2020-2021学年新教材物理人教版必修第三册学案：9.1电荷含答案
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用综合评估含解析新人教版必修第三册
第九章 《静电场及其应用》综合评估一、单项选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题3分，共24分)1．关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是( B )A ．点电荷是体积很小的带电体，是一种理想化的物理模型B ．点电荷所带电荷量一定是元电荷的整数倍C ．点电荷所带电荷量一定很小D ．点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型解析：点电荷和质点一样是一种理想化的物理模型，与体积的大小无关，所以A 错误；元电荷又称“基本电量”，在各种带电微粒中，电子电荷量是最小的，任何带电体所带电荷量都是e 的整数倍，所以B 正确；点电荷是一种理想化的物理模型，其带电荷量并不一定是很小的，所以C 错误；点电荷是一种理想化的物理模型，元电荷又称“基本电量”，检验电荷是用来检验电场是否存在的点电荷，所以点电荷、元电荷、检验电荷不是同一种物理模型，所以D 错误．2．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( B )A ．－F 2 B.F2C ．－FD ．F解析：如图所示，设B 处的点电荷带电荷量为正，AB ＝r ，则BC ＝2r ，根据库仑定律F ＝kQq r 2，F ′＝kQ ×2q 2r 2，可得F ′＝F2，故选项B 正确． 3.如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况．设该电场中A 、B 两点的电场强度大小分别为E A 、E B ，则A 、B 两点( D )A．E A＝E B，电场方向相同B．E A<E B，电场方向相同C．E A>E B，电场方向不同D．E A<E B，电场方向不同解析：电场线的疏密表示电场强弱，由题图可知，B点密集，A点稀疏，故E A<E B，又电场方向为电场线的切线方向，A、B两点的电场方向不同，故A、B、C错误，D正确．4．如图所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是( A )A．只有球壳外表面带正电B．球壳的内表面带负电，外表面带正电C．球壳的内、外表面都带正电D．球壳的内表面带正电，外表面带负电解析：小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表面带正电，A对，B、C、D错．5．下列说法正确的是( B )A．经过摩擦使某物体带负电，那么该物体在摩擦过程中产生了额外的电子B．物体所带电量是元电荷的整数倍C．印刷厂的空气保持一定的湿度是为了使环境更加舒适D．静电平衡时，导体内没有自由电子解析：摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，没有产生额外的电子，故A错误；电子的带电量最小，质子的带电量与电子相等，电性相反，人们通常将最小的电荷量叫做元电荷，元电荷为：e＝1.60×10－19C，物体的带电量是元电荷的整数倍，故B正确；印刷厂车间中，纸张间摩擦产生大量静电，由于有一定的湿度，能及时导走，是防止静电危害，故C错误；当达到静电平衡时，导体内部将没有多余的电荷，并不是没有自由电子，故D错误．6.如图所示在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方向接触放置，原先AB都不带电，先让开关K1、K2均断开，现在将一个带正电小球C放置在A左侧，以下判断正确的是( D )A ．只闭合K 1，则A 左端不带电，B 右端带负电B ．只闭合K 2，接着移走带电小球，最后将AB 分开，A 带负电C ．K 1、K 2均闭合时，A 、B 两端均不带电D ．K 1、K 2均闭合时，A 左端带负电，B 左端不带电解析：只闭合开关时K 1，由于静电感应的作用，金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体右端不再带有电荷，左端带负电，故A 错误；当闭合开关时K 2，由于静电感应的作用，金属导体B 右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B 右端不再带有电荷，左端带负电，接着移走带电小球，A 端的负电会被中和而都不带电，最后将AB 分开，则A 端和B 端均不带电，故B 错误．K 1、K 2均闭合时，导体AB 的近端还是A 端会感应异种电荷，带负电；远端通过接地线变成了无穷远，故B 端不带电；故C 项错误，D 项正确．7.如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a ，则正方形两条对角线交点处的电场强度( C )A ．大小为42kQ a2，方向竖直向上 B ．大小为22kQ a2，方向竖直向上 C ．大小为42kQ a2，方向竖直向下 D ．大小为22kQ a 2，方向竖直向下解析：两个正点电荷在O 点产生的场强大小E 1＝E 2＝k Q22a 2＝2kQ a2，。
2020-2021学年新教材高中物理 第九章 静电场及其应用 进阶突破(含解析)新人教版必修3-
第九章 进阶突破1．如图所示，已知带电小球A 、B 的电荷量分别为Q A 、Q B ，OA ＝OB ，都用长L 的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O 点处．静止时A 、B 相距为d ．为使平衡时AB间距离减为d 2，可采用以下哪些方法()A ．将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍B ．将小球B 的质量增加到原来的4倍C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将两小球的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍【答案】D【解析】如图所示，B 受重力、绳子的拉力及库仑力作用，将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反．由几何关系可知mg L ＝F d ，而库仑力F ＝kq 1q 2d 2，即mg L ＝kq 1q 2d 2d＝kq 1q 2d 3，得d ＝3kq 1q 2L mg ．则要使d 变为d 2可以使质量增大到原来的8倍而保证上式成立，故A 、B 错误；或将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时小球B 的质量增加到原来的2倍，也可保证等式成立，故C 错误，D 正确．2．如图所示，下列说法正确的是( )A ．图甲为等量同种点电荷形成的电场线B ．图乙离点电荷距离相等的a 、b 两点场强相同C ．图丙中在c 点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d 点D ．图丁中某一电荷放在e 点与放到f 点(两点到极板距离相等)，电势能相同【答案】D【解析】由题图可知，题图甲为等量异种点电荷形成的电场线，故A 错误；题图乙为正点电荷所形成的电场线分布，离点电荷距离相等的a 、b 两点场强大小相同，场强方向不同，故B 错误；正电荷在题图丙中c 点受力沿电场线的切线方向，由静止释放时，不可能沿着电场线运动到d 点，故C 错误；题图丁中e 点与f 点到极板距离相等，电势相同，同一电荷放在e 、f 处时电势能相同，故D 正确．3．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ，A 带电＋Q ，B 带电－9Q ．现引入第三个点电荷C ，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C 的带电性质及位置应为( )A ．正，B 的右边0.4 m 处B ．正，B 的左边0.2 m 处C ．负，A 的左边0.2 m 处D ．负，A 的右边0.2 m 处【答案】C【解析】要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C 应在A 左侧，带负电．设C 带电荷量为q ，A 、C 间的距离为x ，A 、B 间距离用r 表示，由于处于平衡状态，所以k Qq x 2＝9kQq r ＋x2，解得x ＝0.2 m ，故C 正确． 4．西汉著作《淮南子》中记有“阴阳相薄为雷，激扬为电”，人们对雷电的认识已从雷公神话提升到朴素的阴阳作用．下列关于雷电的说法错误的是( )A ．发生雷电的过程是放电过程B ．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程C ．发生雷电的过程中，电荷的总量增加D ．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击【答案】C【解析】雷电是天空中带异种电荷的乌云间的放电现象，A 正确；根据能量转化可知，发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程，B 正确；电荷不会产生，不会消失，只能从一个物体传到另一个物体，或从物体的一部分传到另一部分，总量不变，C 错误；避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击，D 正确．5．(多选)如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R ，带电量为＋Q ，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m 、带电荷量为q 的小球(大小不计)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O 距离为R ，已知静电力常量为k ，重力加速度为g ，则小球所处位置的电场强度为( )A ．mg qB ．2mg 2qC ．k Q R 2D ．k 2Q 4R 2 【答案】AD【解析】带电小球受到库仑力为圆环各个点对小球库仑力的合力，以小球为研究对象，受力如图所示．圆环各个点对小球的库仑力的合力为qE ，由平衡条件得，竖直方向F sin θ＝mg ，小球到圆环中心O 距离为R ，而竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R ，则sin θ＝22，解得F ＝2mg ，水平方向F cos θ＝qE ，解得E ＝mg q，故A 正确，B 错误；将圆环看成由n 个小段组成，当n 相当大时，每一小段都可以看成点电荷，由对称性知，各小段带电体在小球所处位置场强E 的竖直分量相互抵消，而水平分量之和即为带电环在小球处的场强E ，结合矢量的合成法则及三角知识，则有小球所处位置的电场强度为E ＝nkQ n 2R 2×22＝k 2Q4R 2，故C 错误，D 正确．6．如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，运动轨迹如图所示，M 和N是轨迹上的两点，其中M点是轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是( )A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力的方向沿电场线方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加【答案】C【解析】带电粒子所受合力指向运动轨迹的内侧，所以带电粒子受到的电场力水平向左，粒子向M点运动过程中电场力做负功，所以粒子到达M点时的动能最小，速率最小，故A、B错误；因为是匀强电场，粒子受到的电场力恒定，加速度恒定，故C正确；粒子靠近M点的过程，电场力做负功，电势能增加，远离M点的过程，电场力做正功，电势能减少，故D 错误．7．(多选)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是( )A．头部带负电B．A点电场强度大于B点电场强度C．负离子运动到A点时，其加速度方向向右D．图中从A至C的虚线可以是正离子的运动轨迹【答案】BD【解析】电场线从正电荷或无穷远处出发，终止于无穷远处或负电荷，根据电场线由鱼的头部出发可知，头部带正电，故A错误；电场线疏密程度表示电场强度大小，A处电场线比B处密，所以A处电场强度大于B处电场强度，故B正确；负离子在A点受到的电场力向左，其加速度方向向左，故C错误；正离子所受的电场力方向沿着电场线的方向，且指向运动轨迹的凹侧，故D正确．8．a和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度E a与ab连线夹角为60°，b点电场强度E b与ab连线夹角为30°，则关于此电场，下列分析中正确的是( )A．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝1∶ 3B．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1C．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1D．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1【答案】D【解析】设点电荷的电荷量为Q，将E a、E b延长相交，交点即为点电荷Q的位置，如图所示，从图中可知电场方向指向场源电荷，故这是一个负点电荷产生的电场，A、B错误；设a、b两点到Q的距离分别为r a和r b，由几何知识得到r a∶r b＝1∶3，由公式E＝k Qr2可得E a∶E b＝3∶1，故C错误，D正确．9．如图所示，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( )A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷【答案】D【解析】对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，A、B错误；对P进行受力分析可知，匀强电场对它的电场力应水平向左，与Q对它的库仑力平衡，所以P带负电荷，Q带正电荷，D正确，C错误．10．如图所示，两根长度相等的绝缘细线的上端都系在同一水平天花板上，另一端分别连着质量均为m的两个带电小球P、Q，两小球静止时，两细线与天花板间的夹角均为θ＝30°，重力加速度为g．以下说法中正确的是( )A ．细线对小球的拉力大小为233mg B ．两小球间的静电力大小为33mg C ．剪断左侧细线的瞬间，P 球的加速度大小为2gD ．当两球间的静电力瞬间消失时，Q 球的加速度大小为3g【答案】C【解析】对P 球受力分析，如图所示，根据共点力平衡条件得，细线的拉力大小T ＝mg sin 30°＝2mg ，静电力大小F ＝mgtan 30°＝3mg ，A 、B 错误；剪断左侧细线的瞬间，P 球受到的重力和静电力不变，因此两力的合力与剪断细线前细线的拉力等大反向，根据牛顿第二定律得P 球的加速度大小为2g ，C 正确；当两球间的静电力消失时，Q 球开始做圆周运动，绳的拉力发生突变，将重力沿细线方向和垂直于细线方向分解，由重力沿垂直于细线方向的分力产生加速度，根据牛顿第二定律得a ＝32g ，D 错误．11．如图所示，在倾角为30°足够长的光滑绝缘斜面的底端A 点固定一电荷量为Q 的正点电荷，在距A 为s 0的C 处由静止释放某带正电荷的小物块P (可看作点电荷)．已知小物块P 释放瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g ．已知静电力常量为k ，重力加速度为g ，空气阻力忽略不计．(1)求小物块所带电荷量q 和质量m 之比；(2)求小物块速度最大时离A 点的距离s ；(3)若规定无限远电势为零时，在点电荷Q 的电场中，某点的电势可表示成φ＝kQ r (其中r 为该点到Q 的距离)．求小物块P 能运动到离A 点的最大距离s m ．【答案】(1)3gs 202kQ(2)3s 0 (3)3s 0 【解析】(1)对小物块受力分析：受重力、电场力、支持力．由牛顿第二定律得 k qQ s 20－mg sin θ＝mg解得q m ＝3gs 202kQ． (2)当合力为零时速度最大，即k qQ s2－mg sin θ＝0解得s ＝3s 0．(3)当运动到最远点时速度为零，由能量守恒定律得 mg (s m －s 0)sin θ＝qkQ s 0－qkQ s m解得s m ＝3s 0．12．如图所示，一带电荷量为＋q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止．重力加速度用g 表示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求：(1)电场强度的大小E ；(2)将电场强度减小为原来的12时，物块加速度的大小a ； (3)电场强度变化后物块下滑距离L 时的动能E k ．【答案】(1)3mg 4q(2)0.3g (3)0.3mgL 【解析】(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，由受力平衡得 F N sin 37°＝qEF N cos 37°＝mg可得电场强度E ＝3mg 4q． (2)若电场强度减小为原来的12则变为E ′＝3mg 8qmg sin 37°－qE ′cos 37°＝ma可得加速度a ＝0.3g ．(3)电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功．由动能定理有mgL sin 37°－qE′L cos 37°＝E k－0可得动能E k＝0.3mgL．。
2020—2021学年度人教物理(新教材)必修第三册第九章 静电场及其应用同步习题及答案
2020—2021人教物理（新教材）必修第三册第九章 静电场及其应用同步习题及答案（新教材）必修第三册第九章 静电场及其应用1、一个带正电的质点所带的电荷量q ＝2.0×10－9 C ，在静电场中由a 点移到b 点，在这个过程中，除静电力外，其他力做正功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，则a 、b 两点间的电势差为( )A ．3×104 VB ．1×104 VC ．4×104 VD ．7×104 V 2、古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。
人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为( )A ．琥珀是一种树脂化石，树脂具有粘性，容易吸附灰尘B ．室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快C ．经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘D ．琥珀本身带电，能吸引灰尘3、两个大小相同、带同种电荷的金属小球，所带电荷量的值分别为Q 1、Q 2，且Q 1＝13Q 2，把Q 1、Q 2放在相距较远的两点，它们之间作用力的大小为F ，若使两球相接触后再分开放回原位置，它们之间作用力的大小等于( )A.43F B.23F C.13F D ．F4、如图是某电场区域的电场线分布，A 、B 、C 是电场中的三个点，下列说法正确的是( )A．A点的电场强度最大B．B点的电场强度最小C．把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电力最大D．把一个带负电的点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向一致5、在燃气灶上常安装电子点火器，电子点火器的放电电极应该做成( ) A．圆头状B．针尖状C．方形D．椭球形6、a和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度E a与a、b连线夹角为60°，b点电场强度E b与a、b连线夹角为30°，关于此电场，下列分析正确的是( ) A．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝1∶3B．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1C．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1D．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶17、如图所示，不带电导体B在靠近带正电的导体A时，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是( )A．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带负电B．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电C．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将不带电D．若用导线将P端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电8、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A 、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中F A所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为( )A．一定是正电B．一定是负电C．可能是正电，也可能是负电D．无法确定9、如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的电场强度，则( )A．A、B两处的电场强度方向相同B．因为A、B在一条电场线上，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A＞E BD．负电荷在A点所受的静电力方向与E的方向相同10、下列防雷措施可行的是( )①在大树下避雷雨；②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；③不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；④在空旷地带，最好关掉手机电源A．①③B．②③C．①④D．③④11、如图所示，实线为三条方向未知的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a 、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受静电力作用)，则 ( )A．a一定带正电，b一定带负电B．静电力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大12、在边长为a的正方形的每个顶点上都放置一个电荷量为q的点电荷，如果保持它们的位置不变，每个电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力是多大？13、如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量都为m，彼此间距离均为r，A、B带正电，电荷量均为q。
2020--2021学年度(新教材)物理必修第三册第10章 静电场中的能量(含答案)
2020--2021（新教材）物理必修第三册第10章静电场中的能量（含答案）（新教材）必修第三册第10章静电场中的能量1、（双选）在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一电荷量为＋Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为－q的带电小球，小球经过P点时速度为v，图中θ＝60°，则在＋Q形成的电场中()A．N点电势高于P点电势B．U PN＝m v2 2qC．P点电场强度大小是N点的2倍D．带电小球从N点到P点的过程中电势能减少了12m v22、（双选）如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ。
下列叙述正确的是()A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M 点，则该电荷克服静电力所做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变3、关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功4、（双选）空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是E Bx、E Cx，下列说法中正确的有()A．E Bx的大小大于E Cx的大小B．E Bx的方向沿x轴正方向C．电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功5、下列关于电容器的叙述正确的是()A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才是电容器B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体，就组成了电容器C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来，电容器的放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能6、如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB＝BC，则它们带电荷量之比q1∶q2等于()A．1∶2 B．2∶1C．1∶ 2 D.2∶17、在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则() A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC ．b 点的电势一定比a 点高D ．该电荷的动能一定减小8、下列四个图中，a 、b 两点电势相等、电场强度矢量也相等的是( )9、下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法，正确的是( )A ．在相同距离上，电势差大的其电场强度也必定大B ．任意两点的电势差，等于电场强度与这两点间距离的乘积C ．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等D ．电势降低的方向，必定是电场强度的方向10、根据电容器的电容的定义式C ＝Q U ，可知( )A ．电容器带的电荷量Q 越多，它的电容C 就越大B ．电容器两极板之间的电势差U 越大，它的电容C 就越小C ．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关D ．电容器不带电时，其电容为零11、如图所示为示波管中偏转电极的示意图，间距为d ，长度为l 的平行板A 、B 加上电压后，可在A 、B 之间的空间中(设为真空)产生电场(设为匀强电场)。
2020--2021学年度(新教材)物理必修第三册第10章 静电场中的能量(含答案)
2020--2021（新教材）物理必修第三册第10章静电场中的能量（含答案）（新教材）必修第三册第10章静电场中的能量1、（双选）在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一电荷量为＋Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为－q的带电小球，小球经过P点时速度为v，图中θ＝60°，则在＋Q形成的电场中()A．N点电势高于P点电势B．U PN＝m v2 2qC．P点电场强度大小是N点的2倍D．带电小球从N点到P点的过程中电势能减少了12m v22、（双选）如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ。
下列叙述正确的是()A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做功，电势能减少D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M 点，则该电荷克服静电力所做的功等于静电力对该电荷所做的功，电势能不变3、关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功4、（双选）空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是E Bx、E Cx，下列说法中正确的有()A．E Bx的大小大于E Cx的大小B．E Bx的方向沿x轴正方向C．电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功5、下列关于电容器的叙述正确的是()A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才是电容器B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体，就组成了电容器C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来，电容器的放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能6、如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB＝BC，则它们带电荷量之比q1∶q2等于()A．1∶2 B．2∶1C．1∶ 2 D.2∶17、在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则() A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC ．b 点的电势一定比a 点高D ．该电荷的动能一定减小8、下列四个图中，a 、b 两点电势相等、电场强度矢量也相等的是( )9、下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法，正确的是( )A ．在相同距离上，电势差大的其电场强度也必定大B ．任意两点的电势差，等于电场强度与这两点间距离的乘积C ．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等D ．电势降低的方向，必定是电场强度的方向10、根据电容器的电容的定义式C ＝Q U ，可知( )A ．电容器带的电荷量Q 越多，它的电容C 就越大B ．电容器两极板之间的电势差U 越大，它的电容C 就越小C ．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关D ．电容器不带电时，其电容为零11、如图所示为示波管中偏转电极的示意图，间距为d ，长度为l 的平行板A 、B 加上电压后，可在A 、B 之间的空间中(设为真空)产生电场(设为匀强电场)。
9.3.1 电场强度(练习题)-2020-2021学年新教材高中物理必修三精品备课(解析版)
第九章静电场及其应用9.3电场电场强度（一）第1课时电场强度一、单选题：1.有关电场强度的理解，下述说法正确的是()A．由E＝Fq可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比B．在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为E＝Fq，取走q后，该点场强不变C．由E＝k qr2可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度无穷大D．以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同答案B解析电场强度由电场本身决定，与试探电荷的电荷量以及所受的电场力无关，由E＝Fq可知，电场强度E等于电荷q所受的电场力F与电荷量q的比值，选项A错误；在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为E＝Fq，取走q后，该点场强不变，选项B正确；在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度的公式E＝k qr2不再适用，选项C错误；以点电荷Q为中心的球面上各点场强大小相等，方向不同，D错误．2.如图所示的是在一个电场中A、B、C、D四点分别引入试探电荷时，测得的试探电荷的电荷量跟它所受静电力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是()A．A、B、C、D四点电场强度大小相等B．A、B、C、D四点的电场强度大小关系是E D>E A>E B>E CC ．A 、B 、C 、D 四点的电场强度大小关系是E A >E B >E D >E CD ．无法确定这四个点的电场强度大小关系【答案】B 【解析】题图中给出了A 、B 、C 、D 四个位置上电荷量和它所受静电力大小的变化关系，由电场强度的定义式E ＝F q可知，F －q 图象的斜率代表电场强度．斜率大的电场强度大，斜率小的电场强度小．故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．3.关于电场中某点的场强大小和方向的描述，下列说法正确的是()A ．由E ＝F q知，若q 减半，则该处电场强度为原来的2倍B ．由E ＝k Q r2知，E 与Q 成正比，与r 2成反比C ．由E ＝k Q r2知，在以Q 为球心，r 为半径的球面上，各处场强均相同D ．电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力方向【答案】B 【解析】E ＝F q为场强的定义式，而电场中某点的场强只由电场本身决定，与是否引入试探电荷q 及q 的大小、正负无关，选项A 错误；E ＝k Q r 2是点电荷Q 产生的电场中各点场强的决定式，故E ∝Q r2，选项B 正确；因场强为矢量，E 相同意味着大小、方向都相同，而在球面上各处场强方向不同，选项C 错误；因所放电荷电性不知道，若为正电荷，则E 与＋q 受力方向相同，否则相反，故选项D 错误．4.如图所示,真空中O 点有一点电荷,在它产生的电场中有A 、B 两点,A 点的电场强度大小为E A ,方向与AB 连线成60°角,B 点的电场强度大小为E B ,方向与AB 连线成30°角。
2020-2021学年新教材人教版物理必修第三册教师用书：第9章 2.库仑定律 Word版含解析
姓名，年级：时间：2。
库仑定律学习目标：1.［物理观念]知道点电荷的概念，知道库仑定律的内容、公式、适用条件. 2。
[科学思维]能会用库仑定律进行熟练计算。
3.［科学探究］体会控制变量法探究库仑定律的过程。
4。
[科学态度与责任］有学习和研究库仑定律的内在动机，研究中坚持实事求是,在探究合作中不断修正错误。
阅读本节教材，回答第6页“问题”并梳理必要知识点.教材P6“问题"提示：电荷间的作用力会随电荷间距离的增大而减小，随电荷电荷量的增大而增大，电荷间的作用力与电荷量、电荷间的距离有关。
一、电荷之间的作用力1．实验探究（1）带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方向θ角。
(2)在电荷量不变的情况下，小球离带电体越近,角度θ越大，离带电体越远，角度θ越小。
（3）在距离不变的情况下,带电体电荷量越大,角度θ越大,电荷量越小,角度θ越小。
(4）结论：影响两电荷之间相互作用力的因素：距离、电荷量.电荷间的相互作用力随带电体间距离的减小而增大，随带电体所带电荷量的增加而增大。
2．库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
3．静电力:电荷之间的相互作用力,也叫库仑力。
4．点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点。
点电荷是一种理想化模型。
二、库仑的实验1．实验装置2．实验步骤（1）改变A和C之间的距离，记录每次扭丝扭转的角度,便可找出力F与距离r的关系。
(2）改变A和C的带电荷量，记录每次扭丝扭转的角度，便可找出力F与带电荷量q之间的关系.3．实验结论（1）力F与距离r的二次方成反比，F∝错误!。
(2）力F与电荷量q1和q2的乘积成正比，F∝q1q2。
4．库仑定律表达式：F＝k错误!，其中静电力常量k＝9。
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用第2节库仑定律练习含解析新人教版必修3
第2节 库仑定律合格考训练25分钟·满分60分一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)1．(2019·某某省同安一中高二上学期期中)关于元电荷和点电荷的理解正确的是( D )A ．元电荷就是点电荷B ．点电荷一定是电荷量最小的电荷C ．体积很小的带电体就是点电荷D ．元电荷是一个电子所带的电荷量的绝对值解析：元电荷表示电荷量，是一个电子所带的电荷量的绝对值，不是点电荷，故A 错误，D 正确；当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，与电荷量的多少无关，故B 、C 错误。
2. (2019·某某省某某市高二上学期期末)如图所示，一个带正电的球体M 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N 先后挂在横杆上的P 1和P 2处。
当小球N 静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)。
则( A )A ．小球N 带正电，θ1>θ2B ．小球N 带正电，θ1<θ2C ．小球N 带负电，θ1>θ2D ．小球N 带负电，θ1<θ2解析：小球M 与N 相互排斥，M 、N 带同种电荷，M 带正电，N 也带正电，小球N 受重力mg ，绳的拉力，库仑力F ，绳与竖直方向夹角为：tan θ＝Fmg ，库仑力：F ＝k Qq r2， 由于电荷N 悬挂在P 1点时距离小，库仑力大，偏角大，故θ1＞θ2，故A 正确，B 、C 、D 错误。
3．(2019·某某市金山中学高二上学期期中)两个相同的金属小球A 、B ，所带的电量q A ＝＋q 0、q B ＝－7q 0，相距r 放置时，相互作用的引力大小为F 。
现将A 球与B 球接触，再把A 、B 两球间的间距增大到2r ，那么A 、B 之间的相互作用力将变为( A )A ．斥力、9F 28B ．斥力、9F14C ．引力、9F 28D ．引力、9F 14解析：金属小球A 和B ，带电量分别为＋q 0和－7q 0，相互作用力大小为F ，根据库仑定律，有：F ＝k q 0·7q 0r2 将两球接触后再放回原处，电荷先中和再平分，带电量变为q 0－7q 02＝－3q 0，根据库仑定律，有：F ′＝k 3q 0·3q 02r 2＝928F ，且表现为斥力，故A 正确，B 、C 、D 错误；故选A 。
2020-2021学年新教材人教版物理必修第三册教师用书：第9章 章末综合提升 Word版含解析
[巩固层·知识整合][提升层·能力强化]库仑力与库仑力作用下的平衡问题1.库仑定律：F＝kq1q2r2。
适用于真空中两个点电荷。
当r→0时，公式不再适用。
2．库仑力作用下的平衡问题(1)特点：F合＝0。
(2)分析方法：①同一直线上三个自由电荷的平衡：a．平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。
b．平衡的规律：②不共线力作用下的平衡：用共点力平衡的知识分析，常用的方法有正交分解法、合成法等。
【例1】如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上。
a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电。
整个系统置于方向水平的匀强电场中。
已知静电力常量为k 。
若三个小球均处于静止状态，则匀强电场电场强度的大小为( ) A ．3kq 3l 2 B ．3kq l 2 C ．3kq l 2 D ．23kq l 2 B [设小球c 带电荷量为Q ，由库仑定律可知小球a 对小球c 的库仑引力为F ＝k qQ l 2，小球b 对小球c 的库仑引力为F ＝k qQ l2，两个力的合力为2F cos 30°。
设水平匀强电场的电场强度的大小为E ，对小球c ，由平衡条件可得QE ＝2F cos 30°，解得E ＝3kq l 2，选项B 正确。
] [一语通关]分析库仑力作用下的平衡问题时，要先受力分析，再利用平衡条件列方程求解，与力学部分的唯一区别是多考虑库仑力的作用。
电场强度及其叠加E ＝F q ⎩⎨⎧ 适用于任何电场q 为试探电荷的电荷量E ＝kQ r 2⎩⎨⎧ 适用于点电荷产生的电场Q 为场源电荷的电荷量2．电场的叠加(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用第2节库仑定律作业含解析新人教版必修3
第2节 库仑定律A 组·基础达标1．下列关于点电荷的说法中，正确的是( ) A ．只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B ．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C ．只有球形带电体才能看成点电荷D ．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷 【答案】D【解析】当带电体的形状、大小及电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷由研究问题的性质决定，与带电体自身大小、形状无具体关系，故A 、B 、C 错误，D 正确．2．关于真空中两个带正电的点电荷间的静电力，下列说法正确的是( ) A ．静电力为斥力，当两电荷间的距离增大时静电力变小 B ．静电力为斥力，当两电荷间的距离增大时静电力变大 C ．静电力为引力，当两电荷间的距离增大时静电力变小 D ．静电力为引力，当两电荷间的距离增大时静电力变大 【答案】A【解析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故C 、D 错误；由F ＝k q 1q 2r 2可知，距离越大，静电力越小，故A 正确，B 错误．3．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们之间库仑力的大小为F ．两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小变为( )A ．112F B ．34F C ．43F D ．12F【答案】C【解析】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F ＝kQ ·3Qr 2，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带电为＋Q ，距离变为原来的12，库仑力大小为F ′＝k Q ·Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝k 4Q ·Q r 2＝43F ，C 正确．4．如图所示的实验装置为库仑扭秤．细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A ，另一端有一个不带电的球B ，B 与A 所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球C 插入容器并使它靠近A 时，A 和C 之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，便可找到力F 与距离r 和电荷量q 的关系．这一实验中用到了下列哪些方法( )①微小量放大法 ②极限法 ③控制变量法 ④逐差法 A ．①② B ．①③ C ．③④ D ．②④【答案】B【解析】把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度，并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系，是微小量放大法；保持电荷量不变，改变A 和C 的距离可得到F 和r 的关系，保持A 和C 的距离不变，改变电荷量q 可得到F 和q 的关系，这是控制变量法．故B 正确．5．(多选)如图所示，两个带电小球A 、B 的质量分别为m 1、m 2，带电荷量分别为q 1、q 2．静止时两悬线与竖直方向夹角分别为θ1、θ2，且A 、B 恰好处在同一水平面上，则( )A ．若q 1＝q 2，则θ1＝θ2B ．若q 1＜q 2，则θ1＞θ2C ．若m 1＝m 2，则θ1＝θ2D ．若m 1＜m 2，则θ1＞θ2【答案】CD【解析】两电荷间的库仑力是相互的，大小相等、方向相反且作用在同一直线上．每个带电小球受库仑力、重力和绳子拉力，三力平衡，由平衡条件可得m 1g tan θ1＝kq 1q 2r 2，m 2g tan θ2＝k q 1q 2r2，即m 1g tan θ1＝m 2g tan θ2，可知C 、D 正确．6．两个分别带有电荷量－2Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ．两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A．112F B．34FC．12F D．16F【答案】D【解析】相距为r时，根据库仑定律得F＝k2Q·3Qr2，接触后，电量先中和再均分，各自带电量变为Q2，则有F′＝kQ2·Q2⎝⎛⎭⎪⎫r22＝kQ2r2＝F6，D正确．7．如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q的正上方的P点用细线悬挂一质点B，A、B两点因为带电而相互排斥，使悬线与竖直方向成θ角．由于漏电，A、B两质点的电量逐渐减小，在电荷漏空之前悬线对悬点P的拉力T( )A．变小B．变大C．不变D．无法确定【答案】C【解析】以B为研究对象，质点受到重力G，A的斥力F1和线的拉力F2三个力作用，作出受力图如图．作出F1、F2的合力F，由三个共点力的平衡条件可知，F和G方向相反，大小相等，即F＝G，根据几何知识可知△FBF1∽△PBQ，可得FF2＝PQPB，又F＝G，可得F2＝PBPQG．在A、B两质点带电量逐渐减少的过程中，PB、PQ、G均不变，则F2不变，悬线对悬点P的拉力T＝F2大小也不变．故C正确，A、B、D错误．8．如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A和C围绕B做匀速圆周运动，B恰能保持静止，其中A、C和B的距离分别是L1和L2，不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷(电荷量与质量之比)之比应是()A ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12 C ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L13【答案】C【解析】根据B 恰能保持静止可得kq A q B L 21＝kq C q B L 22，A 做匀速圆周运动有k q A qB L 21－k q A q CL 1＋L 22＝m A ω2L 1，C 做匀速圆周运动有kq B q C L 22－k q A q CL 1＋L 22＝m C ω2L 2，联立可得⎝ ⎛⎭⎪⎫q A m A ⎝ ⎛⎭⎪⎫q C m C ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，故C 正确．9．如图所示，两个分别用长l ＝5 cm 的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球(可视为点电荷)带有等量同种电荷．由于静电力的作用，平衡时它们之间的距离为r ＝6 cm ．已测得每个金属小球的质量m ＝1.2×10－3kg ，试求它们所带的电荷量q ．(已知g 取10 m/s 2，k ＝9.0×109N·m 2/C 2)【答案】6×10－8C【解析】带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下处于平衡状态，其中一个金属小球的受力示意图如图所示．由图可知F ＝mg tan θ tan θ＝352－32＝34 又因为F ＝k q 2r2＝mg tan θ解得q ＝rmg tan θk＝6×10－8C ． B 组·能力提升10．如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A ，用原长为L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x 1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x 2，则有( )A ．x 2＝12x 1B ．x 2＝14x 1C ．x 2＞14x 1D ．x 2＜14x 1【答案】C【解析】库仑力等于弹力，两球电荷量各减半时，若不考虑两球距离的变化对库仑力的影响，库仑力减为原来的14，则x 2＝14x 1，但实际是距离减小后库仑力又会增大，故正确答案是x 2＞14x 1，C 正确．11．如图所示，两个带同种电荷的小球质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别为q 1和q 2，用两段绝缘细线悬挂在天花板上的O 点，平衡时两球间的连线水平，两段绝缘细线与竖直线的夹角分别为α和β，α<β，则下列说法正确的是( )A ．若q 1>q 2，则m 1>m 2B ．若q 1>q 2，则m 1<m 2C ．一定有m 1<m 2D ．一定有m 1>m 2【答案】D【解析】以m 1为研究对象进行受力分析，结合库仑定律，由平衡条件得k q 1q 2r 2＝m 1g tan α；再以m 2为研究对象，同理得kq 1q 2r 2＝m 2g tan β，因α<β，则m 1>m 2． 12．如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球，它们的质量均为m 、间距均为r ，A 、B 带正电，电荷量均为q ．现对C 施一水平力F 的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r 不变，求：(1)C 球的电性和电荷量； (2)水平力F 的大小．【答案】(1)负电 2q (2)33k q 2r2【解析】(1)A 球受到B 球的库仑力F 1和C 球的库仑力F 2作用后，产生水平方向的加速度，故F 2必为引力，C 球带负电．如图所示，根据库仑定律得F 1＝k q 2r 2，F 2＝k qq Cr2，F 1与F 2的合力方向水平向右，求得F 2＝2F 1，故q C ＝2q ．(2)对A 球a ＝3F 1m ＝3kq 2mr2对系统整体F ＝3ma故F ＝33k q 2r2．。
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第九章静电场及其应用1.电荷新课程标准学业质量目标1.通过实验,了解静电现象。
2.能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。
合格性考试1.初步形成电荷的概念,理解电荷守恒定律。
2.明确不同的起电方式和不同起电方式的实质。
选择性考试1.知道正、负电荷的规定及电荷间相互作用的规律。
2.了解验电器的构造、原理,并借助验电器感受摩擦起电、感应起电的过程。
必备知识·自主学习一、电荷及起电方式以上四个图,均发生了带电现象,物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?怎样使物体带上电呢?提示:物体带电是发生了电子的转移;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;可以通过摩擦起电、感应起电和接触起电的方式使物体带电。
1.两种电荷:(1)电荷的分类:①正电荷:和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷。
②负电荷:和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷。
(2)电荷的性质:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;且带电体有吸引轻小物体的性质。
2.物质的微观结构:(1)原子结构:(2)原子电性:原子核的正电荷的数量与核外电子负电荷的数量一样多,整个原子对外界表现为电中性。
(3)离子的电性:失去电子的原子为带正电的离子;得到电子的原子为带负电的离子。
3.摩擦起电:两个物体相互摩擦时,电子从一个物体转移到另一个物体,原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电,丢失电子的物体则带正电。
4.感应起电:(1)自由电子:金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。
(2)静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷的现象。
(3)感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。
5.接触起电:带电体接触导体时,电荷转移到导体上,使导体带同种性质的电荷。
二、电荷守恒定律及元电荷、比荷1.电荷守恒定律:(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变,这个结论叫作电荷守恒定律。
(2)在发生正、负电荷产生或湮没的过程中,电荷的代数和不变,所以电荷守恒定律的另一种表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
2.元电荷:(1)电荷量:用来表示电荷的多少,其单位是库仑,简称库,用C表示。
(2)元电荷:①最小的电荷量叫作元电荷,用e表示,计算中,常取e=1.60×10-19 C。
②对元电荷的三点理解:a.元电荷没有正、负之分,也不是实物粒子;b.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等,但不能说它们是元电荷;c.电荷量不能连续变化,自然界中带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍。
3.比荷:带电粒子的电荷量与质量的比叫作比荷。
虽然电荷有正负,但这里的电荷量取绝对值,因此比荷只有正数。
电子的比荷为=1.76×1011 C/kg。
(1)用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电,证明正电荷从丝绸转移到玻璃棒上。
(×)(2)摩擦起电的过程是电子从一个物体转移到另一个物体的过程。
(√)(3)原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了异种电荷,说明通过摩擦可以创造电荷。
(×)(4)电子的电荷量e的数值最早是由库仑通过实验测出的。
(×)(5)元电荷就是质子或电子。
(×)(6)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。
(√)关键能力·合作学习知识点一三种起电方式的比较摩擦起电接触起电感应起电产生条件两种不同物质构成的绝缘体摩擦导体与带电体接触带电体靠近导体实验毛皮摩擦橡胶棒带电体接触验电器带电体靠近验电器现象两物体带上等量异种电荷验电器带上与带电体相同电性的电荷验电器两端出现等量异种电荷,且电性与原带电体“近异远同”起电原因不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同而发生电子的得失电荷之间的相互作用导体中的自由电子受带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)带电体(教材二次开发·P3[实验]改编)如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触。
起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的。
探讨:(1)把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔片有什么变化?(2)这时把A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化?(3)再让A和B接触,又会看到什么现象?(4)再把带正电物体C和A接触,金属箔片又有什么变化?提示:(1)C移近导体A,两侧金属箔片都张开;(2)金属箔片仍张开;(3)A、B接触,金属箔片都闭合;(4)两侧金属箔片都张开。
【典例】如图所示,当将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体AB 时,枕形导体上的电荷移动情况是 ()A.正电荷向B端移动,负电荷不移动B.带负电的电子向A端移动,正电荷不移动C.正、负电荷同时分别向B端和A端移动D.正、负电荷同时分别向A端和B端移动【解析】选B。
金属导电的实质是自由电子的移动,即枕形金属导体中的自由电子向A端移动,正电荷不移动。
故B正确,A、C、D错误。
(多选)(母题追问)在【典例】中若把C改成带负电的小球,如图所示,置于枕形金属导体AB附近,导体的A端感应出正电荷,B端感应出负电荷。
关于使导体带电的以下说法中正确的是()A.如果用手摸一下导体的B端,B端自由电子将经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电B.如果用手摸一下导体的A端,大地的自由电子将经人体流入导体与A 端的正电荷中和,手指离开,移去带电体C,导体带负电C.如果用手摸一下导体的中间,由于中间无电荷,手指离开,移去带电体C,导体不带电D.无论用手摸一下导体的什么位置,导体上的自由电子都经人体流入大地,手指离开,移去带电体C,导体带正电【解析】选A、D。
无论用手摸一下导体的什么位置,都会使枕形导体通过人体与大地相连,由于静电感应,导体上的自由电子将经人体流入大地,使得导体带正电,手指离开,移去带电体C,导体带正电,故选A、D。
【加固训练】如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触,使验电器的金属箔片张开,关于这一现象下列说法正确的是 ()A.两片金属箔片上带异种电荷B.两片金属箔片上均带负电荷C.箔片上有电子转移到玻璃棒上D.将玻璃棒移走,则金属箔片立即合在一起【解析】选C。
自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,即缺少电子,若将其接触验电器的金属球,此时两个箔片带同种电荷,即带正电荷;在此过程中,一部分电子会从验电器的金属球转移到玻璃棒;移走玻璃棒时,箔片仍带电,不会立即合在一起,选项C正确。
知识点二电荷守恒定律电荷分配规律1.“中性”与“中和”的理解:(1)中性:物体内有电荷存在,但正、负电荷的绝对值相等,对外不显电性。
(2)中和:两个带有等量异种电荷的带电体相遇达到电中性的过程。
2.两金属导体接触后电荷量的分配规律:(1)当两个带同种电荷的导体,材料、形状不同时,接触后再分开,只能使两者均带电,但无法确定电荷量的多少。
(2)若使两个完全相同的金属球带电荷量大小分别为q1、q2,则有甲、乙两同学各拿一带电小球,做实验时不小心两小球接触了一下,结果两小球都没电了!讨论:(1)电荷到哪里去了呢?是否违背了电荷守恒定律?(2)两带电导体接触后,电荷量一定相同吗?提示:(1)两球上的异种电荷中和了,即正、负电荷代数和为0,对外不显电性;没有违背电荷守恒定律。
(2)不一定。
【典例】有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B,分别带有电荷量Q A=6.4×10-9 C,Q B=-3.2×10-9 C,让两绝缘金属球接触。
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? 【解析】当两球接触时,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配。
由于两球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两球带电荷量Q A′=Q B′==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Q B′的正电荷。
这样,共减少的电子电荷量为:Q减=Q B-Q B′=(-3.2×10-9-1.6×10-9) C=-4.8×10-9 C。
答案:均为1.6×10-9 C电子由B球转移到了A球,转移了4.8×10-9 C (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,得知甲物体带正电荷1.6×10-15C,丙物体带电荷量的大小为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8×10-16 CB.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15 CC.丙物体一定带有正电荷8×10-16 CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16 C【解析】选A、D。
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带1.6×10-15 C的正电荷,乙物体得到电子而带1.6×10-15 C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1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正确。
【加固训练】(多选)已知验电器带上正电荷后,验电器上的金箔张开了一定角度,下列说法正确的是()A.如果用另一带电体接触验电器的金属球,金箔张角更大,则可以判定带电体一定带正电B.如果用另一带电体接触验电器的金属球,金箔张角变小,则可以判定带电体一定带负电C.如果用另一带电体接触验电器的金属球,金箔张角先变小后变大,则可以判定带电体一定带负电D.如果用另一导体靠近验电器的金属球,金箔张角变大,则可以判定导体一定带负电【解析】选A、C。
验电器上带正电荷后,验电器上的金箔张开一定角度,如果用另一个带电体接触验电器的金属球,金箔张角变大,说明电荷量变大,则带电体一定带正电,故A正确;如果用另一带电体接触验电器的金属球,金箔张角变小,则带电体可能带负电,也可能不带电,也可能带正电,但电荷量较小,故B错误;如果用另一带电体接触验电器的金属球,金箔张角先变小后变大,则可以判定带电体带负电,接触时电荷量先中和后平分,故C正确;如果用另一导体靠近验电器的金属球,金箔张角变大,是由于静电感应,同种电荷相斥,金属箔上的正电荷增加,张角增大,故导体带正电,D错误。