第八章电场

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  •  2010/9/17
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1.能不能用普通验电器来直接检测物体带的是何种电荷?

【答案】

能不能用普通验电器来直接检测物体带的是何种电荷?

 

2.8-2用干燥手指摩擦塑料薄膜包扎带,包扎带会向四周张开,如图所示。你用什么方法可以让包扎带合拢呢?

【答案】

用干燥手指摩擦塑料薄膜包扎带后,由于包扎带上带有同种电荷,它们相互排斥,从而张开,要使它们重新合拢,就是要使包扎带上的电荷失去。

方法一:可以用手掌慢慢捋过包扎带,由于人体是导体,反复接触包扎带,可以使上面的电荷转移到人体,包扎带就可以合拢了。

方法二:用火焰靠近包扎带,由于火焰周围存在大量带电的离子,和包扎带上的电性相反的电荷互相吸引,从而使包扎带上的电荷中和,包扎带也会合拢。

 

3.已知在环境的温度、湿度、气压相同的情况下,可得出以下序列:玻璃、尼龙、羊毛、丝绸、棉花、纸张、硬橡胶、腈纶……序列中两种物质摩擦时,排在前面的物质带正电,后面的物质带负电,而且两种物质在序列中距离越远,摩擦起电现象越显著。用事先准备的尼龙、羊毛、腈纶等材料,进行摩擦起电的实验,下面的叙述中正确的是(    )。

(A)尼龙棒与羊毛摩擦,尼龙棒带负电

(B)腈纶与羊毛摩擦,腈纶带正电

(C)尼龙与腈纶摩擦,不会发生起电现象

(D)羊毛与腈纶摩擦较尼龙与羊毛摩擦,有更显著的起电现象

【答案】

D

【解析】

两个物体相互摩擦,哪个物体带正电,哪个物体带负电,主要决定于物质的性质。因为在序列中,尼龙在前,羊毛居中,腈纶最后,所以尼龙与羊毛摩擦,尼龙带正电;羊毛与腈纶摩擦,羊毛带正电。尼龙与腈纶摩擦,起电现象最显著。正确选项为D。

 

4.下列有关静电的说法中,正确的是(    )。

(A)摩擦起电创造了电荷

(B)丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引铁钉

(C)普通验电器能直接检测物体带有何种性质的电荷

(D)电荷量存在某最小值

【答案】

D

 

5.关于摩擦起电的原因,正确的说法是(    )。

(A)只有正电荷从一个物体转移到另一个物体

(B)只有电子从一个物体转移到另一个物体

(C)电子和正电荷同时按相反方向转移

(D)以上三种情况都有可能

【答案】

B

 

6.下列说法正确的是(    )。

(A)玻璃与羊毛摩擦,玻璃带负电

(B)丝绸和硬橡胶摩擦,硬橡胶带正电

(C)玻璃与羊毛摩擦,玻璃带正电

(D)丝绸和硬橡胶摩擦,硬橡胶带正电

【答案】

C

 

7.一次闪电大约可把10 C的负电荷转移到地面,那么一次闪电大约有多少电子由云层到达地面?

【答案】

n=6.25×1019

 

8.观察和思考以下现象,谈谈为什么会发生这些现象?

(1)将一个气球在你的头发上摩擦几下,再拿到你的一个手臂旁,气球不会掉下来。

(2)打开电视机,然后你把裸露的手臂靠近电视机屏幕,会有轻微的痒感。

(3)在超市购物,当你想打开塑料袋时,会发现袋子贴在你手上。

(4)计算机的显示屏很容易沾上灰尘。

【答案】

(1)由于摩擦起电,气球会带电,而气球较轻,会被手臂吸引

(2)电视机显像管内有高压电场,人的手臂靠近荧光屏后,会受到电场作用,细微的汗毛会竖起,产生痒的感觉

(3)塑料袋绝缘性能好,带有静电被手吸附

(4)显示屏外表面绝缘性能好,带有静电,容易吸附灰尘

 

9.用贴有羊毛毡的黑板擦与聚乙烯薄片摩擦,聚乙烯薄片会获得电子而带负电。薄片上所带的电荷量若为10-9 C,试估计该聚乙烯薄片得到多少个电子?

【答案】

6.25×109

 

10.我们在道路或工地上,经常会见到“高压危险”的警示牌,说明电压太高容易发生危险,但在静电实验中,电压要高达成千上万伏,在一般情况下都比较安全,这是为什么?

【答案】

因为静电的电压很高,但电荷量较小,不会形成长时间大电流,所以不会发生危险。

 

11.有A、B、C、D四个绝缘小球,其中有两个小球带正电,一个小球带负电,一个小球不带电,你能否根据同性相斥、异性相吸的原理把它们区别开来?

【答案】

如果仅仅观察排斥和吸引,把四个小球两两靠近,相互排斥的两球带正电,带负电的和不带电的都被其他三个球吸引,所以不能区分。

 

12.现有一个验电器和若干带电情况未知的橡胶球,利用验电器我们可以检验出(    )。

(A)每个橡胶球是否带电及是否带同种电荷

(B)每个橡胶球是否带电及带电的多少

(C)每个橡胶球是否带电及带何种电荷

(D)以上各项均能检验出结果

【答案】

A

 

13.验电器带有正电,物体A接触验电器的金属球后,发现验电器的金属箔先闭合后又张开,这表明(    )。

(A)物体A原先带正电

(B)物体A原先带负电

(C)物体A原先不带电

(D)物体A原先可能带负电,也可能不带电

【答案】

B

 

14.如图所示,在两个等量异号的点电荷产生的电场中,有A、B、C三点。A、B在两个电荷的连线上,B、C在连线的中垂线上。那么在A、B、C三点先后分别放入一个正电荷,该电荷在A、B、C三点所受的电场力大小、方向关系怎样?

【答案】

A的电场强度最大,C的电场强度最小,由FEq可以知道,正电荷在A点受到的电场力最大,在C点受到的电场力最小,方向均水平向右。

 

15.下列关于点电荷的说法中正确的是(    )。

(A)不论带电体多大,只要距离远大于它们的大小,就能看成是点电荷

(B)只要带电体的体积很小,在任何情况下都能看作点电荷

(C)体积很大的带电体,任何情况下都不能看作点电荷

(D)只有球形带电体才能看作点电荷

【答案】

A

 

16.关于电场线,以下正确的说法是(    )。

(A)电场线是实际存在的曲线,人们通过实验把它们找出来

(B)电场线在任一点的切线方向,就是电荷在该点所受电场力的方向

(C)电场线与电荷的移动轨迹是一致的

(D)电场线有起点和终点,不是一条闭合的曲线

【答案】

D

 

17.在下列关于电场强度的说法中,不正确的是(    )。

(A)电场中某点电场强度的方向就是放入该点的电荷所受电场力的方向

(B)等量同种电荷的电场中,在两电荷连线的中点处电场强度最小

(C)电场强度大的地方电场力一定大

(D)电场强度为零的地方电场力一定为零

【答案】

AC

 

18.一个点电荷的电荷量为0.5×10-6 C,所在位置的电场强度方向竖直向上,大小为4.5×105 N/C,求该点电荷所受电场力的大小和方向。

【答案】

FqE=0.225N,电场力方向竖直向上

 

19.一个电荷量为-4 μC的点电荷,受到竖直向下的电场力的作用,电场力的大小为0.16 N,求该点电荷所在位置的电场强度的大小和方向。

【答案】

4×104N/C  电场强度方向竖直向上

 

20.在电场中某点放一电荷量为-4.8×10-7 C的负电荷,该电荷受到的电场力为2.4×10-5 N,方向水平向东,则该点的电场强度大小为________N/C,方向_________。若在该点放一个正电荷,则该点电场强度方向_________。若将该点上的电荷移走,则该点的电场强度大小为________N/C。

【答案】

50,水平向西,水平向西,50

 

21.根据电场线的特点,在图中完成以下要求:

(1)图(a)为电场中一条电场线,在电场线的a、b点上分别放置电荷+q和-q。画出两电荷所受电场力的方向。

(2)在图(b)所示的电场中,比较A、B两处电场的强弱。

(3)图(c)中所示是描述电场的一根电场线,请在图上画出B点的电场强度方向。如果在A点放一个负电荷,请画出该电荷在A点受到的电场力方向。

8-5

【答案】

 

22.在真空中,点电荷Q和P之间的相互作用力为6.0×10-4 N。已知电荷Q处的电场强度是3.0×105 N/C,试求点电荷Q的电荷量。电荷P的电荷量为2×10-9 C,电荷P所在处的电场强度是多少 ?

【答案】

qQ==2×10-9 C

Ep==3×105 N/C

 

23.在真空中有一个带正电的点电荷Q,在它的电场中的某点由静止释放一个带正电的粒子,则带电粒子被释放后的加速度______,速度_______。(均选填“增大”减小”或“不变”)

【答案】

减小,增大

 

24.【课外实验】探究电荷的相互作用

把一只白炽灯泡放在玻璃杯口,使它保持平稳,如图所示;用干净的手帕摩擦有机玻璃(或塑料)直尺A,使其带电,再将直尺A平稳地放在玻璃灯泡上。用同样的方法使直尺B带电,并接近直尺A,观察直尺A的转动情况。如果两根直尺的材料相同,可以看到直尺A被排斥,如果它们的材料不同,则它们可能互相吸引。改变两尺的距离,还可以体会它们相互作用强弱的变化,根据这个实验,你能作出什么结论?

【答案】

实验结论包括:相互作用强弱与带电多少有关,与电荷间距离有关等。

 

25.【小实验】体验“触电”

用一块丝绸在塑料板上用力摩擦,然后用一个有绝缘柄的金属板放在摩擦后的塑料板上,用手指碰触金属板,人会有触电的感觉。用手握住绝缘柄,提起金属板;再用手去触摸金属板,又会有被电击的感觉。用同样方法,可以反复做这个实验。你通过实验还发现了什么现象?还可以提出什么问题?

【答案】

金属板放在经过摩擦的塑料板上,金属板的上、下表面会带上等量异号的电荷,第一次接触时,上表面的电荷使人有触电的感觉。第二次握住绝缘柄拿起金属板,金属板带有原在下表面的电荷,也会使人有触电的感觉。

 

26.8-7开尔文起电机是一种非常神奇的机器,它是产生静电的一个例子。它的构造如图8-7所示,其中金属环A用导线连接到容器B的水中,金属环B用导线连接到容器A的水中。金属环A和B都用 绝缘的物体固定在图中的位置(其固定装置没有在图中画出)。当储水罐流出的细水流从金属环中连续穿过一定时间后,在两个容器中就会积累起非常可观的电荷量,在冬天干燥的季节,两个容器间的静电电压可以达到上万伏。试说明开尔文起电机起电的原理。

【答案】

这个实验可以用正负电荷相互作用来解释。由于水与容器或空气的摩擦,在两个容器中总会出现一定的电荷量不等的情况。比如容器B中正电荷有略微多余,那么通过导线,使金属环A上也略微多了一些正电荷,由于水中有一定量的正负离子,金属环A就会吸引负电荷,使穿过金属环A落到容器A中的水流带负电荷。这样容器A中负电荷多了,同理,在容器B中的正电荷也不断增加。而容器A上的负电荷通过导线连接到金属环B上,就会吸引更多的正电荷落入容器B中,这样在短时间内,就会在容器A和B中积累起非常可观的电荷量。此时会明显观察到从管中流出的细水流向四周分开,像一个倒置的喷泉一样,这是由于水中的异种电荷受金属环的吸引所致。静电实验非常忌讳潮湿,而本实验又偏偏是用水来做的。因此保持环境和器材表面的干燥是非常关键的。

 

27.以煤作燃料的工厂、电站,每天排出的烟气带走大量的煤粉,不仅浪费燃料,而且严重地污染环境,如图是静电除尘器的原理示意图。除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A接到高压电源的正极,B接到高压电源的负极。请简要叙述静电除尘的原理。

【答案】

由于金属管A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,在它们之间形成很强的电场。B附近的空气分子被强电场电离,成为正离子和电子。正离子被吸到B上,获得电子后又成为分子;而电子在向正极A运动的过程中碰到烟气中的煤粉,使其带负电,并被吸附到正极A上,堆积到一定程度,受重力作用落在下面的漏斗中。

静电除尘用于粉尘较多的场所,可除去有害的微粒或回收物质,如面粉、水泥粉等。

 

28.打开自来水龙头,调节龙头开关使流出的水呈细小的一条,再用一把塑料梳子在头发上摩擦几下后靠近水流,如图所示。观察会发生什么现象,并说明原因。

【答案】

塑料梳子带电吸引水流,使水流弯曲。

 

29.把塑料匙在干燥的布上摩擦几下,然后去舀爆米花,爆米花就会到处乱蹦,如图所示。请说明发生这种情况的原因。

【答案】

爆米花与带电的勺子接触,将带同种电荷而相互排斥,爆米花因质量很小而会到处乱跳。

 

30.某工厂在机器的底下安放橡皮垫以降低噪声。这一措施很快就遭到工人的反对,因为他们不时碰到机器时会受到电击(机器的供电线路并没有因损坏而漏电)。解释这一现象并提出一些可以消除电击的建议。

【答案】

橡皮垫绝缘性能好,切断了机器与大地的通路,静电可以大量积累,产生高压使工人不适。解决办法是加橡皮垫圈的同时用接地线与大地相连。

 

31.在制造尼龙线的过程中,常有一些细小的尼龙屑粘在线上。如果使车间空气保持较高湿度的话就可避免这种现象。试解释其中的原因。

【答案】

尼龙绝缘性很好,容易带上静电,吸附轻小的尼龙屑,如果空气潮湿,则可将静电导走,避免吸附。

 

32.查询资料了解打火机的构造,在各种打火机中,哪一种打火机与静电现象有关?为什么?

【答案】

压电打火机与静电有关,它没有电源,但有一块压电陶瓷,用手指产生压力后,压电陶瓷产生高压,高电压放电的火花点燃打火机。

 

33.观察电子蚊拍的结构,说一说为什么能把蚊子杀死?

【答案】

电蚊拍是利用高压放电现象杀死蚊子的,蚊拍中的电子线路产生高压,相邻两根导线距离很近,电压很高,有数百甚至数千伏。当蚊子碰到两根导线时,形成短路,虽然电荷量不多,对人体无害,但足以将蚊子烧焦杀死。

 

34.静电除尘是种被广泛应用的除尘手段。如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置,铝板和手摇起电机的正极相连,缝被针和手摇起电机的负极连接,在铝板和缝被针中间放入点燃的蚊香。转动手摇起电机,蚊香上的烟会被电极吸附。一旦停止转动手摇起电机,蚊香的烟又会袅袅上升,请解释这个现象。

【答案】

当手摇起电机起电后,缝衣针带上了大量的负电荷,针尖处电荷密度很大,使缝衣针发生放电,导致周围空气分子电离。电离生成了正离子和电子,正离子被缝衣针吸引从而被中和,空气中的电子受到缝衣针排斥,被带正电荷的铝板吸引。这些电子在运动过程中与蚊香产生的烟雾相接触,使烟雾带上了负电荷,由于正、负电荷互相吸引,这些带负电的烟雾就吸附到了带正电的铝板上,从而达到了消除烟尘的目的。停止摇动起电机,缝衣针不放电,空气停止电离,烟雾不会带上负电也不会被铝板吸引。

 

35.一个带负电的物体渐渐靠近一个已带电的验电器金属球,在此过程中验电器的金属箔先闭合,后又张开,这是为什么?

【答案】

这是因为验电器原来带有正电,带负电的物体靠近它时,验电器金箔上的负电会被吸引到小球上,金箔闭合。带负电的物体继续靠近它时,金箔上会带正电,再次张开,而且靠得越近正电荷越多,张角越大。

 

36.现有a、b、c、d四个带电球,已知d带正电,a和c相互排斥,c和d相互吸引,而b和d相互排斥,则(    )。

(A)a、c带负电,b带正电            (B)a带负电,b、c带正电

(C)b带负电,a、c带正电             (D)a所带电性不能确定

【答案】

A

 

37.现有丝绸.玻璃、塑料薄膜三种材料。通过实验发现,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,使前面的材料和后面的材料摩擦后,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

【答案】

C

 

38.对电场的正确理解是(    )。

(A)电场只是一个理想模型,实际上并不存在

(B)电场中的电场线不是人为画出的,而是实际存在的

(C)电场是由较小和较轻的原子组成,所以既看不见,也摸不到

(D)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用

【答案】

D

 

39.关于电场强度,正确的说法是(    )。

(A)电场中某点电场强度的大小、方向都和放入该点的点电荷有关

(B)电场中某点电场强度的大小和放入该点的点电荷有关

(C)电场中某点电场强度的方向和放入该点的点电荷有关

(D)电场中某点电场强度的大小、方向都和放入该点的点电荷无关

【答案】

D

 

40.图中表示某电场电场线的分布,A、B是电场中的两点。

(1)A、B两点中哪一点的电场强度大?为什么?

(2)把一个负点电荷先后放在A、B两点,画出该负点电荷在A、B两点所受电场力的方向。

【答案】

(1)A点电场强度较大,因为该处的电场线较密

(2)略

 

41.在密立根油滴实验中,测出某油滴所受的重力为1.8×10-9 N,当电场强度为4.0×104 N/C时,油滴竖直向下做匀速直线运动,如图所示。求 :

(1)该油滴所带电荷量是多少?

(2)该油滴中含有多少个多余的电子?

【答案】

(1)4.5×10-14C

(2)2.8×105

 

42.电场中某点放有一个电荷量为4.0×10-9 C的点电荷q1,所受的电场力为2.0×10-4 N,求该点的电场强度。如果在该点换放另一个电荷量为-8.0×10-9 C的点电荷q2,则该点的电场强度是多少?点电荷q2所受的电场力是多少 ?

【答案】

5×104 N/C,5×104 N/C,4×10-4 N

 

43.一个带电小球所带电荷量为-4.0×10-8 C,质量为2.0×10-3 kg,悬挂在一根绝缘细线上,小球放入电场后悬线偏离竖直方向30°,如图所示。若小球所在处的电场强度沿水平方向。

(1)画出小球所在处电场强度的方向。

(2)求出该处电场强度的大小。

【答案】

(1)水平向右

(2)2.8×105N/C

 

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