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课时跟踪检测(一) 电荷
A组—重基础·体现综合
1．当飞机靠近带电的云层时，飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷(　　)
A．这属于感应起电　　 B．这属于接触起电
C．这属于摩擦起电 D．以上都不是
解析：选A　飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷，这是静电感应现象，即为感应起电。故选A。
2．关于对元电荷的理解，下列说法正确的是(　　)
A．元电荷就是电子
B．元电荷就是质子
C．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
D．元电荷是带电荷量最小的带电粒子
解析：选C　元电荷是一个电子带的电荷量，不是电子，也不是质子，元电荷又称“基本电荷量”，是物理学的基本常数之一，常用符号e表示，是一个电子或一个质子所带的电荷量，任何带电体所带电荷量都是e的整数倍，故A、B、D错误，C正确。
3．(2024·四川1月学考)一带电体与带正电的玻璃棒相互排斥，则该带电体的带电情况是(　　)
A．不带电 B．带负电
C．带正电 D．不能确定
解析：选C　一带电体与带正电的玻璃棒相互排斥，可知该带电体与玻璃棒带同种电荷，则该带电体带正电。故选C。
4．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，下列不属于静电现象的是(　　)
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
C．用手触摸长途行驶的汽车轮胎时，感觉烫手
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
解析：选C　用塑料梳子梳头发时，塑料梳子与头发相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属球靠近带电小球一端会感应出与带电小球异种的电荷，两者相互吸引，选项B属于静电现象；长途行驶的汽车的轮胎因与地面摩擦生热，用手触摸时烫手，选项C不属于静电现象；从干燥的地毯上走过，由于摩擦起电，当手碰到金属把手时产生较大电流，人有被电击的感觉，选项D属于静电现象。
5.如图所示，将一束塑料丝一端打结，并用手迅速向下捋塑料丝多次，观察到这束塑料丝下端散开了，产生这种现象的主要原因是(　　)
A．塑料丝之间相互感应起电
B．塑料丝所受重力小，自然松散
C．塑料丝受到空气浮力作用而散开
D．由于摩擦起电，塑料丝带同种电荷而相互排斥
解析：选D　由于不同物质对电子的束缚本领不同，当手与塑料丝摩擦时，使每根塑料丝带上了同种电荷，而同种电荷相互排斥，因此会观察到塑料丝散开，D正确，A、B、C错误。
6．干燥的天气里，在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发，越梳头发越蓬松，主要原因是(　　)
A．头发散失了水分后变得坚硬
B．由于摩擦起电，头发带了同种电荷互相排斥
C．太阳照射和摩擦产生的热使头发膨胀
D．梳子的机械分离作用使每根头发彼此分开
解析：选B　在干燥的天气里，用塑料梳子梳干燥的头发时，头发与梳子摩擦而起电；由于头发带有同种电荷，同种电荷相互排斥，所以越梳越蓬松，故选B。
7．如图所示，口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的粉尘、飞沫等，这种阻隔作用是利用了(　　)
A．静电吸附 B．尖端放电
C．静电屏蔽 D．电磁感应
解析：选A　由题意可知，熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，所以当几微米的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，可知，其原理为静电感应和静电吸附。故A正确，B、C、D错误。
8．某电视台有这样一个节目：让父母手拉手站在绝缘台上，父亲手扶一装置来回答问题，当在规定的时间内回答不完所给的问题，工作人员经过操作使回答问题的父母“怒发冲冠”(头发直立而散开)，从物理学原理分析产生这一现象的原因是(　　)
A．空气对头发的作用结果
B．一种魔术现象
C．同种电荷相互排斥原理，使带同种电荷的头发相斥而散开
D．以上说法都不对
解析：选C　头发比较轻，当带有同种电荷时，相互排斥，头发便分散开来，形成“怒发冲冠”的现象，故选项C正确。
9．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
组—重应用·体现创新
10.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的旁边有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图所示，现使b带电，则(　　)
A．b将吸引a，吸住后不放
B．b先吸引a后，接触后又把a排斥开
C．a、b之间不发生相互作用
D．b立即把a排斥开
解析：选B　金属球b带电后，因感应起电，a靠近b的一侧带异种电荷，异种电荷相互吸引，a将向b靠拢并与b接触；当a与b接触后，将对两球所带的电荷进行重新分配，结果两球带同种电荷，因此两球将会排斥，故B正确，A、C、D错误。
11.如图所示，把一个不带电且与外界绝缘的导体两端分别设计上两个开关，当带正电的小球靠近时，由于静电感应，在a、b端分别出现正、负电荷，则以下说法中正确的是(　　)
A．闭合K1，有电子从导体流向大地
B．闭合K2，有电子从导体流向大地
C．闭合K2，有电子从大地流向导体
D．闭合K1，没有电子通过
解析：选C　K1、K2闭合前，由于静电感应和电荷守恒定律，a、b出现等量异种电荷，当闭合任何一个开关以后，整个导体与大地连接，都是电子从大地被吸引过来，故C正确。
12.如图所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12 C的电荷量，求：
(1)金属瓶上收集到多少个电子？
(2)实验的时间为多长？
解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为：
N＝＝＝5×107个。
(2)实验的时间：t＝ s＝5 000 s。
答案：(1)5×107个　(2)5 000 s
13．有A、B、C三个用绝缘柱支撑的相同导体球，A带正电荷，电荷量为q，B和C不带电。讨论用什么办法能使：
(1)B、C都带等量的正电荷；
(2)B、C都带负电荷；
(3)B、C带等量的异种电荷；
(4)B带q正电荷。
答案：(1)B与A接触后，再与C接触。
(2)使A靠近B、C，B、C用导线接地后，断开导线。
(3)用导线将B、C连接，使A靠近B，断开导线。
(4)B与A接触后，再与C接触，此时A带正电荷，B带正电荷，让B再次与A接触分开后，B带q正电荷。
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1　电荷
核心素养点击
物理观念 (1)知道自然界中的两种电荷及三种起电方式。(2)掌握电荷守恒定律。(3)知道电荷量及元电荷的概念。
科学思维 理解金属的微观结构模型，知道无论哪种起电方式，都没有创造电荷，而是电荷在物体之间或物体的各部分之间发生了转移。
科学探究 通过观察静电感应现象，理解带电体靠近导体时感应起电的过程。
1．填一填
(1)自然界中有两种电荷： 电荷和 电荷。
(2)电荷间的相互作用：同种电荷相互 ，异种电荷相互 。
(3)电荷量：电荷的多少，用Q或q表示，国际单位制中的单位是 ，符号是C。
正
负
排斥
吸引
库仑
(4)摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会 到另一个物体上。于是，原来电中性的物体由于得到电子而带__电，失去电子的物体则带 电。
(5)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 带电体，使导体靠近带电体的一端带_____电荷，远离带电体的一端带 电荷。这种现象叫作静电感应。利用 使金属导体带电的过程叫作感应起电。
转移
正
负
远离
异种
同种
静电感应
2．判断
(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。 ( )
(2)两个正电荷相互排斥，两个负电荷相互吸引。 ( )
(3)摩擦起电的过程就是自由电荷转移的过程。 ( )
×
×
√
3．想一想
如图用摩擦过丝绸的玻璃棒和摩擦过的琥珀分别去接触碎纸屑和羽毛。能观察到什么现象？怎样解释？
提示：摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑，摩擦过的琥珀能够吸引羽毛；原因是摩擦过的玻璃棒和琥珀都带了电，带电体能吸引轻小物体。
1．填一填
(1)电荷守恒定律：电荷既不会 ，也不会 ，它只能从一个物体转移到 ，或者从物体的一部分转移到 ；在转移过程中，电荷的 保持不变。
(2)电荷守恒定律的另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，_____________保持不变。
(3)元电荷： 叫作元电荷，用e表示。所有带电体的电荷量都是 。元电荷e的数值最早是由美国物理学家 测得的，在计算中，可取e＝ C。
(4)比荷：带电粒子的 与 的比值。
创生
消灭
另一个物体
另一部分
总量
电荷的代数和
最小的电荷量
e的整数倍
密立根
1.60×10－19
电荷量
质量
2．判断
(1)电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。 ( )
(2)元电荷就是质子或电子。 ( )
(3)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。 ( )
√
√
×
3．选一选
如图所示，在真空中，把一个中性的绝缘导体M向带负电的球P慢慢靠近，下列说法中错误的是 (　　)
A．M两端的感应电荷越来越多
B．M两端的感应电荷是同种电荷
C．M两端的感应电荷是异种电荷
D．M两端的感应电荷的电荷量相等
解析：M向P靠得越近，M中的自由电子受到P的排斥力越大，两端的感应电荷越多，根据电荷守恒定律，M两端将出现等量的异种电荷，B错误。
答案：B　
[问题驱动]
(1)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。
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这时把导体A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？
③再让导体A和B接触，又会看到什么现象？
提示：①C移近导体A，两侧金属箔片都张开；
②两侧金属箔片仍张开，但张角变小；
③导体A、B接触，两侧金属箔片都闭合。
(2)带正电的导体A与不带电的导体B接触，使导体B带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？
提示：正电荷，在这个过程中，有电子从导体B转移到导体A，导体B中电子数量减少，因此带正电。　　　　
【重难释解】
三种起电方式的比较
名称 摩擦起电 感应起电 接触起电
现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷 导体带上与带电体同种的电荷
原因 不同物质原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电 电子在电荷间相互作用下发生转移，近端带异种电荷，远端带同种电荷 在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体
名称 摩擦起电 感应起电 接触起电
实质 电荷在物体之间或物体内部的转移
说明 无论哪种起电方式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移
[解析]　感应起电是使物体带电的一种方法，根据电荷间的相互作用规律可知，把C移近导体A时，有电子从导体B转移到导体A，所以导体两端的金属箔片都张开，且左端带负电，右端带正电，此时把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔片仍张开，故A、B正确；先把C移走，A、B不再带电，再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，故C不正确；先把A、B分开，再把C移走，A、B仍带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，A、B上的金属箔片都不会张开，故D错误。
[答案]　CD
感应起电的判断方法
1．当带电体靠近导体时，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，如图甲所示。
2．导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端导体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示。
说明：用手摸一下导体，再移开手，相当于先把导体接地，然后再与大地断开。
【素养训练】
1．不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后都带上了电，如图所示。其原因是 (　　)
A．丝绸创造了负电荷
B．玻璃棒创造了正电荷
C．玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
D．丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
解析：不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后玻璃棒带正电，丝绸带负电，是因为玻璃棒上有些电子转移到丝绸上，玻璃棒由于失去电子带正电，丝绸由于得到电子带负电，故选C。
答案：C　
2.为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C(仅在上端开有小孔)，D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒(图中未画出)与C接触使C带电。以下说法正确的是 (　　)
A．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电
B．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电
C．使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大
D．使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大
解析：若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故A错误；若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故B错误；若使D接触C的外表面，C上的电荷只有一部分转移到D上，C仍然带电，然后让D接触A，则D的一部分电荷又转移到A上，操作若干次，观察到A的箔片张角变大，故C正确；若使D接触C的内表面，C的内表面不带电，D不带电，然后使D接触A，A不能带电，操作若干次，观察到A的箔片不会张开，故D错误。
答案：C　
3．如图所示，放在绝缘支架上带正电荷的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B (　　)
A．不带电　　　　　　 B．带正电荷
C．带负电荷 D．不能确定
解析：根据静电感应现象和电荷间的相互作用，可判断导体B带负电荷，故选项C正确。
答案：C　
[问题驱动]
(1)在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？在一个封闭的系统中，电荷的总量会增多或减少吗？
提示：摩擦起电的过程并没有创造电荷。一个封闭的系统中，电荷的总量保持不变。
(2)物体所带的电荷量可以是任意的吗？物体所带的电荷量可以是4×10－19 C吗？
提示：物体所带的电荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19 C的整数倍。由于4×10－19 C是1.60×10－19 C的2.5倍，所以物体所带的电荷量不能是4×10－19 C。
(3)电子和质子就是元电荷吗？
提示：元电荷是最小的电荷量，不是实物粒子；电子和质子是实物粒子，不是元电荷。　　　　
【重难释解】
1．使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，起电的过程就是物体间或物体内部电荷的重新分布。
2．电荷的中和并不是指电荷消失，而是指带等量异种电荷的两物体接触时，经过电子的转移，物体达到电中性的过程。
3．元电荷
(1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分。
(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。
(3)电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫作电子的比荷。
接触起电时电荷量的分配规律
1．导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关。
2．当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配。
(1)若两个金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分；
(2)若两个金属球最初带异种电荷，则接触后电荷量先中和再均分。
【素养训练】
4．(多选)关于电荷量，以下说法中正确的是 (　　)
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．物体所带的电荷量只能是某些值
C．物体因摩擦带电荷量为＋1.60×10－9 C，这是因为失去了1.0×1010个电子
D．物体所带电荷量的最小值为1.60×10－19 C
5．甲、乙、丙是三个完全相同的带绝缘支架的金属小球，先让带电荷量为＋1.6×10－15 C的甲球与乙球接触，再让乙球与不带电的丙球接触，接触后，丙球所带电荷量为－8×10－16 C，则 (　　)
A．接触前乙球带有－3.2×10－15 C电荷
B．接触前乙球带有－4.8×10－15 C电荷
C．接触前乙球不带电
D．接触前乙球带有1.6×10－15 C电荷
答案：B　
【重难释解】
验电器的两种应用方式及原理
1．带电体接触验电器：当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，有一部分电荷转移到验电器上，与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷，因相互排斥而张开，如图甲所示。
2．带电体靠近验电器：当带电体靠近验电器的金属球时，带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷，而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电)，两箔片在斥力作用下张开，如图乙所示。
[解析]　验电器的金属箔片之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金属箔片带电荷量的多少。如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金属箔片张角减小，选项C正确，B错误。如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷；而背向B球的一面出现正的感应电荷；A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于A球上的负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金属箔片张角减小，选项A正确，D错误。
[答案]　AC
【素养训练】
6. 如图所示，用起电机使金属球A带上正电荷，并靠近验电器B，则 (　　)
A．验电器金箔不张开，因为球A没有和验电器上的金属球接触
B．验电器金箔张开，因为整个验电器都感应出了正电荷
C．验电器金箔张开，因为整个验电器都感应出了负电荷
D．验电器金箔张开，因为验电器的下部箔片感应出了正电荷
解析：当一个带正电荷的金属球A靠近原来不带电的验电器的金属小球时，小球由于静电感应会带上负电荷，金属箔片由于静电感应会带上正电荷，而整个验电器不带电，所以验电器的金属箔片张开的原因是箔片感应出了正电荷，故选项D正确。
答案：D　
一、培养创新意识和创新思维
1.打开水龙头，慢慢调节使水流变得很细，再用摩擦过的气球靠近细水流，如图所示，仔细观察，会发现什么现象？这是静电现象吗？
提示：水流被吸引，是静电现象。
2. 如图所示，在桌上间隔一定距离放两本书，将一块洁净的玻璃板放置于两书之上，使玻璃板离开桌面2～3 cm。用宽0.5 cm 的纸条剪出各种姿态的人形小纸片，放在玻璃板下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦，可见小纸人翩翩起舞。
(1)小纸人为什么会翩翩起舞？
(2)如果实验前把“舞区”烤一烤，实验效果会更好。这是为什么？
提示：(1)玻璃板与硬泡沫塑料摩擦后，分别带上等量异种电荷，带电玻璃板能够吸引小纸人，小纸人接触玻璃板，带上与玻璃板相同性质的电荷而相互排斥，小纸人落下，如此反复，小纸人就翩翩起舞了。
(2)说明在干燥环境中容易摩擦起电，其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上所带的电荷导走。
二、注重学以致用和思维建模
3．古代琥珀价格昂贵，常有人鱼目混珠。南朝陶弘景写道“惟以手心摩热拾芥为真”，南北朝时的雷敩(音xiào)在《炮炙论》中也有“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”的说法，以此作为识别真假琥珀的标准。这些识别方法主要是利用了 (　　)
A．摩擦生热使琥珀温度升高
B．尖端放电现象
C．手心和琥珀之间的热传递
D．摩擦起电使琥珀带电从而能够吸引轻小物体
解析：“惟以手心摩热拾芥为真”，“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”，这些识别方法主要是通过摩擦起电方式使琥珀带电，利用带电体能够吸引轻小物体的特性，故D正确，A、B、C错误。
答案：D　
4．我国是世界文明古国之一，在古代书籍中有许多关于物理现象的记载。西晋张华的《博物志》中写道，“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声”。此处所描述的现象属于 (　　)
A．摩擦生热现象 B．磁化现象
C．退磁现象 D．静电现象
解析：人们梳头、穿衣时，梳子与头发，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，电荷放电，看到小火星和听到微弱响声，是摩擦起电，属于静电现象，故D正确，A、B、C错误。
答案：D　

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