物理选修3-1第一章练习题(含答案)教学提纲
人教版高中物理选修3-1第一章 静电场单元练习题及其答案
第一章静电场单元练习题一、单选题(共10小题,每小题5.0分,共50分)1.真空中两个完全相同的金属小球,分别带+3Q和-Q的电量,当它们相距r时,它们间的库仑力大小是F．若把它们接触后分开,再放回原位置,则它们间的库仑力大小为（）A．F/3B．FC． 3FD． 9F2.关于电场强度,下列说法中正确的是()A．电荷受到的电场力越大,电场强度越大B．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C．负电荷受到的电场力方向跟电场强度方向相反D．放入电场中电荷的电荷量越大,该点的电场强度越小3.如图所示为一个均匀带正电的细圆环,半径为R.取环面中心O为原点,以垂直于环面的轴线为x 轴．设轴上某点P到O点的距离为x,设无穷远处的电势为零,P点的电势为φ,真空中静电力常量为k.下面判断正确的是()A．图中P点电场强度E的方向是沿x轴负方向,O点电势φ为零B．图中P点电场强度E的方向是沿x轴正方向,O点电场强度E为零C．从O点到P点,电场强度E一定逐渐增大,电势φ一定逐渐增大D．从O点到P点,电场强度E一定逐渐减小,电势φ一定逐渐减小4.如图所示,是一条与Ox轴重合的电场线上各点的电势φ随x变化的图线,取x0处的电势为零．若在x0点由静止释放一个点电荷,只受电场力作用．在电荷运动的过程中,则下列说法中正确的是()A．电荷一定沿x轴正方向运动B．电场的场强在逐渐减弱C．电荷的电势能可能为正D．电场力一定做正功5.如图甲所示,在距离足够大的平行板电容器A、B两板上加上如图乙所示的交流电压,开始B板的电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在静电力作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下列说法正确的是(不计电子重力)()A．电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动B．电子一直向A板运动C．电子一直向B板运动D．电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做来回周期性运动6.关于电场线的以下说法中,正确的是()A．沿电场线的方向,电场强度必定越来越小B．在多个电荷产生的电场中,电场线是可以相交的C．点电荷在电场中的运动轨迹一定跟电场线是重合的D．顺着电场线移动电荷,电荷受电场力大小不一定不变7.下列说法正确的是()A．摩擦起电是使物体的正、负电荷分开,而总电荷量并未变化B．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电,是摩擦过程中硬橡胶棒上的正电荷转移到了毛皮上C．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,是摩擦过程中玻璃棒得到了正电荷D．物体不带电,表明物体中没有电荷8.两带电荷量不等的绝缘金属小球,当相隔某一定距离时,其相互作用力为F1,现将两小球接触后分开并保持原有距离,它们之间的相互作用力为F2,下列说法正确的是()A．若F2＜F1,则两个小球所带电性必相反B．若F2＞F1,则两个小球所带电性必相同C．F2＝F1是不可能的D．以上三种说法都不对9.在电场中某点放一试探电荷,其电荷量为q,试探电荷受到的静电力为F,则该点的电场强度为E=,那么下列说法中正确的是（）A．若移去试探电荷q,该点的电场强度就变为零B．若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷,该点的电场强度就变为C．若在该点放一个电荷量为﹣2q的试探电荷,则该点的电场强度大小仍为E,但电场强度的方向与原来相反D．若在该点放一个电荷量为﹣的试探电荷,则该点的电场强度的大小仍为E,电场强度的方向也还是原来的电场强度的方向10.平行板间加如图所示周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t＝0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,则能正确描述粒子运动速度图象的是()A．B．C．D．二、多选题(共5小题,每小题5.0分,共25分)11.(多选)如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、M、N为轴上三点．放在M、N两点的试探电荷受到的静电力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示,则()A．M点的电场强度大小为2×103N/CB．N点的电场强度大小为2×103N/CC．点电荷Q在M、N之间D．点电荷Q在M、O之间12.(多选)如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上,下列说法中正确的是()A．A、B两处电势、场强均相同B．C、D两处电势、场强均相同C．在虚线AB上O点的场强最大D．带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能13.(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q＝3.0×10－6C的正电荷．两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2,静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2,A、B球可视为点电荷),则()A．支架对地面的压力大小为2.0 NB．两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 NC．将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1＝1.225 N,F2＝1.0 ND．将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N14.（多选）如图所示为一空腔导体周围的电场线分布图,电场方向如图中箭头所示,M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四点,其中M、N在一条直电场线上,P、Q在一条曲电场线上,下列说法正确的有()A．M点的电场强度比N点的电场强度小B．P点的电势比Q点的电势低C．负电荷在P点的电势能小于其在Q点的电势能D．M、O间的电势差等于O、N间的电势差15.(多选)如图所示,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小球带异种电荷三、实验题(共0小题,每小题10.0分,共0分)四、计算题(共3小题,每小题18.0分,共54分)16.一束电子流经U＝5 000 V的加速电压加速后,在与两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d＝1.0 cm,板长l＝5 cm,那么,要使电子能从平行极板间的边缘飞出,则两个极板上最多能加多大电压？17.在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示．若将一负电荷q=2.0×10﹣7C,从A点移至B点,电荷克服电场力做功4.0×10﹣4J．试求：（1）A、B两点的电势差UAB多大？哪一点电势高？（2）在这一过程中,电荷的电势能怎样变化？（3）如果在这一电场中有另一点C,已知UAC=500 V,若把这一负荷从B移至C电场力做多少功？是正功还是负功？18.水平放置的平行板电容器,两极板相距5 mm,电容为2 μF,当将其充电到两板间电势差为100 V时,一个质量为1.0×10－4g的带负电尘埃正好在两板中间静止,(g取10 m/s2)求：(1)这时电容器的带电量为多少库仑？(2)电容器上极板带何种电荷？(3)该尘埃带电量为多少？五、填空题(共5小题,每小题5.0分,共25分)19.一个带电小球,带有5.0×10﹣9C的负电荷．当把它放在电场中某点时,受到方向竖直向下、大小为2.0×10﹣8N的电场力,则该处的场强大小为,方向．如果在该处放上一个电量为3.2×10﹣12C 带正电的小球,所受到的电场力大小为,方向．20.元电荷e=；静电力常量k=．21.如图所示,在电场强度为E的匀强电场中有间距为l的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,若沿直线AB移动该电荷,静电力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷,静电力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷,静电力做的功W3＝________.由此可知,电荷在电场中移动时,静电力做功的特点是________．22.将一个10－6C的负电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做功2×10－6J．从B点移到C点,电场力做功4×10－6J,则UAB＝________ V,UAC＝________ V.23.两个带电粒子分别在电场中的M、N处,其受力方向如图所示．则N处的粒子带电荷（填“正”或“负”）；M、N两处的场强大小EM EN（填“＞”、“＜”或“=”）．第一章静电场单元练习题答案解析1.【答案】A【解析】根据库仑定律公式得：．接触再分离后所带电量各为Q,．故A正确,BCD错误．故选A.2.【答案】C【解析】由场强的定义式E＝知,该式采用比值法定义,场强由电场本身决定,故A、D错误．据场强方向的规定,正电荷的受力方向是电场强度的方向,负电荷所受电场力的方向与场强方向相反．故B错误,C正确．3.【答案】B【解析】将圆环看成若干个点电荷,则由电场强度相互叠加可知,P点电场强度E的方向是沿x轴正方向,O点电场强度E为零,设无穷远处的电势为零,因沿着电场线的方向,电势降低,则P点的电势大于零,故A错误,B正确；从O点到P点,电场强度E可能一直逐渐增大,也可能先增大后减小,而电势却是一直减小,故C、D错误．4.【答案】D【解析】因为沿电场线方向电势逐渐降低,知电场的方向沿x轴正方向．因为释放的电荷的电性未知,则无法判断电荷的运动方向,故A错误；因为φ－x图线的斜率等于电场强度大小,图线的斜率不变,则电场强度不变,故B错误；电场力做功等于电势能的减小量；电荷仅受电场力作用,在运动的过程中,电场力一定做正功,则电势能一定减小；x0处的电势为零,则电势能为零,则运动的过程中,电荷的电势能为负值,故C错误,D正确．5.【答案】C【解析】由运动学和动力学规律画出如图所示的v－t图象可知,电子一直向B板运动,选项C正确．6.【答案】D【解析】负点电荷的电场沿电场线方向电场强度增大,A选项错；根据电场的唯一性的原则,多个电荷在某一点产生的电场强度应是每一个电荷在该点产生的电场强度的矢量和,只能有唯一的电场强度,B选项错；运动的轨迹和电场线不一定重合,C选项错；沿电场线方向,电场强度不一定不变,试探电荷受到的电场力大小不一定不变,D选项是正确的．7.【答案】A【解析】摩擦起电的实质是物体的电荷的转移,电荷总量不变,A正确；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电,是摩擦过程中硬橡胶棒得到了毛皮的电子,B错误；用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,是摩擦过程中玻璃棒失去了电子,C错误；物体不带电,是因为正、负电荷相等,对外不呈现电性,D错误．8.【答案】D【解析】题目条件未说明两球大小及电荷量,故接触后电荷是否转移和怎样分配均不清楚,所以F2大于、小于或等于F1都有可能．9.【答案】D【解析】电场强度是电场的固有属性,不会因放入的电荷而改变,正电荷受力与电场线方向相同,负电荷受力与电场线方向相反．可知,不论是放正试探电荷,还是负试探电荷,不论试探电荷的电量多少,不论是否移去试探电荷,该点的场强仍不变,故ABC错误,D正确．10.【答案】A【解析】粒子从t＝0时刻在电场中做匀加速直线运动,在时刻电场反向,粒子做匀减速直线运动,在T时刻速度减为零,以后循环此过程,故选项A正确．11.【答案】AC【解析】设M、N两点的电场强度分别为EM、EN,根据题图乙可知,图线的斜率即为电场强度,则EM＝2×103N/C,EN＝－500 N/C,M、N两点电场强度方向相反．由点电荷电场强度的特点知,点电荷Q应在M、N之间,故选项A、C正确．12.【答案】BD【解析】根据顺着电场线方向电势降低,结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知,A、B场强相同,A点电势高．故A错误．根据等量异种电荷等势面分布可知：CD是一条等势线,C、D两处电势相等．由电场分布的对称性可知：C、D两处的场强相同．故B正确．根据电场线疏密表示场强的大小可知,在AB之间,O点场强最小．故C错误．O点电势高于B点电势,正试探电荷在O处电势能大于在B处电势能．故D正确．13.【答案】BC【解析】小球B和支架组成的整体,在三个力作用下平衡,故有F N＋FAB＝mBg,又FAB＝k,联立两式解得FAB＝0.9 N,F N＝1.1 N,根据牛顿第三定律可判断出A错．小球A在四个力作用下平衡,如图甲所示．由对称性可知F1＝F2,在竖直方向上有2F1cos 60°＝2F2cos 60°＝mAg＋FBA,解得F1＝F2＝1.9 N,可见B正确．当B球与M、A共线时,A球受力情况如图乙所示,由几何关系可知rAB′＝0.6 m,FBA′＝k＝0.225 N.对A受力分析并沿水平和竖直方向正交分解,水平方向：F1cos 30°＝F2cos 30°＋FBA′cos 30°,竖直方向：F1sin 30°＋F2sin 30°＝mAg＋FBA′sin 30°,解得F1＝1.225 N,F2＝1.0 N,故C正确．将B球移至无穷远处时,A、B之间的库仑力忽略不计,对A球由三力平衡条件可求得F1＝F2＝mAg＝1.0 N,故D错．14.【答案】AC【解析】用电场线的疏密程度表示电场的强弱,故N点的场强比M点的场强大,故A正确.沿着电场线的方向电势越来越低,所以Q点的电势比P点的电势低,故B错误.P点电势高于Q点,根据E p＝φq可知,负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能,故C正确.根据电场分布可知,MO间的平均电场强度比ON间的平均电场强度小,故由公式UAB＝Ed可知,MO间的电势差小于ON间的电势差,故D错误.15.【答案】BD【解析】由d吸a,d吸b知a与b带同种电荷,且与d带异种电荷；由c斥a,c斥b可知c与A,b 带同种电荷,c与d带异种电荷,故选项A,C错,选项B,D对．16.【答案】400 V【解析】在加速电压U一定时,偏转电压U′越大,电子在极板间的侧移量就越大．当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出时,此时的偏转电压即为题目要求的最大电压．加速过程,由动能定理得：eU＝mv.①进入偏转电场,电子在平行于极板的方向上做匀速直线运动：l＝v0t.②a＝＝,③偏转距离：y＝at2,④能飞出的条件为：y≤.⑤联立①②③④⑤式得：U′≤＝400 V.17.【答案】（1）电场方向是A指向B（2）在这一过程中,电荷的电势能增加4.0×10﹣4J（3）3×10﹣4J 正功【解析】（1）根据题意得负电荷q=－2.0×10﹣7C,从A点移至B点,电荷克服电场力做功4.0×10﹣4J．即电场力做负功．所以电场力的方向是从B指向A,由于是负电荷,所以电场方向是A指向B,A点电势高于B点电势．（2）从A点移至B点,电荷克服电场力做功为4.0×10﹣4J,所以电势能增加4.0×10﹣4J．（3）已知UAC=500 V,而UAB=2 000 V,所以UBC=－1 500 V,所以WBC=qUBC=－2.0×10﹣7C×（－1 500 V）=3×10﹣4J,即电场力做正功．18.【答案】(1)2×10－4C(2)正电荷(3)5×10－11C【解析】(1)由C＝得Q＝CU＝2×10－6×100 C＝2×10－4C(2)因为尘埃刚好静止且带负电,所以电容器上极板带正电荷．(3)由qE＝mg和E＝,代入数据得：q＝5×10－11C.19.【答案】4N/C,竖直向上 1.28×10﹣11N,竖直向上【解析】场强大小为E==N/C =4 N/C,方向与负电荷所受的电场力方向相反,即竖直向上．如果在该处放上一个电量为3.2×10﹣12C带正电的小球,所受到的电场力大小为F′=q′E=3.2×10﹣12C×4 N/C=1.28×10﹣11N,方向竖直向上．20.【答案】1.6×10﹣19C 9.0×109N·m2/C2【解析】元电荷的数值最早是由美国的物理学家密立根测得的,后来人们又做了许多测量,现在公认的元电荷的值为e=1.60217733﹣19C在我们的计算中,可取e=1.6×10﹣19C．库仑通过库仑扭秤实验装置首次精确测量出了静电力常量k,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2.21.【答案】qEl cosθqEl cosθqEl cosθ与路径无关,只与初、末位置有关【解析】22.【答案】2－2【解析】UAB＝＝V＝2 VUAC＝＝V＝－2 V23.【答案】正＞【解析】根据正电荷的电场力方向与该点的电场强度方向相同,负电荷与该点的电场强度方向相反,则知N处的粒子带正电荷．电场线的疏密表示场强的相对大小,电场线越密,场强越大,则EM＞EN．。
(高二)教科版物理选修3—1第一章 静电场练习含答案
（高二）教科版物理选修3—1第一章静电场练习含答案教科版选修3—1第一章静电场1、保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的哪一个()A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 CC．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C2、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()A．l＋5kq22k0l2B．l－kq2k0l2C．l－5kq24k0l2D．l－5kq22k0l23、如图所示，各电场中A、B两点电场强度相同的是()4、如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则()A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQB．直线c位于某一等势面内，φM＞φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功5、(双选)平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动6、(双选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是()A B C D7、如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态，电荷量分别为q A、q B，相距为L.则A对B的库仑力为()A．F AB＝k q A q BL2，方向由A指向BB．F AB＝k q A q BL，方向由A指向BC．F AB＝k q A q BL2，方向由B指向AD．F AB＝k q A q BL，方向由B指向A8、一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()A B C D9、(双选)如图所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小10、图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是选项中的()A B C D11、如图所示，电源A两端的电压恒为6 V，电源B两端的电压恒为8 V，当开关S从左扳到右时，通过电流计的电荷量为1.2×10－5 C，则电容器的电容约为()A．2×10－5 F B．1.5×10－6 FC．6×10－6 F D．8.6×10－7 F12、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)13、在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡(不计试探电荷所受重力)，如图所示．(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q放在点c时，受力F c的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q放在点b时，受力F b的大小、方向如何？（高二）教科版物理选修3—1第一章 静电场练习含答案教科版选修3—1第一章 静电场1、保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的哪一个( )A ．6.2×10－19 CB ．6.4×10－19C C ．6.6×10－19 CD ．6.8×10－19 CB [因任何带电体所带电荷量都是元电荷1.6×10－19C 的整数倍，因6.4×10－19 C ＝4×1.6×10－19 C ，故选项B 正确．]2、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k 0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( )A ．l ＋5kq 22k 0l 2B ．l －kq 2k 0l 2C ．l －5kq 24k 0l 2D ．l －5kq 22k 0l 2 C [取左侧电荷为研究对象，由平衡状态得k 0x ＝kq 2l 2＋kq 2(2l )2，解得x ＝5kq 24k 0l 2，故弹簧原长为l 0＝l －x ＝l －5kq 24k 0l 2，C 正确．] 3、如图所示，各电场中A 、B 两点电场强度相同的是( )C [电场强度是矢量，若两点的电场强度相同，必须是大小相等，方向相同．故只有C正确．]4、如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则()A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQB．直线c位于某一等势面内，φM＞φNC．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功B[根据题述一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，可知N点和P点处于同一等势面上，直线d位于某一等势面内．根据匀强电场的特性，可知直线c也位于某一等势面内．由于电子由M点运动到N点的过程中，电场力做负功，故M点电势高于N点电势，所以选项B正确，选项A错误；由于M、Q处于同一等势面内，电子由M点运动到Q点的过程中，电场力不做功，选项C错误；电子由P点运动到Q点，电场力做正功，选项D错误．]5、(双选)平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动BD[带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是重力mg，方向竖直向下；二是电场力F＝Eq，方向垂直于极板向上．因二力均为恒力，已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，选项B正确．]6、(双选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是()A B C DCD[电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误．而C图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值为电容器的电容，故C正确．]7、如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态，电荷量分别为q A、q B，相距为L.则A对B的库仑力为()A．F AB＝k q A q BL2，方向由A指向BB．F AB＝k q A q BL，方向由A指向BC．F AB＝k q A q BL2，方向由B指向AD．F AB＝k q A q BL，方向由B指向AC[由于两小球相互吸引，所以A对B的库仑力方向由B指向A，根据库仑定律可得F AB＝k q A q BL2，故选项C正确．]8、一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()A B C DD[因为质点的速率是递减的，因此电场力的方向与速度方向的夹角应大于90°，又质点所带的电荷是负电荷，场强方向应与质点受到的电场力方向相反，故选项D正确．]9、(双选)如图所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小AB[带负电荷的油滴在匀强电场中运动，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称，由此可判断匀强电场方向竖直向下，Q点的电势比P点高，油滴的加速度不变，A对，D错；油滴由P到Q过程电场力做正功，电势能减小，动能增大，B 对，C错．故选A、B.]10、图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是选项中的()A B C DB[在0～2t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当U Y为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当U Y为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图像为B.]11、如图所示，电源A两端的电压恒为6 V，电源B两端的电压恒为8 V，当开关S从左扳到右时，通过电流计的电荷量为1.2×10－5 C，则电容器的电容约为()A．2×10－5 F B．1.5×10－6 FC．6×10－6 F D．8.6×10－7 FD[当开关S接左边时，电容器上极板带正电，所带电荷量Q＝CU A，当开关S 扳到右边时，电容器上极板带负电，所带电荷量Q′＝CU B，该过程中通过电流计的电荷量ΔQ＝Q＋Q′＝C(U A＋U B)＝1.2×10－5 C，解得电容约为8.6×10－7 F，选项D正确．]12、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)解析：在球壳上与小圆孔相对的小圆面的电荷量q′≈πr24πR2Q＝r24R2Q.根据库仑定律，它对球心的点电荷＋q的作用力大小F＝kq′qR2＝kr24R2QqR2＝kqQr24R4，其方向由球心指向小圆孔中心．答案：kqQr24R4由球心指向小圆孔中心13、在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡(不计试探电荷所受重力)，如图所示．(1)匀强电场场强E 的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q 放在点b 时，受力F b 的大小、方向如何？ 解析：(1)对试探电荷进行受力分析如图所示，由题意可知：F 1＝k Qq r 2F 2＝qE由于F 1＝F 2所以qE ＝k Qq r 2，E ＝k Q r 2匀强电场方向沿db 方向．(2)试探电荷放在c 点：E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r 2所以F c ＝qE c ＝2k Qq r 2方向与ac 成45°角斜向下．(3)试探电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r 2所以F b ＝qE b ＝2k Qq r 2方向沿db 方向．答案：(1)k Q r 2 方向沿db 方向(2) 2k Qqr2方向与ac方向成45°角斜向下(3)2k Qqr2方向沿db方向。
人教高二物理选修3—1第一章 静电场练习含答案 word版含解析答案
（高二）人教物理选修3—1第一章 静电场练习含答案 人教选修3—1第一章 静电场1、(双选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开。
此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是( ) A ．正电荷 B ．负电荷 C ．接触起电D ．感应起电2、如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A ，用原长为L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x 1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x 2，则有( )A.x 2＝12x 1 B ．x 2＝14x 1 C ．x 2＞14x 1D ．x 2＜14x 13、如图所示，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。
已知b 点处的电场强度为零，则d 点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 3qR 2 B ．k 10q 9R 2 C ．k Q ＋qR 2D ．k 9Q ＋q 9R 24、如图所示，Q 是带正电的点电荷，P 1、P 2为其产生的电场中的两点，若E 1、E 2分别为P 1和P 2两点的电场强度的大小，φ1、φ2分别为P 1和P 2两点的电势，则( )A ．E 1>E 2，φ1>φ2B ．E 1>E 2，φ1<φ2C ．E 1<E 2，φ1>φ2D ．E 1<E 2，φ1<φ25、(多选)如图所示的等量异号电荷中，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则()A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相等C．a、b间电势差与b、c间电势差相等D．点电荷沿AB中垂线移动时，电场力不做功6、a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。
人教版高中物理选修3-1练习题及答案全套-第一章电场.doc
§ 1、2 电荷及其守恒定律库仑定律（1）【典型例题】【例 1】关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是：（） A 、摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B、摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C、感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D、感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了【解析】摩擦起电的实质是：当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带上负电，失去电子的物体带上正电。
即电荷在物体之间转移。
感应起电的实质是：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导致导体中的自由电荷趋向或远离带电体，使导体上靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷。
即电荷在物体的不同部分之间转移。
由电荷守恒定律可知：电荷不可能被创造。
【答案】 B、 C【例 2】绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a 的表面镀有铝膜，在 a 的附近，有一个绝缘金属球 b，开始 a、b 都不带电，如图所示，现在使 a 带电，则：（）A 、 a、 b 之间不发生相互作用B、 b 将吸引 a，吸住后不放C、 b 立即把 a 排斥开D、 b 先吸引 a，接触后又把 a 排斥开【解析】当 a 带上电荷后，由于带电体要吸引轻小物体，故a将吸引b。
这种吸引是相互的，故可以观察到 a 被 b 吸引过来。
当它们相互接触后，电荷从 a 转移到 b，它们就带上了同种电荷，根据电荷间相互作用的规律，它们又将互相排斥。
【答案】 D【例 3】两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1∶3，相距为 r 时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r 处，则此时库仑力的大小为：A 、1F B 、1F C、1F D、1F 1264 3【解析】设两个小球相互接触之前所带电荷量分别为q 和 3q，由库仑定律得：F＝3kq2/r 2由于两个导体小球完全相同，故接触后它们的带电情况完全相同。
人教版选修3-1第一章配套练习附答案及习题课
第一章静电场第1节电荷及其守恒定律1．自然界只有两种电荷，物理学中规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷．带有同种电荷的物体相互排斥，带有异种电荷的物体相互吸引．带有等量异种电荷的物体相互接触会发生中和现象．带电体的三个共同特点是：具有吸引轻小物体的性质；能使验电器金属箔张角发生变化；带电体之间有相互作用力．2．电荷既不会创生，也不会消灭，它只会从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．在转移过程中，电荷的总量不变，这个规律叫做电荷守恒定律．3．科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子、正电子与它带等量的电荷，但符号相反，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，e＝1.60×10－19_C.4．电子的比荷为em e＝1.76×1011 C/kg，质子的质量为电子质量的1 840倍，则质子的比荷为9.57×107 C/kg.5．关于摩擦起电，下列说法中正确的是()A．两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象B．摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷C．在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体D．在摩擦起电现象中正、负电荷同时发生转移答案 C解析在摩擦起电现象过程中电子会从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电．6．有A、B两个物体经摩擦后，使B带上了2.4×10－6 C的正电荷，则此过程中有________个电子发生了转移，是由________向________转移的．答案 1.5×1013B A【概念规律练】知识点一电荷及其相互作用1．以下判断小球是否带电的说法中正确的是()A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电答案BD解析用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电，A错误；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷，故B正确；用验电器的金属球接触它时，还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断，因此C不对；带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质，D正确．图12．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b不带电，如图1所示，现使b球带电，则() A．a、b之间不发生相互作用B．b将吸引a，吸在一起不分开C．b立即把a排斥开D．b先吸引a，接触后又把a排斥开答案 D解析b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥．因此本题突出“近旁”，以表示能吸引并能接触．点评电荷之间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，另外，带电体具有吸引轻小物体的性质．若带电体与不带电的物体相接触，由于电荷的重新分配，两物体会带上同种电荷，电荷之间就会有相互的排斥力．知识点二起电的三种方式3．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电答案BD解析摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电．若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．使物体带电并不是创造出电荷.点评使物体带电的三种方式的实质都是电子的转移：(1)摩擦起电是由于不同物体束缚电子能力的不同，而使物体得或失电子，即电子从一个物体转移到另一个物体上．(2)感应起电是在电荷的相互作用下导体中的自由电荷从导体的一端转移到导体的另一端，使导体两端分别带上等量异种电荷．(3)接触起电，是由于同种电荷相互排斥而使电荷转移到另一个物体上．4．如图2所示，A、B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是()图2A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍然张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开D．先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合答案AB解析把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开，A上带负电荷，B上带正电荷，A项正确；把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B仍带电，再重新让A、B 接触，A、B上的电荷就会相互中和，故B对，D错；先把C移去，再把A、B分开，A、B 上的电荷已相互中和，都不再带电，故C项错误．点评先分开A、B，再移去C，A、B的电荷不会中和；先移去C，再把A、B分开，A、B的电荷会发生中和，本题中，分析A、B中的电荷能否发生中和是解题的关键．知识点三元电荷与电荷守恒定律5．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e＝1.60×10－19 CD．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答案BCD解析实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷是不能连续变化的物理量．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，由以上分析可知正确选项为B、C、D.点评点电荷的电荷量都等于元电荷的整数倍．6．一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上的电荷几乎不存在了，这说明()A．小球上原有的负电荷逐渐消失了B．在此现象中，电荷不守恒C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由于电子的转移引起，仍然遵循电荷守恒定律答案CD解析绝缘小球上的电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球上的电荷量减小，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组成的系统而言，其电荷总量保持不变，因此C、D选项均正确．点评电荷既不会凭空创生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．【方法技巧练】接触起电的电荷分配7．有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2×10－4 C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据() A．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,4.0×10－5 CB．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,2.0×10－5 CC．4.5×10－5 C,4.5×10－5 C,3.0×10－5 CD．5.0×10－5 C,5.0×10－5 C,2.0×10－5 C答案 C解析A项中三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量，由电荷守恒定律排除A项；无论什么时候，若三个球同时接触，则每球各分总电荷量的1/3，且之后无论怎样接触，各球的电荷量都不会再发生变化．若三球电荷量不相等，最后一次必为两球接触，则必有两个球的电荷量相等，从而可排除B；选项C、D，均满足电荷守恒定律，设从第一次两球接触开始，如A、B接触，A、B各带电荷量6.0×10－5 C；第二次B、C接触后B、C各带电荷量3.0×10－5 C，三球所带电荷量分别为6.0×10－5 C、3.0×10－5 C、3.0×10－5 C；第三次用A、B接触，A、B各带电荷量4.5×10－5 C，即选项C的分配结果，由此又可推知，此后无论怎样接触，电荷量也不会多于4.5×10－5 C，从而选C而否定D.8．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量Q A＝6.4×10－9 C，Q B ＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？答案电子由B球转移到了A球，转移了3.0×1010个．解析当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C 在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B 球带电荷量为Q B ′的正电，这样共转移的电子电荷量为ΔQ B ＝Q B ′－Q B ＝1.6×10－9 C －(－3.2×10－9) C ＝4.8×10－9 C转移的电子数n ＝ΔQ B e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C＝3.0×1010(个)． 方法总结 使物体带电的实质是电子发生了转移，而不是创造了电荷，并且在转移的过程中电荷的总量保持不变．当两球接触时，由于它们带相反电性的电荷，所以带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．如果两球完全相同，剩余的正电荷平均分配． 1．感应起电和摩擦起电都能使物体带电，关于这两种使物体带电的过程，下列说法中正确的是( )A ．感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分B ．感应起电是电荷从一个物体转移到另一个物体C ．感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体D ．摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体答案 D2．把一个带正电的金属小球A 跟同样的不带电的金属球B 相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看是因为( )A ．A 球的正电荷移到B 球上B ．B 球的负电荷移到A 球上C ．A 球的负电荷移到B 球上D ．B 球的正电荷移到A 球上答案 B3．如图3所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以( )图3A．甲图中两球一定带异种电荷B．乙图中两球一定带同种电荷C．甲图中两球至少有一个带电D．乙图中两球至少有一个带电答案BC解析带电体对不带电导体也吸引，A错；只有同种电荷相互排斥，D错．4．如图4所示，将带电棒移近两不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是()图4A．先把两球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电答案AC解析B中若先移走棒，两球电荷又中和掉，不再带电，B错；两球是导体，可接触带电，也可以感应带电，A、C对，D错．5．如图5所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是()图5A．只有M端验电箔张开B．只有N端验电箔张开C．两端的验电箔都张开D．两端的验电箔都不张开答案 C解析当带电体A靠近导体M端时，导体由于静电感应，两端出现异种电荷，故金箔都会张开．6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列4个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()答案 B解析由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球和箔片带异号电荷，A、C两项错误．验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷，D项错误．正确选项为B.7．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 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC ．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD ．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C答案 AD解析 由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有静电荷，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C 的正电荷，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荷为1.6×10－15 C －8×10－16 C ＝8×10－16 C ，故A 、D 正确．8．小华在旅游景点购买了一本物理参考书，回家后发现是窃版书．其中一道习题给出四个带电体的带电荷量为如下四个选项，你认为其中带电荷量合理的是( )A ．Q 1＝6.2×10－18 CB ．Q 2＝6.4×10－18 CC ．Q 3＝6.6×10－18 CD ．Q 4＝6.8×10－18 C答案 B9．如图6所示，不带电的枕形导体的A 、B 两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A 端靠近一带电导体C 时( )图6 A ．A 端金箔张开，B 端金箔闭合B ．用手接触枕形导体，A 端金箔张开，B 端金箔闭合C ．用手接触枕形导体，后将手和C 分别移走，两对金箔均张开D ．选项C 中两对金箔带同种电荷答案 BCD解析 根据静电感应现象，带正电的导体C 放在枕形导体附近，在A 端出现了负电荷，在B 端出现了正电荷，这样的带电并不是导体中有新的电荷产生，只是电荷的重新分布．金箔因带电相斥而张开，选项A 错误．用手接触枕形导体后，A 端带负电，B 端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B 端不再有电荷，金箔闭合，选项B 正确．用手接触导体时，只有A 端带负电，将手和导体C 分别移走后，不再有静电感应，A 端所带负电荷便分布在枕形导体上，A 、B 端均带有负电，两对金箔均张开，选项C 、D 正确．点评 手接触导体后，导体与大地形成一个带电体，导体为近端，大地为远端．10．有两个完全相同的绝缘金属球A 、B ，A 球所带电荷量为q ，B 球所带电荷量为－q ，现要使A 、B 所带电荷量都为－q 4，应该怎么办？ 答案 见解析解析 先用手接触一下A 球，使A 球带电传入大地，再将A 、B 接触一下，分开A 、B ，此时A 、B 所带电荷量都是－q 2，再用手接触一下A 球，再将A 、B 接触一下再分开，这时A 、B 所带电荷量都是－q 4.第2节库仑定律1．电荷之间存在着相互作用力称为静电力或库仑力，在真空中两个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，作用力的方向在它们的连线上．2．库仑定律的表达式是：F ＝k q 1q 2r 2，其中k ＝9.0×109_N·m 2/C 2. 3．下列关于点电荷的说法，正确的是( )A ．只有体积很大的带电体才能看成点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C ．一切带电体都能看成点电荷D ．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷答案 D解析 带电体能否被看成点电荷，与它们的体积大小无关．当带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷．4．库仑定律的适用范围是( )A ．真空中两个带电球体间的相互作用B ．真空中任意带电体间的相互作用C ．真空中两个点电荷间的相互作用D ．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律答案 CD5．两个点电荷相距r 时相互作用为F ，则( )A ．电荷量不变距离加倍时，作用力变为F /2B ．其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FC ．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FD ．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都增加相同倍数时，作用力不变答案 D解析 由F ＝k q 1q 2r 2知，若q 1、q 2不变，而r 变为原来的两倍时，则F 要变为原来的14，故选项A 不正确；若其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离减半时，则作用力变为原来的两倍，故选项B 错误；若每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时，则作用力保持不变，故C 错，D 对．【概念规律练】知识点一 库仑定律的适用条件1．关于库仑定律，下列说法正确的是( )A ．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B ．根据F ＝k q 1q 2r 2，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大C ．若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量，则q 1对q 2的电场力大于q 2对q 1的电场力D ．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律答案 D2．两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2，当两球心相距3R 时，相互作用的静电力大小为( )A ．F ＝k q 1q 2(3R )2B ．F >k q 1q 2(3R )2C ．F <k q 1q 2(3R )2D ．无法确定 答案 D解析 因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看作点电荷，必须考虑电荷在球上的实际公布．当q 1、q 2是同种电荷时会相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于3R ；当q 1、q 2是异种电荷时会相互吸引，分布于最近的一侧，距离小于3R ，如下图(a)、(b)所示．所以静电力可能小于k q 1q 2(3R )2，也可能大于k q 1q 2(3R )2，所以D 正确．点评 库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的作用，对于两个离得较近的球体，不能简单地应用公式进行计算，因为此时，不能把它们看成点电荷．两球带同种电荷时，两球所带电荷中心间的距离大于球心间距；两球带异种电荷时，两球所带电荷中心间的距离小于球心间距．知识点二 库仑定律的基本应用3．两个点电荷带有相等的电荷量，要求它们之间相距1 m 时的相互作用力等于1 N ，则每个电荷的电荷量是多少？等于电子电荷量的多少倍？答案 1×10－5 C 6.25×1013倍解析 根据库仑定律，则已知F 、r 即可计算出电荷量．设每个电荷的电荷量为q ，已知两点电荷间距r ＝1 m ，相互作用力F ＝1 N ．由库仑定律F ＝k q 1q 2r 2＝k q 2r 2，得q ＝ Fr 2k＝ 1×129×109C ≈1×10－5 C ，这个电荷量与电子电荷量之比为n ＝q e ＝1×10－51.6×10－19＝6．25×1013，即是电子电荷量的6.25×1013倍．4．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( )A.47B.37C.97D.167答案 CD解析 设两小球的电荷量分别为q 与7q ，则由库仑定律可知原来相距r 时的相互作用力F ＝k q ·7q r 2＝k 7q 2r2，由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况： (1)两球电性相同．相互接触时两球电荷量平分且平均分布，每球带电荷量为q ＋7q 2＝4q ，放回原处后的相互作用力为F 1＝k 4q ·4q r 2＝k 16q 2r 2，故F 1F ＝167，D 正确． (2)两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为7q －q 2＝3q ，放回原处后的相互作用力为F 2＝k 3q ·3q r 2＝k 9q 2r 2，故F 2F ＝97，C 选项正确． 点评 电性相同的球接触后电荷量平分，是库仑当年从直觉得出的结果，也是库仑实验中的一种重要的思想方法．知识点三 库仑力作用下的平衡5．如图1所示，带电荷量分别为＋q 和＋4q 的两点电荷A 、B ，相距L ，求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？图1 答案 C 应在A 、B 的中间，距A 球13L ，是带负电的电荷，电荷量大小为Q ＝49q 解析 由平衡条件知，C 必在AB 之间，且带负电．设C 带电荷量为Q ，距A 为r ，则距B 为L －r ，根据库仑定律对A 、B 列平衡方程：对电荷A ：k 4q ·q L 2＝k Q ·q r 2 对电荷B ：k 4q ·q L 2＝k Q ·4q (L －r )2联立解得：r ＝13L ，Q ＝49q . 点评 三个电荷都处于平衡状态，可以分别对三个电荷列平衡方程，本题中只须列两个方程便可求解．6．两个点电荷分别固定于左右两侧，左侧电荷带电荷量为＋Q 1，右侧电荷带电荷量为－Q 2，且Q 1＝4Q 2，另取一个可自由移动的点电荷q ，放在＋Q 1和－Q 2的连线上，欲使q 平衡，则q 的带电性质及所处位置可能为( )A ．负电，放在Q 1的左方B ．负电，放在Q 2的右方C ．正电，放在Q 1的左方D ．正电，放在Q 2的右方答案 BD【方法技巧练】一、用对称法计算库仑力7．如图2所示，半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q 的电荷，另一电荷量为＋q 的点电荷放在球心O 上，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r (r ≪R )的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量k )图2答案 kqQr 24R 4 由球心指向小孔中心 解析 如右图所示，由于球壳上带电均匀，分成无数个小部分，每一小部分都可看成点电荷，原来每条直径两端的两个小部分对球心＋q 的力互相平衡．现在球壳上A 处挖去半径为r 的小圆孔后，其他直径两端电荷对球心＋q 的力仍互相平衡，剩下的就是与A 相对的B处，半径也等于r 的一小块圆面上电荷对它的力F ，B 处这一小块圆面上的电荷量为：q B ＝πr 24πR 2Q ＝r 24R 2Q ，由于半径r ≪R ，可以把它看成点电荷．根据库仑定律，它对球心＋q 的作用力大小为：F ＝k q B q R 2＝k r 24R 2Qq R 2＝kqQr 24R 4其方向由球心指向小孔中心．方法总结 电场中用对称法求解电场力是解题中常用的方法，本题中对称的两点对球心的电荷的作用力为零．因此只需考虑没有找到对称的电荷对球心电荷的作用力即可．二、库仑定律与牛顿定律的结合8．如图3所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个小球a 、b 、c ，三球在一条直线上，若释放a 球，a 球初始加速度为－1 m/s 2(向右为正)，若释放c 球，c 球初始加速度为3 m/s2，当释放b球时，b球的初始加速度应是多大？图3答案－2 m/s2解析设a0＝1 m/s2，由牛顿第二定律，对a球有F ba＋F ca＝－ma0，①对c球有F ac＋F bc＝3ma0，②F ca和F ac为一对作用力和反作用力，即F ca＝－F ac同理－F ba＝F ab，F cb＝－F bc.由①②得F ba＋F bc＝2ma0，F ab＋F cb＝－2ma0，即a b＝－2 m/s2，方向向左．1．对于库仑定律，下面说法正确的是()A．库仑定律是实验定律B．两个带电小球即使相距非常近，也能直接用库仑定律C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D．根据库仑定律，当两个带电体的距离趋近于零时，库仑力趋近于无穷大答案AC解析当两个带电小球距离很近时，电荷分布不再均匀，库仑定律不再成立，B错；当两带电体间的距离趋近于零时，不能再视为点电荷，库仑定律不再适用，D 错．2．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了12，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电荷量一定减少了( )A.15B.14C.13D.12答案 C3．要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是( )A ．每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B ．保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C ．使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的12D ．保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小为原来的14答案 A解析 根据库仑定律F ＝k q 1q 2r 2可知，当q 1、q 2均变为原来的2倍，r 不变时，F 变为原来的4倍，答案A 正确，同理可求得B 、C 、D 中F 均不满足条件，故B 、C 、D 错误．图44．如图4所示，两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r ，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q ，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个( )A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r 2 C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r 2 答案 B解析 由于两带电球带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r 小．根据库仑定律F ＝k q 1q 2r 2，静电力一定大于k Q 29r 2.正确选项为B. 5．如图5所示，两个带电小球A 、B (可视为点电荷)的质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别为q 1和q 2，用长度相同的绝缘细线拴住并悬挂于同一点，静止时两悬线与竖直方向的夹角相等．则m 1和m 2、q 1和q 2的关系可能是( )图5A．q1＝q2，m1＝m2B．q1>q2，m1＝m2C．q1<q2，m1＝m2D．q1>q2，m1<m2答案ABC解析根据A、B两物体的受力情况可判断m1＝m2，A、B两球的库仑力是作用力与反作用力，大小相等，但不能确定电荷量的大小关系，故选A、B、C.6．如图6所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线的拉力分别为F A、F B，现使A、B带上同种电性的电荷，此时上、下细线受力分别为F A′、F B′，则()图6A．F A＝F A′，F B>F B′B．F A＝F A′，F B<F B′C．F A<F A′，F B>F B′D．F A<F A′，F B<F B′答案 B解析两球都不带电时，F B＝m B g，F A＝(m A＋m B)g，两球都带同种电荷时，有静电斥力作用，设为F，则F B′＝F＋m B g，把A、B看作一个系统，则两球之间的斥力为内力，故F A′＝(m A＋m B)g，所以F B′>F B，F A′＝F A，B项正确．7．如图7所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()。
人教版高中物理选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动同步习题(附详解答案)
（精心整理，诚意制作）第一章第九节带电粒子在电场中的运动同步习题（附详解答案）夯实基础1.一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是( )A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动答案：A解析：因为粒子只受到电场力的作用，所以不可能做匀速直线运动．2．如图所示，在场强为E，方向水平向右的匀强电场中，A、B为一竖直线上的两点，相距为L，外力F将质量为m，带电量为－q的微粒，从A点匀速移到B点，重力不能忽略，则下面说法中正确的是( )A．外力的方向水平B．外力的方向竖直向上C．外力的大小等于qE＋mgD．外力的大小等于(qE)2＋(mg)2答案：D解析：分析微粒受力，重力mg、电场力qE、外力F，由于微粒作匀速运动，三个力的合力为零，外力的大小和重力与电场力的合力大小相等．F＝(qE)2＋(mg)2F的方向应和重力与电场力的合力方向相反，选项D正确．3．平行板间加如图(a)所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．如图(b)中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是( )答案：A解析：粒子在第一个T2内，做匀加速直线运动，T2时刻速度最大，在第二个T2内，电场反向，粒子做匀减速直线运动，到T时刻速度为零，以后粒子的运动要重复这个过程．4．(20xx·济南模拟)如图所示，质子(1H)和α粒子(42He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( )A．1 1 B．1 2C．2 1 D．1 4答案：B解析：由y＝12EqmL2v20和E k0＝12m v20，得：y＝EL2q4Ek0可知，y与q成正比，B正确．5．如图所示，一电荷量为＋q，质量为m的带电粒子以初速度为v0，方向与极板平行射入一对平行金属板之间．已知两极板的长度l，相距为d，极板间的电压为U，试回答下列问题．(粒子只受电场力作用且上极板带正电)(1)粒子在电场中所受的电场力的大小为________，方向__________，加速度大小为__________，方向________．(2)粒子在x方向上做________运动，在电场中的运动时间为________．(3)粒子在y方向上做________运动，离开电场时，在y方向上偏离的距离为_ _______．当其他条件不变，d增大时偏离距离将________．(4)粒子离开电场时，在y方向上的分速度为________，如果偏转的角度为θ，那么tanθ＝________.当其他条件不变，U增大时θ角将________答案：(1)qUd垂直v0方向向下qUmd垂直v0方向向下(2)匀速直线lv0(3)初速度为零的匀加速直线ql22mv20dU减小(4)qlmv0dUqlmv20dU增大6．如图所示，abcd 是一个正方形盒子．cd 边的中点有一个小孔e .盒子中有沿ad 方向的匀强电场．一个质量为m 带电量为q 的粒子从a 处的小孔沿ab 方向以初速度v 0射入盒内，并恰好从e 处的小孔射出．(忽略粒子重力)求：(1)该带电粒子从e 孔射出的速度大小．(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功．(3)若正方形的边长为l ，试求该电场的场强．答案：(1)17v 0 (2)8m v 20 (3)8mv20ql解析：(1)设粒子在e 孔的竖直速度为v y .则水平方向：l /2＝v 0t竖直方向：l ＝vy 2·t 得：v y ＝4v 0v e ＝v20＋v2y ＝17v 0(2)由动能定理得：W 电＝12m v 2e －12m v 20＝8m v 20 (3)由W 电＝Eq ·l 和W 电＝8m v 20得：E ＝8mv20ql. 7．如图所示是示波管工作原理示意图，电子经加速电压U 1加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏转量为h ，两平行板间的距离为d ，电势差为U 2，板长为l .为了提高示波管的灵敏度(单位偏转电压引起的偏转量)可采取哪些措施？解析：电子经U 1加速后，设以v 0的速度垂直进入偏转电场，由动能定理得：12m v 20－0＝eU 1①电子在偏转电场中运动的时间t 为：t ＝l v0② 电子在偏转电场中的加速度a 为：a ＝U2e dm③ 电子在偏转电场中的偏转量h 为：h ＝12at 2④ 由①②③④式联立解得到示波管的灵敏度h U2为：h U2＝l24dU1可见增大l 、减小U 1或d 均可提高示波管的灵敏度.能力提升1.(20xx·××市一中高二检测)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点( ) A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B．三小球在电场中运动的时间相等C．三小球到达正极板时动能关系：E kA>E kB>E kCD．三小球在电场中运动的加速度关系：a A>a B>a C答案：A解析：带负电的小球受到的合力为：mg＋F电，带正电的小球受到的合力为：mg－F电，不带电小球仅受重力mg，小球在板间运动时间：t＝xv0，所以t C<t B<t A，故a C>a B>a A；落在C点的小球带负电，落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电．因为电场对带负电的小球C做正功，对带正电的小球A做负功，所以落在板上动能的大小：E kC>E kB>E kA.2．示波器是一种常用的电学仪器．可以在荧屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．电子经电压u1加速后进入偏转电场．下列关于所加竖直偏转电压u2、水平偏转电压u3与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是( )A．如果只在u2上加上甲图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(a)所示B．如果只在u3上加上乙图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(b)所示C．如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(c)所示D．如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(d)所示答案：ABD3．(20xx·××市一中高二检测)如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子向B板方向运动，下列对电子的描述中错误的是( )A．电子到达B板时的动能是eUB．电子从B板到C板时动能变化为零C．电子到达D板时动能是3eUD．电子在A板和D板之间往复运动答案：C4．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴．油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是( )A．2v、向下 B．2v、向上C．3v、向下D．3v、向上答案：C解析：由题意知，未加电压时mg＝k v①加电压U时，电场力向上，设为F，则有F＝mg＋k v②当加电压(－U)时，电场力向下，匀速运动时有F＋mg＝k v′③联立①②③得：v′＝3v方向向下，C选项正确．5．如图所示，在两极板中间有一静止的电子，在交变电压作用下电子的运动情况是(不计重力，t＝0时，M板电势为正，板间距离足够长)( )A．一直向M板运动B．一直向N板运动C．先向M板运动，再一直向N板运动D．在M、N间做周期性的来回运动答案：D解析：0―→1s末，电子向左做匀加速直线运动，在1s末获得速度为v；1s 末―→2s末，电子向左做匀减速直线运动，2s末速度为0；2s末―→3s末，电子向右做匀加速直线运动，3s末电子获得速度v；3s末―→4s末电子向右做匀减速直线运动.4s末速度为零，刚好为一个周期．以后周而复始，所以，电子在M、N之间做周期性的来回运动．6．(新题快递)如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量为m ＝4×10－5kg ，电量q ＝＋1×10－8C.(g ＝10m/s 2)求：(1)微粒入射速度v 0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U 应取什么范围？答案：(1)10m/s (2)与负极相连 120V<U <200V解析：(1)L 2＝v 0t d 2＝12gt 2 可解得v 0＝L 2g d＝10m/s (2)电容器的上板应接电源的负极当所加的电压为U 1时，微粒恰好从下板的右边缘射出d 2＝12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫L v02 a 1＝mg －q U1d m解得：U 1＝120V当所加的电压为U 2时，微粒恰好从上板的右边缘射出d 2＝12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L v02 a 2＝q U2d －mg m解得U 2＝200V 所以120V<U <200V.7．如图所示，为一个从上向下看的俯视图，在光滑绝缘的水平桌面上，固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD ，AB 段为直线，BCD 段是半径为R 的一部分圆弧(两部分相切于B 点)，挡板处于场强为E 的匀强电场中，电场方向与圆的直径MN 平行．现使一带电量为＋q 、质量为m 的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放，为使小球沿挡板内侧运动，最后从D 点抛出，试求：(1)小球从释放到N 点沿电场强度方向的最小距离s ；(2)在上述条件下小球经过N 点时对挡板的压力大小．解析：(1)根据题意分析可知，小球过M 点对挡板恰好无压力时，s 最小，根据牛顿第二定律有qE ＝m v2M R，。
高中物理人教版选修3—1第一章 静电场练习附答案
高中物理人教版2020--2021选修3—1第一章 静电场练习附答案1、有甲、乙、丙三个小球，将它们两两相互靠近，它们都相互吸引，如图所示。
那么，下面的说法中正确的是( )A ．三个小球都带电B ．只有一个小球带电C ．有两个小球带同种电荷D ．有两个小球带异种电荷2、如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 围绕B 做匀速圆周运动，B 恰能保持静止，其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2，不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷(电荷量与质量之比)之比应是( )A ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22 B ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12 C ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23 D ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 13 3、两个所带电荷量分别为q 1(q 1>0)和q 2的点电荷放在x 轴上，相距为l ，两电荷连线上电场强度E 与x 的关系图象如图所示，则下列说法正确的是( )A ．q 2>0且q 1＝q 2B ．q 2<0且q 1＝|q 2|C ．q 2>0且q 1>q 2D ．q 2<0且q 1<|q 2|4、如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O 处放一点电荷。
将质量为m 、带电荷量为q 的小球从管的水平直径端点A 由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，重力加速度为g ，则放于圆心处的电荷在AB 弧中点处的电场强度的大小为( )A．mgq B．2mgqC．3mgq D．不能确定5、在如图所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E(在以场源电荷为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是()A．从A到B电场力做功最多B．从A到E电场力做功最多C．电场力做功一样多D．A点比D点电势高6、(双选)如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点。
a、b电势分别为φa＝5 V，φb＝3 V，下列叙述正确的是()A．该电场在c点处的电势一定为4 VB．a点处的场强E a一定大于b点处的场强E bC．一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D．一正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向c7、带负电的空心金属球壳置于绝缘支架上，将4个原来不带电的金属小球按图示位置放置，A球用绝缘轻绳竖直悬挂，B球接地，C球用导线与球壳内部相连，D球与球壳内部接触。
2020-2021学年高二物理教科版选修3-1课后作业：第一章 习题课(1、2节) Word版含解析
第一章 静电场 习题课基础练1．下列说法中正确的是( ) A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C. 依据F= 0时得出F →0时得出F →∞ D ．静电力常量的数值是由试验得出的 答案 D解析 由点电荷的概念知，A 、B 均错.当两电荷间距离r →0时，两电荷已不能看作点电荷，库仑定律不再适用，C 错。
而静电力常量是由试验测出的，故D 项正确。
2．半径为R 的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同种电荷Q 时它们之间的静电力为F 1，两球带等量异种电荷Q 与－Q 时静电力为F 2，则( )A ．F 1>F 2B ．F 1<F 2C ．F 1＝F 2D ．不能确定 答案 B解析 由于两个金属球较大，相距较近，电荷间的相互作用力使电荷分布不均匀，故不能简洁地把两球看成点电荷．带同种电荷时，两球的电荷在距离较远处分布得多一些，带异种电荷时，在距离较近处分布得多一些，可见带同种电荷时两球电荷中心间距离大于带异种电荷时电荷中心间距离，所以有F 1<F 2故B 项正确．3．半径相同的金属球A 、B 带有相等电荷量q ，相距确定距离时，两球间的库仑力为F ，今让第三个与A 、B 相同的不带电的金属球C 先后与A 、B 接触，然后再移开，此时A 、B 间的相互作用力大小可能是( )A ．F/8B ．F/4C ．3F/8D ．3F/4 答案 AC解析 A 、B 间的相互作用力为F ，可能是斥力，也可能是引力．若A 、B 间为斥力，则A 、B 带等量同种电荷，经C 操作后，q A ＝q/2，q B ＝3q/4，此时相互作用力F 1＝kq A q B /r 2＝3F/8，C 正确，若A 、B 间为引力，则A 、B 带等量异种电荷，设A 带＋q ，B 带－q ，经操作后q A ′＝q/2，q B ′＝－q4，则A 、B 间的相互作用力为F/8，故A 选项也正确．4．如图1所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是( )图1A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4 答案 B解析 据“同电相斥，异电相吸”规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量，故F ac 与F bc 的合力只能为F 2，选项B 正确．5．两个半径为R 的相同的金属球，分别带q 和－3q 的电荷量．当球心相距r ＝3R 放置时，两球相互作用力为F.若将两球接触后放回原来的位置，则两球之间的相互作用力( )A ．等于FB ．等于13FC ．大于13FD ．小于13F答案 D解析 当两球接触后电荷先中和再平分，即两球的带电荷量均为－q.原来两球心相距r ＝3R ，由于电荷之间是引力，当将两球的电荷看成点电荷时，其点电荷间的距离r 1<r ＝3R ，由库仑定律可得F ＝k q·3q r 21>k 3q 2(3R )2＝kq 23R 2两球接触后，再放回原处，当将两球的电荷看成点电荷时，由于电荷间是斥力，则两点电荷间的距离r 2>r＝3R ，由库仑定律可得F ′＝kq 2r 22<kq 2(3R )2＝kq 29R 2.F ′<13F.故选项D 正确． 6．如图2所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一条直线上，q 2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q 1∶q 2∶q 3为( )图2A ．(－9)∶4∶(－36)B ．9∶4∶36C ．(－3)∶2∶(－6)D ．3∶2∶6 答案 A解析 每个点电荷所受静电力的合力为零，由口诀“三点共线，两大夹小，两同夹异”，可排解B 、D 选项．考虑q 2的平衡：由r 12∶r 23＝1∶2，据库仑定律得q 3＝4q 1；考虑q 1的平衡：r 12∶r 13＝1∶3，同理得q 3＝9q 2，即q 2＝19q 3＝49q 1，故q 1∶q 2∶q 3＝1∶49∶4＝9∶4∶36.考虑电性后应为(－9)∶4∶(－36)或9∶(－4)∶36.只有A 正确．提升练 7．下图中A 球系在绝缘细线的下端，B 球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出．A 球可保持静止的是( )答案 AD8．如图3所示，竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的小球A ，在Q 的正上方P 点用绝缘线悬挂一个小球B ，A 、B 两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角．由于漏电，A 、B 两小球的电荷量渐渐减小，悬线与竖直方向夹角θ渐渐削减，则在漏完电之前，拉力的大小将( )图3A ．保持不变B ．先变小后变大C ．渐渐变小D ．渐渐变大 答案 A。
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动 课后训练题(含答案解析)
1.9 带电粒子在电场中的运动一、单选题1.如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子.在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面.若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为()A． 3∶2B． 2∶1C． 5∶2D． 3∶12.如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，粒子通过平行金属板的时间为t，则()A．在时间内，电场力对粒子做的功为UqB．在时间内，电场力对粒子做的功为UqC．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶1D．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶23.如图甲所示，在距离足够大的平行金属板A、B之间有一电子，在A、B之间加上如图乙所示规律变化的电压，在t＝0时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则()A．电子在A、B两板间做往复运动B．在足够长的时间内，电子一定会碰上A板C．当t＝时，电子将回到出发点D．当t＝时，电子的位移最大4.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小二、多选题5.(多选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中动能的增量相等C．它们通过加速电场过程中速度的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6.(多选)带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示．若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是()A．两电荷的电荷量可能相等B．两电荷在电场中运动的时间相等C．两电荷在电场中运动的加速度相等D．两电荷离开电场时的动能相等7.(多选)如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料．ABCD面带正电，EFGH面带负电．从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是()A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动B．三个液滴的运动时间一定相同C．三个液滴落到底板时的速率相同D．液滴C所带电荷量最多8.(多选)如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电量为＋10－2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则()A．B点的电势为0 VB．电场线方向从右向左C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1D．微粒的运动轨迹可能是轨迹29.(多选)如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使()A．粒子的电荷量变为原来的B．两板间电压减为原来的C．两板间距离增为原来的4倍D．两板间距离增为原来的2倍10.(多选)如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为E k0，已知t＝0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场．则()A．所有粒子都不会打到两极板上B．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场C．运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2E k0D．只有t＝n(n＝0,1,2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场三、计算题11.一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示.AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m＝1.0×10－7kg，电荷量q＝1.0×10－10C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由.(2)电场强度的大小和方向.(3)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？12.长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子末速度的大小；(2)匀强电场的场强；(3)两板间的距离.13.如图所示，A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电子以v0＝4×106m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场，从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角．已知电子电荷e＝1.6×10－19C，电子质量m＝0.91×10－30kg.求：(1)电子在C点时的动能是多少焦？(2)O、C两点间的电势差大小是多少伏？14.如图所示，有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB的长度；(2)电子穿出电场时的动能．答案解析1.【答案】A【解析】因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面，电荷量为q的粒子通过的位移为l，电荷量为－q的粒子通过的位移为l，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a1＝，a2＝，由运动学公式有l＝a1t2＝t2①l＝a2t2＝t2②得＝.B、C、D错，A对.2.【答案】C【解析】由类平抛规律，在时间t内有：L＝v0t，＝at2，在内有：y＝a()2，比较可得y＝，则电场力做的功为W＝qEy＝＝，所以A、B错误．粒子下落的前和后过程中电场力做的功分别为：W1＝qE×，W2＝qE×，所以W1：W2＝1∶1，所以C正确，D错误．3.【答案】B【解析】粒子先向A板做半个周期的匀加速运动，接着做半个周期的匀减速运动，经历一个周期后速度为零，以后重复以上过程，运动方向不变，选B.4.【答案】B【解析】设电子被加速后获得初速度v0，则由动能定理得：qU1＝mv①若极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：t＝②设电子在平行板间受电场力作用产生的加速度为a，由牛顿第二定律得：a＝＝③电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：v y＝at④由①②③④可得：v y＝又有：tanθ＝＝＝＝故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大，故选项B正确，选项A、C、D错误．5.【答案】BD【解析】由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，A错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，C错误；由于电场力做功W＝qU与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，B、D正确．6.【答案】AB【解析】两个电荷在电场中做类平抛运动，将它们的运动分解为沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动．设板长为L，粒子的初速度为v0，则粒子运动时间为t＝，L、v0相同，则时间相同．故B正确．竖直方向的位移为y＝at2，a＝，则y＝t2，E、t相同，y不同，因m的大小关系不清楚，q有可能相等．故A正确．由于位移为y＝at2，t相同，y不同，a不等，故C错误．根据动能定理，E k－mv＝qEy则E k＝mv＋qEy，故D错误．7.【答案】BD【解析】三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误．由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项B正确．三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项C错误．由于液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D正确．8.【答案】ABC【解析】由动能定理可知WE＝ΔE k＝－0.1 J；可知粒子受到的电场力做负功，故粒子电势能增加，B点的电势高于A点电势；而电场线由高电势指向低电势，故电场线向左，故B正确；A、B两点的电势差UAB＝＝－10 V，则UA－UB＝－10 V．解得UB＝0 V；故A正确；若粒子沿轨迹1运动，A点速度沿切线方向向右，受力向左，故粒子将向上偏转，故C正确；若粒子沿轨迹2运动，A点速度沿切线方向向右上，而受力向左，故粒子将向左上偏转，故D错误．9.【答案】AD【解析】粒子恰好穿过电场时，它沿平行板的方向发生位移L所用时间与垂直板方向上发生位移所用时间t相等，设板间电压为U，则有：＝··()2，得时间t＝＝.当入射速度变为，它沿平行板的方向发生位移L所用时间变为原来的2倍，由上式可知，粒子的电荷量变为原来的或两板间距离增为原来的2倍时，均使粒子在与垂直板方向上发生位移所用时间增为原来的2倍，从而保证粒子仍恰好穿过电场，因此选项A、D正确．10.【答案】ABC【解析】粒子在平行极板方向不受电场力，做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t＝0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明竖直方向分速度变化量为零，故运动时间为周期的整数倍；所有粒子最终都垂直电场方向射出电场；由于t＝0时刻射入的粒子在竖直方向始终做单向直线运动，竖直方向的分位移最大，故所有粒子最终都不会打到极板上；故A、B正确，D错误；t＝0时刻射入的粒子竖直方向的分位移为；有：＝·由于L＝d故：v y m＝v0故E k′＝m(v＋v)＝2E k0，故C正确．11.【答案】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)v A＝2m/s.【解析】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度v A方向相反，微粒做匀减速运动.(2)在垂直于AB方向上，有qE sinθ－mg cosθ＝0所以电场强度E＝×104N/C，电场强度的方向水平向左.(3)微粒由A运动到B时的速度v B＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，－(mgL sinθ＋qEL cosθ)＝0－mv，代入数据，解得v A＝2m/s.12.【答案】(1)(2)(3)L【解析】(1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v＝＝.(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，在水平方向上：L＝v0t，在竖直方向上：v y＝at，v y＝v0tan 30°＝，由牛顿第二定律得：qE＝ma解得：E＝.(3)粒子做类平抛运动，在竖直方向上：d＝at2，解得：d＝L.13.【答案】(1)9.7×10－18J(2)15.2 V【解析】(1)依据几何三角形解得：电子在C点时的速度为：v＝①而E k＝mv2②联立①②得：E k＝m()2≈9.7×10－18J.(2)对电子从O到C，由动能定理，有eU＝mv2－mv③联立①③得：U＝≈15.2 V.14.【答案】(1)d(2)e(U0＋)【解析】(1)设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得eU0＝mv①设金属板AB的长度为L，电子偏转时间t＝②电子在偏转电场中产生偏转加速度a＝③电子在电场中的侧位移y＝d＝at2④联立①②③④得：L＝d.(2)设电子穿出电场时的动能为E k，根据动能定理得E k＝eU0＋e＝e(U0＋)．。
人教版高中物理选修3-1第一章静电场综合测试题答案及详解
（灿若寒星电场综合测试题
本卷分第 Ⅰ 卷 (选择题 )和第 Ⅱ 卷(非选择题 )两部分．满分 100 分，时间 90 分钟．
第 Ⅰ 卷 (选择题 共 40 分 )
一、选择题 (共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个
一带电粒子射入此静电场中后，
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沿 abcde 轨迹运动．已知 φK<φL<φM，且粒子在 ab 段做减速运动．下列判断中正确的是 ()
精 品 试卷
A ．粒子带负电 B．粒子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度 C．粒子在 a 点与 e 点的速度大小相等 D．粒子在 a 点的电势能小于在 d 点的电势能 6．如图所示， C 为中间插有电介质的电容器， a 和 b 为其两极板， a 板接地； P 和 Q 为两竖直放置的平行金属板， 在两板间用绝缘线悬挂一带电小球； P 板与 b 板用 导线相连， Q 板接地．开始悬线静止在竖直方向，在 b 板带电后，悬线偏转了角度 α.在以下方法中，能 使悬线的偏角 α变大的是
③小球由 A 到 C 电场力做功是
mgh－
1 2mv
2；
④小球由
A 到 C 电场力做功是
1 2
mv2
＋
mg
R2 － h
.
A ．①③
B ．①④
C．②④
D ．②③
8．带电粒子以速度 v 0 沿竖直方向垂直进入匀强电场 为水平方向，大小仍为 v0，则一定有
E 中，如图所示，经过一段时间后，其速度变 ()
A ．电场力与重力大小相等
4．如图所示，在 A 板附近有一电子由静止开始向 B 板运动，则关于电子到达了 B 板时的速率，下
粤教版物理选修3-1第一章 电场单元练习题(含详细答案)
粤教版物理选修3-1第一章电场一、单选题1.高压供电线路在不断电的情况下进行检修，检修人员必须穿上特制的用金属丝编制的工作服才能安全作业．这是因为人穿上金属丝衣服工作时()A．人体的电势为零，且电场强度为零B．人体的电势为零，但电场强度不为零C．人体的电势不为零，且人的电势低于高压线路的电势D．人体的电势不为零，且人和高压线路的电势相等2.如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一等势面上．甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，已知乙粒子带正电．那么下列判断正确的是()A．甲粒子在b点的电势能比在c点小B．乙粒子在d点速度最大C．a、b两点电场强度相同D．d点电势比b点电势高3.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q.在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入，则小球()A．速度先增大后减小B．受到的库仑力先做负功后做正功C．受到的库仑力最大值为D．管壁对小球的弹力最大值为4.如图，真空中A、B两处各有一个正点电荷，若放入第三个点电荷C，只在电场力作用下三个电荷都处于平衡状态，则C的电性及位置是()A．正电；在A、B之间B．正电；在A的左侧C．负电；在A、B之间D．负电；在B的右侧5.水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A 的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇，如图所示．若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是()A．电荷M的比荷大于电荷N的比荷B．两电荷在电场中运动的加速度相等C．从两电荷进入电场到两电荷相遇，电场力对电荷M做的功等于电场力对电荷N做的功D．电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同6.如图所示，P和Q为两平行金属板，两极板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q 板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是()A．两极板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B．两极板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C．与两极板间距离无关，仅与加速电压U有关D．以上说法都不正确二、多选题7.(多选)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()A．极板X带正电B．极板X′带正电C．极板Y带正电D．极板Y′带正电8.(多选)如图所示，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9.(多选)如图是电场中的一条电场线，A、B是电场线上的两点，一负电荷q仅在静电力作用下以初速度v0从A向B运动并经过B点，一段时间后q以速度v又一次经过A点，且v与v0的方向相反，则以下说法中正确的是()A．A、B两点的电场强度是EA＜EBB．A、B两点的电势是φA＞φBC．负电荷q在A、B两点的电势能E pA＜E pBD．负电荷q先后经过A点的速度大小v0＝v10.(多选)如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是()A．A、B两处电势、场强均相同B．C、D两处电势、场强均相同C．在虚线AB上O点的场强最大D．带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能三、计算题11.如图，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A、B两点间的电势差．12.如图所示，两平行的金属板间的电场是匀强电场，电场强度大小为E＝1.0×104V/m，两板相距1.0 cm，B板接地，C点与A板相距0.40 cm.(1)求A、C间的电势差UAC和C点的电势φC各为多少；(2)将电荷量为q＝－1.0×10－12C的点电荷置于C点，其电势能E p为多少？13.如图所示，在真空中有一对平行金属板，由于接在电池组上而带电，两板间的电势差为U.若一个质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，板间距为d.不计重力．(1)粒子在电场中做何种运动？(2)计算粒子到达负极板时的速度大小．四、填空题14.如图所示，在竖直向下、电场强度为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2)，A带负电，电荷量为q1，B带正电，电荷量为q2，杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为________，在竖直位置处两球的总动能为________．15.用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带__________电荷，毛皮带__________电荷．当橡胶棒带有2.7×10－9C的电荷量时，有______________个电子从____________移到__________上．(结果保留两位有效数字)16.如图所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线)，两相邻等势线间的电势差为4 V，有一个带电荷量为q＝1.0×10－8C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点，静电力做功为________ J.17.将一电荷量为2.0×10－8C的点电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了6.0×10－6J的功，则它的电势能________(选填“增加”或“减小”)了，两点间电势差为UAB＝________ V.18.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律.根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：(1)步骤二的实验现象，说明______________________________________________________________________________________________________________________________；(2)步骤三的实验现象，说明______________________________________________________________________________________________________________________________；(3)该研究性实验________(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律．答案解析1.【答案】D【解析】金属网能起到屏蔽电场的作用，使人体内的场强保持为零，对人体起到保护作用．但是，人体的电势与高压线路的电势始终相等，所以D正确．2.【答案】D【解析】由乙粒子的运动轨迹及乙粒子带正电的条件可知点电荷Q带正电，而甲粒子带负电，甲粒子从b向c运动过程中，电场力做正功，甲粒子的电势能减小，因此，E pb>E pc，选项A错误；对于乙粒子，若从b向d运动，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，则E pb<E pd，故<φd，选项D正确；由b到d，根据动能定理，电场力对乙粒子做负功，粒子的动能减小，φbE kb>E kd，则v b>v d，选项B错误；根据正点电荷电场的特点可知，a、b两点电场强度的大小相等，但方向不同，选项C错误．3.【答案】C【解析】由等量异种电荷形成的电场特点，根据小球的受力情况可知在细管内运动时，合力为重力，小球速度一直增大，A错误；库仑力水平向右，不做功，B错误；在连线中点处库仑力最大，F＝＋＝，C正确；管壁对小球的弹力与库仑力是平衡力，所以最大值为，D 错误．4.【答案】C【解析】A、B都是正点电荷，若点电荷C为正电荷，无论放在哪个地方，在中间的电荷可能受力平衡，但是在两边的电荷由于互相排斥，不可能处于平衡状态，所以放正电荷不可能；当C为负电荷时，无论放在A的左侧还是在B的右侧，负电荷受到的作用力都是指向同一侧的，不可能受力平衡，当负电荷放在A、B中间的时候，A、B之间的作用力互相排斥，A、B和C之间都是吸引力，所以A、B、C受力都可能处于受力平衡的状态，所以C正确．故选C.5.【答案】A【解析】若两板间电压为U，间距为d，长为L.则由题意：v N t＋v M t＝L①t2＋＝t2②由①式分析得v M、v N不一定相同，D错误．由②式分析得：>，A正确，由>进一步分析可得两个电荷的加速度aM>aN，电场力对电荷所做的功WM>WN，B、C错误．6.【答案】C【解析】7.【答案】AC【解析】由荧光屏上亮斑的位置可知，电子在XX′偏转电场中向X极板方向偏转，故极板X带正电，选项A正确，选项B错误；电子在YY′偏转电场中向Y极板方向偏转，故极板Y带正电，选项C正确，选项D错误．8.【答案】BD【解析】由d吸a，d吸b知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c斥a，c斥b可知c 与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，故选项A、C错，选项B、D对．9.【答案】BCD【解析】由于负电荷从A至B做减速运动，则静电力的方向由B→A，电场E的方向应由A→B，所以φA＞φB，E pA＜E pB，选项B、C正确．由于只有这一条电场线，不知道电场的具体分布，所以无法判断电场强度的大小，选项A错误．负电荷再回到A点时，其电势能不变，动能也不变，所以v0＝v，选项D正确．10.【答案】BD【解析】根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B场强相同，A点电势高．故A错误．根据等量异种电荷等势面分布可知：CD是一条等势线，C、D两处电势相等．由电场分布的对称性可知：C、D两处的场强相同．故B正确．根据电场线疏密表示场强的大小可知，在AB之间，O点场强最小．故C错误．O点电势高于B点电势，正试探电荷在O处电势能大于在B处电势能．故D正确．11.【答案】【解析】设带电粒子在B点的速度大小为v B.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即v B sin 30°＝v0sin 60°①由此得v B＝v0②设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理有qUAB＝m(v－v)③联立②③式得UAB＝.④12.【答案】(1)40 V60 V(2)－6.0×10－11J【解析】(1)根据匀强电场电场强度和电势差的关系得，UAC＝E·d1＝40 V，C点的电势φC＝UCB＝E·d2＝60 V.(2)点电荷置于C点时的电势能E p＝qφC＝－6.0×10－11J.13.【答案】(1)做初速度为0的匀加速直线运动(2)【解析】(1)做初速度为0的匀加速直线运动．加速度为a＝.(2)方法1在带电粒子的运动过程中，静电力对它做的功是W＝qU设带电粒子到达负极板时的速率为v，其动能可以写为E k＝mv2由动能定理可知mv2＝qU于是求出v＝方法2设粒子到达负极板时所用时间为t，则d＝at2v＝ata＝联立解得v＝.14.【答案】l【解析】在此过程中，两球受的电场力均做正功，总功为W＝；由功能关系得：W＋m2g－m1g＝E k，所以在竖直位置两球的总动能为E k＝W＋(m2－m1)g＝l.15.【答案】负正 1.7×1010毛皮橡胶棒【解析】用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒因得到从毛皮转移来的电子，带上了负电荷，毛皮因丢失了电子，带上了正电荷，这是摩擦起电的现象，从毛皮转移到橡胶棒上的电子数为n＝＝个中≈1.7×1010个．16.【答案】－4.0×10－8【解析】WAB＝qUAB＝－1.0×10－8×4 J＝－4.0×10－8J.17.【答案】增加－300【解析】克服电场力做了6.0×10－6J的功，说明电场力做负功，则电势能增加，根据电场力做功的公式WAB＝qUAB，得：UAB＝＝V＝－300 V18.【答案】(1)板带电(2)两板所带总电荷量为零(3)能【解析】用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了等量异种电荷．步骤二中金属球与箔片发生静电感应现象，故箔片张开，步骤三中两块板同时插入空心金属球，总电荷量为零，不发生静电感应现象，故箔片不张开，该实验能验证电荷守恒定律．。
物理选修3-1第一章练习题(含答案)
物理选修 3-1 第一章练习题1、用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示。
对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是A. 摩擦使笔套带电B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C. 圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D. 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和2、如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球 A 靠近验电器的小球B（不接触）时，验电器的金箔张角减小，则 AB +A、金属球可能不带电B、金属球可能带负电C、金属球可能带正电D、金属球一定带负电+ +3、将不带电的导体 A 和带有负电荷的导体 B 接触后，在导体 A 中的质子数A．增加B．减少C．不变D．先增加后减少4、把两个完全相同的金属球 A 和 B 接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则 A 、B 两球原来的带电情况可能是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5、有 A、B、C 三个塑料小球， A 和 B，B 和 C，C 和 A 间都是相互吸引的，如果 A 带正电，则A．B、C 球均带负电B．B 球带负电， C 球带正电C．B、C 球中必有一个带负电，而另一个不带电D．B、C 球都不带电6、真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q 置于 Q1、Q2 连线上某点时，正好处于平衡，则A．q 一定是正电荷B．q 一定是负电荷C．q 离 Q2 比离 Q1 远D．q 离 Q2 比离 Q1 近7、如图所示，两个完全相同的绝缘金属壳a、b 的半径为R, 质量为m，两球心之间的距离为L=3R。
若使它们带上等量的异种电荷，电荷为q，那么两球之间的万有引力 F 引，库仑力 F 库分别为A.2 2m q F G ， F k 引库2 2l lB.2 2m qF G ， F k引库2 2l llC.2 2m q F G ， F k 引库2 2l lD.2 2m q F G ， F k 引库2 2l l8、关于点电荷的说法，正确的是：A. 只有体积很小的带电体才能看成点电荷；B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷；C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略，这两个带电体可看成质点；D.一切带电体都可以看成点电荷9、真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r，它们间的静电力为F。
人教版物理选修3-1第一章《静电场》复习试题及答案
第一章测试(时间：90分钟 满分：100分) 第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内)1．在真空中的一个点电荷的电场中，离该点电荷距离为r 0的一点引入电荷量为q 的检验电荷，所受静电力为F ，则离该点电荷为r 处的场强大小为( )A ．F/qB ．Fr 20/(qr 2) C ．Fr 0/qrD.F qr r 0解析 由库仑定律得：F ＝kqQ r 20，在r 处的场强E ＝kQ r 2，得E ＝Fr 2qr 2，故B 选项正确．答案 B2．一点电荷仅受电场力作用，由A 点无初速度释放，先后经过电场中的B 点和C 点，点电荷在A 、B 、C 三点的电势能分别用E A 、E B 、E C 表示，则E A 、E B 、E C 间的关系可能是( )A ．E A >EB >EC B ．E A <E B <E C C ．E A <E C <E BD ．E A >E C >E B解析 点电荷仅在电场力作用下，由静止释放，由A 经B 、C 做单向运动(如匀强电场)，则电场力做正功，电势能减少，即A 项正确．若点电荷由A 经B 、C 做往复运动(如正电荷由静止放在等量同种正电荷的连线上)，可能电场力先做正功，电势能减少，后做负功，电势能增加，即D 选项正确．答案 AD3．空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示．在相等的时间间隔内( )A．重力做的功相等B．电场力做的功相等C．电场力做的功大于重力做的功D．电场力做的功小于重力做的功解析本题考查了带电粒子在电场中运动的功能问题．带电粒子进入电场后做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，即为类平抛运动，故带电微粒的动能增大，且在运动过程中，重力做负功，电场力做正功，即W电－W G＝ΔE k>0，故W电>W G.答案 C4．如下图所示，在点电荷Q的电场中有a、b两点，两点到点电荷的距离r a<r b.设a、b两点场强大小分别为E a和E b，电势分别为φa和φb，则( )A．E a一定大于E b，φa一定大于φbB．E a一定大于E b，φa可能小于φbC．E a一定大于E b，φa可能大于φbD．E a可能小于E b，φa可能小于φb解析电场中某点的电场强度E和电势φ没有联系，电场中某点的电势与零势点的选取有关，故B、C选项正确．答案BC5．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度一时间图像如图所示．则这一电场可能是( )解析由v－t图像可知微粒的速度减小，加速度增大，可知微粒所受电场力方向由B指向A，从A到B的过程中电场力逐渐增大，结合粒子带负电，可以判断电场线方向由A指向B且越来越密，故A选项正确．答案 A6．如图所示，三个完全相同的绝缘金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，c球在xOy坐标系的原点O上．a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b所带电荷量少．关于c受到a和b的静电力的合力方向，下列判断正确的是( )A．从原点指向第Ⅰ象限B．从原点指向第Ⅱ象限C．从原点指向第Ⅲ象限D．从原点指向第Ⅳ象限解析对C球进行受力分析，如下图，对F ac、F bc进行正交分解，在y轴方向合力沿y轴负向，在x 轴方向合力沿x轴正向，故合力方向从原点指向第Ⅳ象限．答案 D7．如下图所示，平行线代表电场线，但未指明方向，带电荷量为10－2C的正电微粒在电场中只受电场力作用，当由A点运动到B点时，动能减少了0.1J，已知A点电势为－10V，则( )A．B点的电势为零，微粒运行轨迹是1B．B点的电势是－20V，微粒运行轨迹是1C．B点的电势为零，微粒运行轨迹是2D．B点的电势是－20V，微粒运行轨迹是2解析 因为微粒只受电场力作用，动能减少，所以电场力做负功，可判断电场力方向向左，场强方向也向左，一定沿轨迹1运动，且φA <φB .只有电场力做功时电势能增加量等于动能减少量，即qU ＝ΔE k ，得U ＝ΔE k q ＝0.110－2V ＝10V ，所以B 点电势为φB ＝0，只有A 正确．答案 A8．如下图所示，在两个电荷量均为＋q 的点电荷连线中点O 与中垂线上某点P 中，正确的关系是( )A. φO <φP ，E O >E PB. φO >φP ，E O <E PC ．将正电荷从O 点移到P 点，电场力做正功D ．将正电荷从O 点移到P 点，电场力做负功解析 等量同种电荷连线中点场强为零，中垂线上其他点合场强沿中垂线向外，所以E P >E O ，φP <φO ，A 错误，B 正确．将正电荷由O 点移到P 点，是沿着电场力移动，电场力做正功，C 正确，D 错误．答案 BC9．如图所示是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场(加速电压为U 1)加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h ，两平行板间的距离为d ，电压为U 2，板长为l ，每单位电压引起的偏移hU 2叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法( )A ．增大U 1B ．减小lC ．减小dD ．增大U 2解析 电子经过加速电场U 1加速，由动能定理可得eU 1＝12mv 21，进入偏转电场后，偏转量h ＝12at 2＝eU 2l22dmv 21＝eU 2l 24eU 1d ＝U 2l 24U 1d ，可得h U 2＝l24U 1d，由此式可知C 选项正确． 答案 C10．如下图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A ．当小球运动到最高点a 时，线的张力一定最小B ．当小球运动到最低点b 时，小球的速度一定最大C ．当小球运动到最高点a 时，小球的电势能最小D ．小球在运动过程中机械能不守恒解析 若qE ＝mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大．若qE<mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小．若qE>mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大．故A 、B 错误．a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C 正确．小球在运动过程中除重力外，还有电场力做功，机械能不守恒，D 正确．答案 CD第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(每小题5分，共20分)11．质量为m ，电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧由A 运动到B ，其速度方向改变θ角，AB 弧长为s ，则A 、B 两点的电势差U AB ＝________，AB 中点的场强大小E ＝________.解析 由动能定理qU AB ＝ΔE k ＝0， 所以U AB ＝0.质点做匀速圆周运动R ＝sθ静电力提供向心力qE ＝mv2R .解得E ＝mv 2θqs .答案 0 mv 2θqs12．在真空中两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为2×10－8C ，相距20cm ，则它们之间的相互作用力为________N ，在两者连线的中点处，电场强度大小为________N/C.答案 9×10－53.6×10413．如下图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面φ3上时具有动能60J ，它运动到等势面φ1上时，速度恰好为零，令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为12J 时，其动能大小为________J.解析以φ2的电势为零，由能量守恒可知，电荷的电势能和动能的总和保持不变，由题意可知每经过一个等势面带电粒子的动能减少30J，则在等势面φ2上时动能为30J，电势能为0，则总能量为30J，故当电势能为12J时，动能为18J.答案1814．如下图所示，真空中有一电子束，以初速度v0沿着垂直场强方向从O点进入电场，以O点为坐标原点，沿x轴取OA＝AB＝BC，再自A、B、C作y轴的平行线与电子径迹分别交于M、N、P点，则AM∶BN∶CP＝________，电子流经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比为________．答案1∶4∶9 1∶1∶1三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)15．(10分)如图所示，A、B、C是匀强电场中的三点，已知φA＝10V，φB＝4V，φC＝－2V，∠A＝30°，∠B＝90°，AC＝43cm，试确定该电场中的一根电场线和场强E的大小．解析(1)如上图所示，用D 、F 、G 把AC 四等分，因此φD ＝7V ，φF ＝4V ，φG ＝1V ，连接BF 直线便是电场中电势为4V 的等势线，过该等势线上任一点M 作垂线并指向电势降落方向，便得到一条电场线．(2)如上图，B 、C 两点在场强方向上的距离d BC ＝CN ＝CFsin60°＝432×32cm ＝3cm ，所以得E ＝U BC d BC ＝4－－3×10－2V/m ＝200V/m. 答案 (1)电场线如解析图中ME 所示 (2)200V/m16．(14分)如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L 1＝4cm ，板间距离d ＝1cm.板右端距离荧光屏L 2＝18cm ，电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是v ＝1.6×107m/s ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，质量m ＝0.91×10－30kg.要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U 不能超过多大？解析 由类平抛运动的知识，得d 2＝12at 2.由牛顿第二定律得a ＝Uedm .飞行时间t ＝L 1v.联立以上各式，得最大偏转电压U ＝md 2v2eL 21＝91V.即加在竖直偏转电极上的最大偏转电压不能超过91V. 答案 91V17．(16分)如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的12，求：(1)原来的电场强度大小； (2)物块运动的加速度；(3)沿斜面下滑距离为L 时物块的速度大小．(g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 解析 物体受到的力有重力mg ，支持力F N .静电力F ＝qE ，如图．qE ＝mgtan37°∴E ＝mgtan37°q ＝3mg 4q. (2)当电场变为原来的12时，物块在斜面方向有 mgsin θ－q E 2cos θ＝ma. ∴a ＝gsin37°－12gsin37°＝3.0m/s 2. 方向沿斜面向下．(3)由动能定理得mgLsin37°－qE′Lcos37°＝12mv 2－0. 解得v ＝6Lm/s.答案 (1)3mg 4q(2)3.0m/s 2 方向沿斜面向下 (3)6Lm/s。
物理选修3-1第一章部分练习题及答案
作业9电容器的电容一、选择题(每小题5分，共50分)1.A下列关于电容器的说法中，正确的是( )A.电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B.电容器不带电时，其电容为零C.两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大D.电容器的电容与电容器是否带电无关2.A对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )A.将两极板的间距加大，电容将增大B.将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D.在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大3.A对于一给定的电容器，在如下图所示中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之间的相互关系的图线中正确的是( )11.B有一个电容器，带电荷量为1×100-5，两极板间电压为200V，电容器电容为______F.如果使它带电荷量再增加1×10-6C，此时它的电容为______F，两极板间的电压为______V 12.B有一已充电的平行板电容器，若使它带的电荷量减少3×10-4C，其电压降为原来的三分之一，则电容器原来带的电荷量为______C13.B平行板电容器，两极板足够长，水平放置，充电后断开开关，一带电粒子以速度v0水平射入，恰能做匀速直线运动.若将两板距离增大，则粒子在板内做______运动；若增大距离后再合上开关，则粒子将在板内做______运动，其轨迹向______方偏转15.C如图所示，平行板电容器电容为C，带电荷量为Q，极板长为L，板间距离为d，极板与水平面夹角为а.现有一质量为m的带电液滴由两极板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达Q点(P、Q两点为电容器的边缘，忽略边缘效应).求:(1)液滴的电荷量；(2)液滴到达Q点的速度和所用时间答案:D 答案:BCD 答案:B 答案:5×10-8;5×10-8;220答案:4.5×10-4答案:匀速直线；平抛运动；下答案:(1)带电液滴在运动过程中受到重力G 及电场力F 作用(如图)由牛顿第二定律得①②由①、②得Q Cmgdcos q α=(2)由动能定理得αα2gLsin v ,mv 21L mgsin 2==∙由动量定理得mv t mgsin =∙ααααgsin 2gLsin gsin v t ==⎪⎩⎪⎨⎧===Cd Q d U E mgcos qEα作业10 带电粒子在匀强电场中的运动(1)一、选择题(每小题5分，共50分)1.A 下列带电粒子均从初速为零的状态开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U 后，哪个粒子获得的速度最大( )A .质子H)(11 B .氘核H)(21 C .а粒子He)(42 D .钠离子)(Na +2.A 如图所示，电子由静止开始从A 板向B 板运动，当到达B 板时速度为v ，保持两板间电压不变，则( )A .当增大两板间距离时，v 也增大B .当减小两板间距离时，v 增大C .当改变两板间距离时，v 不变D .当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大3.A 让原来静止的氢核H)(11、氘核H)(21和氚核H)(31的混合物通过同一加速电场相同电压加速后，这些核将具有( )A .相同的速度B .相同的动能C .相同的动量D .以上都不相同4.A 如图所示，M 和N 是匀强电场中的两个等势面，相距为d ，电势差为U .一质量为m (不计重力)、电荷量为-q 的粒子，以速度v 0通过等势面M 射入两等势面之间，此后穿过等势面N 的速率应是( )A .m2qU B .m 2qU v 0+ C .m 2qU v 20+ D .m2qU v 20- 11.Aа粒子的质量是质子质量的4倍，电荷量是质子电荷量的2倍，它们从静止起，经同一电场加速，获得的速度之比v а:v p =______，获得的动能之比E а:E p =______12.B 如图所示，一个电子(电荷量为-e ，质量为m )以速度v 0从A 点沿着电场线方向射入场强为E 的匀强电场中，到达B 点时速度恰为零，则在此过程中，电子的电势能的增量为______,A 、B 两点的电势差为______，A 、B 两点的距离为______.14.B 一初速为零的带电粒子经电压为U =4.0×103V 的匀强电场加速后，获得5.0×103m ／s 的速度.粒子通过加速电场的时间t =1.0×10-4s ，不计重力的作用，则带电粒子的荷质比为多大?匀强电场的场强为多大?粒子通过电场过程中的位移为多大?答案:A 答案:CD 答案:B 答案:C答案:1:2;2:1 答案:2eEmv ;2e mv ;mv 21202020答案:由动能定理得2mv 21qU = kg /C 10125.3kg /C 100.42)105(2U v m q 33232⨯=⨯⨯⨯== 由动量定理得m /V 106.1m /V 10110125.3105qt mv E 4433⨯=⨯⨯⨯⨯==- 由t v s ∙=得粒子通过电场过程中的位移0.25m m 10110521t 2v s 43=⨯⨯⨯⨯=∙=-。
人教版高中物理选修3-1第1章《静电场》测试题(含答案)
第1章《静电场》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．放在绝缘支架上的两个相同金属球相距为d，球的半径比d小得多，分别带有q和-3q的电荷，相互作用力为F。
现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互作用力将为（）A．引力且大小为3F B．斥力且大小为F/3C．斥力且大小为2F D．斥力且大小为3F2．真空中两个静止点电荷间的静电力大小为F．若电荷电量不变，两点电荷间的距离减小到原来的，则两点电荷间的静电力大小为（）A． B． C．4F D．2F3．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）A．电势高的地方电场强度不一定大B．电场强度大的地方电势一定高C．电势为零的地方场强也一定为零D．场强为零的地方电势也一定为零4．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的2倍，那么它们之间的静电力的大小应为（）A．F/2 B．2F C．F/4 D．4F5．空间有平行于纸面的匀强电场，一电荷量为-q的质点(重力不计)，在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图所示，已知力F和MN间夹角为θ，MN间距离为d，则（）A．MN两点的电势差为sin FdqB．匀强电场的电场强度大小为F qC ．带电质点由M 运动到N 的过程中，电势能减少了Fd cos θD ．若要使带电质点由N 向M 做匀速直线运动，则F 必须反向6．两个完全相同的带同种电荷的金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量为Q 5，另一个球的带电量为Q 7。
当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F 。
现将两球接触后再放回原处，则它们间静电力的大小为（ ）A ．F 351B ．F 35C ．F 3635D ．F 3536 7．两相同带电小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O 点，如图所示。
平衡时，两小球相距r ，两小球的直径比r 小得多，若将两小球的电量同时各减少一半，当它们重新平衡时，两小球间的距离( )A ．大于r/2B ．等于r/2C ．小于r/2D ．无法确定8．如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离(仍在P 点下方) （ ）A ．电容器的电容减小，则极板带电量将增大B ．带电油滴将沿竖直方向向下运动C ．P 点的电势将升高D ．带电油滴的电势能将增大9．在静电场中，下列说法正确的是（ ）A ．沿着电场线方向，电势一定越来越低B ．电场强度为零的点，电势一定为零C ．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同D ．电场强度和电势都是矢量10．有一电场的电场线如右图所示，场中A、B两点的电场强度大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示，则（）A．E A>E B，φA>φ B B．E A>E B，φA<φ BC．E A<E B，φA>φ B D．E A<E B，φA<φB11．下列说法中正确的是（）A．电场强度和电势都是矢量B．电势为零的地方，电场强度也一定为零C．把电荷从电场中一点移至另一点电场力有可能不做功D．把电荷从电场中一点移至另一点电场力一定做功12．现有两极板M（+）、N（一)，板长80cm，板间距20cm，在两板间加一周期性的直流电压，如图所示。
高中物理选修3-1第一章静电场经典习题(含详细答案))汇编
2018年08月09日a颜颜颜的高中物理组卷一．选择题（共17小题）1．下列叙述正确的是（）A．任何起电方式都是电荷转移的过程B．摩擦起电是创造电荷的过程C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D．带等量异号电荷的两个导体接触后，两个导体将不带电，原因是电荷消失了2．下列关于点电荷的说法中正确的是（）A．点电荷是一个理想化物理模型B．点电荷的电荷量一定是1.6×10﹣19CC．体积大的带电体一定不能看做点电荷D．研究带电体的相互作用时，所有带电体都可以看作点电荷3．两个相同的金属小球，带电量之比为1：7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（）A．B．C．D．4．某电场的电场线如图所示，M、N两点相距为d，则（）A．M点场强小于N点场强B．M点电势低于N点电势C．正电荷在M点受到的电场力方向由M指向ND．若E为M点的场强，则M、N两点间电势差等于E•d5．化纤衣服很容易沾上灰尘，这是因为它（）A．容易积累静电荷 B．具有一定的粘性C．具有大量的微孔 D．质地柔软6．如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A 和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体A、B 下部的金属箔都是闭合的．现将带正电的物体C 移近A，下列描述正确的是（）A．稳定后只有A 下部的金属箔张开B．稳定后只有B 下部的金属箔张开C．C移近A后，再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都张开D．C移近A后，再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都闭合7．如图所示，平行板电容器两极板M、N间距为d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极相连，则下列能使电容器的电容减小的措施是（）A．减小d B．增大UC．将M板向左平移D．在板间插入介质8．如图所示，平行板电容器两极板接在直流电源两端。
下列操作能使电容器电容减小的是（）A．增大电源电压B．减小电源电压C．在两极板间插入陶瓷D．增大两极板间的距离9．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。
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物理选修3-1第一章练习题(不定向选择题)1、(2012浙江)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。
小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示。
对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是 A. 摩擦使笔套带电B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C. 圆环被吸引到笔套的过程中， 圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D. 笔套碰到圆环后， 笔套所带的电荷立刻被全部中和2、如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A 靠近验电器的小球B （不接触）时，验电器的金箔张角减小，则 A 、金属球可能不带电 B 、金属球可能带负电 C 、金属球可能带正电 D 、金属球一定带负电3、将不带电的导体A 和带有负电荷的导体B 接触后，在导体A 中的质子数A ．增加B ．减少C ．不变D ．先增加后减少4、把两个完全相同的金属球A 和B 接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A 、B 两球原来的带电情况可能是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5、有A 、B 、C 三个塑料小球，A 和B ，B 和C ，C 和A 间都是相互吸引的，如果A 带正电，则 A ．B 、C 球均带负电 B ．B 球带负电，C 球带正电C ．B 、C 球中必有一个带负电，而另一个不带电D ．B 、C 球都不带电6、真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q 置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则A ．q 一定是正电荷B ．q 一定是负电荷C ．q 离Q2比离Q1远D ．q 离Q2比离Q1近7、如图所示，两个完全相同的绝缘金属壳a 、b 的半径为R , 质量为m ，两球心之间的距离为L =3R 。
若使它们带上等量的异种电荷，电荷为q ，那么两球之间的万有引力F 引，库仑力F 库分别为8、关于点电荷的说法，正确的是：A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷；B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷；C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略，这两个带电体可看成质点；D.一切带电体都可以看成点电荷9、真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r ，它们间的静电力为F 。
若甲的电量变为原来的2倍，乙的电量变为原来的1/3，距离变为2r ，则它们之间的静电力变为 A.3F /8 B.F /6 C.8F /3 D.2F /310、甲、乙、丙为三个完全相同的金属小球, 其中只有一个带电, 如果让甲球分别依次与乙球、丙球接触后,再把甲、丙球放在相距R 处, 它们的库仑力为F ；若让丙球分别依次跟乙球、甲球接触后, 再把甲、丙球放在相距R 处, 它们间的库仑力为4F , 则可知原来带电的球是：2222222222222222A.B. C.D.m q F G F k l l m q F G F k l l m q F G F k l l m q F G F kll ==≠≠≠==≠引库引库引库引库，，，，l+ + +ABA.甲球B.乙球C.丙球D.无法判断11、下列说法正确的是：A、只要有电荷存在，其周围就一定存在电场B、电场是一种物质，是客观存在的C、电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本性质是对放在其里面的电荷有力的作用D、场强反映了电场的力的性质，因此检验电荷在某点所受电场力越大，该点的场强一定越大12、下列说法正确的是：A、电场中某点的场强等于F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关B、电场中某点的场强方向即检验电荷在该点受力方向C、公式E=F/q和E=kQ/r2对任何静电场都适用D、电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力13．下面是对点电荷的电场强度公式E=kQ/r2 的几种不同理解，正确的是A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强大小与距离r成反比D．以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强相同14、如图所示,正电荷q在电场力作用下由p向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是图中哪能一个?15、竖直放置的两块足够长的平行金属板报间有匀强电场，场强为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线与竖直方向成θ角时小球恰好平衡，求：⑴、小球所带的电量；⑵、若剪断丝线，小球碰到金属板需要多长时间。
16、如图，在电场线上有A、B、C三点，设将C点接地，将1C的正电荷由A点移到C点，电场力做功为5J，再将该电荷从B移到C点，电场力做功为－5J，求φA 和φBbθ+ -17两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势。
若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为q a和q b，则A、a处为正电荷，q a＜q bB、a处为正电荷，q a＞q bC、a处为负电荷，q a＜q bD、a处为负电荷，q a＞q b18 将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等. a、b为电场中的两点,则A、a点的电场强度比b点的大B、a点的电势比b点的高C、检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D、将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功19、一个电荷从静电场的A点移到B点，电场力做功为0，则：A、A、B两点的场强一定为0B、该电荷一定沿等势面移动C、作用于该电荷的电场力与其移动方向总是垂直D、A、B两点的电势总是相等20 如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。
下列判断正确的是A．b、d两点处的电势相同B.四点中c点处的电势最低C．b、d两点处的电场强度相同D．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小21、电子在电场中由电势高处运动到电势低处的过程中，下列说法中正确的是( )A.电子动能一定越来越小B. 电子电势能一定越来越大C.电子速度一定越来越大D.电子电势能可能越来越小22、(2011上海)电场线分布如图昕示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则A、Ea>Eb，φa>φbB、Ea>Eb，φa<φbC、Ea<Eb，φa>φbD、Ea<Eb，φa<φb23 (10上海)三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb，则A、Ea＞Eb，φa＞φbB、Ea＜Eb，φa＜φbC、Ea＞Eb，φa＜φbD、Ea＜Eb，φa＞φb24、(2011上海)两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势φ随位置x变化规律的是图25．空气中的负离子对人的健康极为有益。
人工产生负氧离子的方法最常风的是电晕放电法。
如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子(O3-)排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则A．E =103N/C，F =1.6×10-16NB．E =106N/C，F =1.6×10-16NC．E =103N/C，F =1.6×10-13ND．E =106N/C，F =1.6×10-13N26、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子速度最大A．质子B．氘核C．氦核(α粒子) D．钠离子Na+27、如图，带电量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xB∶xA＝2∶1，则带电粒子的质量之比mA∶mB以及在电场中飞行时间之比tA∶tB分别为A．1∶12，2∶1B．12∶1，1∶2C．12∶1，3∶4D．1∶12，1∶228 喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中A、向负极板偏转B、电势能逐渐增大C、运动轨迹是抛物线D、运动轨迹与带电量无关29、两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。
一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。
已知质子电量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：⑴、极板间的电场强度E⑵、α粒子在极板间运动的加速度a⑶、α粒子的初速度v030、(2008广东)图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力31、关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系．以下说法正确的是A．C由U确定B．C由Q确定C．C一定时，Q与U成正比D．C一定时，Q与U成反比32、传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是33、如图所示，把一个平行板电容器接在电压U=10V 的电源上．现进行下列四步动作： 1、合上S2、在两板中央放入厚度为d/2的金属板；3、打开S ；4、抽出金属板．则此时电容器两板间电势差为：34、将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷分别用d 、U 、E 和Q 表示.下列说法正确的是A.保持U 不变，将d 变为原来的两倍，则E 变为原来的一半B.保持E 不变，将d 变为原来的一半，则U 变为原来的两倍C.保持d 不变，将Q 变为原来的两倍，则U 变为原来的一半D.保持d 不变，将Q 变为原来的一半，则E 变为原来的一半35、如图所示，A 、B 两水平平行金属板构成一个电容为C 的电器，B 板接地，最初A 、B 两板均不带电。
今在B 板上方h 处有一带电量为q ，质量为m 的小液滴，从静止开始对准B 板上的小孔落下，若能落到A 板上并被其吸引，随后在同一位置同样的小液滴方能再落下，否则将不再落下。
设A 、B 的距离为d ，不计空气阻力，求：⑴、第几滴液滴在A 、B 板间做匀速直线运动？ ⑵、第几滴液滴到达A 板时速度恰好为零？AB S d U ABh dm答案1-5 ABC AB C BCD C 6-10 D D CD B A 11-14 ABC AD B D15 1617-20 B ABD D 21-25 ABD AB C C A 26-29 D A D C3031-35 AD C C 20V AD36 (1)设第n 滴在A 、B 间做匀速直线运动，液滴受重力和电场力而处于平衡状态，有：mg=qE在第n 滴液滴落下之前，已经有n-1个液滴落到A 板上，A 板带上与液滴相同的电荷，而B 板由于静电感应带上等量异种电荷，所带电量的大小为：Q=(n-1)q 电容器两板间的电压为：U=Q/CA 、B 板间匀强电场的场强为：E=U/a 由上述四式联立解得：n=mgCd/q2+1(2)设第n '个液滴到达A 板时速度恰好为零，此时已有(n '-1)上液滴落到A 板上，电容器的带电量为：Q=(n '-1)q A 、E 间的电场强度为：E=Q/Cd 根据动能定理：mg(h+d)-qEd=0由上述各式联立解得：n '=mg(h+d)C/q2+1mgtg q E θ=222s sin s sin b s bco t a gco g θθθθ55AC BC A B W W V Vq qϕϕ====-,5(5)10A B A B V ϕϕϕϕ>-=--=55101AC CB AB AB W W WU V q q ++====CB BC W W=-AB A B U ϕϕ=-∴沿电场线方向电势降低。