物体带正电.若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，则物体带负电.使物体带电并不是创造出电荷.A错D对;B选项中带上的是等量异种电荷，B错；C选项中转移的是“电子”，而不是质子，C错.2.将呈电中性的金属球A和带有正电的金属球B接触后，A中的质子数（）A.增加B.减少C.不变D.先增加后减少【解析】选C.金属球A、B接触后，A中的电子将向B移动，因此A带正电，但质子不参与移动，A中的质子数不变，故选C.3.如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B（不接触）时，验电器的箔片张角减小，则（）A.金属球可能不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电【解析】选A、B.箔片张角减小说明箔片上的带电荷量减少，而验电器的电荷总量不变，则小球B上的电荷量增多.A球可能带负电，异种电荷相互吸引改变了验电器上的电荷分布情况；A球也可能不带电，B球与A球发生静电感应现象，也可以使验电器上的电荷分布发生改变，故A、B对.4.有关静电的以下说法中正确的是()A.干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花，听到噼啪声，这是一种静电现象B.室内栽花种草可有效防止静电C.家用电器上装一根接地线能防止静电危害D.地毯中夹杂很细的不锈钢纤维能防止静电危害【解析】选A、B、D.选项A中的现象是摩擦起电现象.属于静电现象，A正确；室内栽花种草可调节室内湿度，能有效防止静电，B正确；选项C主要是用来防止漏电触电，C错误；防止静电危害的最好方法是及时把产生的静电导走，选项D采用这种方法来防止静电，D正确.【典例1】如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中能使两球都带电的是A.先把两球分开，再移走棒B.先移走棒，再把两球分开C.使棒与甲球瞬时接触，再移走棒D.先使乙球瞬时接地，再移走棒【思路点拨】理解三种起电方式的原理是解答本题的关键.【标准解答】选A、C、D.由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以A正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触而带上负电荷，所以C正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出负电荷因斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D正确.【变式训练】（2010·福州高二检测）带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（）【解析】选B.在感应起电现象中，靠近带电体一端所带的电荷电性与带电体电性相反；远离带电体一端与带电体所带电荷电性相同，故选B.【典例2】有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9C,QB=-3.2×10-9C,让两绝缘金属小球接触.在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电荷发生了怎样的转移，转移了多少？【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：【自主解答】当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配.由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量QA′=QB′==C=1.6×10-9C.在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带QB′的正电荷.这样，共转移的电子电荷量为：ΔQ=QB-QB′=(-3.2×10-9-1.6×10-9)C=-4.8×10-9C.答案：均为1.6×10-9C电子由B球转移到了A球，转移了4.8×10-9C【变式训练】半径相同的两个金属小球A、B带有等量电荷，相隔一定距离，今让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开.若A、B两球带有同种电荷，则接触后两球的带电量之比为多少？若A、B两球带有异种电荷呢？【解析】因三球完全相同，接触时平分净电荷.若A、B两球带有同种电荷时，设A、B带电荷量均为q，则C与A接触后QA=QC=；C再与B接触后，QB=QC′==，所以QA∶QB=2∶3；若A、B两球带有异种电荷时，设A带电荷量为q，B带电荷量为-q，则C与A接触后，QA=QC=，C再与B接触后，QB=QC′==，所以QA∶QB=2∶1.答案：2∶32∶1【典例3】挂在绝缘细线下的通草球，由于电荷的相互作用而靠近，如甲图所示；或远离，如乙图所示.则（）A.甲图中两球一定带异种电荷B.乙图中两球一定带同种电荷C.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球至少有一个带电

【思路点拨】两球中有一个球不带电，两球也可能吸引.【标准解答】选B、C.甲图中的两球相互吸引，可能是带异种电荷，也可能是其中之一带有电荷，A错C对；乙图中的两球相互排斥，一定带同种电荷，B对D错.1.（2010·杭州高二检测）下列叙述正确的是（）A.摩擦起电是创造电荷的过程B.接触起电是电荷转移的过程C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮灭【解析】选B.电荷是不能被创造的，A错；摩擦起电的实质是电子转移的过程，摩擦起电时电子应从对电子束缚力弱的物体向束缚力强的物体上转移，所以玻璃棒并不是和什么物体摩擦都带正电，B对C错；带等量异种电荷的物体接触后，电荷会“消失”，这种现象叫中和.一对正负电子同时湮灭，转化为光子，这才是湮灭，D错.2.（2010·汕头高二检测）关于电荷，下列说法正确的有（）A.毛皮和硬橡胶棒摩擦后，毛皮带负电荷B.毛皮和硬橡胶棒摩擦后，毛皮带正电荷C.只有导体才会带电，绝缘体是不会带电的D.导体能感应起电，绝缘体也能感应起电【解析】选B.物理学规定：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮带正电，A错B对；导体和绝缘体都能带电，C错；由于绝缘体内的电子不能自由移动，因此不能感应起电，D错.3.（2010·岳阳高二检测）A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引,如果A带正电，则（）A.B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电B.B球带负电，C球带正电C.A、B、C球均带负电D.B、C球都不带电【解析】选A.由于三个小球相互吸引，A带正电，故B、C都不能带正电，若B、C都带负电，则B、C排斥，不符题意，若B、C都不带电，则B、C既不排斥也不吸引，故B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电，A正确.4.（2010·吉安高二检测）如图所示，当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上的电荷移动情况是（）A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动【解析】选B.在金属导体中，移动的是负电荷而不是正电荷.由于C带正电，枕形金属导体上的带负电的电子将向A端移动，B正确.5.（2010·汕头高二检测）下列事例中属于静电应用的有（）A.油罐车拖一条铁链B.飞机机轮用导电橡胶制成C.织地毯时夹一些不锈钢丝D.静电复印【解析】选D.选项A、B、C都属于静电的防止，只有D属于静电应用，故选D.1.（5分）电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为（）.A.灰尘的自然堆积B.玻璃有极强的吸附灰尘的能力C.电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘D.电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘【解析】选D.应明确该现象是一种静电现象，即电视机工作时，屏表面由于有静电而吸附灰尘，即D正确.2.（5分）导体A带5Q的电荷，另一完全相同的导体B带-Q的电荷，将两导体接触一会儿分开，则导体B的带电量为

()A.-QB.QC.2QD.4Q【解析】选C.当两导体接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再均分，则导体B的带电量为QB==2Q,故选C.3.（5分）M和N是两个原来都不带电的物体，它们互相摩擦后，M带正电荷1.6×10-19C，下列判断中正确的是

()A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从M转移到NC.摩擦的过程中电子从N转移到MD.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-19C【解析】选B、D.不带电物体的原子的电子数与质子数相等，呈电中性，物体不显电性，但并不是内部没有任何电荷，A错；摩擦后，M带正电，失去电子，电子从M转移到N，B对C错；N得到电子，带负电，由电荷守恒定律得N在摩擦后带电量为1.6×10-19C，D对.4.（5分）当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开.此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是（）A.正电荷B.负电荷C.接触起电D.感应起电【解析】选A、C.用丝绸摩擦过的玻璃棒由于失去电子而带正电，A正确,B错误；用玻璃棒接触金属球，使验电器带电，这是接触起电，而不是感应起电，C正确，D错误.5.（5分）如图所示，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，闭合S1或S2，由于静电感应，枕形导体带了q的电量，则以下说法正确的是()

A.闭合S1，有电子从枕形导体流向大地，且流过导线的电量Q=qB.闭合S2，有电子从枕形导体流向大地，且流过导线的电量Q≠qC.闭合S1，有电子从大地流向枕形导体，且流过导线的电量Q=qD.闭合S2，有电子从大地流向枕形导体，且流过导线的电量Q≠q【解析】选C.在S1、S2都闭合前，对于枕形导体它的电荷是守恒的，a、b出现的负、正电荷等量.当闭合S1、S2中的任何一个以后，便把导体与大地连通，使大地也参与了电荷转移.因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统电荷守恒.由于静电感应，a端仍为负电荷，大地远处感应出等量的正电荷，因此，无论闭合S1还是S2都是有电量为q的电子从大地流向导体，故选C.6.（2010·唐山高二检测）（6分）如图，A、B是两个与大地绝缘且不带电的完全相同的金属导体，现将其放置在带负电的金属球C附近，通过静电感应的方法使A、B带电，请就以下三种情况，填写实验结果（均填“带正电”、“带负电”或“不带电”）（1）若A、B先接触再分开，最后移去C，则A______.（2）若A、B接触后将B用导线接地，随即断开接地线，然后移去C，最后将A、B分开，则A______.（3）若用导线将A的左端和B的右端连接一下再拿走导线，最后移去C，则A________.【解析】（1）A、B接触后，由于感应起电使导体A、B带上等量的异种电荷，根据“近异远同”的原则，导体B带正电荷，导体A带负电荷.所以，此时A、B接触后再分开，最后移去C，则A带负电荷.（2）若A、B接触后将B用导线接地，可以将导体A、B与大地视为一个整体（一个巨大的导体），大地为远端，因此A、B都带正电.（3）若用导线将A的左端和B的右端连接一下，A还是远端，A带负电，故拿走导线，移去C后，A带负电.答案：（1）带负电（2）带正电（3）带负电7.(9分)有三个完全一样的绝缘金属球，A球带电荷量q,B、C均不带电，现要使B球带的电荷量为,可采取什么方法？【解析】A球与B球接触，此时各带电,然后B球与C球接触，于是各带电,再使A球与B球接触，各带电

.答案：见解析8.（10分）如图所示，把A、B在带电体C旁边相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，如果小电动机非常灵敏，它便会开始转动，当电动机还没有停止时，又立刻把A、B在C旁边相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触，如此下去，小电动机便能不停地转动，这不是成了永动机而违背了能量守恒定律了吗？【解析】此现象并不是永动机，也没有违背能量守恒定律.因为把A、B分开的过程中外力要对A、B不断地做功，这是把机械能转化为电能的过程.答案：见解析1.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成.u夸克带电量为，d夸克带电量为，e为元电荷.下列判断可能正确的是（）A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成【解析】选B.本题主要考查组成原子核的质子和中子的性质.对于质子，带电量为2×（）+（）=+e，故由2个u夸克和1个d夸克组成;对于中子，带电量为1×（）+2×（）=0，故由1个u夸克和2个d夸克组成.故B正确.2.某验电器金属小球和金属箔均带负电，金属箔处于张开状态.现用绝缘柄将带有少量负电荷的硬橡胶棒向验电器的金属小球稍许移近，则验电器金属箔（）A.张角稍许增大B.张角稍许减小C.硬橡胶棒的稍许靠近，致使金属小球上的电子向金属箔移动D.硬橡胶棒的稍许靠近，致使金属箔上的电子向金属小球移动【解析】选A、C.由于同种电荷相互排斥，致使金属小球上的电子向金属箔移动，金属箔张角稍许增大，A、C正确.3.如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的有（