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静电场及其应用
第一节 电荷
一、起电方法的实验探究
1．判断物体是否带电的依据：物体具有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷．
2．电荷的电性及相互作用：
(1)电性
①用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；
②用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷．
（2）电荷间的作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
3．三种起电方法：
(1)如图，摩擦过后的两物体带上等量的异种电荷，这种使物体带电的方式叫摩擦起电．
(2)如图，带电的物体接触不带电的物体使不带电的物体带上与带电体电性相同的电荷，这种使物体带电的方式叫接触起电．
(3)如图，一个带电体靠近导体时，导体近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，这种使物体带电的方式叫感应起电．
注意：三种起电方式的本质都是因为电荷发生了转移。
二、电荷守恒定律
1．电荷量
(1)电荷量：物体所带电荷的多少叫做电荷量．
(2)电荷量的单位：库仑，简称库，符号C．
(3)中和：等量的异种电荷完全抵消的现象．
(4)元电荷：任何带电体的电荷量都是e＝1.60×10－19C的整数倍．因此，电荷量e被称为元电荷．
（5）比荷：电荷量与质量的比值叫比荷。电子的比荷为。
2．电荷守恒定律
(1)内容：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分．在转移的过程中，电荷的代数和不变．
(2)适用范围：电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立，而且也是一切微观物理过程所普遍遵守的规律．
基础自测
1．正误判断
(1)不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移． (√)
(2)两个互相摩擦的物体一定是同时带上种类不同的电荷，且电荷量相等． (√)
(3)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． (×)
(4)某一带电体的电荷量可能等于5×10－19 C． (×)
2．公元1世纪，东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”．顿牟即琥珀(也有玳瑁的甲壳之说)，芥指芥菜子，统喻干草、纸等的微小屑末．这个词的意思就是经过摩擦的琥珀能吸引干草、纸等轻小的物体．下列关于这个现象的解释正确的是(　　)
A．经过摩擦的琥珀有了磁性
B．经过摩擦的琥珀带了电
C．琥珀与干草带异种电荷
D．琥珀与干草带同种电荷
解析：选B　摩擦可以使物体带电，经过摩擦的琥珀带了电，能吸引干草、纸等轻小的物体，故B正确，A错误．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．带电体都有吸引轻小物体的性质，干草不一定带电．故C、D错误．
3．(多选)下列关于电荷量和元电荷的说法正确的是(　　)
A．物体所带的电荷量可以是任意实数
B．物体带正电荷1.6×10－9 C，是因为失去了1.0×1010个电子
C．物体带电量的最小值是1.6×10－19 C
D．以上说法都不正确
解析：选BC　元电荷的数值为e＝1.6×10－19 C，任何带电体的电荷量都是e的整数倍，所以物体带的电荷量不能是连续的数值，更不能是任意的，所以B、C正确．
4．两个物体分别带有电荷，则(　　)
A．它们之间的静电力一定是引力
B．它们之间的静电力一定是斥力
C．如果它们带的是同种电荷，它们之间的静电力一定是引力
D．如果它们带的是异种电荷，它们之间的静电力一定是引力
解析：选D　根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引，得如果它们带的是异种电荷，它们之间的静电力一定是引力，D正确。
5．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是(　　)
A．摩擦起电说明通过做功可以创造电荷
B．摩擦起电说明电荷可以创造
C．感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到物体的另一部分
D．感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
解析：选C　摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，而电荷的总量是不变的，故A、B错误。感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一部分，故C正确，D错误。
6．富兰克林提出存在正、负两种电荷，但物体通常呈电中性，这是因为(　　)
A．物体没有电荷　　　　 B．物体的正负电荷一样多
C．物体很容易失去电荷 D．以上说法都不正确
解析：选B　物体通常呈电中性，是因为正负电荷总量相等，物体的正负电荷一样多，对外不显电性，不是物体没有电荷，选项A错误，B正确；不同的物体对电荷的束缚能力不一样，例如：用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒容易失电子，丝绸容易得电子，所以玻璃棒带正电，丝绸带负电，C选项错误。
7.如图所示，导体A带正电，当带负电的导体B靠近A(未接触)时，导体A带的(　　)
A．正电荷增加　　　　　 B．负电荷增加
C．正、负电荷均增加 D．电荷量不变
解析：选D　当带负电的导体B靠近导体A时，两导体之间无接触，由电荷守恒定律可知，A带的电荷量不变，只是电荷在导体端面上重新分布(电荷重新分布是由电荷之间的相互作用力产生的)。
8．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
解析：选C　琥珀本身不带电，琥珀首饰经丝绸摩擦后，便带有了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体，所以带电的琥珀会将轻小的灰尘吸附在它上面，导致琥珀比较容易脏，故C正确，A、B、D错误。
9.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
解析：选A　不带电的导体B在靠近带正电的导体A后，由于静电感应，会使金属导体B两端带电，导体B左端P带有负电荷，右端Q带有正电荷，无论导线将P、Q哪端接地，然后断开，再取走A，金属导体B右端带的正电荷都会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B将带负电，A正确。
10.绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示。下列关于M、N带电情况表述正确的是(　　)
A．M一定带正电　　　　 B．M、N都带正电
C．M、N都带负电 D．M、N带异种电
解析：选D　带电体会吸引不带电的轻小物体，也可以吸引与其带异种电荷的带电体，所以当M带电时，N可能不带电，也可能带异种电，当M不带电时，N一定带电，所以D正确。
11.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是(　　)
解析：选B　使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器发生静电感应，若金属球带正电，验电器上的小球带负电，下端金属箔带等量的正电，金属箔张开，A、C错误；若金属球带负电，验电器上的小球带正电，下端金属箔带等量的负电，金属箔张开，B正确，D错误。
12．现代理论认为，反质子的质量与质子的质量相同，约为电子质量的1 836倍，若me＝0.91×10－30 kg，e＝1.6×10－19 C，求反质子的比荷。
解析：反质子的比荷＝＝＝9.58×107 C/kg。
答案：9.58×107 C/kg

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