《2025年新坐标同步练习高中物理必修第三册青海专版》

3. (电荷守恒定律) 如图所示,A、B是两个完全相同的带绝缘棒的金属小球,A球所带电荷量为$-1.6×10^{-9}C,$B球不带电。现将A、B接触后再分开,则 (D)

A.A、B接触前,B球上没有电子
B.A、B接触前,A球上有$1×10^{10}$个电子
C.A、B接触时,A球失去$1×10^{10}$个电子
D.A、B接触时,B球得到$5×10^{9}$个电子

答案： 解析:选D。B球不带电,表明B呈现电中性,但是B球上仍然有电子,故A错误;A、B接触前,A球所带电荷量为$-1.6× 10^{-9}\ C$,表明A上的净电荷量为$-1.6× 10^{-9}\ C$,其对应的电子的数目为$\frac{1.6× 10^{-9}}{1.6× 10^{-19}}=1× 10^{10}$(个),该电子数目是净电荷量对应的电子数,A球上实际上的电子数还包含净电荷之外的与正电荷量大小相等的电子,即A球上的电子数大于$1× 10^{10}$个,故B错误;由于A、B完全相同,根据接触起电规律,A、B接触后,A失去的电荷量为$-8× 10^{-10}\ C$,则A球失去的电子数目为$\frac{8× 10^{-10}}{1.6× 10^{-19}}=5× 10^{9}$(个),故C错误;根据上述,可知A、B接触后,B得到的电荷量为$-8× 10^{-10}\ C$,则B球得到的电子数目为$\frac{8× 10^{-10}}{1.6× 10^{-19}}=5× 10^{9}$(个),故D正确。

4. (验电器)(2025·浙江温州市期中) 某同学采用如图装置做静电感应的实验：在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方式接触放置,原先M、N都不带电,先让开关$S_1、$$S_2$均断开,现在将一个带正电小球P放置在M左侧,则下列说法正确的是 (C)

A.若开关$S_1、$$S_2$均断开,导体M左端带正电,导体N右端带负电
B.若开关$S_1、$$S_2$均闭合,则导体M和导体N均不带电
C.若只闭合开关$S_1,$接着将M、N分开,再移走带电小球,则导体N不带电
D.若只闭合开关$S_2,$接着移走带电小球,最后将M、N分开,则导体M带负电

答案： 解析:选C。若开关$S_1$、$S_2$均断开,由静电感应可知,导体M左端(近端)带负电,导体N右端(远端)带正电,A错误;$S_1$、$S_2$均闭合时,导体M端(近端)会感应异种电荷,带负电,N端通过接地线使金属导体右端带的正电荷被从大地上来的负电荷中和,所以金属导体左端带负电,右端不再带有电荷,B错误;开关$S_1$闭合,$S_2$断开,由于静电感应的作用,金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,接着将M、N分开,再移走带电小球,金属导体M带负电,N不再带有电荷,C正确;当闭合开关$S_2$,由于静电感应的作用,金属导体N右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以导体N右端不再带有电荷,接着移走带电小球,M端的负电荷被中和不带电,最后将M、N分开,则M和N均不带电,D错误。

一、电荷之间的作用力
1. 实验探究

(1) 带电小球由于受到带电体对其的作用力而使丝线偏离竖直方向θ角。
(2) 在电荷量不变的情况下,小球离带电体越近,角度θ越大,离带电体越远,角度θ越小。
(3) 在距离不变的情况下,带电体电荷量越大,角度θ越大,电荷量越小,角度θ越小。
(4) 结论：影响两电荷之间相互作用力的因素：距离、电荷量。电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。
2. 库仑定律：真空中两个①静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向②在它们的连线上。
3. 静电力：电荷之间的相互作用力,也叫库仑力。
4. 点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小③大得多,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响④可以忽略时,这样的带电体可以看作带电的点。点电荷是一种理想化模型。

答案： ①静止　②在它们的连线上　③大　④可以忽略