2019-2020高中物理人教版选修3-1习题：1.2
2019-2020年秋人教版物理选修3-1第一章《静电场》测试试题含答案
绝密★启用前2019-2020年秋人教版物理选修3-1第一章《静电场》测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.真空中的某装置如图所示，现有质子、氘核和α粒子都从O点静止释放，经过相同加速电场和偏转电场，射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点(已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4，电量之比为1∶1∶2且粒子重力不计)．下列说法中正确的是()A．三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2∶1∶1B．三种粒子出偏转电场时的速度相同C．在荧光屏上将只出现1个亮点D．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶22.真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1＝0和x2＝3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断中正确的是()A．x＝a点的电势高于x＝2a点的电势B．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1C．点电荷M、N一定为异种电荷D．x＝2a处的电势一定为零3.下列关于点电荷的说法中，正确的是()A．带电球体一定可以看成点电荷B．直径大于1 cm的带电球体一定不能看成点电荷C．直径小于1 cm的带电球体一定可以看成点电荷D．点电荷与质点都是理想化的模型4.正电荷Q周围的电场线如图所示，由图可知，下列判断正确的是（）A．Ea＞EbB．Ea=EbC．Ea＜EbD．无法确定5.如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A．速度变大，加速度变大B．速度变小，加速度变小C．速度变大，加速度变小D．速度变小，加速度变大6.在光滑绝缘桌面上，带电小球A固定，带电小球B在A、B间库仑力作用下以速率v0绕小球A做半径为r的匀速圆周运动，若使其绕小球A做匀速圆周运动的半径变为2r，则B球的速率大小应变为()A．v0B．v0C． 2v0D．7.在前人研究的基础上，有一位物理学家利用图所示的扭秤装置进行研究，提出真空中两个静止点电荷之间相互作用的规律，这位物理学家是( )A．牛顿B．伽利略C．库仑D．焦耳8.如图所示，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所带的电荷量比b所带的电荷量小．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()A．F1B．F2C．F3D．F49.关于点电荷的说法，正确的是（）A．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷B．点电荷一定是电量很小的电荷C．体积很大的带电体一定不能看作点电荷D．带电体能否看成点电荷，是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计10.将两个带正电量之比为2：5的相同金属小球A、B分别固定在相距为r的两处（均可视为点电荷），它们之间库仑力的大小为F．现将第三个与A、B两小球完全相同的不带电绝缘金属小球C 先后与A、B相互接触后拿走，A、B间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为（）A．FB．FC．FD．F11.如图所示，一带正电的粒子处于电场中，图中能正确表示该粒子所受静电力的是（）A．F1B．F2C．F3D．F412.电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是()A．A点的电场强度比C点的小B．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功D．正电荷由A移动到C，电场力做负功13.如图所示，点电荷A、B固定且带有等量同种电荷，将第三个点电荷C放在A、B连线中点恰好处于平衡状态．现将B缓慢地沿A、B连线远离A移动，则C的运动情况是()A．靠近A移动B．远离A移动C．仍然不动D．可能靠近，也可能远离A移动14.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15.在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定()A．电源的电动势E一定小于击穿电压UB．电容器所带的最大电荷量一定为CEC．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等16.如图所示，匀强电场的场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场线的夹角为α，则A、B 两点间的电势差为（）A．EdB．Ed cosαC．Ed sinαD．Ed tanα17.如图所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为＋Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上．圆心为O 点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷＋q，则＋q在A点所受的电场力为()A．，方向向上B．，方向向上C．，方向水平向左D．不能确定18.如图所示，电场中a、b、c三点，ab=bc，则把点电荷+q从a点经b移到c的过程中，电场力做功的大小关系有（）A．Wab＞WbcB．Wab=WbcC．Wab＜WbcD．无法比较19.如图为某位移式传感器的原理示意图，平行金属板A、B和介质P构成电容器．则()A．A向上移，电容器的电容变大B．P向左移，电容器的电容变大C．A向上移，流过电阻R的电流方向从N到MD．P向左移，流过电阻R的电流方向从M到N20.如图所示，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计．开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度．下列操作可使指针张开角度增大一些的是()A．保持开关S闭合，将R上的滑片向右移动B．保持开关S闭合，将A、B两极板介开一些C．断开开关S后，将A、B两极板靠近一些D．断开开关S后，将A、B两极板分开一些第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.假设两个电荷量为1 C的点电荷相距r时它们间的静电力大小等于F，如果某两个质量都等于m 的质点在相距r时它们的万有引力也等于F，则m约为多少kg？22.如图所示，在匀强电场中的M、N两点距离为2 cm，两点间的电势差为5 V，M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？23.在真空中的O点放一点电荷Q=1. 0×10﹣9C，直线MN过O点，OM=30 cm，M点放有一点电荷q=﹣2.0×10﹣9C，如图所示．求：（1）电荷Q在M点产生的电场强度的大小；（2）若M点的电势比N点的电势高20 V，则电荷q从M点移到N点，电势能变化了多少？24.在如图所示水平向右的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝10 cm，bc＝15 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成53°角．电荷量为q＝4×10－7C的正电荷从a点移到b点，电场力做功为W ＝1.2×10－5J，已知sin 53°＝0.8.求：(1)匀强电场的场强的大小？(2)该正电荷从a点移到c点，电场力所做的功为多少？答案解析1.【答案】C【解析】根据动能定理得qU1＝mv－0，则进入偏转电场的速度v0＝，因为质子、氘核和α粒子的比荷之比为2∶1∶1，则初速度之比为∶1∶1，则运动的时间t＝，知时间之比为1∶∶.故A错误．在竖直方向上的分速度v y＝at＝，则出电场时的速度v＝＝.因为粒子的比荷不同，则速度的大小不同．故B错误．偏转位移y＝at2＝··，因为qU1＝mv－0，则y＝，与粒子的电量和质量无关，则粒子的偏转位移相等，荧光屏将只出现一个亮点．故C正确．偏转电场的电场力对粒子做功W＝qEy，因为E和y相同，电荷量之比为1∶1∶2，则电场力做功之比为1∶1∶2.故D错误．2.【答案】B【解析】由于不知道M、N的所带电荷的性质，故需要讨论，若都带正电荷，则0～2a场强的方向向右，而沿电场线方向电势降低，故x＝a点的电势高于x＝2a点的电势；若都带负电荷，则0～2a场强的方向向左，故x＝a点的电势低于x＝2a点的电势，故A错误．M在2a处产生的场强E1＝，而N在2a处产生的场强E2＝，由于2a处场强为0，故E1＝E2，所以QM＝4QN，故B正确．由于M、N之间的场强的方向相反，故点电荷M、N一定为同种电荷，故C错误．由于电势是一个相对性的概念，即零电势的选择是任意的，人为的，故x＝2a处的电势可以为零，也可以不为零，故D错误．3.【答案】D【解析】点电荷与质点一样都是理想化的模型，一个带电体是否可看做点电荷，不以带电体的几何尺度大小而定，而是要分析带电体与发生作用的另外一个带电体之间的距离跟它的几何尺度的大小关系，如果带电体的形状和大小带来的影响很小，可忽略不计时，该带电体则可视为点电荷．4.【答案】A【解析】根据公式E=k可知，E与r的平方成反比，则距点电荷越近处电场强度越大．故A正确，BCD错误．5.【答案】C【解析】因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小．6.【答案】A【解析】半径为r时，对B球：k＝mB半径为2r时，对B球k＝mB解得v＝v0，A正确．7.【答案】C【解析】库仑发现了两点电荷之间的相互作用规律，牛顿发现了万有引力定律，伽利略利用理想斜面实验推导出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，焦耳发现了焦耳定律，故C正确8.【答案】B【解析】据“同电相斥，异电相吸”规律，确定金属小球c受到a和b的静电力方向，考虑a的带电荷量小于b的带电荷量，故Fac与Fbc的合力只能为F2，选项B正确．9.【答案】D【解析】当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体、大小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点电荷，故ABC错误，D正确；故选D.10.【答案】C【解析】设A、B两球的带电量分别为2Q和5Q．开始时，由库仑定律得：F=k…①当小球C和A接触后，A球带电为Q，C再和B球接触时，B球带电量为=3Q因此此时：F1=k…②由①②得：F1=F，故ABD错误，C正确．11.【答案】B【解析】正电荷在电场中受到的电场力的方向是沿着电场线的切线方向，由此可知，沿着电场线的切线方向的是F2，所以能正确表示正电荷的受到电场力的为．12.【答案】C【解析】等势面越密集的地方电场强度越大，故A点的电场强度比C点的大，A错误；负电荷在电势越高的位置电势能越小，B错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，C正确；正电荷由A移动到C，电场力做正功，D错误．13.【答案】D【解析】若C与A、B的电性相反，则C受到A、B的库仑引力大小相等、方向相反，当B向右移动时，B对C的库仑引力减小，故C所受A、B的库仑力的合力向左，即靠近A移动．若C与A、B电性相同，则C受到A、B的库仑斥力大小相等、方向相反，当B向右移动时，B对C的库仑斥力减小，故C所受库仑斥力的合力沿连线向右，即C远离A移动．14.【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．15.【答案】D【解析】电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光．要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于U，A项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为Q＝CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时电荷通过R，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确．16.【答案】B【解析】图中A、B两点之间沿电场方向的距离为d cosα，电势差，故B正确，A、C、D错误.17.【答案】B【解析】先把带电圆环分成若干个小部分，每一小部分可视为一个点电荷，各点电荷对检验电荷的库仑力在水平方向上相互抵消，竖直方向上的电场力大小为＝，方向向上，故选B.18.【答案】C【解析】电场线疏密表示场强的大小，由图象知从左到右场强逐渐增大，电场力做功W=qU=qEd，ab=bc，所以Wab＜Wbc．故选：C.19.【答案】D【解析】A向上移时，板间距离增大，根据电容的决定式C＝，得知电容器的电容变小，故A 错误．P向左移，拔出电介质，根据电容的决定式C＝，得知电容器的电容变小，故B错误．A向上移，电容减小，而电容器板间电压不变，由电容的定义式C＝，分析可知电容器的电量减小，通过R放电，则流过电阻R的电流方向从M到N.故C错误．P向左移，电容减小，而电容器板间电压不变，由电容的定义式C＝，分析可知电容器的电量减小，通过R放电，则流过电阻R的电流方向从M到N.故D正确．20.【答案】D【解析】保持开关闭合，电容器两端的电势差等于电源的电动势，故电容器两端的电势差不变，则指针张角不变，故A、B均错误；断开开关，电容器带电量不变，将A、B靠近一些，则d减小，根据C＝知，电容增大，根据U＝知，电势差减小，指针张角减小，故C错误；断开开关，电容器带电量不变，将A、B分开一些，则d增大，根据C＝知，电容减小，根据U＝知，电势差增大，指针张角增大，故D正确．21.【答案】kg【解析】两电荷间的静电力为：F=k，两电荷间的万有引力为：F=G，得：k=G则有：m==kg．22.【答案】500 V/m【解析】由E=得，E=V/m=500 V/m即电场强度为500 V/m．23.【答案】（1）100 N/C（2）4×10﹣8J【解析】（1）由点电荷的场强公式可知，N/C，所以电荷Q在M点产生的电场强度大小是100 N/C.（2）电荷q从M点移到N点，电场力做的功为：J, 所以电势能增加了．24.【答案】(1)300 V/m(2)2.28×10－5J【解析】(1)根据电场力做功公式W＝Uq得ab两点间的电势差Uab＝，根据匀强电场电势差和电场强度的关系式得E＝＝300 V/m.(2)a、c间电势差Uac＝Ed＝E(dab＋dbc cos 53°)，电荷从a点移到c点，电场力所做的功Wac＝qUac，联立解得，Wac＝2.28×10－5J.。
2020届人教版高中物理选修3-1检测题：(二) 库仑定律含答案
课时跟踪检测（二）库仑定律1．下列关于点电荷的说法，正确的是( )A．点电荷一定是电荷量很小的电荷B．点电荷是一种理想化模型，实际不存在C．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷D．体积很大的带电体一定不能看成点电荷解析：选B 当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷，所以A、C、D错，B正确。
2．关于库仑定律的理解，下面说法正确的是( )A．对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式B．只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式C．两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的D．摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电解析：选C 库仑定律适用于真空中的点电荷，故A、B错。
库仑力也符合牛顿第三定律，C对。
橡胶棒吸引纸屑，纸屑带正电或不带电都可以，D错。
3.如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。
同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( )A．速度变大，加速度变大B．速度变小，加速度变小C．速度变大，加速度变小D．速度变小，加速度变大解析：选C 因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小。
4．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 BL 2，方向由B 指向A D ．F AB ＝kq A q BL，方向由B 指向A 解析：选C 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 ＝kq A q BL 2，故选项C 正确。
2019-2020年人教版高中物理选修3-1第一章《静电场》测试卷
2019-2020年人教版高中物理选修3-1第一章《静电场》测试卷第一章《静电场》测试卷一、单选题(共12小题)1.一带电粒子从某点电荷电场中的A 点运动到B 点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是( )A ． 该电场是某正点电荷电场B ． 粒子的速度逐渐增大C ． 粒子的加速度逐渐增大D ． 粒子的电势能逐渐增大2.一带负电荷的质点，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 ．D ．3.相距为L 的点电荷A 、B 带电荷量分别为＋4q 和－q ，如图所示，今引入第三个点电荷C ，使三个点电荷都处于平衡状态，则C 的电荷量和放置的位置是( )A ． －q ，在A 左侧距A 为L 处B ． －2q ，在A 左侧距A 为处C ． ＋4q ，在B 右侧距B 为L 处D ． ＋2q ，在B 右侧距B 为处4.将两个半径极小的带电小球(可视为点电荷)置于一个绝缘的光滑水平面上，从静止开始释放，那么下列叙述中正确的是(忽略万有引力)( )A ． 它们的加速度一定在同一直线上，而且方向可能相同 C ． 它们的加速度方向一定相反B ． 它们的加速度可能为零 D ． 它们的加速度大小一定越来越小 5.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6.如图所示，a 、b 是竖直方向上同一电场线上的两点，一带负电的质点在a 点由静止释放，到达b 点时速度最大，则( )A ．a 点电势高于b 点电势B ．a 点的场强大于b 点的场强C ． 质点从a 点运动到b 点的过程中电势能增加D ． 质点在a 点受到的电场力小于在b 点受到的电场力7.如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M 、N 为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度v M 经过M 点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度v N 折回N 点，则( )A ． 粒子受电场力的方向一定由M 指向NB ． 粒子在M 点的速度一定比在N 点的大C ． 粒子在M 点的电势能一定比在N 点的大D ． 电场中M 点的电势一定高于N 点的电势8.将一正电荷从无穷远处移入电场中M 点，电势能减少了8.0×10－9J ，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N 点，电势能增加了9.0×10－9J ，则下列判断中正确的是( ) A ．φM ＜φN ＜0 B ．φN ＞φM ＞0 C ．φN ＜φM ＜0 D ．φM ＞φN ＞09.如图所示，在光滑绝缘水平面上，A 处放一电荷量为Q 1的正点电荷，B 处放一电荷量为Q 2的负点电荷，且Q 2＝4Q 1.现将点电荷Q 3放在过AB 的直线上，为使整个系统处于平衡状态，则( )A ．Q 3带负电，位于A 的左方B ．Q 3带负电，位于AB 之间C ．Q 3带正电，位于A 的左方D ．Q 3带正电，位于AB 之间10.如图所示，在某匀强电场中有a 、b 、c 三点，它们的连线组成一个直角三角形．已知ac ＝5 cm ，bc ＝3 cm ，现将电荷量q ＝2×10－8C 的负电荷由a 移到b 和由a 移到c ，均要克服电场力做8×10－8J 的功，则该匀强电场的电场强度为( )A ． 100 V/m 由a 指向bB ． 100 V/m 由b 指向aC ． 160 V/m 由a 指向cD ． 160 V/m 由c 指向a11.A 、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B 点，其v －t 图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是( )A ．B ．C ．D ．12.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，下列判断正确的是（ ）A ． 2、3两点的电势相等B ． 2、3两点的场强相同C ． 1、2两点的电势相等D ． 1、2两点的场强相等二、计算题(共3小题)13.一个平行板电容器，电容为200 pF ，充电后两极板间的电压为100 V ，电容器的带电量是多少？断开电源后，将两板距离减半，两极板间电压为多少？14.如图所示，光滑斜面(足够长)倾角为37°，一带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，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：(1)原来的电场强度；(2)小物块运动的加速度；(3)小物块2 s末的速度和2 s内的位移.15.在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有位于O点且电荷量为Q的点电荷产生的电场E1，第二象限内有水平向右的匀强电场E2，第四象限内有方向水平、大小按图乙所示规律变化的电场E3，E3以水平向右为正方向，变化周期T＝.一质量为m、电荷量为＋q的离子从(－x0，x0)点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做圆周运动．以离子经过x轴时为计时起点，已知静电力常量为k，不计离子重力．求：(1)离子刚进入第四象限时的速度大小；(2)E2的大小；(3)当t＝时，离子的速度；(4)当t＝nT时，离子的坐标．三、填空题(共3小题)16.N(N＞1)个电荷量均为q(q＞0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，如图所示．向右移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为________，方向________．(已知静电力常量为k)17.A、B两个完全相同的金属球，A球带电量为﹣3q，B球带电量为7q，现将两球接触后分开，A、B带电量分别变为和．18.如图所示，在边长为L的正方形的四个顶点上分别放置点电荷，其电荷量为q、Q、q、－Q，已知点电荷Q刚好静止，则＝________，若点电荷－Q的质量为m，释放瞬间加速度为________．答案解析1.【答案】D【解析】只知道电场的分布，没法判断是正点电荷产生的电场，故A错误；由于带电粒子是从A 到B，带电粒子受电场力的方向大致斜向左方，故电场力做负功，带电粒子的速度减小，故B错误；A点电场线密集，故电场强度大，故粒子在A点受到的电场力大于B点，由牛顿第二定律可得在A 点的加速度大于B点，故C错误；由于带电粒子是从A到B，带电粒子受电场力的方向大致斜向左方，故电场力做负功，带电粒子的电势能增大，故D正确．2.【答案】D【解析】质点做曲线运动时，合外力一定指向曲线弯曲的内侧，同时速率减小，说明静电力是阻力，由于质点带负电，故知电场方向可能沿选项D.3.【答案】C【解析】A、B、C三个电荷要平衡，必须三个电荷在一条直线上，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的引力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须带正电，在B的右侧.设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L＋r，要能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为Q.则有：＝k，解得r＝L.对点电荷A，其受力也平衡，则：k＝，解得：Q＝4q，即C带正电，电荷量为4q，在B的右侧距B为L处.4.【答案】C【解析】5.【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．6.【答案】B【解析】负电荷所受电场力向上，所以电场线方向向下，沿电场线方向电势降低，A错；a点电场力大于重力，b点电场力等于重力，B对，D错；质点从a点运动到b点的过程中电场力做正功，电势能减小，C错．7.【答案】B【解析】M、N在同一电场线上，带电粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故选项A、C错误，B正确；由于题中未说明带电粒子及两极板的电性，故无法判断M、N两点的电势高低，选项D错误．8.【答案】C【解析】取无穷远处电势为零，则正电荷在M点的电势能为－8×10－9J，负电荷在N点的电势能为9×10－9J.由φ＝知，M、N点的电势φM＜0，φN＜0，且|φN|＞|φM|，即φN＜φM＜0，故C正确.9.【答案】A【解析】假设Q3放在A、B之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立．设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，要能处于平衡状态，所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小．即＝由于Q2＝4Q1，所以r23＝2r13，所以Q3位于A的左方．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可判断Q3带负电．故选A.10.【答案】A【解析】电荷由a移到b和由a移到c均要克服电场力做相同的功，所以b点和c点的电势相等，bc线为等势线，ab线为一条电场线．Uab＝＝V＝4 V，φa>φb，由(ab)2＝(ac)2－(bc)2得ab＝4 cm.电场强度E＝＝V/m＝100 V/m，方向由a指向b，故A项正确．11.【答案】A【解析】从题图可以直接看出，粒子的速度随时间的增大逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，微粒是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.12.【答案】A【解析】顺着电场线，电势降低，所以1点的电势高于2点处的电势，2与3处于同一条等势线上，所以2与3两点的电势相等．故A正确，C错误；电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与2比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大，2、3两点的场强的方向不同，2、3两点的场强不相同，故BD错误.13.【答案】2×10－8C50 V【解析】根据电容定义式C＝得，电容器带电量Q＝CU＝200×10－12×100 C＝2×10－8C.断开电源后，电容器的带电量不变．将两板距离减半，由C＝得电容变为原来的两倍，所以两极板间电压U′＝＝＝U＝50 V.14.【答案】(1)(2)3 m/s2，方向沿斜面向下(3)6 m/s 6 m【解析】(1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，则mg sin 37°＝qE cos 37°，E＝＝.(2)当场强变为原来的时，小物块受到的合外力F合＝mg sin 37°－qE cos 37°＝0.3mg，又F合＝ma，所以a＝3 m/s2，方向沿斜面向下.(3)由运动学公式v＝at＝3×2 m/s＝6 m/sx＝at2＝×3×22m＝6 m.15.【答案】(1)(2)(3)，方向与水平方向成45°角斜向右下(4)[(n＋1)x0，－2nx0]【解析】(1)设离子刚进入第四象限的速度为v0.在第一象限内，有k＝，得v0＝.(2)在第二象限内，由动能定理得qE2x0＝mv解得E2＝.(3)离子进入第四象限后，在水平方向上，有v水平＝at＝×，得v水平＝＝v0，v合＝＝v0＝，方向与水平方向成45°角斜向右下．(4)离子在第四象限中运动时，y方向上做匀速直线运动，x方向上前半个周期向右匀加速运动，后半个周期向右匀减速运动直到速度为0；每半个周期向右前进·，每个周期前进x0，x＝x0＋nx0，y＝－v0nT＝－2nx0故t＝nT时，离子的坐标为[(n＋1)x0，－2nx0]16.【答案】k沿OP指向P【解析】P点的带电小球在圆心O处的电场强度大小为E1＝k，方向沿PO指向O；N个小球在O点处电场强度叠加后，合场强为零；移去P点的小球后，则剩余N－1个小球在圆心O处的电场强度与P点的小球在圆心O处的电场强度等大反向，即E＝E1＝k，方向沿OP指向P.17.【答案】2q2q【解析】完全相同的金属球，接触时先中和再平分，所以每个球带电．故答案为：2q；2q．18.【答案】【解析】点电荷Q受三个力作用，如图甲，其中F1＝F2＝k，F3＝k.Q静止，三个力的合力为零，F3＝F1，得＝.点电荷－Q受三个力作用，如图乙所示，F4＝F5＝k，F′＝k ，三个力的合力F合＝2F′＝k，则－Q释放时的加速度a＝＝.。
2019-2020学年物理人教版选修3-1课后检测：1.2 库仑定律 Word版含解析
2库仑定律记一记库仑定律知识体系1个方法——探究实验中的控制变量法1个定律——库仑定律1个模型——点电荷理想模型1个常量——静电力常量辨一辨1.很小的带电体就是点电荷．(×)2．实际中不存在真正的点电荷．(√)3．库仑力是一种性质力．(√)4．根据库仑定律表达式F＝k q1q2r2，当两电荷之间的距离r→0时，两电荷之间的库仑力F→∞.(×)5．点电荷就是元电荷．(×)6．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷．(√)7．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力．(√)想一想1.点电荷和元电荷的区别是什么？提示：点电荷是一种理想化模型，实际上并不存．只有当带电体自身的线段远远小于考察范围线段时，才可以把实际的电荷体视为点电荷．而元电荷是电荷量的一个单位，它是最小的电荷量单位．任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍．2．为什么当两带电体间距离r→0时，某间库仑力不会→∞？提示：按照库仑定律F＝k q1q2r2，当r→0时，F→∞.但应当清楚，库仑定律只适用于真空中的静止点电荷间库仑力的计算，当两带电体间距r→0时，两带电体已不能视为正电荷，此时库仑定律已不再适用，故由库仑定律导出的结果不符合实际情况．3．为什么电荷量不同的两带电体间库仑力的大小是相等的？提示：因两带电体之间的库仑力，互为作用力和反作用力，任何情况下大小都是相等的，与其电荷量多少无关．思考感悟：练一练1.[2019·广东省普通高中学业水平考试]真空中两点电荷之间的库仑力大小为F.仅将它们的电荷量都减半，则库仑力大小变为()A.12F B.13FC.14F D.18F答案：C2．[2019·陕西省普通高中学业水平考试]将两个分别带有电荷量－2Q和＋5Q的相同金属小球A、B分别固定在相距为r的两处(均可视为点电荷)，它们间库仑力的大小为F.现将第三个与A、B 两小球完全相同的不带电小球C先后与A、B相互接触后拿走，A、B间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为()A．F B.15FC.910F D.14F答案：B3．[2019·福建省普通高中学业水平考试]真空中有两个静止的点电荷，它们之间相互作用的库仑力大小为F.若保持它们各自的带电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，则它们之间相互作用的库仑力大小变为()A.14F B.12FC．2F D．4F答案：A4．[2019·山东省普通高中学业水平考试]如图所示，两靠近的金属球的电荷量分别为q1和q2，球心之间的距离为l，若两球大小不能忽略，关于两球间库仑力大小F的说法在确的是()A．带同种电荷时，F>k q1q2 l2B．带异种电荷时，F>k q1q2 l2C．带同种电荷时，F＝k q1q2 l2D．带异种电荷时，F＝k q1q2 l2答案：B要点一对点电荷的理解1.下列关于点电荷的说法正确的是()A．任何带电球体，都可看成电荷全部集中于球心的点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D．一切带电体都可以看成是点电荷解析：点电荷是一种理想化模型，实际上并不存在．只有当带电体自身线段远小于考察范围线段时，才可视为点电荷，与带电体自身大小无确定关系．另外，对于一个均匀带电球体，其对外作用相当于一个将全部电荷集中于球心的点电荷．综上所述知只有C项正确．答案：C2．(多选)关于点电荷，下列说法中正确的是( )A ．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体B ．点电荷是一种理想模型C ．点电荷的最小带电量等于元电荷D ．球形带电体都可以看作点电荷答案：BC要点二 库仑定理的理解与应用3.A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )A ．－F 2 B.F 2C ．－FD ．F解析：在A 处放电荷量为＋q 的点电荷时，Q 所受电场力大小为F ＝kQq r 2AB；在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷时，Q 所受电场力大小为F ′＝kQ ·2q r 2BC ＝2kQq (2r AB )2＝kQq 2r 2AB ＝F 2.且不管电荷Q 是正还是负，两种情况下，Q 受力方向相同，故B 项正确，A 、C 、D 三项错误．答案：B4．甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16 C 的正电荷，乙球带有3.2×10－16 C 的负电荷，放在真空中相距为10 cm 的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm.(结果保留三位有效数字)(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？解析：(1)因为两球的半径都远小10 cm ，因此可以作为两个点电荷考虑．由库仑定律可求F ＝k q 1q 2r 2＝9.0×109×4.8×10－16×3.2×10－160.12 N ≈1.38×10－19 N ．两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力．(2)将两个导体球相互接触，首先正、负电荷相互中和，还剩余(4.8－3.2)×10－16 C的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间分配．由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样，因此我们无法求出力的大小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力变为斥力．答案：(1)1.38×10－19 N引力(2)不能斥力要点三库仑力的叠加5.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示．现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D 带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为()A.13 B.33C．3 D. 3解析：设三角形边长为L，故AB、AC距离为L，AD距离为3 3L.以小球A为研究对象，由库仑定律知，B、C对A球的库仑力大小均为F＝k Q2L2，两力的合力F合＝2F cos30°＝3k Q2L2.球A、D间的库仑力F ′＝k Qq (33L )2＝3k Qq L 2.根据平衡知识得：F 合＝F ′，即3k Q 2L 2，所以Q ＝3q ，Q 与q 的比值为3，D 项正确．答案：D6.如图所示，在A 、B 两点分别放置点电荷Q 1＝＋2×10－14 C和Q 2＝－2×10－14 C ，在AB 的垂直平分线上有一点C ，且AB ＝AC ＝BC ＝6×10－2 m ．如果有一个电子在C 点，它所受到的库仑力的大小和方向如何？解析：电子在C 点同时受A 、B 点电荷对其的作用F A 、F B ，如图所示，由库仑定律F ＝k q 1q 2r 2得F A ＝F B ＝k Q 1e r 2＝9.0×109×2×10－14×1.6×10－19(6×10－2)2 N ＝8.0×10－21 N ．由于平行四边形定则和几何知识得：静止在C 点的电子受到的库仑力F ＝F A ＝F B ＝8.0×10－21 N ，方向平行于AB 向左．答案：8.0×10－21 N 方向平行于AB 向左要点四 静电力作用下的平衡问题7.如图所示，质量为m 、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点，带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上．其中O 点与小球A 的间距为l ，O 点与小球B 的间距为3l ，当小球A 平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°.带电小球A 、B 均可视为点电荷，静电力常量为k .则( )A ．A 、B 间库仑力大小F ＝kq 22l 2B ．A 、B 间库仑力大小F ＝3mg 3C ．细线拉力大小F T ＝kq 23l 2D ．细线拉力大小F T ＝3mg解析：带电小球A 受力如图所示，OC ＝32l ，即C 点为OB 中点，根据对称性AB ＝l .由库仑定律知A 、B 间库仑力大小F ＝kq 2l 2，细线拉力F T ＝T ＝kq 2l 2，A 、C 两项错误；根据平衡条件得F cos30°＝12mg ，得F ＝3mg 3，绳子拉力F T ＝3mg 3，B 项正确，D 项错误．答案：B8. 如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L 的点电荷A 、B ，带电荷量分别为－4Q 和＋Q ，今引入第三个点电荷C ，使三个点电荷都处于平衡状态，则C 的电荷量和放置的位置是( )A ．－Q 在A 左侧距A 为L 处B ．－2Q 在A 左侧距A 为L 2处C ．－4Q 在B 右侧距B 为L 处D ．＋2Q 在A 右侧距A 为3L 2处解析：要使三点电荷处于平衡，可知C 应放在B 的右侧，且与A 电性相同带负电，由F AB ＝F CB 得k 4Q 2L 2＝k Q C Q r 2BC；由F AC ＝F BC 得k 4QQ C(r BC ＋L )2＝k QQ Cr 2BC ；解得r BC ＝L ，Q C ＝4Q ，故C 项正确． 答案：C基础达标1.关于点电荷，下列说法正确的是()A．只有体积很小的带电体才可以看做点电荷B．当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看做点电荷C．只有球形带电体才可以看做点电荷D．一切带电体都能看做点电荷解析：带电体的形状、体积和电荷量分布对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成点电荷，所以体积很小的带电体或球形带电体并不是在任何情况下都可以看成点电荷，所以A、C、D 三项错误，B项正确．答案：B2．下列对库仑定律的理解正确的是()A．库仑定律的公式和万有引力定律的公式在形式上很相似，所以库仑力和万有引力是相同性质的力B．库仑定律反映的是两个点电荷间的静电力，因此一定不能用于计算两个非点电荷带电体间的静电力C．由库仑定律知，在两个带电体之间的距离接近0时，它们之间的静电力无穷大D．微观带电粒子间的库仑力比万有引力要强得多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，可以把万有引力忽略解析：库仑力和万有引力的公式在形式上很相似，但库仑力和万有引力本质不同，是两种不同的相互作用，库仑力是电磁相互作用，万有引力是引力相互作用，故A项错误；如果知道不能视为点电荷的带电体上的电荷分布，运用微元法也可以根据库仑定律求出带电体间的静电力，故B项错误；两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看成点电荷，库仑定律不适用，故C 项错误；微观带电粒子间的库仑力比万有引力要强得多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，可以把万有引力忽略，故D 项正确．答案：D3．[2019·山西高平一中期末考试]如图所示，两个点电荷的电荷量分别为q1＝4×10－9C和q2＝－9×10－9C，分别固定于相距20 cm的a、b两点，有一个点电荷c(不计重力)放在a、b所在直线上且静止不动，则该点电荷所处的位置是()A．在a点左侧40 cm处B．在a点右侧8 cm处C．在b点右侧20 cm处D．无法确定解析：点电荷c电性不确定，根据平衡条件，它应在a点的左侧，设它的所带电荷量为q，距a点的距离为x，由k q1qx2＝k |q2|q(x＋20 cm)2，将数据代入，解得x＝40 cm，故A项正确．答案：A4．(多选)[2019·河南周口市期末考试]如图所示，三个点电荷a 、b 、c 的电荷量的绝对值分别为q 1、q 2、q 3，三个点电荷在同一条直线上，在静电力作用下均处于平衡状态，除静电力之外不考虑其他力的作用，并且a 、b 之间的距离r 1小于b 、c 之间的距离r 2，则( )A ．a 与c 带同种电荷，且b 带异种电荷B ．q 2<q 1<q 3C ．q 1q 3＝q 1q 2＋q 2q 3 D.q 1q 3＝q 1q 2＋q 2q 3 解析：根据三个共线点电荷平衡的规律“两大夹一小，两同夹一异，远大近小”知A 、B 两项正确；又三个电荷在库仑力作用下处于平衡状态，故有F ＝k q 1q 2r 21＝k q 3q 2r 22＝k q 1q 3(r 1＋r 2)2，解得q 1q 3＝q 1q 2＋q 2q 3，故C 项错误，D 项正确．答案：ABD5.[2019·河南安阳一中期中考试]水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量均为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为￡的正四面体，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为()A.mgL23kQ B.23mgL2qkQC.6mgL26kQ D.2mgL26kQ解析：设AO、BO、CO三条棱与水平面的夹角为θ，由几何关系可知sinθ＝63，对带正电的小球根据平衡条件可得3k qQL2sinθ＝mg，联立解得q＝6mgL26kQ，所以只有C项正确．答案：C6.[2019·黑龙江鹤岗市第一中学月考]如图所示，电荷量分别为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点，两点相距l ，在以AB 为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电荷量为q 的小球(视为点电荷)，小球在P 点平衡，若不计小球的重力，那么P A 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系满足( )A ．tan 2α＝Q 1Q 2B ．tan 2α＝Q 2Q 1C ．tan 3α＝Q 1Q 2D ．tan 3α＝Q 2Q 1解析：对小球进行受力分析，如图所示，设A 、B 两点与P 点的距离分为r 1、r 2，根据库仑定律有F 1＝k Q 1q r 21，F 2＝k Q 2q r 22，由几何关系知r 1＝L cos α，r 2＝L sin α，根据平衡条件，过P 点沿圆环切向方向有F 1sin α＝F 2cos α，解得tan 3α＝Q 2Q 1，故A 、B 、C 三项错误，D 项正确．答案：D7.[2019·浙江省温州中学期中考试]如图所示，在真空中的绝缘水平面上，两相距为2L 的固定的同种点电荷A 、B 带电荷量均为＋Q ，O 点为两电荷连线的中点，OP 为两电荷连线的中垂线，在中垂线上的a 点放有一带电荷量也为＋Q 的可看成点电荷的小物块，小物块在大小为F ＝2kQ 22L 2(k 为静电力常量)的水平恒力作用下处于静止状态，已知力F 和OP 间夹角θ＝60°，O 、a 间距离为L ，则小物块所受的摩擦力大小是( )A ．O B.KQ 22L 2C.2kQ 22L 2D.6KQ 22L 2解析：由叠加原理可知带电小物块在a 处所受电场力大小为F 电＝2kQ 22L 2，方向由a 指向P ，由平衡条件可知小物块所受的摩擦力大小应等于小物块所受电场力与F 的合力大小，由矢量运算法则知D 项正确．答案：D8.用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若分别用Q、q、d、F表示物体O的电荷量、小球的电荷量、物体与小球间距离、物体和小球之间的作用力大小．则以下对该实验现象和结论的判断正确的是() A．保持Q、d不变，减小q，则θ变大，说明F与q有关B．保持Q、q不变，增大d，则θ变小，说明F与d有关C．保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比D．保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比解析：保持Q、d不变，减小q，则F变小，θ变小，A项错误；保持Q、q不变，增大d，则F变小，θ变小，说明F与d有关，B项正确；保持Q、q不变，减小d，则F变大，θ变大，但不能说明F与d成反比关系，C项错误；保持q、d不变，减小Q，则F变小，θ变小，但不能说明F与Q成正比，D项错误．答案：B9．两个点电荷相距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，作用力不变解析：由F＝kq1q2r2知，若q1、q2不变，而r变为原来的两倍时，则F要变为原来的14，故A项错误；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B项错误；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项错误，D项正确．答案：D10．如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离l为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b两球之间的万有引力F 引和库仑力F库的表达式正确的是()A．F引＝G m2l2，F库＝kQ2l2B．F引≠Gm2l2，F库≠kQ2l2C．F引≠G m2l2，F库＝kQ2l2D．F引＝Gm2l2，F库≠kQ2l2解析：由于a、b两球所带异带电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又l＝3r，不满足l ≫r 的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F 库≠k Q 2l 2.虽然不满足l ≫r ，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看成质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故F 引＝G m 2l 2.答案：D11.如图所示，在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A 和B ，它们用一绝缘轻弹簧相连，带同种电荷，弹簧伸长x 0时小球平衡，如果A 、B 带电荷量加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长为x ，则x 和x 0的关系为( )A ．x ＝2x 0B ．x ＝4x 0C ．x <4x 0D ．x >4x 0解析：设弹簧原长为l ，劲度系数为K ，根据库仑定律和平衡条件列式得k q 1q 2(l ＋x 0)2＝Kx 0，k 4q 1q 2(l ＋x )2＝Kx 两式相除：(l ＋x )24(l ＋x 0)2＝x 0x ， 得：x ＝(1＋x 0)2(l ＋x )2·4x 0， 因l ＋x >l ＋x 0，由此推断C 项正确．答案：C12．两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷)，它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1∶F2可能为()A．5∶2 B．5∶4C．5∶6 D．5∶9解析：由库仑定律，它们接触前的库仑力为F1＝k 5q2 r2若带同种电荷，接触后的带电荷量相等，均为3q，此时库仑力为F2＝k9q2r2若带异种电荷，接触后的带电荷量相等，均为2q，此时库仑力为F′2＝k4q2r2由以上计算可知B、D两项正确．答案：BD能力达标13.如图所示，电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处，将另一带正电电荷量为q2、质量为m的小球，从轨道的A处无初速度释放，求：(1)小球运动到B点时的速度大小；(2)小球在B点对轨道的压力．解析：(1)带电小球在光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则mgR ＝12m v 2B ，解得v B ＝2gR .(2)小球到达B 点，受重力mg 、库仑力F 、支持力F N ，由圆周运动和牛顿第二定律得F N －mg －k q 1q 2R 2＝m v 2B R解得F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2根据牛顿第三定律，小球在B 点对轨道的压力F ′N ＝F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2答案：(1)2gR (2)3mg ＋k q 1q 2R 214．质量均为m 的三个带电小球A 、B 、C 放置在光滑绝缘的水平面上，相邻球间的距离均为L ，A 球带电量q A ＝＋10q ；B 球带电量q B ＝＋q .若在C 球上加一个水平向右的恒力F ，如图所示，要使三球能始终保持L 的间距向右运动，问外力F 为多大？C 球带电性质是什么？解析：由于A 、B 两球都带正电，它们互相排斥，C 球必须对A 、B 都吸引，才能保证系统向右加速运动，故C 球带负电荷，以三球为整体，设系统加速度为a ，则F ＝3ma ①隔离A 、B ，由牛顿第二定律可知：对A ：kq A q C 4L 2－kq A q B L 2＝ma ② 对B ：kq A q B L 2＋kq B q C L 2＝ma ③联立①、②、③得F ＝70k q 2L 2.答案：(1)70k q 2L 2 负电荷。
重庆市2019-2020学年人教版高中物理 选修3-1 1.2 库仑定律 同步练习
重庆市2019-2020学年人教版高中物理选修3-1 1.2 库仑定律同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共12题；共28分)1. （2分）真空中有两个点电荷Q1和Q2 ，它们之间的静电力为F，下面哪些做法可以使它们之间的静电力变为1.5F（）A . 使每个电荷的电量都变为原来的1.5倍，距离变为原来的1.5倍B . 使Q1的电量变为原来的2倍，Q2的电量变为原来的3倍，同时使它们的距离变为原来的2倍C . 使其中一个电荷的电量和它们的距离变为原来的1.5倍D . 保持它们的电量不变，使它们的距离变为原来的2/3倍2. （2分） (2017高一下·河北期末) 真空中，距离为r、带电量均为q的两个点电荷间的库伦力大小为F．若将它们的电荷量都增大到2q，距离增大到2r，则它们之间的库伦力大小为（）A . FB . FC . 2FD . 4F3. （2分）两个物体分别带有电荷,则（）A . 它们之间的静电力一定是引力B . 它们之间的静电力一定是斥力C . 如果它们带的是同种电荷，它们之间的静电力一定是引力D . 如果它们带的是异种电荷，它们之间的静电力一定是引力4. （2分）如图所示，A、B为两个用绝缘细线悬挂起来的质量相同的带电小球，左边放一个带正电的球C时，两悬线都保持竖直方向（两线长度相同）。
若把C球移走，两球没有发生接触，右图中，哪个图可以正确表示A、B两球的位置（）A .B .C .D .5. （2分） (2016高二上·嘉峪关期中) 如图所示，P，Q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O；A，B是中垂线上的两点．OA＜OB，用EA、EB、UA、UB分别表示A，B两点的场强和电势，则（）A . EA一定大于EB ， UA一定大于UBB . EA不一定大于EB ， UA一定大于UBC . EA一定大于EB ， UA不一定大于UBD . EA不一定大于EB ， UA不一定大于UB6. （2分）如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。
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。
2019-2020版物理新突破人教选修3-1练习题：第一章+静电场+检测(B)+Word版含解析
第一章检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项正确,第7~10题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1关于电场强度与电势的关系,下列各种说法正确的是 ()A.电场强度大的地方,电势一定高B.电场强度不变,电势也不变C.电场强度为零处,电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向,电势是从能量的角度来描述电场性质的物理量,两者没有必然联系。
电场强度大时电势不一定高,电场强度为零电势也不一定为零,电场强度不变电势也可能变,但是电场强度的方向是指向电势降低最快的方向。
2如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°。
电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的电场强度大小变为E2,E1与E2之比为()A.1∶2B.2∶1C.2:√3D.4∶√3解析:依题意,每个点电荷在O点产生的电场强度为E12,则当N点处的点电荷移至P点时,O点电场强度如图所示,合电场强度大小为E2=E12,则E1E2=21,B正确。
3.(2018·天津卷)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N 时加速度大小分别为a M、a N,速度大小分别为v M、v N,电势能分别为E p M、E p N。
下列判断正确的是()A.v M<v N,a M<a NB.v M<v N,φM<φNφN,E p M<E p N D.a M<a N,E p M<E p N,根据电场线物理意义判断粒子运动的加速度,根据能量守恒定律判断动能和电势能的关系。
2019-2020年人教版高中物理选修3-1学案：第二章 实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)含答案
实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)一、实验目的1．练习伏安法测电阻，并测出金属丝的电阻率。
2．练习使用螺旋测微器。
二、实验原理1．实验测定金属电阻率的理论依据是电阻定律。
2．金属丝的电阻值可以用伏安法测出。
3．金属丝的长度应用毫米刻度尺测定，金属丝的直径可以用螺旋测微器测定。
4．螺旋测微器的读数规则测量值＝固定刻度整毫米数(＋半毫米数)＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm。
三、实验电路电流表仍然外接，而滑动变阻器一般采用限流式接法即可，如图所示。
四、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表、直流电压表、滑动变阻器(0～50 Ω)、电池组、开关、导线、待测金属丝等。
五、实验步骤1．用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度l，反复测量三次，并记录。
2．用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，并记录。
测量次数123平均值金属丝长l/m金属丝直径d/m3.4．电路经检查确认无误后，闭合开关S。
改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入记录表格内，断开开关S。
测量次数123电阻平均值电压U/V电流I/A电阻R x/Ω5.六、数据处理1．金属丝直径的测量(1)特别注意半刻度是否露出。
(2)因螺旋测微器的精确度为0.01 mm，可动刻度上对齐的格数需要估读，所以，若以毫米为单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上。
(3)把三个不同位置的测量结果求平均值作为直径d。
2．金属丝长度的测量(1)应测量接入电路中的有效长度。
(也要估读)(2)把3次测量结果求平均值作为长度l。
3．电阻R的测量(1)平均值法：可以用每次测量的U、I分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果。
(2)图像法：可建立U-I坐标系，将测量的对应U、I值描点作出图像，利用图像斜率来求出电阻值R。
4．电阻率的计算将测得的R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ＝RSl＝πd2R4l中，计算出金属导线的电阻率。
2019-2020年高中物理 模块综合测评(含解析)新人教版选修3-1
2019-2020年高中物理 模块综合测评（含解析）新人教版选修3-11．P 为已知电场中的一固定点，在P 点放一电量为q 的电荷，所受电场力为F ，P 点的场强为E ，则( )A ．若在P 点换上－q ，P 点场强方向发生变化B ．若在P 点换上电量为2q 的电荷，P 点的场强将为2EC ．若在P 点移去电荷q ，P 点的场强变为零D ．P 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关【解析】 电场强度E ＝F q是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向大小均不变，故D 正确．【答案】 D2．对点电荷的理解，你认为正确的是( )A ．体积很大的带电体都不能看作点电荷B ．只要是体积很小的带电体就能看作点电荷C ．只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看作点电荷D ．当两个带电体的形状对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看作点电荷【解析】 带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，故D 正确．【答案】 D3．在阴极射线管中电子流方向由左向右其上方置一根通有图示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将( )图1A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向纸里偏转D ．向纸外偏转 【解析】 根据安培定则判断可知：通电导线在阴极射线管处产生的磁场方向垂直纸面向里，电子带负电，向右运动，由左手定则判断得知电子流所受的洛伦兹力方向向下，所以阴极射线向下偏转，故B 正确．【答案】 B4．如图3所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E ，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里，一质量为m 的带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该带电质点( )图3A ．带有电荷量为mg E 的负电荷B ．沿圆周逆时针运动C ．运动的角速度为gB ED ．运动的速率为【解析】 A ．带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，有mg ＝qE ，求得电荷量q ＝mg E ，根据电场强度方向和电场力方向判断出粒子带负电，故A 正确；B ．由左手定则可判断粒子沿顺时针方向运动，故B 错误；C ．由qvB ＝mv ω得ω＝qB m ＝mgB Em ＝gB E，故C 正确； D ．在速度选择器装置中才能判断带电粒子的速度，故D 错误．【答案】 AC5．M 、N 是某电场中一条电场线上的两点，若在M 点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由M 点运动到N 点，其电势能E P 随位移x 变化的关系如图4所示，则下列说法正确的是( )图4A ．电子在N 点的动能小于在M 点的动能B ．该电场有可能是匀强电场C ．该电子运动的加速度越来越小D ．电子运动的轨迹为曲线【解析】 A ．电子从M 运动到N 过程中，只受电场力，电势能减小，电场力做正功，则动能增加，因此N 点的动能大于M 点的动能，故A 错误；B ．电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越小，由W ＝Fs 可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，不可能是匀强电场，故B 错误；C ．电子所受的电场力减小，则知电子的加速度逐渐减小，故C 正确；D ．带电粒子初速度为零，且沿着电场线运动，其轨迹一定为直线，故D 错误．【答案】 C6．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图5所示．粒子源S 发出各种不同的正粒子束，粒子从S 出来时速度很小，可以看作初速度为零，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示)，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P 点，测得P 点到入口的距离为x .则以下说法正确的是( )图5A ．若粒子束不是同位素，则x 越大，正粒子的质量一定越大B ．若粒子束是同位素，则x 越大，质量一定越小C ．只要x 相同，则正粒子的质量一定相同D ．只要x 相同，则正粒子的比荷一定相同【解析】 粒子在加速电场被加速，有qU ＝12mv 2，然后粒子进入磁场中发生偏转，其轨迹为半圆，故有x 2＝mv qB .由以上二式可解得：m ＝qB 2x 28U.若粒子束为同位素，q 相同，则x 越大，m 越大；若x 相同，则粒子束比荷q m一定相同．正确选项为D. 【答案】 D7．如图6所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl 的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x 轴正向的电流I ，沿y 轴正向加恒定的匀强磁场B .图中a 、b 是垂直于z 轴方向上水槽的前后两内侧面，则( )图6A ．a 处电势高于b 处电势B ．a 处离子浓度大于b 处离子浓度C ．溶液的上表面电势高于下表面的电势D ．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度【解析】 A ．电流向右，正离子向右运动，磁场的方向是竖直向上的，根据左手定则可以判断，正离子受到的洛伦兹力的方向是向前，即向a 处运动，同理，可以判断负离子受到的洛伦兹力的方向也是指向a 处的，所以a 处整体不带电，a 的电势和b 的电势相同，故A 错误；B ．由于正负离子都向a 处运动，所以a 处的离子浓度大于b 处离子浓度，故B 正确； CD.离子都向a 处运动，并没有上下之分，所以溶液的上表面电势等于下表面的电势，溶液的上表面处的离子浓度也等于下表面处的离子浓度，故CD 错误．【答案】 B8．如图7所示，电源电动势为E ，内阻为r .电路中的R 2、R 3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)．当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是( )图7A ．只逐渐增大R 1的光照强度，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流B ．只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R 3中有向上的电流C ．只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D ．若断开开关S ，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动【解析】 A ．只逐渐增大R 1的光照强度，R 1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R 0消耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，电容下极板带的电荷量变大，所以电阻R 3中有向上的电流，故A 正确；B ．电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动时，对电路没有影响，故B 错误；C ．只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E ＝U d可知，电场力变大，带点微粒向上运动，故C 错误；D ．若断开电键S ，电容器处于放电状态，电荷量变小，故D 错误．【答案】 A二、填空题(本题共2个小题，共16分)9．(8分)(xx·安徽高考)某同学为了测量一个量程为3 V 的电压表的内阻，进行了如下实验．他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图9所示，得出电压表的内阻为3.00×103 Ω，此时电压表的指针也偏转了．已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5 V ，则电压表的示数应为________V(结果保留两位有效数字)．图9【解析】 欧姆表的中值电阻即为其内阻值．由欧姆挡中央刻度值“15”可知欧姆表内阻为1.5×103 Ω，根据电阻分压原理可知，电压表的示数U ＝ER V ＋R 内·R V ＝ 1.53×103＋1.5×103×3×103 V ＝1.0 V.【答案】 1.010．(8分)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A ．被测干电池一节B ．电流表：量程0～0.6 A ，内阻0.1 ΩC ．电流表：量程0～3 A ，内阻0.024 ΩD ．电压表：量程0～3 V ，内阻未知E ．电压表：量程0～15 V ，内阻未知F ．滑动变阻器：0～10 Ω，2 AG ．滑动变阻器：0～100 Ω，1 AH ．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差．在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材：________(填写选项前的字母)；(2)在图甲方框中画出相应的实验电路图；图10(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图乙所示的U －I 图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.【答案】 (1)ABDFH(2)如图(3)1.5 1三、计算题(本题共2个小题，共34分．要求写出主要的文字说明、方程和演算步骤，只写出答案而未写出主要的演算过程的不得分．)11．(16分)如图12所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10－5的负电荷由A 点移到B 点，其电势能增加了0.1 J ，已知A 、B 两点间距离为2 cm ，两点连线与电场方向成60°角，求：图12(1) A 、B 两点间的电势差U AB ；(2) 该匀强电场的电场强度E 的大小．【解析】 (1)电荷由A 点移到B 点，其电势能增加了0.1 J ，由功能关系可知： 电场力做功W ＝ － 0.1 J设A 、B 两点间的电势差U AB ：W ＝q ·U AB代入数据，得：U AB ＝5×103V(2)设匀强电场的电场强度E ＝U dd ＝AB ·cos 60° 代入数据，得：E ＝5×105 V/m.【答案】 见解析12．(18分)如图13所示，质量为0.2 kg 的物体带正电，其电量为4×10－4C ，从半径为0.3 m 光滑的1/4圆弧滑轨上端A 点由静止下滑到底端B 点，然后继续沿水平面滑动．物体与水平面间的滑动摩擦因数为0.4，整个装置处于E ＝103 N/C 的竖直向下的匀强电场中．(g 取10 m/s 2)求：(1)物体运动到圆弧滑轨底端B 点时对轨道的压力大小；(2)物体在水平面上滑行的最大距离．图13【解析】 (1)对物体从A 运动到B 由动能定理有： mgR ＋qER ＝12mv 2B物体运动到B 点由牛顿第二定律有：N －mg －qE ＝mv 2B R 由牛顿第三定律有：N ′＝N代入数据，得：N ′＝7.2 N.(2)对全过程，由动能定理有：mgR ＋qER －μ(mg ＋qE )·L ＝0 代入数据，得： L ＝0.75 m.【答案】 见解析。
2019-2020学年人教版高中物理选修3-1同步课件：第一章 习题课(二) 带电粒子(带电体)在电场中的运动
[答案] D
【例 3】 两块水平平行放置的导体板如图甲所示，大量电 子(质量 m、电荷量 e)由静止开始，经电压为 U0 的电场加速后， 连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间．当两 板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为 3t0；当在两板 间加如图乙所示的周期为 2t0、幅值恒为 U0 的周期性电压时，恰 好能使所有电子均从两板间通过．求：
第一章 静电场
习题课(二) 带电粒子(带电体) 在电场中的运动
知识点一
带电体在电场中的直线运动
|知识归纳| 1．对处于电场中的带电粒子进行受力分析时，没有特殊说 明，一般情况下，基本粒子(比如电子、质子、α 粒子等)重力不 计，而带电小球、液滴、物块等所受重力要计． 2．粒子所受合外力 F 合≠0，且与初速度方向在同一条直线 上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动，或变加 速直线运动．
(1)这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值 分别是多少？
(2)侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿 出两板之间时的动能之比为多少？
[解析] 画出电子在 t＝0 时和 t＝t0 时进入电场的 v -t 图象 如图 1 和图 2.
(1)vy1＝emUd0t0，vy2＝emUd02t0＝2emUd0t0， ymax＝212vy1t0＋vy1t0＝3vy1t0＝3emUd0t02＝d2， ymin＝12vy1t0＋vy1t0＝1.5vy1t0＝3e2Um0dt02＝d4，
A．到达 M 板，速度为零 B．到达 P 点，速度为零 C．到达 N 板，速度为零 D．到达 P 点，速度不为零
2019-2020学年高中物理选修3-1 第一章综合练习试卷.doc
2019-2020学年高中物理选修3-1 第一章综合练习试卷一、选择题（每小题3分，共42分）1．下列关于点电荷的说法中，正确的是 [ C ]A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷．B．体积很大的带电体一定不是点电荷．C．当两个带电体的形状对它相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．D．任何带电球体，都可看作电荷全部集中于球心的点电荷．2．在光滑的绝缘水平面上放着带电小球甲和乙，若它们带电量的关系是ｑ甲＝４ｑ乙，质量的关系是ｍ甲＝３ｍ乙，则它们在库仑力的作用下产生的加速度之比是： [ C ] Ａ．ａ甲：ａ乙＝１：１２；Ｂ．ａ甲：ａ乙＝１２：１；Ｃ．ａ甲：ａ乙＝１：３；Ｄ．ａ甲：ａ乙＝３：４；3．如图所示，Q是带负电的点电荷，P1和P２为其电场中的两点。
若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，U1、U2为P1、P2两点的电势，则 [ B ](A) E1〉E2，U1〉U2(B) E1〉E2，U1〈U2(C) E1〈E2，U1〉U2(D) E1〈E2，U1〈U24．将一定量电荷Q分给A、B两绝缘导体小球，要使两球相隔一定距离时有最大的作用力，则A球电量q应为 [ B ]5．两个大小相同、带电也相同的金属球A和B，分别固定在两处，相互作用力为F．现用另一个不带电的同样大小的C球先与A球接触，再与B球接触，然后移去C球，则后来A、B两球间的作用力变为[ C ]6．在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到的电场力向左，下列说法中正确的是 [ A ]A．该点的场强方向一定向右．B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强．C．当放入正电荷时，该点的场强方向向右，当放入负电荷时，该点的场强方向向左．D．关于该点的场强，以上说法均不正确．7．如图a，b，c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。
用U a、U b、U c和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定 [ A ]。
2019-2020年人教版高中物理选修3-1：测试卷(一)含答案
高中同步测试卷(一)第一单元 电场力的性质 (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于电场强度的下列说法中不正确的是( ) A ．电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力 B ．在电场中某点不放电荷，则该点的电场强度一定为零C ．正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D ．负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的反方向2．在如图所示的四种电场中，分别标记有a 、b 两点．其中a 、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( )A ．甲图中与点电荷等距的a 、b 两点B ．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点C ．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点D ．丁图中非匀强电场中的a 、b 两点3.如图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 均围绕B 以相同的角速度做匀速圆周运动，三个带电质点始终在同一直线上，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 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 134.如图所示，有一带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a 点处的电场强度为零，则图中b 点处的电场强度大小是( )A ．k q 9d 2＋k qd 2B ．k q d 2－k q9d 2C ．0D ．k q d25．真空中相距为3a 的两个点电荷M 、N 分别固定于x 轴上x 1＝0和x 2＝3a 的两点上，在它们连线上各点场强随x 变化关系如图所示，以下判断正确的是( )A ．点电荷M 、N 一定为同种点电荷B ．点电荷M 、N 一定为异种点电荷C ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为2∶1D ．点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为3∶1二、多项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)6.如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A 、B ，左边放一个带电荷量为＋Q 的固定球时，两悬线都保持竖直方向．下列说法中正确的是( )A ．A 球带正电，B 球带正电，并且A 球带电荷量较小 B ．A 球带负电，B 球带正电，并且A 球带电荷量较小C ．A 球带负电，B 球带正电，并且B 球带电荷量较大D ．A 球带正电，B 球带负电，并且B 球带电荷量较大7．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点，B 、C 和A 、D 也相对O 对称．则( )A．B、C两点场强大小和方向都相同B．A、D两点场强大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O点场强最强D．B、O、C三点比较，O点场强最弱8．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则( )A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度大于B点的速度D．粒子的初速度不为零8题图9题图10题图9．如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则( )A．M的带电量比N大B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N大D．移动过程中匀强电场对M做负功10．如图所示，在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a(图中未画出)，与a带同种电荷的电荷b仅在a的库仑力作用下，以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N 点，到N点时速度大小为v，且v<v0, 则( )A．b电荷在M点受力一定向左上方B．b电荷在M点受力一定向右下方C．a电荷一定在虚线MP上方D．a电荷一定在虚线MP下方11．两个通电小球带电后相互排斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电荷量用q和Q表示．若已知α>β，则一定有关系( )A．两球一定带同种电荷B．m一定小于MC．q一定大于Q D．m受到的电场力一定等于M所受电场力12.如图所示，固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，圆环的最高点通过长为L 的绝缘细线悬挂质量为m的可视为质点的金属小球，已知圆环带电均匀分布且带电荷量与小球相同，均为Q (未知)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，已知静电力常量为k ，重力加速度为g .细线对小球的拉力为F (未知)，下列式子中正确的是( )A ．Q ＝mgR 3kLB ．Q ＝mgL 3kRC ．F ＝mgR LD ．F ＝mgL R题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(8分)如图，真空中xOy 平面直角坐标系上的ABC 三点构成等边三角形，边长L ＝2.0 m ．若将电荷量均为q ＝＋2.0×10－6C 的两点电荷分别固定在A 、B 点，已知静电力常量k ＝9.0×109N ·m 2/C 2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小； (2)C 点的电场强度的大小和方向．14.(10分)如图所示，绝缘的粗糙水平桌面高为h ＝1.25 m ，长为s ＝2 m ，桌面上方有一个水平向左的匀强电场．一个质量为m ＝2×10－3kg ，带电量为q ＝＋2.5×10－8C 的小物体自桌面的左端A 点以初速度v 0＝6 m/s 向右滑行，离开桌子边缘B 后，落在水平地面上C 点，C 点与B 点的水平距离x ＝1 m ，物体与桌面间的动摩擦因数为0.4，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.(1)水平向左的匀强电场的电场强度E 为多大；(2)为使小物体离开桌面边缘B 后水平距离加倍，即x ′＝2x ，某同学认为可以在桌子边缘B的右侧空间加一竖直方向的匀强电场E′，请你求出该电场的电场强度．15．(10分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示．请问：(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？16.(10分)如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m，带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点的距离为l0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F＝k qQ4l20(k为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小；(2)求乙球的速度最大时两球之间的距离；(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况(说明速度的大小变化及运动方向的变化情况)．参考答案与解析1．[导学号66870001] 【解析】选B.电场强度的大小在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力，故A 说法正确．电场强度的大小跟有没有试探电荷无关，由电场本身决定，故B 说法错误．电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，跟负电荷所受电场力的方向相反，故C 、D 说法正确．故选B.2．[导学号66870002] 【解析】选C.甲图中与点电荷等距的a 、b 两点，场强大小相同，方向不相反，选项A 错误；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a 、b 两点的场强大小相等、方向相同，选项B 错误；丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点，场强大小相同，方向相反，选项C 正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b 点的场强大于a 点的场强，选项D 错误．3．[导学号66870003] 【解析】选C.根据B 恰能保持静止可得：k q A q B L 21＝k q C q BL 22.A 做匀速圆周运动，kq A q B L 21－k q C q A （L 1＋L 2）2＝m A ω2L 1，C 做匀速圆周运动，k q C q B L 22－k q C q A （L 1＋L 2）2＝m C ω2L 2，联立解得A 和C 的比荷之比等于⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，选项C 正确．4．[导学号66870004] 【解析】选A.由于a 点场强为零，说明点电荷在a 点的场强与圆盘在a 点的场强大小相等，E ＝kq d2，根据对称性可知，圆盘在b 点产生的场强大小也是E ＝kq d 2，则b 点的场强为E ′＝E ＋kq （3d ）2＝kq d 2＋kq9d2，A 正确． 5．[导学号66870005] 【解析】选A.从场强E 随x 的变化关系图象可以看出，x ＝2a 处的场强为零，在0～2a 范围内场强为正，2a ～3a 范围内场强为负，根据场强叠加原理可知，点电荷M 、N 为同种电荷，选项B 错误，选项A 正确；设点电荷M 的带电荷量为q 1，点电荷N 的带电荷量为q 2，x ＝2a 处的场强为E ＝k q 1（2a ）2－k q 2a 2＝0，解得：q 1∶q 2＝4∶1，选项C 、D 错误．6．[导学号66870006] 【解析】选BC.存在固定球时，对A 、B 球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自所受电场力合力为零，说明A 球带负电而B 球带正电，A 、B 作为整体得固定球对A 、B 的水平方向的库仑力大小相等方向相反．根据库仑定律得A 离固定球近点，所以A 球带电荷量较小，B 球带电荷量较大．故A 、D 错误，B 、C 正确．7．[导学号66870007] 【解析】选ACD.由等量异种点电荷的电场线分布可知选项A 、C 、D 正确，B 错误．8．[导学号66870008] 【解析】选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，A 错误；A →B 电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B 正确；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°，所以速率减小，C 正确；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，D 正确．故选BCD.9．[导学号66870009] 【解析】选BD.释放后，M 、N 保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE 和相互之间的库仑力F 作用，因此有qE ＝F ，两者方向相反，其合力为0，故选项C 错误；由牛顿第三定律可知，M 、N 间相互作用的库仑力F ，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE 也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，故选项A 错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由题图中位置关系可知，小球M 受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N 受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向相同，所以带正电，故选项B 正确；由题图图示可知，小球M 移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M 做负功，故选项D 正确．10．[导学号66870010] 【解析】选AD.b 电荷运动轨迹向上弯曲，根据曲线运动特点可知，b 电荷在M 点受力一定向左上方，所以a 电荷一定在虚线MP 下方，选项A 、D 正确．11．[导学号66870011] 【解析】选ABD.库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平衡条件，由题中图示可知两小球相互排斥，故A 、D 正确；偏角的大小与小球的质量和悬线的长度有关，故B 正确．12．[导学号66870012] 【解析】选BD.由于圆环不能看成点电荷，采用微元法求圆环对小球的库仑力，小球受到的库仑力为圆环各点对小球库仑力的合力．以小球为研究对象，进行受力分析，小球受到三个力的作用：线对小球的拉力为F 、重力G 、圆环各点对小球库仑力的合力F Q .则F sin θ＝mg ，sin θ＝RL ，解得：F ＝mgLR，选项C 错误，D 正确；水平方向上：F cos θ＝k Q 2L 2cos θ，解得：Q ＝mgL 3kR，选项A 错误，B 正确． 13．[导学号66870013] 【解析】(1)根据库仑定律，A 、B 两点电荷间的库仑力大小为F ＝k q 2L2①代入数据得F ＝9.0×10－3N ．②(2)A 、B 点电荷在C 点产生的场强大小相等，均为E 1＝k q L2③A 、B 两点电荷形成的电场在C 点的合场强大小为 E ＝2E 1cos 30°④由③④式并代入数据得E ＝7.8×103 N/C场强E 的方向沿y 轴正向． 【答案】(1)9.0×10－3N(2)7.8×103N/C 方向沿y 轴正向14．[导学号66870014] 【解析】(1)设小物体离开桌子边缘B 点后经过时间t 落地，则h ＝12gt 2得t ＝2h g＝2×1.2510s ＝0.5 s 设小物体离开桌子边缘B 点时的速度为v B ，则v B ＝x t ＝10.5m/s ＝2 m/s根据动能定理，有－qEs －μmgs ＝12mv 2B －12mv 2得E ＝3.2×105N/C. (2)要使水平射程加倍，则 2x ＝v B t ′h ＝12at ′2 mg －qE ′＝ma代入数据得E ′＝6×105N/C ，方向竖直向上．【答案】(1)3.2×105N/C (2)6×105N/C 方向竖直向上 15．[导学号66870015] 【解析】(1)由小球处于平衡状态知小球带正电，对小球受力分析如图所示F T sin θ＝qE ① F T cos θ＝mg②由①②得tan θ＝qE mg ， 故q ＝mg tan θE. (2)由第(1)问中的方程②知F T ＝mgcos θ，而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a ＝F 合m ＝gcos θ，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为x ＝bsin θ， 又由x ＝12at 2，得t ＝2xa＝2b cos θg sin θ＝2bgcot θ.【答案】(1)mg tan θE(2) 2bgcot θ16．[导学号66870016] 【解析】(1)由牛顿第二定律得：k qQ l 20－F ＝ma 解得：a ＝3kqQ4ml 20.(2)当乙球所受的合力为零，即库仑力与恒力F 大小相等时，乙球的加速度为零，速度最大，设此时两球之间的距离为x ，则有k qQ x 2＝kqQ 4l 20， 解得：x ＝2l 0.(3)乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B 后，再重复前面的运动，之后就在B 点和最远点之间做往复运动．【答案】(1)3kqQ4ml 20(2)2l 0 (3)见解析。
2019-2020年人教版高中物理选修3-1：测试卷(六)含答案
高中同步测试卷(六)第六单元磁场和安培力(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半2．为了形象地描述磁场的分布引入了磁感线，磁场中某区域的磁感线如图所示，则下列说法正确的是( )A．a、b两处的磁感应强度的大小相等B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定3．用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有( )A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥C．两导线环无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥4.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A．B、D两点的磁感应强度大小相等B．A、B两点的磁感应强度大小相等C．C点的磁感应强度的值最大D．B点的磁感应强度的值最大5.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置D和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是( )A．一直变大B．一直变小C．先变大后变小D．先变小后变大6．六根互相绝缘的导线，在同一平面内组成四个相等的正方形，导线中通以大小相同的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，指向纸面内，磁通量最大的区域是( )A．ⅠB．ⅡC．ⅢD．Ⅳ7．如图所示，菱形金属框架ABCD各边用粗细均匀的电阻丝折成，已知∠ABC＝120°，各边长度AB＝BC＝CD＝AD＝L，ABC部分长度为L的电阻丝电阻值为r，ADC部分长度为L 的电阻丝电阻值为3r，框架的两端A、C与一电源电动势为E，内阻为r的电源相接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到安培力的合力大小为( )A.23BEL5rB．0C.3BEL5rD.7BEL11r二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8．以下说法正确的是( )A．只有两个磁铁相互接触时，才能发生相互作用B．把一根条形磁铁从中间折断，则被分开的两部分只有N极或只有S极C．指南针能指南与地球的磁场有关D．人们代步的电动自行车中存在磁体9．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是( )A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束10．如图所示的装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是( )A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动11．斜面倾角为θ，一条形磁铁静止在斜面上，若在磁铁上方中心位置固定一导体棒，在导体棒中通以方向如图所示的电流后，下列说法正确的是( )A．磁铁与斜面间压力增大B．磁铁与斜面间的摩擦力减小C．磁铁将沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动D．磁铁仍然保持静止状态12.把一根不计重力的通电的硬直导线ab放在磁场中，硬直导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示．硬直导线可以在空中自由移动和转动，硬直导线中的电流方向由a向b，关于硬直导线的受力和运动情况下述说法正确的是( )A．硬直导线先转动，后边转动边下移B．硬直导线只能转动，不会向下移动C．硬直导线各段所受安培力的方向都与硬直导线垂直D．在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外题号123456789101112答案演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 13．(10分)匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长为2 cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，问：(1)该处的磁感应强度B是多大？(2)若电流不变，导线长度减小到1 cm，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？(3)若导线长度不变，电流增大为5 A，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？14．(10分)地球上某地磁感应强度B的水平分量B x＝0.18×10－4T，竖直分量B y＝0.54×10－4 T．求：(1)地磁场磁感应强度B的大小及它与水平方向的夹角；(2)在水平面2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.15.(10分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m．质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)16．(12分)如图所示为某种电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要使电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k＝2.0 N/m，ab＝0.20 m，bc＝0.05 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的影响)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？参考答案与解析1．[导学号66870075] 【解析】选B.安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直，选项A错误，选项B正确；由F＝BIL sin θ可知，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项C错误；将直导线从中点折成直角时，因磁场与导线的夹角未知，则安培力的大小不能确定，选项D错误．2．[导学号66870076] 【解析】选D.根据磁感线的疏密程度，可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B b，A、B错误；同一通电导线放在a处受力的情况大小不一定，因为放入时的位置(即放入时与磁感线的方向)不确定，则其受安培力的大小不确定，C 错误，D正确．3．[导学号66870077] 【解析】选A.两环形电流等效成两个小磁针，由安培定则知，磁极情况如图所示，据异名磁极相互吸引可得A正确．4．[导学号66870078] 【解析】选A.磁感应强度是矢量，每点的磁感应强度都是匀强磁场和直导线磁场的叠加，由题图知在A点，两磁感应强度方向相同，所以A点的磁感应强度最大，在C 点，两磁感应强度方向相反，所以在C 点的磁感应强度最小，C 、D 错误；B 、D 两点，两磁感应强度方向相互垂直，所以B 、D 两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A 正确、B 错误．5．[导学号66870079] 【解析】选C.由题图可知，线圈由A 经过D 到C 的过程中，线圈垂直磁场方向的面积先增大后减小，通过线圈的磁通量为Φ＝BS ，可见通过线圈的磁通量先变大后变小．6．[导学号66870080] 【解析】选A.先分析Ⅰ区域：导线2、3和5、6分别在此区域产生的磁场方向相反，磁通量互相抵消，故只剩下导线1和4在此区域产生磁通量，由安培定则可判断出方向均垂直纸面向里．同理可分析出Ⅱ、Ⅳ区域的合磁通量为零，Ⅲ区域的合磁通量垂直纸面向外，故选A.7．[导学号66870081] 【解析】选A.对于框架的ABC 部分与ADC 部分，其等效长度均为AC 连线长度，由几何关系可得：L ′＝2L cos 30°＝3L ，由闭合电路的欧姆定律可得，通过框架ABC 与ADC 部分的电流为I ＝E 6r ×2r 6r ＋2r＋r ＝2E 5r ，由左手定则可得等效部分所受的安培力方向均竖直向上，设两条支路的电流分别为I 1、I 2，可得：F ＝BI 1L ′＋BI 2L ′＝B (I 1＋I 2)L ′＝BIL ′＝23BEL 5r，A 选项正确． 8．[导学号66870082] 【解析】选CD.磁体的周围存在一种特殊的物质——磁场，磁铁间不接触时也可以通过磁场发生相互作用，故A 错．无论将磁铁分得多么小，它总有N 极和S 极，迄今为止，还没有发现只有N 极或S 极的磁单极子存在(这一点与电荷不同)，故B 错．指南针能指南与地球磁场有关，故C 正确．电动自行车的电机中一定有磁体存在，故D 正确．9．[导学号66870083] 【解析】选BC.小磁针N 极的指向即是磁针所在处的磁场方向．题中磁针S 极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外．由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是自右向左运动，若为负离子，则应是自左向右运动．故选BC.10．[导学号66870084] 【解析】选BD.若a 接正极，b 接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极，f 接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L 向左滑动，A 选项错误，同理判定B 、D 选项正确，C 选项错误．故选BD.11．[导学号66870085] 【解析】选AD.通电导体棒处磁场方向与导体棒垂直，沿斜面向下，由左手定则可知通电导体棒所受安培力垂直于斜面向上，由牛顿第三定律可得磁铁所受导体棒的磁场力垂直于斜面向下，故磁铁与斜面间压力增大，A 正确；磁铁重力沿斜面向下的分力仍然与静摩擦力平衡，静摩擦力大小不变，磁铁仍然保持静止状态，B 、C 错误，D 正确．12．[导学号66870086] 【解析】选AC.根据左手定则可知，a 、b 两端受安培力方向正好相反，使硬直导线产生转动，而磁感应强度在竖直方向和水平方向都有分量，当硬直导线转动后就又会受到向下的安培力作用，故硬直导线先转动，边转动边下移，硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直，A 、C 正确．13．[导学号66870087] 【解析】(1)根据磁感应强度的定义B ＝F IL ＝4×10－32×2×10－2T ＝0.1 T. (2)匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此B ＝0.1 T.根据磁感应强度的定义B ＝F IL可得，导线长度减小到1 cm ，则它受到的磁场力 F ′＝BIL ′＝0.1×2×1×10－2 N ＝2×10－3 N.(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此B ＝0.1 T.根据磁感应强度的定义B ＝F IL可得，电流增大为 5 A ，则它受到的磁场力F ″＝BI ′L ＝0.1×5×2×10－2 N ＝0.01 N.【答案】(1)0.1 T (2)2×10－3 N 0.1 T (3)0.01 N 0.1 T14．[导学号66870088] 【解析】(1)根据平行四边形定则，可知B ＝B 2x ＋B 2y ＝0.182＋0.542×10－4 T ＝0.57×10－4 T B 的方向和水平方向的夹角α＝arctan B y B x ＝arctan 0.54×10－40.18×10－4＝arctan 3＝71°56′. (2)题中地磁场竖直分量与水平面垂直，故磁通量Φ＝B y ·S ＝0.54×10－4×2.0 Wb ＝1.08×10－4 Wb.【答案】(1)0.57×10－4 T arctan 3或71°56′(2)1.08×10－4 Wb15．[导学号66870089] 【解析】支持力为0时导线的受力如图所示，由平衡条件得：F 安＝mg tan 37°＝6×10－2×100.75N ＝0.8 N 由F 安＝BIL 得 B ＝F 安IL ＝0.81×0.4T ＝2 T 由B ＝0.4t 得t ＝B 0.4＝20.4s ＝5 s. 【答案】5 s16．[导学号66870090] 【解析】(1)设弹簧的伸长为Δx ，则有mg ＝k Δx ① 由①式得Δx ＝mg k.(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN 上的安培力必须向下，因此M 端应接正极．(3)设满量程时通过MN 的电流大小为I m ，则有 BI m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )②联立①②式并代入数据得I m ＝2.5 A.(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B ′，则有2B ′I m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )③由①③式得B ′＝kbc 2I m ab，代入数据得B ′＝0.10 T. 【答案】(1)mg k(2)M 端应接正极 (3)2.5 A (4)0.10 T。
2019-2020学年人教版高中物理 选修3-1 第一章 静电场 单元试卷 B卷
2019-2020学年人教版高中物理选修3-1 第一章静电场单元试卷 B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共12题；共28分)1. （2分） (2019高二上·河北月考) 如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm、A、B连线与电场线夹角为60°，若取A点电势为0，则B点电势为（）A . 10VB . -10VC . 5VD . -5V2. （2分） (2018高二上·覃塘月考) 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中不正确的是（）A . 根据电场强度的定义式E=F/q,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q成反比B . 根据点电荷场强公式E=kQ/r2,E与Q成正比，而与r2成反比C . 根据电场力做功的计算式W=Uq，一个电子在1V电压下加速，电场力做功为1eVD . 根据电势差的定义式Uab=Wab/q，带电量为1C的正电荷，从a点移动到b点克服电场力做功为1J，则a、b两点间的电势差为-1V。
3. （2分） (2017高二上·如皋期末) 某区域的电场线分布如图所示，a、b是电场中的两点，下列说法中错误的是（）A . 正点电荷在a、b两点受到的电场力方向必定与该点场强方向一致B . 将正点电荷由a点静止释放，仅在电场力作用下运动，该点电荷的轨迹可能与电场线一致C . 一个点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力大D . a点的电场强度一定比b点的电场强度大4. （2分） (2018高二上·原平期中) 关于电子伏特（eV），下列说法中正确的是（）A . 电子伏特是电势的单位B . 电子伏特是电场强度的单位C . 电子伏特是能量的单位D . 1eV=1.60×1019J5. （2分）下列用电器中，利用静电的吸附作用进行工作的是（）A . 电饭煲B . 电话机C . 复印机D . 电冰箱6. （2分）如图所示,一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,有些未发生任何偏转.如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入另一磁场的离子,可得出结论（）A . 它们的动能一定各不相同B . 它们的电荷量一定各不相同C . 它们的质量一定各不相同D . 它们的电荷量与质量之比一定各不相同7. （2分） (2016高二上·嘉峪关期中) 关于静电场的以下说法中正确的是（）A . 沿电场线方向各点电势不可能相同B . 沿电场线方向电场强度一定是减小的C . 等势面上各点电场强度不可能相同D . 等势面上各点电场强度方向不一定垂直于该等势面8. （2分） (2018高二上·抚顺期末) 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。
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【答案】
真空中有两个点电荷，相距为
原来的2倍，要使它们之间的作用力仍为
A．r B
C．2r
的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为
，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个
B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知
两个电荷的静电力的合力如图中
a放在光滑绝缘面上，欲使球
)
角，两个质量均为m，带等量同种电荷的小球
，静止于导轨的同一水平高度处，如图所示，求两球之间的距离．
球受到三个力的作用：竖直向下的重力，水平向左的库仑力，
2
2＝mg tan45°，所以两球之间的距离
什么？
【解析】由于A、B
保证系统向右加速运动，故
的库仑力作用下运动，则q2在运动过程中的速度随时间变化规律正确的是
q1q2
r2，对点电荷q2分析得a＝F
m
＝k q1q2
mr2，随距离的增加，
．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个带电小球
球的初始加速度为－1 m
AB方向的速度v0，
球一定做圆周运动
球可能做加速度、速度均变小的曲线运动
球一定做远离A球的变加速曲线运动
球的动能一定会减小
．如图所示，竖直绝缘墙壁上有一固定的点电荷A
由于相互排斥而使悬线与竖直方向夹角为θ.
点的拉力大小(
、库仑力F库及二者合力
F′不变，又因拉力
．设月球带负电，一电子粉尘悬浮在距月球表面
的地方，相对月球无初速度释放，忽略月球的自转，则此电
的地方平衡，有GM地
(R0＋
．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个一样的弹性金属小球
从较远的位置由静止开始释放，求小球再回到原位置时，两球的加速度是原。