人教版 高二物理 选修3-1 1.1《电荷及其守恒定律》 同步练习习题(含解析)

一、选择题

1．关于元电荷，下列说法中正确的是(　　)

A．元电荷实质上是指电子和质子本身

B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍

C．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 C

D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的

解析：选BCD.元电荷是最小电荷量单位，不是指具体的带电体，所以A错B对；由美国物理学家密立根测得电子的电量，故C、D对．

2．下列说法正确的是(　　)

A．物体所带的电荷量可以为任意实数

B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷

C．摩擦起电过程，是靠摩擦产生了电荷

D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体

解析：选D.自然界中的电荷量不是任意无限可分的，其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10－19 C，故A项错．物体不带电，是由于其内部正、负电荷的量值相等，对外不显电性，故B项错．电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的过程，故C项错．自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确．

3．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1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．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 C

B．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C

C．丙物体一定带有正电荷8×10－16 C

D．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C

解析：选AD.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1.6×10－15 C而带正电，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为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．

4．如图1－1－9所示，放在绝缘支架上带正电的导体球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(　　)

图1－1－9

A．不带电　　　　　　　　 ．带正电

C．带负电  ．不能确定

答案：C

5．带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的(　　)

A．2.4×10－19 C   ．－6.4×10－19 C

C．－1.6×10－18 C   ．4.0×10－17 C

解析：选A.任何带电物体的带电荷量都是元电荷的整数倍，由此知选项A不是元电荷的整数倍．

6．

图1－1－10

如图1－1－10所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸d，b斥c，c斥a，d吸b，则(　　)

A．仅有两个小球带同种电荷

B．仅有三个小球带同种电荷

C．c、d小球带同种电荷

D．c、d小球带异种电荷

解析：选BD.由a吸d，d吸b可知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；c斥a，b斥c可知c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷．故选B、D.

7．把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一定距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况不可能是(　　)

A．带有等量异种电荷

B．带有等量同种电荷

C．带有不等量异种电荷

D．一个带电，另一个不带电

解析：选A.当两个小球分别带等量异种电荷时，两球接触后，都不带电，不可能相互排斥，故A项是不可能的．

8．如图1－1－11所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂有金属验电箔片，若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象(　　)

图1－1－11

A．只有M端验电箔片张开，且M端带正电

B．只有N端验电箔片张开，且N端带负电

C．两端的验电箔片都张开，且左端带负电，右端带正电

D．两端的验电箔片都张开，且两端都带正电或负电

解析：选C.根据同种电荷相互排斥可知，金属球A上的负电荷将排斥金属导体MN上的自由电子，使其向N端移动，N端带负电，而M端带正电，故两端的金箔片均张开，C正确．A、B、D均错误．

9．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克带电荷量为e，d夸克带电荷量为－e，e为元电荷．下列论断可能正确的是(　　)

A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成

B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成

C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成

D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成

解析：选B.对质子H：带电荷量为2×e＋(－e)＝e，故由2个u夸克和1个d夸克组成；对中子n：带电荷量为1×e＋2×(－e)＝0，故由1个u夸克和2个d夸克组成．故选B.

二、计算题

10．如图1－1－12所示，大球A原来的电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q；现给A球补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？

图1－1－12

解析：由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知，此比例为(Q－q)∶q.经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B球带电荷量为q′，则有＝，解得q′＝.

答案：

11.如图1－1－13所示，A为带负电的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m，电荷量为q的小球，小球受向右的作用力偏转θ角而静止，小球由绝缘丝线悬挂于O点，试求金属板对小球的作用力为多大？

图1－1－13

解析：作出小球的受力分析图，如图所示，由平衡条件可求

得金属板对小球的作用力F，设绳上的拉力大小为FT，则

FTsinθ＝F，FTcosθ＝mg.

由以上两式解得F＝mgtanθ.

答案：mgtanθ