9-1-電荷-(2019人教版必修第三冊(cè))(解析版)

9.1電荷考點(diǎn)精講考點(diǎn)1：對(duì)感應(yīng)起電的理解1．過程及現(xiàn)象（1）取一對(duì)用絕緣支柱支持的導(dǎo)體A、B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在它們下面的金屬箔是閉合的，如圖甲所示。（2）帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A，可以看到A、B上的金屬箔都張開了，這表示A、B上都帶了電荷，如圖乙所示。（3）如果把A、B分開，然后移去C，可以看到A和B仍帶有電荷，如圖丙所示。（4）讓A、B接觸，金屬箔就不再張開，表明它們不再帶電了。這說明A、B所帶的電荷是等量的，互相接觸時(shí)，等量的正、負(fù)電荷發(fā)生了中和。甲乙丙感應(yīng)起電2．感應(yīng)起電的本質(zhì)在導(dǎo)體C上的電荷作用下，導(dǎo)體A、B上的自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，由B端移至A端，從而引起A端帶負(fù)電，B端帶正電，此時(shí)若將A、B分離，導(dǎo)體A、B則成為帶等量異種電荷的帶電體。【例1】如圖所示，左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近導(dǎo)體的帶正電的金屬球。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)論正確的有()A．沿虛線d切開，A帶負(fù)電，B帶正電，且QB>QAB．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QB＝QAC．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且QB>QAD．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)【答案】D【解析】靜電感應(yīng)使得A部分帶正電，B部分帶負(fù)電。導(dǎo)體原來不帶電，只是在C的電荷的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動(dòng)，使B部分有了多余的電子而帶負(fù)電，A部分缺少了電子而帶正電。A部分失去的電子數(shù)目和B部分多余電子的數(shù)目是相等的，因此無論從哪一條虛線切開，兩部分的電荷量總是相等的。但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受C的作用力的強(qiáng)弱是不同的，這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布不均勻。越靠近右端，負(fù)電荷密度越大；越靠近左端，正電荷密度越大。所以從不同位置切開時(shí)，導(dǎo)體的帶電荷量的值是不同的。故D正確?！炯记膳c方法】分析感應(yīng)起電問題時(shí)的三點(diǎn)提醒1明確帶電體與感應(yīng)起電的導(dǎo)體。2弄清楚導(dǎo)體靠近帶電體的一端和遠(yuǎn)離帶電體的另一端，近端感應(yīng)出異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)出同種電荷。3注意拿走物體的順序，若保持帶電體不動(dòng)，先分開導(dǎo)體的靠近端和遠(yuǎn)離端，再移走帶電體，則靠近端帶異種電荷，遠(yuǎn)離端帶同種電荷。若先移走帶電體，則導(dǎo)體上的電荷會(huì)立即中和，不再帶電?！踞槍?duì)訓(xùn)練】【變式1】如圖所示，導(dǎo)體A帶正電，當(dāng)帶負(fù)電的導(dǎo)體B靠近A時(shí)，A帶的()A．正電荷增加B．負(fù)電荷增加C．正、負(fù)電荷均增加D．電荷量不變【答案】D【解析】當(dāng)帶負(fù)電的導(dǎo)體B靠近導(dǎo)體A時(shí)，兩導(dǎo)體之間無接觸，由電荷守恒定律可知，A帶的電荷量不變，只是電荷重新在導(dǎo)體表面上發(fā)生了分布(電荷重新分布是由電荷之間相互作用力產(chǎn)生的)，D正確?！咀兪?】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，圖中表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況正確的是()ABCD【答案】B【解析】使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器發(fā)生靜電感應(yīng)，若金屬球帶正電，驗(yàn)電器上的小球帶負(fù)電，下端金屬箔帶等量的正電，金屬箔張開，A、C錯(cuò)誤；若金屬球帶負(fù)電，驗(yàn)電器上的小球帶正電，下端金屬箔帶等量的負(fù)電，金屬箔張開，B正確，D錯(cuò)誤?！咀兪?】(多選)用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上。小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示。對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是()A．摩擦使筆套帶電B．筆套靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)上、下部分感應(yīng)出異號(hào)電荷C．圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D．筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和【答案】ABC【解析】筆套與頭發(fā)摩擦后，能夠吸引圓環(huán)，說明筆套上帶了電荷，即摩擦使筆套帶電，選項(xiàng)A正確；筆套靠近圓環(huán)時(shí)，由于靜電感應(yīng)，會(huì)使圓環(huán)上、下部分感應(yīng)出異號(hào)電荷，選項(xiàng)B正確；圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，是由于圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)所受的重力，選項(xiàng)C正確；筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷沒有被中和，還帶電，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2：元電荷與電荷守恒定律1．對(duì)元電荷的理解（1）元電荷e又稱“基本電荷量”，是自然界存在的最小電荷量，最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。元電荷作為電荷量的單位，是物理學(xué)的基本常量之一，e＝1.60×10－19C。（2）元電荷只是一個(gè)電荷量的單位，不是某種電荷，也沒有正負(fù)，更不是物質(zhì)。不能說電子或質(zhì)子是元電荷，因?yàn)殡娮雍唾|(zhì)子是實(shí)實(shí)在在的粒子(雖然其所帶電荷量為一個(gè)元電荷)。2．對(duì)電荷守恒定律的理解（1）電荷守恒定律不僅適用于宏觀過程(電子的轉(zhuǎn)移)，也適用于微觀過程(核反應(yīng)和粒子的轉(zhuǎn)化過程)。（2）起電過程的實(shí)質(zhì)是物體中正、負(fù)電荷的分離或轉(zhuǎn)移。摩擦起電和接觸起電是電荷“從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體”，感應(yīng)起電是電荷“從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分”。（3）電荷的總量是指電荷的代數(shù)和。（4）電荷的中和是指正、負(fù)電荷的代數(shù)和為0?！纠?】甲、乙兩個(gè)原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10－15C的電荷量(正電荷)，下列說法正確的是()A．乙物體也帶了1.6×10－15C的正電荷B．甲物體失去了104個(gè)電子C．乙物體失去了104個(gè)電子D．甲、乙兩物體共失去了2×104個(gè)電子【解析】B甲、乙兩個(gè)物體相互摩擦，甲帶1.6×10－15C的正電荷，那么由電荷守恒定律可知，乙應(yīng)帶1.6×10－15C的負(fù)電荷，即甲失去了104個(gè)電子，乙得到了104個(gè)電子，所以選項(xiàng)B正確?！炯记膳c方法】（1）同一物體與不同物體摩擦是失去電子還是得到電子，取決于相互摩擦的兩物體的原子核對(duì)電子束縛能力的相對(duì)強(qiáng)弱。（2）任何起電方式都是電荷的轉(zhuǎn)移，在同一隔離系統(tǒng)中正、負(fù)電荷的代數(shù)和不變?！踞槍?duì)訓(xùn)練】訓(xùn)練角度1：對(duì)元電荷的認(rèn)識(shí)【變式1】(多選)關(guān)于元電荷，下列說法正確的是()A．元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子或質(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．元電荷的數(shù)值通常取作e＝1.6×10－19CD．元電荷e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的【答案】BCD【解析】元電荷實(shí)際上是指電荷量，數(shù)值為1.6×10－19C，不是指某個(gè)具體的帶電粒子，如電子、質(zhì)子，故A錯(cuò)誤，C正確；元電荷是電荷量的數(shù)值，沒有正、負(fù)電性的區(qū)別，宏觀上所有帶電體的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍，故B正確；元電荷的具體數(shù)值最早是由密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，測(cè)量精度相當(dāng)高，故D正確。【變式2】(2020-2021學(xué)年順德一中高二期中)小華有一次不小心購買了盜版的物理參考書，做練習(xí)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)帶電體所帶的電荷量出現(xiàn)有四個(gè)關(guān)鍵數(shù)字但看不清，拿來問老師，如果你是老師，你認(rèn)為可能是下列假設(shè)幾個(gè)數(shù)字中的那一個(gè)()A．6.2×10－19C B．1.28×10－18CC．6.6×10－19C D．6.8×10－19C【答案】B【解析】電子的電荷量大小是最小的，人們把最小電荷量叫作元電荷，任何帶電體所帶電荷量都是e的整數(shù)倍，因此該帶電體所帶電荷量為元電荷e＝1.6×10－19C的整數(shù)倍。n1＝eq\f(6.2×10－19C,1.6×10－19C)＝3.875，故A錯(cuò)誤；n2＝eq\f(1.28×10－18C,1.6×10－19C)＝8，故B正確；n3＝eq\f(6.6×10－19C,1.6×10－19C)＝4.125，故C錯(cuò)誤；n4＝eq\f(6.8×10－19C,1.6×10－19C)＝4.25，故D錯(cuò)誤。訓(xùn)練角度2：對(duì)電荷守恒定律的理解【變式3】關(guān)于電荷守恒定律，下列敘述不正確的是()A．一個(gè)物體所帶的電荷量總是守恒的B．在與外界沒有電荷交換的情況下，一個(gè)系統(tǒng)所帶的電荷量總是守恒的C．在一定的條件下，一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的等量的正、負(fù)電荷即使同時(shí)消失，也并不違背電荷守恒定律D．電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換【答案】A【解析】根據(jù)電荷守恒定律，單個(gè)物體所帶電荷量是可以改變的，在與外界沒有電荷交換的情況下，一個(gè)系統(tǒng)所帶的電荷量總是守恒的，若一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的等量的正、負(fù)電荷同時(shí)消失，并不違背電荷守恒定律，電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確。A符合題意。◎考點(diǎn)一三種起電方式1．古希臘貴族婦女外出時(shí)都喜歡穿柔軟的絲綢衣服，戴琥珀做的首飾。人們發(fā)現(xiàn)，不管將琥珀首飾擦得多干凈，它很快就會(huì)吸上一層灰塵，這主要是因?yàn)?)A．琥珀是一種樹脂化石，樹脂具有粘性，容易吸附灰塵B．室外的灰塵比較多，在琥珀上積聚的速度比較快C．經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電，能吸引灰塵D．琥珀本身帶電，能吸引灰塵【答案】C【解析】琥珀本身不帶電，琥珀首飾經(jīng)絲綢摩擦后，便帶有了電荷，由于帶電體能夠吸引輕小物體，所以帶電的琥珀會(huì)將輕小的灰塵吸附在它上面，導(dǎo)致琥珀比較容易臟，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。2．(2020-2021學(xué)年寧波市效實(shí)中學(xué)高一(下)期中)當(dāng)用毛皮摩擦過的橡膠棒去接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，金屬箔片張開。對(duì)上述實(shí)驗(yàn)分析正確的是()A．金屬箔片所帶的電荷為正電荷B．金屬箔片的起電方式是感應(yīng)起電C．金屬箔片張開的原因是同種電荷相互排斥D．金屬箔片與金屬球帶異種電荷【答案】C【解析】ABD。毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電，用帶負(fù)電的橡膠棒和不帶電的驗(yàn)電器接觸的帶電方式叫接觸起電，且驗(yàn)電器整體即金屬球、金屬桿、金屬箔都帶負(fù)電，故ABD錯(cuò)誤；C．電荷間的相互作用是同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，橡膠棒和驗(yàn)電器金屬球接觸后，兩個(gè)金屬箔片均帶負(fù)電相互排斥，故金屬箔片張開，故C正確。故選C。3．(2020-2021學(xué)年大慶中學(xué)高二(上)期中)如圖所示，AB是中性導(dǎo)體，把一個(gè)帶正電的電荷靠近(不接觸)A端后，又拿走。B端帶電情況為：A．正電 B．不帶電 C．負(fù)電 D．不確定【答案】B【解析】當(dāng)一個(gè)帶正電的電荷靠近A端后，A端感應(yīng)出負(fù)電荷，而B端感應(yīng)出正電荷，當(dāng)把帶正電的電荷拿走以后，AB導(dǎo)體上的自由電荷又重新分布，結(jié)果又呈電中性，即導(dǎo)體棒又不帶電，故本題選B。4．(多選)如圖所示，有一帶正電的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B(不接觸)時(shí)，驗(yàn)電器的箔片張角減小，則()A．金屬球可能不帶電B．金屬球可能帶負(fù)電C．金屬球可能帶正電D．金屬球一定帶負(fù)電【答案】AB【解析】驗(yàn)電器的箔片之所以張開，是因?yàn)樗鼈兌紟Я苏姾?。張開的角度取決于帶電荷量的多少。張角減小，說明箔片上的正電荷減少，A球與B球無接觸，肯定發(fā)生的是靜電感應(yīng)。A球不帶電時(shí)，由于靜電感應(yīng)A球靠近B球的一端帶負(fù)電荷，同理，A球反過來感應(yīng)B球，使B球上的正電荷增多，箔片上的正電荷減少，從而張角減?。蝗鬉球帶負(fù)電，可達(dá)到同樣的效果；若A球帶正電，則正好相反，使張角增大，故A、B正確。5．(2020-2021學(xué)年浙江富陽中學(xué)高一期中)下列關(guān)于起電現(xiàn)象的描述，正確的是()A．摩擦起電的本質(zhì)是創(chuàng)造了新的電荷B．一帶正電物體靠近不帶電的導(dǎo)體時(shí)，不帶電的導(dǎo)體將帶負(fù)電荷C．無論通過何種方式使物體帶電，本質(zhì)都是電荷在物體之間或者內(nèi)部轉(zhuǎn)移，并沒有創(chuàng)造新電荷D．兩個(gè)完全一樣的金屬球，一球帶電荷量＋0.4C，另一球帶電荷量－0.2C，兩球接觸后再分開，則每球帶電荷量是＋0.3C【答案】C【解析】摩擦起電實(shí)質(zhì)是由于兩個(gè)物體的原子核對(duì)核外電子的約束能力不相同，因而電子可以在物體間轉(zhuǎn)移。若一個(gè)物體失去電子，其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多，我們說它帶正電荷。若一個(gè)物體得到電子，其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少，我們說它帶負(fù)電荷。使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷，故A錯(cuò)誤；帶正電的物體靠近不帶電的金屬導(dǎo)體，由于電子被吸引，導(dǎo)體上靠近物體的部分帶負(fù)電，導(dǎo)體遠(yuǎn)離物體的部分帶正電，整體不帶電，故B錯(cuò)誤；無論通過何種方式使物體帶電，本質(zhì)都是電荷在物體之間或者內(nèi)部轉(zhuǎn)移，并沒有創(chuàng)造新電荷，故C正確；兩個(gè)完全一樣的金屬球，一球帶電荷量＋0.4C，另一球帶電荷量－0.2C，兩球接觸后再分開，電荷先中和再均分，每球帶電荷量是＋0.1C，故D錯(cuò)誤。6．(2020-2021學(xué)年湖南石門一中高二期末)干燥的天氣里，在陽光下用塑料梳子梳理干燥的頭發(fā)，越梳頭發(fā)越蓬松，主要原因是()A．頭發(fā)散失了水分后變得堅(jiān)硬B．由于摩擦起電，頭發(fā)帶了同種電荷互相排斥C．太陽照射和摩擦產(chǎn)生的熱使頭發(fā)膨脹D．梳子的機(jī)械分離作用使各根頭發(fā)彼此分開【答案】B【解析】在干燥的天氣里，用塑料梳子梳干燥的頭發(fā)時(shí)，頭發(fā)與梳子摩擦而起電；由于頭發(fā)帶有同種電荷，同種電荷相互排斥，所以越梳越蓬松，故選B?！蚩键c(diǎn)二元電荷與電荷守恒定律7．(多選)關(guān)于電荷量，以下說法正確的是()A．物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)B．物體所帶的電荷量只能是某些值C．物體帶正電荷1.6×10－9C，這是因?yàn)槭チ?.0×1010個(gè)電子D．物體所帶電荷量的最小值為1.6×10－19C【答案】BCD【解析】元電荷為1.6×10－19C，任何帶電體電荷量均是元電荷的整數(shù)倍，故A錯(cuò)，B、C、D對(duì)。8．(2020-2021學(xué)年江蘇省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一(下)期末)關(guān)于點(diǎn)電荷、元電荷，下列說法正確的是()A．元電荷是最小的電荷量，和一個(gè)電子所帶電荷量數(shù)值相等B．一個(gè)物體帶負(fù)電，這是它失去電子的緣故C．電荷不能夠創(chuàng)造，但可以消滅D．只有很小的球形帶電體才叫做點(diǎn)電荷【答案】A【解析】A．元電荷是自然界最小的電量，其數(shù)值與電子的電荷量數(shù)值相等，故A正確；B．一個(gè)物體帶負(fù)電，這是它得到電子的緣故，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電荷守恒定律可知，電荷不能夠創(chuàng)造，也不可以消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，故C錯(cuò)誤；D．點(diǎn)電荷是將帶電物體簡(jiǎn)化為一個(gè)帶電的點(diǎn)，是一種理想化的物理模型，帶電物體能不能看成點(diǎn)電荷，不是看物體的體積大小和電量大小，而是看物體的大小對(duì)于兩個(gè)電荷的間距能不能忽略不計(jì)，故D錯(cuò)誤。故選A。9．A、B、C為三個(gè)塑料小球，A和B、B和C、C和A之間都是相互吸引的，如果A帶正電，則()A．B、C都帶負(fù)電B．B球帶負(fù)電，C球帶正電C．B、C兩球中必有一個(gè)帶負(fù)電，另一個(gè)不帶電D．B、C兩球均不帶電【答案】C【解析】根據(jù)已知條件A帶正電，A與B、A與C都是相互吸引，則B、C都不可能帶正電；若均帶負(fù)電，則B、C排斥，與已知條件B和C吸引不符，若均不帶電，B、C之間無相互作用，所以只能一個(gè)帶負(fù)電，一個(gè)不帶電，C正確。10．對(duì)于一個(gè)已經(jīng)帶電的物體，下列說法正確的是()A．物體上一定有多余的電子B．物體上一定缺少電子C．物體的帶電量一定是e＝1.6×10－19C的整數(shù)倍D．物體的帶電量可以是任意的一個(gè)值【答案】C【解析】帶電物體若帶正電則物體上缺少電子，若帶負(fù)電則物體上有多余的電子，A、B錯(cuò)誤；物體的帶電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍，C正確，D錯(cuò)誤。11．(多選)科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時(shí)，為了方便，常常用元電荷作為電荷量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是()A．電子和質(zhì)子都是元電荷B．一個(gè)帶電體的電荷量為元電荷的205.5倍C．元電荷是最小的電荷量單位D．元電荷沒有正負(fù)之分【答案】CD【解析】元電荷是最小的電荷量單位，而不是帶電粒子，帶電體的電荷量均為元電荷的整數(shù)倍，元電荷沒有正負(fù)之分，故C、D正確。12．(2020-2021學(xué)年泰州市泰州中學(xué)高一(下)期中)下列說法正確的是()A．元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身B．一個(gè)帶電體的帶電荷量可以為205.5倍的元電荷C．元電荷就是一個(gè)點(diǎn)電荷D．元電荷e的值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的【答案】D【解析】A．元電荷是最小的電量單位，不是指電子和質(zhì)子本身，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．一個(gè)帶電體的帶電荷量必須是元電荷的整數(shù)倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．元電荷是帶電量的最小值，它不是電荷，故C錯(cuò)誤；D．元電荷e的值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，選項(xiàng)D正確。故選D。13．甲、乙兩個(gè)原來不帶電荷的物體相互摩擦(沒有第三者參與)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲物體帶了1.6×10－15C的電荷量(正電荷)，下列說法正確的是()A．乙物體也帶了1.6×10－15C的正電荷B．甲物體失去了104個(gè)電子C．乙物體失去了104個(gè)電子D．甲、乙兩物體共失去了2×104個(gè)電子【解析】B甲、乙兩個(gè)物體相互摩擦