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課時跟蹤檢測(一) 電荷
A組—重基礎·體現綜合
1．當飛機靠近帶電的云層時，飛機靠近云的一側會帶上與之相反的電荷(　　)
A．這屬于感應起電　　 B．這屬于接觸起電
C．這屬于摩擦起電 D．以上都不是
解析：選A　飛機靠近云的一側會帶上與之相反的電荷，這是靜電感應現象，即為感應起電。故選A。
2．關于對元電荷的理解，下列說法正確的是(　　)
A．元電荷就是電子
B．元電荷就是質子
C．元電荷是表示跟電子所帶電荷量數值相等的電荷量
D．元電荷是帶電荷量最小的帶電粒子
解析：選C　元電荷是一個電子帶的電荷量，不是電子，也不是質子，元電荷又稱“基本電荷量”，是物理學的基本常數之一，常用符號e表示，是一個電子或一個質子所帶的電荷量，任何帶電體所帶電荷量都是e的整數倍，故A、B、D錯誤，C正確。
3．(2024·四川1月學考)一帶電體與帶正電的玻璃棒相互排斥，則該帶電體的帶電情況是(　　)
A．不帶電 B．帶負電
C．帶正電 D．不能確定
解析：選C　一帶電體與帶正電的玻璃棒相互排斥，可知該帶電體與玻璃棒帶同種電荷，則該帶電體帶正電。故選C。
4．靜電現象在自然界中普遍存在，我國早在西漢末年已有對靜電現象的記載，《春秋緯·考異郵》中有“玳瑁吸”之說，下列不屬于靜電現象的是(　　)
A．梳過頭發的塑料梳子吸起紙屑
B．帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引
C．用手觸摸長途行駛的汽車輪胎時，感覺燙手
D．從干燥的地毯上走過，手碰到金屬把手時有被電擊的感覺
解析：選C　用塑料梳子梳頭發時，塑料梳子與頭發相互摩擦，塑料梳子會帶上電荷吸引紙屑，選項A屬于靜電現象；帶電小球移至不帶電金屬球附近，由于靜電感應，金屬球靠近帶電小球一端會感應出與帶電小球異種的電荷，兩者相互吸引，選項B屬于靜電現象；長途行駛的汽車的輪胎因與地面摩擦生熱，用手觸摸時燙手，選項C不屬于靜電現象；從干燥的地毯上走過，由于摩擦起電，當手碰到金屬把手時產生較大電流，人有被電擊的感覺，選項D屬于靜電現象。
5.如圖所示，將一束塑料絲一端打結，并用手迅速向下捋塑料絲多次，觀察到這束塑料絲下端散開了，產生這種現象的主要原因是(　　)
A．塑料絲之間相互感應起電
B．塑料絲所受重力小，自然松散
C．塑料絲受到空氣浮力作用而散開
D．由于摩擦起電，塑料絲帶同種電荷而相互排斥
解析：選D　由于不同物質對電子的束縛本領不同，當手與塑料絲摩擦時，使每根塑料絲帶上了同種電荷，而同種電荷相互排斥，因此會觀察到塑料絲散開，D正確，A、B、C錯誤。
6．干燥的天氣里，在陽光下用塑料梳子梳理干燥的頭發，越梳頭發越蓬松，主要原因是(　　)
A．頭發散失了水分后變得堅硬
B．由于摩擦起電，頭發帶了同種電荷互相排斥
C．太陽照射和摩擦產生的熱使頭發膨脹
D．梳子的機械分離作用使每根頭發彼此分開
解析：選B　在干燥的天氣里，用塑料梳子梳干燥的頭發時，頭發與梳子摩擦而起電；由于頭發帶有同種電荷，同種電荷相互排斥，所以越梳越蓬松，故選B。
7．如圖所示，口罩中間層的熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細纖維布，它能阻隔幾微米的粉塵、飛沫等，這種阻隔作用是利用了(　　)
A．靜電吸附 B．尖端放電
C．靜電屏蔽 D．電磁感應
解析：選A　由題意可知，熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細纖維布，所以當幾微米的病毒靠近時，由于靜電感應而帶電，從而被熔噴布吸附，可知，其原理為靜電感應和靜電吸附。故A正確，B、C、D錯誤。
8．某電視臺有這樣一個節目：讓父母手拉手站在絕緣臺上，父親手扶一裝置來回答問題，當在規定的時間內回答不完所給的問題，工作人員經過操作使回答問題的父母“怒發沖冠”(頭發直立而散開)，從物理學原理分析產生這一現象的原因是(　　)
A．空氣對頭發的作用結果
B．一種魔術現象
C．同種電荷相互排斥原理，使帶同種電荷的頭發相斥而散開
D．以上說法都不對
解析：選C　頭發比較輕，當帶有同種電荷時，相互排斥，頭發便分散開來，形成“怒發沖冠”的現象，故選項C正確。
9．現代理論認為，反質子的質量與質子的質量相同，約為電子質量的1 836倍，若me＝0.91×10－30 kg，e＝1.6×10－19 C，求反質子的比荷。
解析：反質子的比荷＝＝＝9.58×107 C/kg。
答案：9.58×107 C/kg
組—重應用·體現創新
10.絕緣細線上端固定，下端掛一輕質小球a，a的表面鍍有鋁膜，在a的旁邊有一絕緣金屬球b，開始時a、b都不帶電，如圖所示，現使b帶電，則(　　)
A．b將吸引a，吸住后不放
B．b先吸引a后，接觸后又把a排斥開
C．a、b之間不發生相互作用
D．b立即把a排斥開
解析：選B　金屬球b帶電后，因感應起電，a靠近b的一側帶異種電荷，異種電荷相互吸引，a將向b靠攏并與b接觸；當a與b接觸后，將對兩球所帶的電荷進行重新分配，結果兩球帶同種電荷，因此兩球將會排斥，故B正確，A、C、D錯誤。
11.如圖所示，把一個不帶電且與外界絕緣的導體兩端分別設計上兩個開關，當帶正電的小球靠近時，由于靜電感應，在a、b端分別出現正、負電荷，則以下說法中正確的是(　　)
A．閉合K1，有電子從導體流向大地
B．閉合K2，有電子從導體流向大地
C．閉合K2，有電子從大地流向導體
D．閉合K1，沒有電子通過
解析：選C　K1、K2閉合前，由于靜電感應和電荷守恒定律，a、b出現等量異種電荷，當閉合任何一個開關以后，整個導體與大地連接，都是電子從大地被吸引過來，故C正確。
12.如圖所示，通過調節控制電子槍產生的電子束，使其每秒有104個電子到達收集電子的金屬瓶，經過一段時間，金屬瓶上帶有－8×10－12 C的電荷量，求：
(1)金屬瓶上收集到多少個電子？
(2)實驗的時間為多長？
解析：(1)金屬瓶上收集的電子數目為：
N＝＝＝5×107個。
(2)實驗的時間：t＝ s＝5 000 s。
答案：(1)5×107個　(2)5 000 s
13．有A、B、C三個用絕緣柱支撐的相同導體球，A帶正電荷，電荷量為q，B和C不帶電。討論用什么辦法能使：
(1)B、C都帶等量的正電荷；
(2)B、C都帶負電荷；
(3)B、C帶等量的異種電荷；
(4)B帶q正電荷。
答案：(1)B與A接觸后，再與C接觸。
(2)使A靠近B、C，B、C用導線接地后，斷開導線。
(3)用導線將B、C連接，使A靠近B，斷開導線。
(4)B與A接觸后，再與C接觸，此時A帶正電荷，B帶正電荷，讓B再次與A接觸分開后，B帶q正電荷。
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1　電荷
核心素養點擊
物理觀念 (1)知道自然界中的兩種電荷及三種起電方式。(2)掌握電荷守恒定律。(3)知道電荷量及元電荷的概念。
科學思維 理解金屬的微觀結構模型，知道無論哪種起電方式，都沒有創造電荷，而是電荷在物體之間或物體的各部分之間發生了轉移。
科學探究 通過觀察靜電感應現象，理解帶電體靠近導體時感應起電的過程。
1．填一填
(1)自然界中有兩種電荷： 電荷和 電荷。
(2)電荷間的相互作用：同種電荷相互 ，異種電荷相互 。
(3)電荷量：電荷的多少，用Q或q表示，國際單位制中的單位是 ，符號是C。
正
負
排斥
吸引
庫侖
(4)摩擦起電：當兩種物質組成的物體互相摩擦時，一些受束縛較弱的電子會 到另一個物體上。于是，原來電中性的物體由于得到電子而帶__電，失去電子的物體則帶 電。
(5)靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或 帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶_____電荷，遠離帶電體的一端帶 電荷。這種現象叫作靜電感應。利用 使金屬導體帶電的過程叫作感應起電。
轉移
正
負
遠離
異種
同種
靜電感應
2．判斷
(1)絲綢與任何物體摩擦后都帶負電。 ( )
(2)兩個正電荷相互排斥，兩個負電荷相互吸引。 ( )
(3)摩擦起電的過程就是自由電荷轉移的過程。 ( )
×
×
√
3．想一想
如圖用摩擦過絲綢的玻璃棒和摩擦過的琥珀分別去接觸碎紙屑和羽毛。能觀察到什么現象？怎樣解釋？
提示：摩擦過的玻璃棒能夠吸引碎紙屑，摩擦過的琥珀能夠吸引羽毛；原因是摩擦過的玻璃棒和琥珀都帶了電，帶電體能吸引輕小物體。
1．填一填
(1)電荷守恒定律：電荷既不會 ，也不會 ，它只能從一個物體轉移到 ，或者從物體的一部分轉移到 ；在轉移過程中，電荷的 保持不變。
(2)電荷守恒定律的另一表述是：一個與外界沒有電荷交換的系統，_____________保持不變。
(3)元電荷： 叫作元電荷，用e表示。所有帶電體的電荷量都是 。元電荷e的數值最早是由美國物理學家 測得的，在計算中，可取e＝ C。
(4)比荷：帶電粒子的 與 的比值。
創生
消滅
另一個物體
另一部分
總量
電荷的代數和
最小的電荷量
e的整數倍
密立根
1.60×10－19
電荷量
質量
2．判斷
(1)電荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。 ( )
(2)元電荷就是質子或電子。 ( )
(3)所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數倍。 ( )
√
√
×
3．選一選
如圖所示，在真空中，把一個中性的絕緣導體M向帶負電的球P慢慢靠近，下列說法中錯誤的是 (　　)
A．M兩端的感應電荷越來越多
B．M兩端的感應電荷是同種電荷
C．M兩端的感應電荷是異種電荷
D．M兩端的感應電荷的電荷量相等
解析：M向P靠得越近，M中的自由電子受到P的排斥力越大，兩端的感應電荷越多，根據電荷守恒定律，M兩端將出現等量的異種電荷，B錯誤。
答案：B　
[問題驅動]
(1)如圖所示，取一對用絕緣柱支撐的導體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔片是閉合的。
①把帶正電荷的物體C移近導體A，金屬箔片有什么變化？
②這時把導體A和B分開，然后移去C，金屬箔片又有什么變化？
③再讓導體A和B接觸，又會看到什么現象？
提示：①C移近導體A，兩側金屬箔片都張開；
②兩側金屬箔片仍張開，但張角變小；
③導體A、B接觸，兩側金屬箔片都閉合。
(2)帶正電的導體A與不帶電的導體B接觸，使導體B帶上了什么電荷？在這個過程中電荷是如何轉移的？
提示：正電荷，在這個過程中，有電子從導體B轉移到導體A，導體B中電子數量減少，因此帶正電。　　　　
【重難釋解】
三種起電方式的比較
名稱 摩擦起電 感應起電 接觸起電
現象 兩物體帶上等量異種電荷 導體兩端出現等量異種電荷 導體帶上與帶電體同種的電荷
原因 不同物質原子核對電子的束縛能力不同。束縛能力強的得電子，帶負電；束縛能力弱的失電子，帶正電 電子在電荷間相互作用下發生轉移，近端帶異種電荷，遠端帶同種電荷 在電荷間相互作用下，電子從一個物體轉移到另一個物體
名稱 摩擦起電 感應起電 接觸起電
實質 電荷在物體之間或物體內部的轉移
說明 無論哪種起電方式，發生轉移的都是電子，正電荷不會發生轉移
[解析]　感應起電是使物體帶電的一種方法，根據電荷間的相互作用規律可知，把C移近導體A時，有電子從導體B轉移到導體A，所以導體兩端的金屬箔片都張開，且左端帶負電，右端帶正電，此時把A和B分開，A帶負電，B帶正電，金屬箔片仍張開，故A、B正確；先把C移走，A、B不再帶電，再把A、B分開，A、B上的金屬箔片不會張開，故C不正確；先把A、B分開，再把C移走，A、B仍帶電，但重新讓A、B接觸后，A、B上的感應電荷完全中和，A、B上的金屬箔片都不會張開，故D錯誤。
[答案]　CD
感應起電的判斷方法
1．當帶電體靠近導體時，導體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠離帶電體的一端帶同種電荷，如圖甲所示。
2．導體接地時，該導體與地球可視為一個導體，而且該導體可視為近端導體，帶異種電荷，地球就成為遠端導體，帶同種電荷，如圖乙、丙所示。
說明：用手摸一下導體，再移開手，相當于先把導體接地，然后再與大地斷開。
【素養訓練】
1．不帶電的玻璃棒與絲綢相互摩擦后都帶上了電，如圖所示。其原因是 (　　)
A．絲綢創造了負電荷
B．玻璃棒創造了正電荷
C．玻璃棒上有些電子轉移到絲綢上
D．絲綢上有些電子轉移到玻璃棒上
解析：不帶電的玻璃棒與絲綢相互摩擦后玻璃棒帶正電，絲綢帶負電，是因為玻璃棒上有些電子轉移到絲綢上，玻璃棒由于失去電子帶正電，絲綢由于得到電子帶負電，故選C。
答案：C　
2.為了研究空腔導體內外表面的電荷分布情況，取兩個驗電器A和B，在B上裝一個幾乎封閉的空心金屬球C(僅在上端開有小孔)，D是帶有絕緣柄的金屬小球，如圖所示。實驗前他們都不帶電，實驗時首先將帶正電的玻璃棒(圖中未畫出)與C接觸使C帶電。以下說法正確的是 (　　)
A．若將帶正電的玻璃棒接觸C外表面，則B的箔片帶負電
B．若將帶正電的玻璃棒接觸C內表面，則B的箔片不會帶電
C．使D接觸C的外表面，然后接觸A，操作若干次，觀察到A的箔片張角變大
D．使D接觸C的內表面，然后接觸A，操作若干次，觀察到A的箔片張角變大
解析：若將帶正電的玻璃棒接觸C外表面，則C以及與C連接的B的箔片都帶正電，故A錯誤；若將帶正電的玻璃棒接觸C內表面，則C以及與C連接的B的箔片都帶正電，故B錯誤；若使D接觸C的外表面，C上的電荷只有一部分轉移到D上，C仍然帶電，然后讓D接觸A，則D的一部分電荷又轉移到A上，操作若干次，觀察到A的箔片張角變大，故C正確；若使D接觸C的內表面，C的內表面不帶電，D不帶電，然后使D接觸A，A不能帶電，操作若干次，觀察到A的箔片不會張開，故D錯誤。
答案：C　
3．如圖所示，放在絕緣支架上帶正電荷的導體球A，靠近放在絕緣支架上不帶電的導體B，導體B用導線經開關接地，現把S先合上再斷開，再移走A，則導體B (　　)
A．不帶電　　　　　　 B．帶正電荷
C．帶負電荷 D．不能確定
解析：根據靜電感應現象和電荷間的相互作用，可判斷導體B帶負電荷，故選項C正確。
答案：C　
[問題驅動]
(1)在摩擦起電過程中，一個物體帶上了正電荷，另一個物體帶上了負電荷，該過程是否創造了電荷？在一個封閉的系統中，電荷的總量會增多或減少嗎？
提示：摩擦起電的過程并沒有創造電荷。一個封閉的系統中，電荷的總量保持不變。
(2)物體所帶的電荷量可以是任意的嗎？物體所帶的電荷量可以是4×10－19 C嗎？
提示：物體所帶的電荷量不是任意的，它只能是1.60×10－19 C的整數倍。由于4×10－19 C是1.60×10－19 C的2.5倍，所以物體所帶的電荷量不能是4×10－19 C。
(3)電子和質子就是元電荷嗎？
提示：元電荷是最小的電荷量，不是實物粒子；電子和質子是實物粒子，不是元電荷。　　　　
【重難釋解】
1．使物體帶電的實質不是創造了電荷，而是物體所帶的電荷發生了轉移，起電的過程就是物體間或物體內部電荷的重新分布。
2．電荷的中和并不是指電荷消失，而是指帶等量異種電荷的兩物體接觸時，經過電子的轉移，物體達到電中性的過程。
3．元電荷
(1)元電荷是最小的電荷量，而不是實物粒子，元電荷無正、負之分。
(2)雖然質子、電子的電荷量等于元電荷，但不能說質子、電子是元電荷。
(3)電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質量me之比，叫作電子的比荷。
接觸起電時電荷量的分配規律
1．導體接觸起電時電荷量的分配與導體的形狀、大小有關。
2．當兩個完全相同的金屬球接觸后，電荷量將平均分配。
(1)若兩個金屬球最初帶同種電荷，接觸后電荷量相加后均分；
(2)若兩個金屬球最初帶異種電荷，則接觸后電荷量先中和再均分。
【素養訓練】
4．(多選)關于電荷量，以下說法中正確的是 (　　)
A．物體所帶的電荷量可以為任意實數
B．物體所帶的電荷量只能是某些值
C．物體因摩擦帶電荷量為＋1.60×10－9 C，這是因為失去了1.0×1010個電子
D．物體所帶電荷量的最小值為1.60×10－19 C
5．甲、乙、丙是三個完全相同的帶絕緣支架的金屬小球，先讓帶電荷量為＋1.6×10－15 C的甲球與乙球接觸，再讓乙球與不帶電的丙球接觸，接觸后，丙球所帶電荷量為－8×10－16 C，則 (　　)
A．接觸前乙球帶有－3.2×10－15 C電荷
B．接觸前乙球帶有－4.8×10－15 C電荷
C．接觸前乙球不帶電
D．接觸前乙球帶有1.6×10－15 C電荷
答案：B　
【重難釋解】
驗電器的兩種應用方式及原理
1．帶電體接觸驗電器：當帶電的物體與驗電器上面的金屬球接觸時，有一部分電荷轉移到驗電器上，與金屬球相連的兩個金屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開，如圖甲所示。
2．帶電體靠近驗電器：當帶電體靠近驗電器的金屬球時，帶電體會使驗電器的金屬球感應出異種電荷，而金屬箔片上會感應出同種電荷(感應起電)，兩箔片在斥力作用下張開，如圖乙所示。
[解析]　驗電器的金屬箔片之所以張開，是因為它們都帶有正電荷，而同種電荷相互排斥，張開角度的大小決定于兩金屬箔片帶電荷量的多少。如果A球帶負電，靠近驗電器的B球時，異種電荷相互吸引，使金屬箔片上的正電荷逐漸“上移”，從而使兩金屬箔片張角減小，選項C正確，B錯誤。如果A球不帶電，在靠近B球時，發生靜電感應現象使A球靠近B球的一面出現負的感應電荷；而背向B球的一面出現正的感應電荷；A球上的感應電荷與驗電器上的正電荷發生相互作用，由于A球上的負電荷離驗電器較近而表現為吸引作用，從而使金屬箔片張角減小，選項A正確，D錯誤。
[答案]　AC
【素養訓練】
6. 如圖所示，用起電機使金屬球A帶上正電荷，并靠近驗電器B，則 (　　)
A．驗電器金箔不張開，因為球A沒有和驗電器上的金屬球接觸
B．驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了正電荷
C．驗電器金箔張開，因為整個驗電器都感應出了負電荷
D．驗電器金箔張開，因為驗電器的下部箔片感應出了正電荷
解析：當一個帶正電荷的金屬球A靠近原來不帶電的驗電器的金屬小球時，小球由于靜電感應會帶上負電荷，金屬箔片由于靜電感應會帶上正電荷，而整個驗電器不帶電，所以驗電器的金屬箔片張開的原因是箔片感應出了正電荷，故選項D正確。
答案：D　
一、培養創新意識和創新思維
1.打開水龍頭，慢慢調節使水流變得很細，再用摩擦過的氣球靠近細水流，如圖所示，仔細觀察，會發現什么現象？這是靜電現象嗎？
提示：水流被吸引，是靜電現象。
2. 如圖所示，在桌上間隔一定距離放兩本書，將一塊潔凈的玻璃板放置于兩書之上，使玻璃板離開桌面2～3 cm。用寬0.5 cm 的紙條剪出各種姿態的人形小紙片，放在玻璃板下面，然后用一塊硬泡沫塑料在玻璃上摩擦，可見小紙人翩翩起舞。
(1)小紙人為什么會翩翩起舞？
(2)如果實驗前把“舞區”烤一烤，實驗效果會更好。這是為什么？
提示：(1)玻璃板與硬泡沫塑料摩擦后，分別帶上等量異種電荷，帶電玻璃板能夠吸引小紙人，小紙人接觸玻璃板，帶上與玻璃板相同性質的電荷而相互排斥，小紙人落下，如此反復，小紙人就翩翩起舞了。
(2)說明在干燥環境中容易摩擦起電，其原因是干燥的空氣不會把摩擦后玻璃板上所帶的電荷導走。
二、注重學以致用和思維建模
3．古代琥珀價格昂貴，常有人魚目混珠。南朝陶弘景寫道“惟以手心摩熱拾芥為真”，南北朝時的雷敩(音xiào)在《炮炙論》中也有“琥珀如血色，以布拭熱，吸得芥子者真也”的說法，以此作為識別真假琥珀的標準。這些識別方法主要是利用了 (　　)
A．摩擦生熱使琥珀溫度升高
B．尖端放電現象
C．手心和琥珀之間的熱傳遞
D．摩擦起電使琥珀帶電從而能夠吸引輕小物體
解析：“惟以手心摩熱拾芥為真”，“琥珀如血色，以布拭熱，吸得芥子者真也”，這些識別方法主要是通過摩擦起電方式使琥珀帶電，利用帶電體能夠吸引輕小物體的特性，故D正確，A、B、C錯誤。
答案：D　
4．我國是世界文明古國之一，在古代書籍中有許多關于物理現象的記載。西晉張華的《博物志》中寫道，“今人梳頭、脫著衣時，有隨梳、解結有光者，也有咤聲”。此處所描述的現象屬于 (　　)
A．摩擦生熱現象 B．磁化現象
C．退磁現象 D．靜電現象
解析：人們梳頭、穿衣時，梳子與頭發，外衣與里面的衣服摩擦，使它們帶有異種電荷，電荷放電，看到小火星和聽到微弱響聲，是摩擦起電，屬于靜電現象，故D正確，A、B、C錯誤。
答案：D　

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