学年广东高中学业水平测试物理第7章 电磁现象与规律.docx
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学年广东高中学业水平测试物理第7章电磁现象与规律
物质的微观模型、电荷守恒定律、静电现象、点电荷间的相互作用规律
[基础知识填充]
1.元电荷:
指与电子(或质子)电荷量绝对值相等的电荷,e=1.6×10-19C,自然界中所有带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍.
2.自然界只存在两种电荷:
正电荷和负电荷.
3.摩擦起电:
丝绸摩擦的玻璃棒带正电;毛皮摩擦的橡胶棒带负电.
4.电荷间作用规律:
同种电荷互相排斥、异种电荷互相吸引.
5.物体的带电方式
(1)摩擦起电;
(2)感应起电;
(3)接触起电.
6.物体带电的本质:
电子的转移.
7.电荷量:
电荷的多少叫电荷量.
8.电荷守恒定律:
电荷既不能创造也不能消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一个部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变.
9.接触带电规律:
当完全相同的带电金属球相接触时,同种电荷总量平均分配,异种电荷先中和后再平分.
10.库仑定律
(1)定律的内容:
真空中两个点电荷之间相互作用的力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
(2)库仑力的大小F=k
.
(3)静电力常量k=9.0×109N·m2/C2.
(4)适用条件:
真空中的点电荷.
[学考真题对练]
1.(2019·广东学业水平考试)对于点电荷的描述,下列说法正确的是( )
A.点电荷就是体积很小的带电体
B.点电荷就是质量很小的带电体
C.点电荷就是带电量很少的带电体
D.点电荷是一种理想模型
答案:
D
2.(2019·广东学业水平考试)库仑定律和万有引力定律有很多相似之处,对于两个点电荷或两个质点系统,关于库仑力和万有引力的相似性,下列说法不正确的是( )
A.这两种力都是非接触力
B.这两种力的大小都与相互作用的两物体间距离的平方成反比
C.这两种力的方向都沿着相互作用的两物体连线方向
D.这两种力既可以是吸引力又可以是排斥力
答案:
D
3.(2019·广东学业水平考试)真空中两点电荷之间的库仑力大小为F.仅将它们的电量都减半,则库仑力大小变为( )
A.
F B.
F C.
F D.
F
答案:
B
4.(2019·广东学业水平考试)静电现象在自然界中普遍存在,下列现象与静电现象无关的是( )
A.梳过头发的梳子吸起纸屑
B.磁铁穿过金属线圈时,线圈中产生电流
C.干燥天气,手碰到金属时感到被电了一下
D.冬天脱毛衣时,毛衣发出噼噼啪啪的响声
答案:
B
5.(2018·广东学业水平考试)下列对电现象及规律的认识中,正确的是( )
A.自然界中只存在正、负两种电荷
B.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
C.摩擦起电说明了电荷可以创造
D.点电荷间的静电力随它们之间距离的增大而增大
A [自然界中只存在正、负两种电荷,A正确;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,B错;摩擦起电,只是电荷发生了转移,电荷并没有创造,C错;由库仑定律可知点电荷间的静电力随它们之间距离的增大而减小,D错.]
6.(2018·广东学业水平考试)在高大的建筑物上安装避雷针的目的是( )
A.增加电荷在建筑物上的积累
B.避免放电现象的发生
C.直接导走云层中的电荷
D.通过尖端放电中和云层中的电荷
D [当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云层中的电荷,使建筑物免遭雷击,其原理为尖端放电.]
(2018·广东学业水平考试)真空中两个静止的点电荷相距r时,相互作用的静电力大小为F.仅将它们之间的距离增大到4r时,它们之间的静电力大小为( )
A.4F B.16F
C.
D.
D [由库仑定律得F=k
,F′=k
=
.]
(2018·广东学业水平考试)(多选)下列属于预防静电危害做法的有( )
A.利用静电现象制造静电喷涂机
B.行驶中的油罐车尾部带一条拖地的铁链
C.在制造轮胎的橡胶中添加导电材料
D.水泥厂利用静电除去废气中的粉尘
BC [A、D属于利用静电,B、C属于防止静电产生的危害.]
7.(2017·广东学业水平考试)两个完全一样的金属小球M、N,先让它们各自带电+5q和+7q,接触后再分开,则最终M、N的带电荷量分别是( )
A.+6q,+6qB.+7q,+5q
C.+12q,+12qD.+q,+q
A [两个完全一样的金属小球各自带电+5q和+7q,接触后总带电荷量为+12q,分开后电荷量平分,最终M、N的带电荷量分别是+6q、+6q,A正确.]
8.(2017·广东学业水平考试)将两只充气气球在头发上摩擦后放在绝缘水平桌面上.关于两只气球之间的静电相互作用,下列说法正确的是( )
A.气球带同种电荷相互吸引
B.气球带同种电荷相互排斥
C.气球带异种电荷相互吸引
D.气球带异种电荷相互排斥
B [两只充气气球在头发上摩擦所带电荷的电性相同,气球带同种电荷相互排斥,B正确.]
(2017·广东学业水平考试)(多选)下列仪器或设备在使用过程中应用了静电现象的有( )
A.避雷针B.指南针
C.静电复印机D.变压器
AC [避雷针和静电复印机应用了静电现象,A、C正确.]
9.(2016·广东学业水平考试)将一束塑料包扎带的一端打结,另一端撕成细条后,用手迅速捋细条,观察到细条散开了,如图所示,下列关于细条散开现象的分析中,正确的是( )
A.细条之间相互感应起电,相互排斥散开
B.撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散
C.撕成细条后,由于空气浮力作用,细条散开
D.由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开
答案:
D
1.起电的方法
(1)摩擦起电:
当两个物体互相摩擦时,电子从对外层电子束缚较弱的物体转移到另一个物体上,于是原来呈电中性的两个物体,失去电子的带上了正电,得到电子的带上了负电.
(2)接触起电:
带电的导体和不带电的导体接触后分开,电荷会转移到原来不带电的导体上,使它也带上电.
(3)感应起电:
带电体靠近电中性的导体时,由于电荷间的相互吸引和排斥,导体中的自由电荷会重新分布,使导体靠近带电体的一端带上与带电体电性相反的电荷,远离带电体的一端带上与带电体电性相同的电荷.导体两端的感应电荷是等量异种的.
2.起电的实质
实质都是电荷的转移(或电荷的得失),起电的过程遵守电荷守恒定律.
3.静电现象的应用与防止
静电现象既有好的方面,也有坏的方面,不要认为所有的静电现象都是有害的.生活中的静电,有利的是:
静电除尘、静电喷漆、静电复印等;有害的是:
静电引发火灾、电视机(或电脑)荧屏上常有一层灰尘等.
4.应用库仑定律的注意事项
(1)哪些量是不变的,哪些量是变化的.
(2)电荷守恒定律的应用.
(3)两点电荷间的库仑力是相互作用力.
(4)在应用库仑定律解决问题时注意:
首先,在计算库仑力的大小时,不必将表示电性的符号代入公式计算,只将电荷量的绝对值代入即可;其次,再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的规律判断力的方向;最后,计算过程中要注意统一单位,各量必须都采用国际单位制.
[最新模拟快练]
1.(2018·茂名学考模拟)18世纪的物理学家发现,真空中两个点电荷间存在相互的作用.点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关,跟它们之间的距离有关,发现这个规律的科学家是( )
A.牛顿B.伽利略
C.库仑D.法拉第
答案:
C
2.(2018·广州学考模拟)关于元电荷的理解,下列说法中正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷特指表示电子所带电量的数值
C.元电荷就是质子
D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍
答案:
D
3.(2019·肇庆学测模拟)M和N是两个原来都不带电的物体,它们互相摩擦后M带1.6×10-10C正电荷,对此,下列判断中正确的是( )
A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦的过程中电子从M转移到N
C.摩擦的过程中,创造了1.6×10-10C的正电荷
D.摩擦的过程中,消灭了1.6×10-10C的正电荷
答案:
B
4.(2018·中山学考模拟)在感应起电中,带负电物体靠近带绝缘底座的导体时,如图所示,M处将( )
A.带正电B.带负电
C.不带电D.以上答案均有可能
答案:
B
5.(2019·汕尾学测模拟)下列属于静电现象的是( )
A.小灯泡发光时会发热
B.条形磁铁能吸引小铁屑
C.摩擦过的塑料笔杆能吸引小纸片
D.通电直导线附近的小磁针会发生偏转
答案:
C
6.(2019·清远学测模拟)真空中有甲、乙两个点电荷,当它们相距r时,它们间的静电力为F.若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的
,两者间的距离变为2r,则它们之间的静电力变为( )
A.
B.
C.
D.
答案:
B
7.(2019·揭阳学测模拟)(多选)下列说法正确的是( )
A.丝绸与玻璃棒摩擦后,丝绸带正电
B.带电体所带电荷量的最小值是1.6×10-19C
C.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
D.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变
答案:
BCD
电场、电场线、电场强度
[基础知识填充]
1.电场:
电荷的周围存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫静电力.电荷间的相互作用是通过电场发生的.
2.电场强度
(1)定义:
放入电场中某点的电荷所受的静电力跟它的电荷量的比值,叫该点的电场强度,简称场强.
(2)定义式:
E=
,其单位是N/C.
(3)方向:
场强的方向与正电荷所受的电场力方向相同.
3.电场线:
在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致,这样的曲线叫电场线.
4.电场线的特点
(1)电场线从正电荷出发终止于负电荷,不形成闭合曲线.
(2)电场线不相交、也不闭合.
(3)电场线的疏密表示场强的大小.
5.匀强电场:
在电场的某一区域,如果场强的大小和方向都相同,这个区域的电场叫匀强电场.
[学考真题对练]
1.(2019·广东学业水平考试)如图所示为某电场中的一条电场线的直线段部分,M、N为这条电场线上的两点,则( )
A.该电场一定是匀强电场
B.该电场一定是单个点电荷产生的电场
C.M、N两点的电场强度方向一定相同
D.M、N两点的电场强度大小一定相等
答案:
C
2.(2019·广东学业水平考试)如图所示,M、N是静电场中的两点.下列说法正确的是( )
A.该电场是匀强电场
B.M点的电场强度比N点的强
C.M点的电场强度比N点的弱
D.同一试探电荷在M、N两点受到的静电力大小相等
答案:
B
3.(2018·广东学业水平考试)如图为某电场的电场线,一点电荷在A和B两点所受电场力的大小关系是( )
A.FA<FB
B.FA>FB
C.FA=FB
D.未知点电荷正负,故无法判断
B [电场线的疏密程度表示电场强弱,由F=Eq得B正确.]
4.(2018·广东学业水平考试)如图所示,在正点电荷产生的电场中,关于A、B两点电场强度的大小,下列说法中正确的是( )
A.EA>EBB.EA=EB
C.EA A [电场线的疏密程度表示电场强弱.] (2017·广东学业水平考试)在如图所示的静电场中,实线表示电场线,M、N是电场中的两点.下列说法正确的是( ) A.M点的电场强度比N点的大 B.M点的电场强度比N点的小 C.M、N两点的电场强度大小相等,方向相同 D.M、N两点的电场强度大小相等,方向不同 B [在静电场中,电场线密集的地方电场强度大,由图可知M点的电场强度比N点的小,方向不同,B正确.] 5.(2017·广东学业水平考试)如图所示,一带负电的粒子以初速度v进入范围足够大的匀强电场E中,初速度方向与电场方向平行,粒子不计重力.下列说法正确的是( ) A.粒子一直做匀加速直线运动 B.粒子一直做匀减速直线运动 C.粒子先做匀减速直线运动,再反向做匀加速直线运动 D.粒子先做匀加速直线运动,再反向做匀减速直线运动 C [一带负电的粒子以初速度v进入匀强电场中,初速度方向水平向右,粒子所受电场力向左,则粒子先做匀减速直线运动,再反向做匀加速直线运动,C正确.] 6.(2017·广东学业水平考试)如图所示,绝缘细绳一端固定在O点,另一端系一个质量为m,带电荷量为+q的小球.为了使小球能静止在图中所示位置,可以加一个与纸面平行的匀强电场,则所加电场方向符合要求的是( ) 答案: D 7.(2017·广东学业水平考试)(多选)如图为静电除尘器除尘机理的示意图,尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,下列说法正确的有( ) A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D.在同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 BD [集尘极带正电,到达集尘极的尘埃带负电荷,电场方向由集尘极指向放电极,带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反,在同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大,B、D正确.] 8.(2016·广东学业水平考试)点电荷P、Q在真空中产生电场的电场线如图所示,下列说法正确的是( ) A.P、Q都是正电荷 B.P、Q都是负电荷 C.P是负电荷,Q是正电荷 D.P是正电荷,Q是负电荷 答案: C (2016·广东学业水平考试)如图所示,PQ为某电场中的一条电场线,下列说法正确的是( ) A.该电场一定是匀强电场 B.该电场一定是点电荷产生的电场 C.P点的电场强度一定比Q点的大 D.正电荷在P点受到的电场力方向沿着电场线方向 D [只有一条电场线,无法判断是否是匀强电场和场的强弱,A、B、C错误.正电荷在电场中受到电场力的方向与该处场强的方向相同.] 电场、电场线、电场强度 (1)几种典型的电场线 (2)电场强度 ①场强的两个表达式 名称 内容 定义式 决定式 表达式 E= E=k 适用范围 任何电场(E的大小及方向与检验电荷的电荷量及存在与否无关) 真空中的点电荷(Q为场源电荷的电荷量,r是研究点到场源电荷的距离;用于均匀带电球体或球壳时,r是球心到研究点的距离,Q为球体或球壳的带电量) ②矢量性: 电场强度是矢量,规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点电场强度的方向. ③叠加性: 多个点电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这叫做电场强度的叠加原理,电场强度的叠加遵循平行四边形定则. [最新模拟快练] 1.(2018·黄埔区学考模拟)电场线可以直观地描述电场的方向和强弱.关于电场线,下列说法正确的是( ) A.电场线在电场中真实存在 B.在同一电场中,电场线密集的地方电场弱 C.在同一电场中,电场线稀疏的地方电场强 D.电场线上某点的切线方向为该点的电场方向 答案: D 2.(2019·惠州学测模拟)各电场中,A、B两点电场强度相同的是( ) A B C D 答案: C 3.(2019·惠州学测模拟)一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F.若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷,则A点的电场强度E为( ) A. ,方向与F相反B. ,方向与F相反 C. ,方向与F相同D. ,方向与F相同 答案: C 4.(2018·韶关学考模拟)如图所示,电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点,受到的电场力为F.若将该电荷换为电荷量为 的负点电荷,则A点电场强度E的大小和方向分别是( ) A. ,与F方向相同 B. ,与F方向相同 C. ,与F方向相反 D. ,与F方向相反 答案: A 5.(2019·江门学测模拟)下列各图中,正确描绘一个负电荷电场线的是( ) A B C D 答案: A 6.(2018·恩平学考模拟)如图所示为负电荷形成的电场,A、B两点在同一条电场线上,这两点电场强度的关系是( ) A.EA>EB,方向相同 B.EA>EB,方向相反 C.EA D.EA 答案: C 7.如图所示,真空中有四点A、B、C、D在一条直线上,AB=BC=CD,当只在A点放一电荷量为+Q的点电荷时,B点电场强度为E,若再将等量异号的点电荷-Q放在D点,则( ) A.B点电场强度为 E,方向水平向右 B.B点电场强度为 E,方向水平向右 C.BC线段的中点电场强度为零 D.B、C两点的电场强度不相同 B [设AB=r,则由题意知,E= ,当在D点放点电荷-Q后,B点电场强度EB= + =E+ E= E,方向水平向右,选项A错误,B正确;由电场强度的叠加和对称性可知,BC线段的中点电场强度不为零,B、C两点电场强度相同,选项C、D错误.] 8.(2018·湛江学考模拟)(多选)下面几种电荷形成的电场中,电场线分布正确的是( ) 答案: AD 磁场、磁感应强度、磁感线 [基础知识填充] 1.可以用图示法形象表示,即用磁感线来描述磁场,用它的疏密程度表示磁场的强弱,用切线方向表示磁场的方向. 2.磁感应强度既有大小又有方向,是矢量,它的单位为特斯拉,符号是T. 3.磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场称为匀强磁场.它的磁感线特征为等间距的平行直线. 4.在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,该平面的面积与磁感应强度的乘积,叫做穿过这个面积的磁通量.磁通量的符号是Φ,单位为韦伯. 5.通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家奥斯特发现的.如图所示,当导线中通有图示的电流时,小磁针N极将向里转动. 6.磁感线与电场线的联系与区别 电场线 磁感线 (1) 电场线从正电荷出发,终止于负电荷,电场线是不闭合的曲线,正、负电荷可单独存在 在磁体内部,磁感线是从S极指向N极,外部是从N极出发从S极进入,磁感线是闭合的曲线,N、S极是不可分割的 (2) 正电荷在电场中某点受到电场力的方向与该点的场强方向一致,也与该点所在电场线的切线方向一致 小磁针在磁场中静止时N极的指向或N极的受力方向与该点的磁感应强度方向一致,也与该点所在磁感线的切线方向一致 (3) 电场中任何两条电场线都不相交 磁场中任何两条磁感线都不相交 (4) 电场线的疏密表示电场的强弱 磁感线的疏密表示磁场的强弱 7.安培定则 (1)判定直线电流的磁场: 用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向. (2)判定通电螺线管的磁场: 用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极. [学考真题对练] 1.(2019·广东学业水平考试)如图所示,一小磁针被放入水平向右的匀强磁场中,忽略其他磁场的影响,当小磁针静止时,其N极的指向是( ) A.竖直向下B.竖直向下 C.水平向左D.水平向右 答案: D 2.(2018·广东学业水平考试)发现电流磁效应的科学家是( ) A.奥斯特 B.安培 C.法拉第D.洛伦兹 A [发现电流磁效应的科学家是奥斯特.] 3.(2018·广东学业水平考试)如图所示,两平行直导线与矩形线圈处在同一平面内,且矩形线圈位于两导线中央,导线上通有大小相等的电流,则( ) A.两电流同向时,穿过线圈的磁通量为零 B.两电流同向时,在线圈区域产生的磁感应强度方向相同 C.两电流反向时,穿过线圈的磁通量为零 D.两电流反向时,在线圈区域产生的磁感应强度方向相反 A [当电流同向时,根据右手螺旋定则,两电流在线圈处产生的磁场方向垂直于线圈,方向相反,磁通量为零.电流方向相反时,在线圈处产生的磁场方向相同,产生的磁通量不为零.故A正确,B、C、D错误.] 4.(2018·广东学业水平考试)通电螺线管内部磁场的方向取决于( ) A.螺线管的匝数 B.螺线管的长度 C.螺线管中的电流方向 D.螺线管中是否有铁芯 C [电流的周围有磁场,所以通电螺线管内部磁场的方向取决于螺线管中的电流方向.] 5.(2018·广东学业水平考试)如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧.当螺线管通以恒定电流时,不计其它磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是( ) A.向右B.向左 C.向上D.向下 B [由安培定则可知螺线管的左侧为N极,小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向一致,所以小磁针的N极向左.] 6.(2017·广东学业水平考试)把小磁针放入水平向右的匀强磁场B中,图中小磁针静止时N极指向正确的是( ) 答案: D 7.(2016·广东学业水平考试)磁感线可以用来描述磁场,下列关于磁感线的说法不正确的是( ) A.磁感线的疏密表示磁场的强弱 B.磁感线从S极出发,终止于N极 C.匀强磁场的磁感线疏密分布均匀 D.磁感线上任一点的切线方向表示该点的磁场方向 B [磁感线是闭合的曲线.] (2015·广东学业水平考试1月)一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中,静止时的指向如图所示.下列分析正确的是( ) A.N极指向该点磁场方向 B.S极指向该点磁场方向 C.该磁场是匀强磁场 D.a点的磁场方向水平向右 A [小磁针N极指向即为磁场方向,A项正确,B项错误;该磁场磁感线分布不均匀,所以不是匀强磁场,C项错误;a点的磁场方向在该点的切线方向上,D项错误.] 1.磁感线的特点 (1)磁感线的疏密表示磁场的强弱. (2)磁感线的切线方向表示磁场的方向. (3)磁感线是闭合曲线. (4)磁感线不相交. (5)磁感线不客观存在. 2.安培定则 电流磁场 图示 说明 直线电流 用右手握住导线,让伸直的大拇指指向电流的方向,则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 环形电流 用右手弯曲的四指指向电流的方向,则伸直的拇指指向环内磁感线的方向 [最新模拟快练] 1.(2018·东莞学考模拟)下列四幅图表示的磁感线,其中磁感应强度不变的是( ) 答案: A 2.(2019·汕头学测模拟)关于磁感线,下列说法正确的是( ) A.两条磁感线可以相交 B.磁感线是磁场中实际存在的线 C.磁感线总是从N极出发,到S极终止 D.磁感线的疏密程度可反映磁场的强弱 答案: D 3.(2018·惠州学考模拟)条形磁铁内部和外部分别有一小磁针,小磁针平衡时如图所示,则( ) A.磁铁c端是N极 B.磁铁d端是N极 C.小磁针a端是N极 D.小磁针b端是S极 答案: B 4.(2018·阳江学考模拟)一个磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入磁场中,则小磁针将( ) A.向右移动 B.向左移动 C.顺时针转动D.逆时针转动 答案: C 5.(2019·湛江学测模拟)下列各图中,已标出电流及电流磁场的方向,其中正确的是( ) A B C D 答案: D 6.(2
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