思维特训(三) 电荷与电流

思维特训(三)电荷与电流|典|例|分|析|电荷的中和例1一个带电体所带电荷量为Q1，一个带正电的验电器所带电荷量为Q2，当带电体跟验电器的金属球接触时，观察到验电器的金属箔先闭合后又张开，根据这一现象可以判断()A．带电体带正电荷，且Q1＝Q2B．带电体带负电荷，且Q1＝Q2C．带电体带正电荷，且Q1＜Q2D．带电体带负电荷，且Q1＞Q2[解析] 验电器的金属箔由于带同种(正)电荷而张开。

当带电体与验电器的金属球接触时，验电器的金属箔先闭合，说明验电器所带的电荷与带电体所带的电荷发生了中和现象，即带电体带负电荷；验电器的金属箔后又张开，说明带电体所带电荷量比原验电器上所带的电荷量多，故将验电器上的所有正电荷中和完后，还有多余的负电荷，验电器的金属箔由于带负电荷再次张开。

[答案] D感应起电例2如图3－TX－1所示，在一个带正电的小球附近有一根原来不带电的金属棒。

当用手与金属棒的某一部位接触一下后，移去带正电的小球。

关于金属棒的带电情况，下列说法中正确的是()图3－TX－1A．手碰在金属棒的左端，金属棒带正电B．手碰在金属棒的中间，金属棒不带电C．手碰在金属棒的右端，金属棒带负电D．手碰在金属棒的任何部位，金属棒总是不带电[解析] 由图可知，金属棒在带正电的小球附近时，金属棒上的自由电子会向金属棒的左边运动，金属棒的左端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电；当手碰在金属棒的左端时，金属棒左端的负电荷被带正电的小球吸引而不会跑掉；而当手碰在金属棒的右端时，因人体和金属棒都是导体，会使人体和大地的电子流入金属棒，移去带正电的小球，金属棒因有了多余的电子而带负电。

[答案] C电荷与电流例3上海市第十一届“银光杯”物理竞赛(多选)每种金属导体单位体积内的自由电子数有确定的值，电子的电量也是确定的。

对某段导体来说，如果通过它的电流是原来的2倍，则()A．通过导体某一横截面的电量是原来的2倍B．通过导体单位横截面的电量是原来的2倍C．每秒钟通过导体横截面的自由电子数是原来的2倍D．自由电子在导体内做定向移动的速度大小是原来的2倍[解析] 电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷的多少，用公式I＝Qt表示，Q表示电荷量，t表示时间。

所以当电流变化时，单位时间内通过导体横截面的电荷量一定发生了变化。

当电流变为原来的2倍时，相同时间内通过导体横截面的电荷量是原来的2倍，电荷定向移动的速度也是原来的2倍。

[答案] CD|思|维|集|训|1．静电处处与人们的生活为伴。

早晨梳头时越梳越乱，甚至“怒发冲冠”；晚上脱衣服时，会伴有蓝色闪光和“啪啪”响声，这些都是静电现象。

以下应对静电的措施中无效的是()A．设法提高房间湿度B．尽量选用化学纤维纺织品C．经常用自来水洗一下手D．油罐车的尾部挂一条铁链直达路面2．现有丝绸、玻璃、塑料薄膜三种材料。

通过实验发现，当被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近被丝绸摩擦过的塑料薄膜时，两者相互吸引。

据此排出三种材料的顺序，使前面的材料跟后面的材料摩擦后，前者总是带负电。

这个顺序是()A．丝绸、玻璃、塑料薄膜B．塑料薄膜、玻璃、丝绸C．塑料薄膜、丝绸、玻璃D．丝绸、塑料薄膜、玻璃3．甲、乙两个相同的验电器，分别带上等量的正、负电荷，用一根玻璃棒把甲、乙两个验电器的金属球连接起来，则()A．甲、乙两验电器发生电中和而不带电B．甲带了更多的正电，乙不带电C．甲不带电，乙带更多的负电D．甲、乙两验电器带电的情况没有发生改变4．现有一根被毛皮摩擦过的橡胶棒和一根跟这根橡胶棒带等量异种电荷的绝缘金属棒，如果两棒仅在某一带电部位相互接触，则()A．两棒所带电荷全部中和，它们都恢复成不带电的状态B．两棒所带电荷不发生中和现象，它们各自所带的电量保持不变C．两棒所带电荷部分中和，它们仍带等量的异种电荷，但每棒带电量减少D．金属棒恢复成不带电的状态，而橡胶棒仍带少量的电荷5．2017·龙岩一带负电粒子(重力不计)以速度v水平射入平放的带电板a、b之间，其运动轨迹是图3－TX－2中的()图3－TX－26．上海市第二十六届“大同中学杯”物理竞赛把一个带正电的物体A，靠近一个原来不带电的验电器的金属球，然后用手去触摸金属球(人体是连通大地的导体)，再移开手，这时( )A ．验电器的金属球和金属箔都不带电B ．金属球带负电，金属箔不带电C ．金属球带负电，金属箔带正电D ．金属球带负电，金属箔也带负电7．如图3－TX －3所示，使带电金属球靠近不带电的验电器，验电器的两片金属箔张开。

则表示验电器上感应电荷分布情况的各图中，正确的是( )图3－TX －38．从电视机(老式真空管电视机)显像管尾部的热灯丝发射出来的电子，高速撞击在荧光屏上，使荧光屏发光，则显像管内( )A ．电流方向从灯丝到荧光屏B ．电流方向从荧光屏到灯丝C ．显像管内是真空的，无法通过电流D ．电视机使用的是交流电，显像管中的电流方向会改变9．上海市第二十八届“大同中学杯”物理竞赛(多选)通过横截面积为S 的铜导线的电流为I ，设导线内单位体积的自由电子数为n ，电子的电荷量为e ，此时电子的定向移动速率为v ，则在Δt 时间内，通过导线横截面的电子数目为( )A ．nSv ΔtB ．nv ΔtC .I Δt SeD .I Δt e10．阅读短文，回答问题。

自然界经常出现物体带电的情况，你知道有几种方法可以使物体带电吗？使物体带电有这么几种方法：(一)摩擦起电：实验室经常用玻璃棒与丝绸、橡胶棒与毛皮相互摩擦起电。

其实，日常用的塑料梳子、笔杆、塑料尺子与头发或腈纶针织物也极易起电。

摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同，在摩擦过程中，电子发生了转移而使相互摩擦的两物体带上了等量的异种电荷。

根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同，科学家通过实验的方法得出了起电顺序表：兔毛——玻璃——羊毛——丝绸——铝——木——硬橡胶——硫黄——人造丝……顺序表中任意两种物质相互摩擦时，排在前面的物质带正电，排在后面的物质带负电；两物质顺序相隔越多，起电的效果就越好。

(二)接触起电：将一带电体与一不带电的物体接触时，就会有一部分电子从带电体跑到不带电体上，或从不带电体跑到带电体上，使原来不带电体带上了与带电体相同的电荷。

(三)感应起电：将一带电体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时，由于电荷间的相互作用，B的左端聚集了与A相反的电荷，右端聚集了与A相同的电荷，如图3－TX－4所示，这就是感应起电。

图3－TX－4(1)摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同，其实质是______发生了转移。

(2)若用兔毛与木条相互摩擦而带电，兔毛带______电。

(3)用塑料梳子梳头发时，越梳头发越蓬松，这是上述三种带电方法中的________________________________________________________________________。

(4)自然界中只存在两种电荷，分别叫正电荷和负电荷，它们之间的相互作用规律是：同种电荷相互______，异种电荷相互________。

11．在中国科学技术馆有一件展品——静电滚球，如图3－TX－5所示。

它由中心电极、金属小球、接地的金属板构成。

转动手柄时，金属小球会在中心电极与接地的金属板间循环往复运动。

(1)转动手柄使中心电极带正电，金属小球靠近中心电极一侧带______电荷，远离电极的一侧带等量的异种电荷。

中心电极对负电荷有______力，对正电荷有排斥力。

由于负电荷离中心电极距离更近，所以吸引力大于排斥力，金属小球就会________(选填“靠近”或“远离”)中心电极。

(2)当金属小球与中心电极碰撞时，负电荷被中和，此时金属小球带________电，由于同种电荷相互________，金属小球会远离中心电极。

当金属小球与接地的金属板碰撞时，正电荷被中和，此时小球又恢复电中性。

图3－TX－512．静电复印技术已经逐渐走入人们的生活，如图3－TX－6所示是利用身边的素材来简单模拟静电复印原理的示意图。

请依据图示及操作步骤，结合“人作为导体可以将电荷导走”的知识，简要说明其操作意图。

图3－TX－6A．找一块塑料板，用丝绸快速摩擦整个板面；B．用干燥的手指在塑料板上写一个“大”字；C．将塑料板平放，上面均匀地撒上一层干木屑，再将塑料板缓慢竖起，随着静止在塑料板上木屑的滑落，一个“大”字就在塑料板上显现出来了。

【操作意图】A．________________________________________________________________________；B．________________________________________________________________________；C．________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

详解详析1．B [解析] 提高房间湿度，可以有效地将静电由潮湿的空气导走，A 不符合题意；人在运动过程中，化纤衣服与身体不断摩擦，容易摩擦起电，B 符合题意；经常用自来水洗手，是利用自来水导走人身体的静电，C 不符合题意；油罐车在运动的过程中，由于罐里的油在晃动，也会摩擦产生静电，油罐车尾部拖一条铁链就可以及时把产生的静电导走，有利于消除静电，D 不符合题意。

2．C [解析] 丝绸与玻璃棒相互摩擦时，丝绸得到电子带负电，玻璃棒失去电子带正电，故丝绸束缚电子的能力大于玻璃棒；玻璃棒与塑料薄膜靠近时相互吸引，说明塑料薄膜带负电，故塑料薄膜束缚电子的能力大于丝绸；因此，束缚电子能力由强到弱的排列顺序是：塑料薄膜、丝绸、玻璃，此时使前面的材料跟后面的材料摩擦后，前者总是带负电，故选C 。

3．D [解析] 因为异种电荷可以通过导体发生中和现象，但不能通过绝缘体发生中和，所以，用一根玻璃棒把甲、乙两个验电器的金属球连接起来，电荷不能通过玻璃棒发生中和，因此甲、乙两验电器带电的情况不变。

4．C [解析] (1)当带有异种电荷的绝缘金属棒与带有负电荷的橡胶棒接触时，橡胶棒与金属棒接触部位上的负电荷会跑到金属棒上发生中和现象。

(2)但由于橡胶棒是绝缘体，其他部位的负电荷不能在橡胶棒上自由移动，所以不会跑到金属棒上发生中和现象。