1.關(guān)于摩擦起電現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.摩擦起電現(xiàn)象使本沒有電子和質(zhì)子的物體中產(chǎn)生電子和質(zhì)子
B.兩種不同的絕緣體互相摩擦后,同時帶上等量異種電荷
C.摩擦起電,可能是因為摩擦導(dǎo)致質(zhì)子從一個物體轉(zhuǎn)移到了另一個物體而形成的
D.絲綢摩擦玻璃棒時,電子從玻璃棒上轉(zhuǎn)移到絲綢上,玻璃棒因質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)而顯正電
解析:選BD.摩擦起電實質(zhì)是由于兩個物體的原子核對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.若一個物體得到電子,其質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少,我們說它帶負電.使物體帶電并不是創(chuàng)造出電荷.
2.下列說法正確的是( )
A.電子和質(zhì)子都是元電荷
B.一個帶電體的帶電荷量為205.5 倍的元電荷
C.元電荷是最小的帶電單位
D.元電荷沒有正、負之分
解析:選CD.元電荷是最小的帶電單位,帶電體的帶電荷量均為元電荷的整數(shù)倍;元電荷不是帶電粒子,沒有電性之說,故C、D正確.
3.(2011年武漢調(diào)研)如圖1-1-7所示,用起電機使金屬球A帶上正電,靠近驗電器B,則( )
圖1-1-7
A.驗電器金箔不張開,因為球A沒有和B接觸
B.驗電器金箔張開,因為整個驗電器都帶上了正電
C.驗電器金箔張開,因為整個驗電器都帶上了負電
D.驗電器金箔張開,因為驗電器下部箔片都帶上了正電
解析:選D.A球帶正電,靠近驗電器B時,發(fā)生靜電感應(yīng),驗電器的金屬球帶負電,金屬箔片帶正電而張開.
4.(2011年西安高二檢測)如圖1-1-8所示,當(dāng)帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時,枕形導(dǎo)體上的電荷移動情況是( )
圖1-1-8
A.枕形金屬導(dǎo)體上的正電荷向B端移動,負電荷不移動
B.枕形金屬導(dǎo)體上的帶負電的電子向A端移動,正電荷不移動
C.枕形金屬導(dǎo)體上的正、負電荷同時分別向B端和A端移動
D.枕形金屬導(dǎo)體上的正、負電荷同時分別向A端和B端移動
解析:選B.導(dǎo)體中的自由電子被C球所帶的正電荷吸引而向A端移動,而導(dǎo)體中的正電荷不能定向移動,故B正確.
5.半徑相同的兩金屬小球A、B帶有相同的電荷量,相隔一定的距離,今讓第三個半徑相同的不帶電金屬小球C,先后與A、B接觸后移開.
(1)若A、B兩球帶同種電荷,接觸后兩球的電荷量之比為多大?
(2)若A、B兩球帶異種電荷,接觸后兩球的電荷量之比為多大?
解析:(1)A、B帶同種電荷,設(shè)電荷量為Q,C與A接觸后,由于形狀相同,二者平分電荷量,A、C所帶的電荷量均為12Q.C與B接觸后平分二者電荷量,則B、C的電荷量均為12(12Q+Q)=34Q,A、B最終的電荷量之比為(12Q)∶(34Q)=2∶3.
(2)A、B帶異種電荷,設(shè)電荷量分別為Q、-Q,A、C接觸后,平分電荷量Q,A、C的電荷量均變?yōu)?2Q;C再與B接觸,平分二者的總電荷量,C、B的電荷量均為12(12Q-Q)=-14Q,則A、B最終的電荷量之比為(12Q)∶-14Q=2∶1.
答案:(1)2∶3 (2)2∶1
一、選擇題
1.關(guān)于元電荷,下列說法中正確的是( )
A.元電荷實質(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.元電荷的值通常取作e=1.60×10-19 C
D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根用實驗測得的
解析:選BCD.元電荷是最小電荷量單位,不是指具體的帶電體,所以A錯B對;由美國物理學(xué)家密立根測得電子的電量,故C、D對.
2.下列說法正確的是( )
A.物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)
B.不帶電的物體上,既沒有正電荷也沒有負電荷
C.摩擦起電過程,是靠摩擦產(chǎn)生了電荷
D.利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電,實質(zhì)上是導(dǎo)體中的自由電子趨向或遠離帶電體
解析:選D.自然界中的電荷量不是任意無限可分的,其最小單位為元電荷所帶電荷量1.60×10-19 C,故A項錯.物體不帶電,是由于其內(nèi)部正、負電荷的量值相等,對外不顯電性,故B項錯.電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,摩擦起電同樣不能創(chuàng)造電荷,是一個物體失去電子、另一個物體得到電子的過程,故C項錯.自由電子是金屬導(dǎo)體中的自由電荷,在帶電體的作用下,導(dǎo)體中的自由電子會趨向或遠離帶電體,使導(dǎo)體兩端帶等量異種電荷,選項D正確.
3.(2011年北京東城區(qū)高二檢測)原甲、乙、丙三物體都不帶電,今使甲、乙兩物體相互摩擦后,乙物體再與丙物體接觸,最后,得知甲物體帶正電1.6×10-15 C,丙物體帶電8×10-16 C.則對于最后乙、丙兩物體的帶電情況下列說法中正確的是( )
A.乙物體一定帶有負電荷8×10-16 C
B.乙物體可能帶有負電荷2.4×10-15 C
C.丙物體一定帶有正電荷8×10-16 C
D.丙物體一定帶有負電荷8×10-16 C
解析:選AD.由于甲、乙、丙原都不帶電,即都沒有凈電荷,甲、乙摩擦導(dǎo)致甲失去電子1.6×10-15 C而帶正電,乙物體得到電子而帶1.6×10-15 C的負電荷;乙物體與不帶電的丙物體相接觸,從而使一部分負電荷轉(zhuǎn)移到丙物體上,故可知乙、丙兩物體都帶負電荷,由電荷守恒可知乙最終所帶負電為1.6×10-15 C-8×10-16 C=8×10-16 C,故A、D正確.
4.如圖1-1-9所示,放在絕緣支架上帶正電的導(dǎo)體球A,靠近放在絕緣支架上不帶電的導(dǎo)體B,導(dǎo)體B用導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)接地,現(xiàn)把S先合上再斷開,再移走A,則導(dǎo)體B( )
圖1-1-9
A.不帶電 B.帶正電
C.帶負電 D.不能確定
答案:C
5.帶電微粒所帶電荷量不可能是下列值中的( )
A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 C
C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C
解析:選A.任何帶電物體的帶電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,由此知選項A不是元電荷的整數(shù)倍.
6.(2011年青島高二檢測)
圖1-1-10
如圖1-1-10所示,a、b、c、d為四個帶電小球,兩球之間的作用分別為a吸d,b斥c,c斥a,d吸b,則( )
A.僅有兩個小球帶同種電荷
B.僅有三個小球帶同種電荷
C.c、d小球帶同種電荷
D.c、d小球帶異種電荷
解析:選BD.由a吸d,d吸b可知a與b帶同種電荷,且與d帶異種電荷;c斥a,b斥c可知c與a、b帶同種電荷,c與d帶異種電荷.故選B、D.
7.(2011年廣東實驗中學(xué)模擬)把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開一定距離,發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥,則A、B兩球原的帶電情況不可能是( )
A.帶有等量異種電荷
B.帶有等量同種電荷
C.帶有不等量異種電荷
D.一個帶電,另一個不帶電
解析:選A.當(dāng)兩個小球分別帶等量異種電荷時,兩球接觸后,都不帶電,不可能相互排斥,故A項是不可能的.
8.如圖1-1-11所示,原不帶電的金屬導(dǎo)體N,在其兩端下面都懸掛有金屬驗電箔片,若使帶負電的金屬球A靠近導(dǎo)體的端,可能看到的現(xiàn)象( )
圖1-1-11
A.只有端驗電箔片張開,且端帶正電
B.只有N端驗電箔片張開,且N端帶負電
C.兩端的驗電箔片都張開,且左端帶負電,右端帶正電
D.兩端的驗電箔片都張開,且兩端都帶正電或負電
解析:選C.根據(jù)同種電荷相互排斥可知,金屬球A上的負電荷將排斥金屬導(dǎo)體N上的自由電子,使其向N端移動,N端帶負電,而端帶正電,故兩端的金箔片均張開,C正確.A、B、D均錯誤.
9.目前普遍認為,質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成,u夸克帶電荷量為23e,d夸克帶電荷量為-13e,e為元電荷.下列論斷可能正確的是( )
A.質(zhì)子由1個u夸克和1個d夸克組成,中子由1個u夸克和2個d夸克組成
B.質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成,中子由1個u夸克和2個d夸克組成
C.質(zhì)子由1個u夸克和2個d夸克組成,中子由2個u夸克和1個d夸克組成
D.質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成,中子由1個u夸克和1個d夸克組成
解析:選B.對質(zhì)子11H:帶電荷量為2×23e+(-13e)=e,故由2個u夸克和1個d夸克組成;對中子10n:帶電荷量為1×23e+2×(-13e)=0,故由1個u夸克和2個d夸克組成.故選B.
二、計算題
10.如圖1-1-12所示,大球A原的電荷量為Q,小球B原不帶電,現(xiàn)在讓小球與大球接觸,達到靜電平衡時,小球獲得的電荷量為q;現(xiàn)給A球補充電荷,使其電荷量為Q,再次讓小球接觸大球,每次都給大球補充到電荷量為Q,問:經(jīng)過反復(fù)多次接觸后,小球的帶電荷量為多少?
圖1-1-12
解析:由于兩個球的形狀和大小不等,所以在接觸過程中,兩球的電荷量分配比例不是1∶1,但應(yīng)該是一個確定的值.根據(jù)第一次接觸達到靜電平衡時兩者的電荷關(guān)系可知,此比例為(Q-q)∶q.經(jīng)過多次接觸后,從大球上遷移到小球上的電荷量越越少,最終將為零,設(shè)最終B球帶電荷量為q′,則有Q-qq=Qq′,解得q′=QqQ-q.
答案:QqQ-q
11.(2011年華南師大附中高二檢測)如圖1-1-13所示,A為帶負電的金屬板,沿金屬板的垂直平分線,在距板r處放一質(zhì)量為,電荷量為q的小球,小球受向右的作用力偏轉(zhuǎn)θ角而靜止,小球由絕緣絲線懸掛于O點,試求金屬板對小球的作用力為多大?
圖1-1-13
解析:作出小球的受力分析圖,如圖所示,由平衡條件可求
得金屬板對小球的作用力F,設(shè)繩上的拉力大小為FT,則
FTsinθ=F,F(xiàn)Tcosθ=g.
由以上兩式解得F=gtanθ.
答案:gtanθ
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