高中物理选修3-1：第1章第1节时同步训练及解析
人教版高中物理选修3-1--第一章：静电场--经典题目检测(含答案)
第一章：静电场经典题目检测(90分钟共100分)一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a，带电小球b固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a球保持静止状态的情景是( )2．如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则( )A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功~C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大3．如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为( )A．mgEB．3mgEC．2mgED．mg2E4．一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5．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则( )A．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能不变6．在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则( )（A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D．小球在运动过程中机械能守恒7．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是( )A．AD两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′相等B．带正电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电场力做正功—C．带负电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A―→C′与沿路径A―→B―→B′―→C′电场力做功相同8. 一个电子以速度8×106m/s从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行。
高中物理选修3-1-第1章电场-全套同步练习-带答案
3．两个点电荷相距为 d，相互作用力大小为 F，保持两点电荷的电荷量不变， 改变它们之间 的距离，使之相互作用力大小为 4F，则两点之间的距离应是
A ． 4d
B ．2d
C． d/2
D ．d/4
4．两个直径为 d 的带正电的小球， 当它们相距 100 d 时作用力为 F，则当它们相距为
作用力为 (
)
d 时的
9．带电微粒所带的 电荷量 不可能是下列值中的
-19
A. 2.4 1×0 C
-19
B.-6.4 1×0 C
-18
C.-1.6 1×0 C
-17
D.4.0 ×10 C
10．有三个相同的绝缘金属小球 A 、B、C，其中小球 A 带有 2.0 ×10-5C 的正电荷，小球 B 、
C 不带电．现在让小球 C 先与球 A 接触后取走，再让小球 B 与球 A 接触后分开，最后让小
A ． B 球带电荷量较多 B． B 球质量较大
图 1—2—6
C． A 球带电荷量较多 D ．两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为
α、′β，′则仍有 α ′ < β′
８．两个质量相等的小球，带电荷量分别为 点上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为
q 1 和 q 2 ，用长均为 L 的两根细线，悬挂在同一
8
C，
现引入电荷
C ，电荷量
Qc＝ +4.0 ×10
8
C，则电荷
C 置于离 A
cm，离 B
cm 处时， C 电荷即可平衡； 若改变电荷 C 的电荷量， 仍置于上述位置， 则电
荷 C 的平衡状态
(填不变或改变 )，若改变 C 的电性，仍置于上述位置，则 C
高中物理选修3-1：第1章第1节时同步训练及解析
高中物理选修3-1 同步训练1.下列说法正确的是()A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体解析：选A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确．2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是()A．物体上一定有多余的电子B．物体上一定缺少电子C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍D．物体的带电量可以是任意的一个值解析：选C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3.图1－1－4(2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4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．金属球一定带负电解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D.4.图1－1－5(2012·合肥一中高二检测)如图1－1－5所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触)，然后先将A、B分开，再将C移走．关于A、B的带电情况，下列判断正确的是()A ．A 带正电，B 带负电 B ．A 带负电，B 带正电C ．A 、B 均不带电D ．A 、B 均带正电解析：选A.C 接近A 后A 带正电，B 带负电．分开A 、B 后，A 带正电，B 带负电，所以选A. 5.半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C ，先后与A 、B 接触后移开．(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？ (2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？解析：(1)A 、B 带同种电荷，设电荷量为Q ，C 与A 接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A 、C 所带的电荷量均为12Q ，C 与B 接触后平分二者电荷量，则B 、C 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q ＋Q ＝34Q ，A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎝⎛⎭⎫34Q ＝2∶3.(2)A 、B 带异种电荷，设电荷量分别为Q 、－Q ，A 、C 接触后，平分电荷量Q ，A 、C 的电荷量均变为12Q ；C 再与B 接触，平分二者的总电荷量，C 、B 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q －Q ＝－14Q ，则A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎪⎪⎪⎪－14Q ＝2∶1.答案：(1)2∶3 (2)2∶1一、单项选择题1.把一不带电的金属小球移近一个带电的金箔验电器，金箔的张角将( ) A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．不能确定 答案：B2.图1－1－6(2012·中山一中高二检测)如图1－1－6所示，金属棒A 带正电，让其靠近验电器B ，则( ) A ．验电器金属箔片不张开，因为棒A 没有和B 接触 B ．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了正电 C ．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了负电D ．验电器金属箔片张开，因为验电器下部箔片都带了正电解析：选D.根据静电感应原理可知，金属棒A 靠近验电器B 时，会使验电器上端的金属球产生静电感应而带上负电，同时金属箔片带上等量正电荷，金属箔片便张开，故只有D 正确． 3.(2012·肇庆一中高二检测)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能是( ) A ．两球原来带有等量异种电荷 B ．两球原来带有同种电荷C ．两球原来带有不等量异种电荷D ．两球中原来只有一个带电解析：选A.当两球带有等量异种电荷时，两者接触，发生中和，之后两者无作用力，故A不可能互相排斥，B、C、D三种情况相互接触再分开都带同种电荷，相互排斥．故本题选A.4.图1－1－7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1－1－7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排斥开解析：选D.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”，以表达吸引并能接触．二、双项选择题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．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由法国物理学家库仑用实验测得的解析：选BC.元电荷是最小电荷量单位，不是指具体的带电体，所以A错B对；由美国物理学家密立根测得电子的电量，故C对、D错．6.下列说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C．摩擦起电过程，是靠摩擦发生了电荷转移D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体解析：选CD.自然界中的电荷量不是任意无限可分的，其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10－19 C，故A项错．物体不带电，是由于其内部正、负电荷的量值相等，对外不显电性，故B项错．电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的转移过程，故C项正确．自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确．7.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1－1－8解析：选BD.把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象的规律，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷，D对；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，B项正确．8.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解析：选AD.由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C 而带正电，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为1.6×10－15 C －8×10－16 C＝8×10－16 C ，故A 、D 正确． 9.(2012·杭州二中高二检测)如图1－1－9所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C 是后来靠近的带正电导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A 、B 两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A 、Q B ，则下列结论正确的是()图1－1－9A ．沿虚线d 切开，A 带正电，B 带负电B ．只有沿虚线b 切开，才有A 带正电，B 带负电，且Q A ＝Q BC ．沿虚线a 切开，A 带正电，B 带负电，且Q A <Q BD ．沿任意一条虚线切开，都有A 带正电，B 带负电，而Q A 、Q B 的值与所切的位置有关解析：选AD.静电感应使得A 带正电，B 带负电．导体原来不带电，只是在导体球C 静电感应的作用下，导体中的自由电子向B 部分移动，使B 部分带了多余的电子，而带负电；A 部分少了电子，而带正电．根据电荷守恒定律，A 部分移走的电子数目和B 部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C 的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值Q A 、Q B 是不同的，故A 、D 正确． 三、非选择题10.(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．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组成的整体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．答案：(1)起电板使验电器感应起电 (2)两块板带有等量异种电荷 (3)能 11.图1－1－10如图1－1－10所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C 的电荷量，求： (1)金属瓶上收集到多少个电子？ (2)实验的时间为多长？解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为：N ＝Q e ＝－8×10－12C －1.6×10－19 C＝5×107(个)．(2)实验的时间：t ＝5×107104 s －1＝5000 s.答案：(1)5×107个 (2)5000 s 12.图1－1－11(2012·江苏金陵中学高二检测)如图1－1－11所示，大球A 原来的电荷量为Q ，小球B 原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q ；现给A 球补充电荷，使其电荷量为Q ，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q ，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？解析：由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知，此比例为(Q －q )∶q .经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B 球带电荷量为q ′，则有Q －q q ＝Q q ′，解得q ′＝QqQ －q .答案：QqQ －q。
最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析
最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析第一章第一章第一章章末检测第一章(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是()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．电场强度为零时，电势一定为零D．电场强度的方向是电势降低最快的方向答案 D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小和电势高低没有必然关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项A、B、C错误，选项D正确．图12．如图1所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b.下列表述正确的是()A．该电场是匀强电场B．a点的电场强度比b点的大C．a点的电势比b点的高D．正电荷在a、b两点受力方向相同答案 C解析由电场线的分布可以看出，此电场不是匀强电场，选项A错误；b点电场线比a点电场线密，故a 点的电场强度比b点的小，B不正确；根据电场线的方向知a点的电势比b点的大，故C正确．正电荷在a、b两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向，选项D错误．图23．空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有( ) A ．电势能逐渐减小 B ．电势能逐渐增大 C ．q 3受到的电场力逐渐减小D ．q 3受到的电场力逐渐增大 答案 A解析 中垂线CD 段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，A 对，B 错；中垂线上由C 到D ，电场强度先变大后变小，q 3受到的电场力先变大后变小，C 、D 错．图34．如图3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 的中点，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 V B ．a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强E b C ．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 点时受到的静电力由c 指向a 答案 C解析 因不知该电场是否是匀强电场，所以E ＝Ud 不一定成立，c 点电势不一定是4 V ，所以A 、B 两项错误．因φa ＞φb ，电场线方向向右，正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功，电势能减少，受到的电场力指向b ，所以C 项正确、D 项错误．图45．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上，C 、D 两点关于直线AB 对称，则( ) A ．A 点和B 点的电势相同 B ．C 点和D 点的电场强度相同C ．正电荷从A 点移至B 点，静电力做正功D ．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先增大后减小 答案 C解析 由题图可知φA ＞φB ，所以正电荷从A 移至B ，静电力做正功，故A 错误，C 正确．C 、D 两点场强方向不同，故B 错误．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先减小后增大，所以D 错误，故选C.图56．如图5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 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )． A ．k 3q R 2 B ．k 10q9R 2 C ．k Q ＋q R 2 D ．k 9Q ＋q 9R 2答案 B解析 由于b 点处的场强为零，根据电场叠加原理知，带电圆盘和a 点处点电荷在b 处产生的场强大小相等，方向相反．在d 点处带电圆盘和a 点处点电荷产生的场强方向相同，所以E ＝k q (3R )2＋k q R 2＝k 10q 9R 2，所以B 选项正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分) 7．下列各量中，与检验电荷无关的物理量是( )A ．电场力FB ．电场强度EC ．电势差UD ．电场力做的功W答案 BC解析 电场力F ＝qE ，与检验电荷有关，故A 项错；电场强度E 、电势差U 与检验电荷无关，故B 、C 对；电场力做功W ＝qU ，与检验电荷有关，故D 项错．8．带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了2.6×10－8 J 的功，那么( )A ．M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能B ．P 点的场强一定小于Q 点的场强C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势D ．M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能答案AD解析因克服电场力做功，电势能增加，动能减小，所以A、D项正确；P、Q两点的场强大小不能确定，B项错；粒子电性未知，所以P、Q两点的电势高低不能判定，C项错．图69．如图6所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器．先将电键K闭合，等电路稳定后再将K 断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变．则下列说法正确的是()A．电容器的电容变小B．电容器内部电场强度大小变大C．电容器内部电场强度大小不变D．P点电势升高答案ACD图710．带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子在a和b点的加速度相同C．该粒子在a点的电势能比在b点时大D．该粒子在b点的速度比在a点时大答案BCD解析由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受力方向为竖直向上，所以粒子应带负电，故A错；匀强电场中受力恒定，加速度相同，B对；从a到b由于电场力方向速度方向成锐角，电场力做正功，则电势能减小，动能增大，故该粒子在b点的电势能比在a点时小，在b点的速度比在a点时大．故C、D 正确．三、填空题(每空2分，共10分)图811．如图8所示，Q 为固定的正点电荷，A 、B 两点在Q 的正上方与Q 相距分别为h 和0.25h ，将另一点电荷从A 点由静止释放，运动到B 点时速度正好又变为零．若此电荷在A 点处的加速度大小为34g ，此电荷在B 点处的加速度大小为________；方向________；A 、B 两点间的电势差(用Q 和h 表示)为________． 答案 3g 方向竖直向上 －3kQh解析 这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q ，由牛顿第二定律，在A 点时mg －kQq h 2＝m ·34g .在B 点时kQq(0.25h )2－mg ＝m ·a B ，解得a B ＝3g ，方向竖直向上，q ＝mgh 24kQ.从A 到B 过程，由动能定理mg (h －0.25h )＋qU AB ＝0， 故U AB ＝－3kQh.图912．如图9所示，在竖直向下、场强为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m 1和m 2(m 1＜m 2)，A 带负电，电荷量为q 1，B 带正电，电荷量为q 2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中静电力做功为____________，在竖直位置处两球的总动能为______________． 答案 (q 1＋q 2)El /2 [(m 2－m 1)g ＋(q 1＋q 2)E ]l /2解析 本题考查静电力做功的特点和动能定理，考查学生对功能关系的处理．A 、B 在转动过程中静电力对A 、B 都做正功，即：W ＝q 1E l 2＋q 2E l 2＝(q 1＋q 2)El /2，根据动能定理：(m 2－m 1)g l 2＋(q 1＋q 2)El2＝E k －0，可求解在竖直位置处两球的总动能为E k ＝[(m 2－m 1)g ＋(q 1＋q 2)E ]l /2. 四、计算题(本题共4小题，共50分)图1013．(10分)如图10所示，在匀强电场中，将带电荷量q ＝－6×10－6 C 的电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做了2.4×10－5 J 的功，再从B 点移到C 点，电场力做了1.2×10－5 J 的功．求：(1)A 、B 两点间的电势差U AB 和B 、C 两点间的电势差U BC ； (2)如果规定B 点的电势为零，则A 点和C 点的电势分别为多少？ (3)作出过B 点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法)． 答案 (1)4 V －2 V (2)4 V 2 V (3)见解析图解析 (1)U AB ＝W AB q ＝－2.4×10－5－6×10－6V ＝4 VU BC ＝1.2×10－5－6×10－6 V ＝－2 V(2)U AB ＝φA －φB ，U BC ＝φB －φC 又φB ＝0故φA ＝4 V ，φC ＝2 V (3)如图所示图1114．(12分)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11所示．AB 与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m ＝1.0×10－7 kg ，电荷量q ＝1.0×10－10C ，A 、B 相距L ＝20cm.(取g ＝10 m/s 2，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． 答案 见解析解析 (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 sin θ－mg cos θ＝0所以电场强度E ＝1.7×104 N/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 sin θ＋qEL cosθ＝m v 2A /2，代入数据，解得v A ＝2.8 m/s图1215．(14分)如图12所示，在E ＝ 103 V/m 的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN 连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R ＝0.4 m ，一带正电荷q ＝10－4 C 的小滑块质量为m ＝ 0.04 kg ，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2，求：(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L ，滑块应在水平轨道上离N 点多远处释放？ (2)这样释放的滑块通过P 点时对轨道压力是多大？(P 为半圆轨道中点) 答案 (1)20 m (2)1.5 N解析 (1)滑块刚能通过轨道最高点条件是 mg ＝m v 2R，v ＝Rg ＝2 m/s滑块由释放点到最高点过程由动能定理得： Eqs －μmgs －mg 2R ＝12m v 2所以s ＝m ⎝⎛⎭⎫12v 2＋2gREq －μmg代入数据得：s ＝20 m(2)滑块过P 点时，由动能定理： －mgR －EqR ＝12m v 2－12m v 2p所以v 2P＝v 2＋2(g ＋Eq m)R 在P 点由牛顿第二定律：N －Eq ＝m v 2PR所以N ＝3(mg ＋Eq ) 代入数据得：N ＝1.5 N图1316．(14分)如图13所示，EF 与GH 间为一无场区．无场区左侧A 、B 为相距为d 、板长为L 的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A 为正极板．无场区右侧为一点电荷Q 形成的电场，点电荷的位置O 为圆弧形细圆管CD 的圆心，圆弧半径为R ，圆心角为120°，O 、C 在两板间的中心线上，D 位于GH 上．一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子以初速度v 0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．(不计粒子的重力、管的粗细)求： (1)O 处点电荷的电性和电荷量； (2)两金属板间所加的电压． 答案 (1)负电 4m v 20R 3kq (2)3md v 203qL解析 (1)由几何关系知，粒子在D 点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D 点时速度v ＝v 0cos 30°＝233v 0 ①在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q 带负电且满足k QqR 2＝m v 2R ②由①②得：Q ＝4m v 20R3kq(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成30° tan 30°＝v y v 0③v y ＝at ④ a ＝qU md ⑤ t ＝L v 0⑥ 由③④⑤⑥得：U ＝md v 20tan 30°qL ＝3md v 203qL章末检测 第二章(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．两个小灯泡，分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为( )A ．2∶1B ．16∶1C ．4∶1D ．1∶16 答案 B解析 由P ＝I 2R 知：R ＝P I 2，所以R 1∶R 2＝41∶14＝16∶1.2．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 ( ) A ．0.24 J B ．0.25 J C ．0.26 J D ．0.28 J 答案 C解析 根据W ＝UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W ＝0.6×0.1×1 J ＝0.06 J ，设太阳能每秒照射的能量为Q ，则由能的转化和守恒定律得Q ×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J.3．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定，车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是( ) A ．“与”门 B ．“或”门 C ．“非”门 D ．“与非”门 答案 A解析 根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知，即两个条件都满足事件才能发生，故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门．图14．如图1所示，R 4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R 4所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是( ) A ．I 变大，U 变小 B ．I 变大，U 变大 C ．I 变小，U 变大 D ．I 变小，U 变小答案 A解析 当R 4处出现火情时，R 4↓→R 总↓→I 总↑→U 外↓→U 并↓→IR 3↓→I ↑.故A 项正确．图25．如图2为测量某电源电动势和内阻时得到的UI 图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．则该电路可能为( )答案 B解析 根据UI 图象可知E ＝6 V ，r ＝0.5 Ω，A 图U 外＝4 V ，B 图中U 外＝4.8 V ，C 图中： U 外＝5.7 V ，D 图中U 外＝5.4 V.图36．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( ) A.34、14 B.13、23 C.12、12 D.23、13 答案 D解析 电源的效率η＝UI EI ×100%＝UE ×100%.a 点对应的路端电压U 为4个格，而电动势E 为6个格．因此ηa ＝23；b 点对应的路端电压为2个格，因此ηb ＝13.故D 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)图47．如图4所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( ) A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2R C ．P ＝IU D ．P ＝Wt答案 CD解析 电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI ，P ＝Wt 是普遍适用的，而A 、B 两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以A 、B 错误， C 、D 正确．图58．某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图5所示的电路，接通S 后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A 、C 两点间时，电压表读数为U ；当并联在A 、B 两点间时，电压表读数也为U ；当并联在B 、C 两点间时，电压表读数为零，故障的原因可能是( ) A ．AB 段断路 B ．BC 段断路 C ．AB 段短路 D ．BC 段短路答案 AD解析 由题意可得U AB ＝U AC ＝U ，说明由A 、B 分别至电源的线路均已接通．若BC 段完好，则AB 段断路；若BC 段短路，则AB 段可能断路，也可能完好．又由题述得U BC ＝0，因而可能AB 段断路，或BC 段短路，也有可能出现两者同时发生的情况．分析时考虑要全面，要把故障的可能原因全部找出来，不要漏掉正确选项．图69．如图6所示，已知电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R ＝2 Ω，通过小灯泡的电流为1 A ，已知小灯泡的电阻为3 Ω，小型直流电动机的线圈电阻 ＝1 Ω，则( ) A ．电动机两端的电压1 V B ．电动机两端的电压6 V C ．电动机的输入功率6 W D ．电动机的输出功率5 W 答案 BCD解析 电动机两端的电压U M ＝E －I (R ＋R L ＋r )＝12 V －1×(2＋3＋1)V ＝6 V ，故选项A 错误，选项B 正确；电动机的输入功率P ＝U M I ＝6×1 W ＝6 W ，P 出＝P －I 2r ＝6 W －1 W ＝5 W ，故选项C 、D 正确．图710．如图7所示，电源的电动势E ＝2 V ，内阻r ＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C ＝3×10－6 F ，则( )A ．开关断开时两极板间的电压43 VB ．开关断开时电容器的带电量4×10－6 CC ．开关接通时两极板间的电压43 VD ．开关接通时电容器的带电量4×10－6 C答案 CD解析 电容器两极板间的电压等于R 2两端电压，开关S 断开时，电路中的总电流I ＝ER 2＋r ＝28＋2 A ＝0.2 A ，电容器的极板电压U ＝IR 2＝0.2×8 V ＝1.6 V ，此时电容器的带电量Q ＝CU ＝3×10－6×1.6 C ＝4.8×10－6 C ，故选项A 、B 错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I ′＝E R 外＋r ＝24＋2A ＝13 A ，电容器的极板电压U ′＝I ′R 外＝13×4 V ＝43 V ，此时电容器的带电量Q ′＝CU ′＝3×10－6×43 C ＝4×10－6 C ，故选项C 、D 正确．三、实验题(本题共2小题，共15分) 11．(6分)某直流电动机M 转动时的UI 图象如图8甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R 1＝15 Ω，R 2是滑动变阻器，电流表A 是理想电流表，实验操作步骤如下：图8(1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在________端．(选填“左”或“右”) (2)先闭合开关S 1，开关S 2保持断开，此时电流表的示数为0.6 A ，则恒压电源输出电压为________ V. (3)再闭合开关S 2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8 A ，直流电动机M 实际消耗的电功率为________ W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为________．(取两位有效数值) 答案 (1)左 (2)9 (3)3.8 4.8解析 (1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动触头应在左端． (2)恒压电源输出电压U ＝I 1R 1＝0.6×15 V ＝9 V(3)通过直流电动机M 电流I 2＝I －I 1＝1.8 A －0.6 A ＝1.2 A ，根据甲图可知此时直流电动机M 的电压为U M ＝3.2 V ，U 2＝U －U M ＝9 V －3.2 V ＝5.8 V ，则直流电动机M 实际消耗的电功率为P ＝U M I 2＝3.2×1.2 W ＝3.8 W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为R ＝U 2I 2＝5.81.2Ω＝4.8 Ω.12．(9分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A ．待测电阻R x (大约100 Ω)B ．直流毫安表A 1(量程0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．直流毫安表A 2(量程0～40 mA ，内阻约40 Ω)D ．直流电压表V 1(量程0～3 V ，内阻约5 kΩ)E ．直流电压表V 2(量程0～15 V ，内阻约15 kΩ)F ．直流电源(输出电压4 V ，内阻不计)G ．滑动变阻器R (阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A) H ．开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________，直流电压表应选________．(2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些． (3)用铅笔按电路图将实物图连线．图9答案 (1)C D (2)电路图见解析 (3)实物图见解析解析 (1)由于直流电源的电动势为4 V ，待测电阻R x 阻值约100 Ω，故通过R x 的最大电流约为40 mA ，所以直流毫安表应选C ；直流电压表若选15 V 量程，则读数误差较大，故应选D.(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法； 由于R V R x ＝5 000100＝50＞R x R A ＝10040＝2.5，故电流表采用外接法．电路图如图：(3)根据电路图，实物图连线如图：四、计算题(本题共4小题，共45分)13．(10分)如图10甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器．当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图象如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求：图10(1)电源的电动势和内阻． (2)定值电阻R 2的阻值． (3)滑动变阻器的最大阻值．答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)将乙图中AB 线延长，交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处，所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝EI 短＝20 Ω.(2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应乙图中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ，得R 2＝U 2I 2＝5 Ω.(3)当P 滑到R 3的左端时，由乙图知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A ，所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω.因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3＝300 Ω.图1114．(10分)如图11所示的电路中，电源的电动势E ＝12 V ，内阻未知，R 1＝8 Ω，R 2＝1.5 Ω，L 为规格“3 V ，3 W ”的灯泡，开关S 断开时，灯泡恰好正常发光．(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求： (1)灯泡的额定电流和灯丝电阻； (2)电源的内阻；(3)开关S 闭合时，灯泡实际消耗的功率． 答案 (1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W 解析 (1)灯泡的额定电流I 0＝P 0U 0＝33A ＝1 A 灯丝电阻R L ＝U 20P 0＝323Ω＝3 Ω(2)断开S 时，灯L 正常发光，即I 1＝I 0，根据闭合电路欧姆定律E ＝I 0(R 1＋R L ＋r ) 得r ＝E I 0－(R 1＋R L )＝[121－(8＋3)]Ω＝1 Ω(3)闭合S 时，设外电路总电阻为R 外 R 外＝R L ·R 2R L ＋R 2 ＋R 1＝9 Ω干路电流为I 总＝ER 外＋r＝1.2 A灯两端的电压U L ＝I 总·R L ·R 2R L ＋R 2＝1.2 V灯的实际功率P ＝U 2LR L＝0.48 W15．(12分)在如图12甲所示的电路中，电阻R 1和R 2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Oa 、Ob 所示．电源的电动势E ＝7.0 V ，内阻忽略不计．图12(1)调节滑动变阻器R 3，使电阻R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R 1和R 2阻值为多大？R 3接入电路的阻值为多大？(2)调节滑动变阻器R 3，使R 3＝0，这时电阻R 1和R 2消耗的电功率各是多少？ 答案 (1)1 000 Ω 1 000 Ω 800 Ω (2)1.05×10－2 W 1.4×10－2 W解析 (1)R 1、R 2和R 3串联，电流相等，当电阻R 1和电阻R 2消耗的电功率相等时，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I ＝2.5 mA.这时加在电阻R 1和R 2上的电压U 1＝U 2＝2.5 V. 由欧姆定律得R 1＝R 2＝U 1I＝1 000 Ω滑动变阻器R 3两端电压为U 3＝E －U 1－U 2＝2 V 由欧姆定律得R 3＝U 3I ＝800 Ω(2)调节滑动变阻器R 3，当R 3＝0时 U 1＋U 2＝E ＝7 V又因通过电阻R 1和R 2的电流相等，从伏安特性曲线上可以看出，I ＝3.5 mA ，且U 1＝3 V ，U 2＝4 V 电阻R 1消耗的电功率为P 1＝IU 1＝1.05×10－2 W 电阻R 2消耗的电功率为P 2＝IU 2＝1.4×10－2 W16．(13分)一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗的功率为66 W ．求： (1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率；(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)11 A 2 420 W 2 420 W解析 (1)由P 入＝IU 得I ＝P 入U ＝66220 A ＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率 P 内＝I 2r ＝0.32×20 W ＝1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W 电风扇正常工作时电动机的效率 η＝P 机P 入×100%＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流 I ＝U r ＝22020 A ＝11 A 电动机消耗的电功率 P ＝IU ＝11×220 W ＝2 420 W 电动机发热功率P 热＝I 2r ＝112×20 W ＝2 420 W.章末检测 第三章(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分) 1．下面关于磁场的说法正确的是( )A ．某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致B ．某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致C ．某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向D ．在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反 答案 B2．关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是( )A．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动C．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同答案 C解析当带电粒子带负电时，在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反，当带电粒子带负电时，受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，故A错误；由U AB＝Wq知，若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，则正电荷将从低电势处向高电势处运动，故B错误；根据左手定则，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直．故C正确，D错误．所以选C.3．在雷雨天气时，空中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的S极呈顺时针排列(俯视)，则该块阴雨云可能带()A．正电荷B．负电荷C．正负电荷共存D．无法判断答案 B解析小磁针的S极顺时针排列，说明磁场方向为逆时针，由安培定则可知，电流方向为竖直向上，即该阴雨云带负电荷，故选项B正确．图14．如图1所示，当开关S闭合的时候，导线ab受力的方向应为()A．向右B．向左C．向纸外D．向纸里答案 D5．如图2所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ＜tan θ.则小球运动过程中的速度时间图象可能是()答案 C解析 带电小球套静止时受到竖直向下的重力G 、垂直斜面向上的支持力N 和沿斜面向上的摩擦力f ，小球下滑后，再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F ，沿斜面方向有：mg sin θ－μ(mg cos θ－F )＝ma ，在垂直于斜面方向有：N ＋F ＝mg cos θ，由于小球加速，据F ＝q v B ，F 增大而支持力N 减小，据f ＝μF N ，摩擦力减小，导致加速度a 增加；当速度v 1增加到某个值时，出现mg cos θ－F ＝0，有mg sin θ＝ma ，此时加速度最大；此后，F ＞mg cos θ，支持力N 反向，且速度越增加支持力N 越大，摩擦力f 也随着增加，最后出现mg sin θ＝f ，之后小球做匀速下滑；所以只有C 选项正确．图36．带电粒子以初速度v 0从a 点进入匀强磁场如图3所示，运动中经过b 点，Oa ＝Ob .若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v 0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( ) A ．v 0 B.1v 0 C ．2v 0 D.v 02答案 C解析 设Oa ＝Ob ＝d ，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d 即d ＝m v 0qB ，得B ＝m v 0qd. 如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d ＝12·qE m ·⎝⎛⎭⎫d v 02得E ＝2m v 20qd ，所以E B＝2v 0.选项C 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)7．如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )。
【精准解析】高中物理粤教版选修3-1教师用书：第1章+习题课1 电场力的性质(教师用书独具)+Word版含解析
习题课1电场力的性质(教师用书独具)[学习目标] 1.会分析两等量同种电荷和两等量异种电荷的电场分布． 2.会由粒子的运动轨迹分析带电粒子的受力方向和所在处的电场方向． 3.会解答库仑力作用下带电体的平衡问题和加速问题．等量点电荷电场的电场线比较等量异种点电荷等量同种(正)点电荷电场线图样连线上中点O 处的电场强度最小，指向负电荷一方为零连线上的电场强度大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O 点向外电场强度大小O 点最大，向外逐渐减小O 点最小，向外先变大后变小关于O 点对称的A 与A ′、B与B ′的电场强度特点等大同向等大反向【例1】如图所示，a 、b 两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q 和－Q ，c 是线段ab 的中心，d 是ac 的中点，e 是ab 的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d 、c 、e 点，它所受的电场力分别为F d 、F c 、F e ，则下列说法中正确的是()A ．F d 、F c 、F e 的方向都是水平向右B ．F d 、F c 的方向水平向右，F e 的方向竖直向上C ．F d 、F e 的方向水平向右，F c ＝0D ．F d 、F c 、F e 的大小都相等思路点拨：(1)等量异种电荷在两电荷连线上的电场方向沿连线且由正电荷指向负电荷．(2)等量异种电荷在两电荷连线的中垂线上各处电场方向均与中垂线垂直，方向指向负电荷一侧．(3)正电荷在电场中所受的电场力与该处电场方向相同．A[根据场强叠加原理，等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示，d、c、e三点场强方向都是水平向右，正点电荷在各点所受电场力方向与场强方向相同，可得到A正确，B、C错误；连线上场强由a到b先减小后增大，中垂线上由O到无穷远处逐渐减小，因此O点场强是连线上最小的(但不为0)，是中垂线上最大的，故F d>F c>F e，故D错误．][跟进训练]1.(多选)如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的中垂线上的两点，且PO＝ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放，在小球C 向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是()A．速度先增大，再减小B．速度一直增大C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大D．加速度先减小，再增大AD[在AB的中垂线上，从无穷远处到O点，电场强度先变大后变小，到O 点变为零，故正电荷受电场力沿连线的中垂线运动时，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大；由O点到无穷远处时，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性．如果P、N相距很近，加速度则先减小，再增大．]电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析带电粒子只在静电力作用下做曲线运动时，若已知粒子的运动轨迹，可先根据曲线运动轨迹形状与合力方向的关系，确定静电力的方向，然后可进一步：(1)判断电场方向或粒子带电性质：若粒子带正电，粒子所受静电力方向与电场方向相同；若粒子带负电，粒子所受静电力方向与电场方向相反．(2)判断静电力做功情况：静电力方向与运动方向成锐角时，静电力做正功；静电力方向与运动方向成钝角时，静电力做负功．(3)判断粒子动能变化情况：若静电力做正功，则粒子动能增加；若静电力做负功，则粒子动能减小．【例2】如图所示，实线为电场线(方向未画出)，虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一条抛物线．下列判断正确的是()A．电场线MN的方向一定是由N指向MB．带电粒子由a运动到b的过程中速度一定逐渐减小C．带电粒子在a点的速度一定小于在b点的速度D．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度C[由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子所受电场力一定是由M指向N，但是由于粒子的电荷性质不清楚，所以电场线的方向无法确定，故A错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力与速度成锐角，粒子做加速运动，速度增大，故B错误，C正确；b点的电场线比a点的密，所以带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，故D错误，故选C.](1)合力方向与速度方向：合力指向轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向．(2)分析方法：由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向；由电场力和电场线的方向可判断电荷的正负；由电场线的疏密程度可确定电场力的大小，再根据牛顿第二定律F ＝ma 可判断电荷加速度的大小．[跟进训练]2.如图所示，平行的实线表示电场线，虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹，下列判断正确的是()A ．场强方向一定是向右B ．该离子一定是负离子C ．该离子一定是由a 向b 运动D ．场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定，但是离子在a 点的动能一定小于在b 点的动能D [因为不知离子是向哪个方向运动的，可以假设其由b 向a 运动，由离子的运动轨迹可以判定出，离子只能受到向左的电场力，所以由b 向a 一定是减速运动的(同理，也可假设离子由a 向b 运动，此时根据轨迹可判定出电场力同样向左，离子加速运动)，所以该离子在a 点的动能一定小于在b 点的动能；由于电场线方向、离子的电性都是未知的，所以A 、B 、C 均不正确．]电场力与牛顿第二定律的综合【例3】如图所示，光滑斜面倾角为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，电场强度变为原来的12，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10m/s 2)求：(1)原来的电场强度；(2)小物块运动的加速度；(3)小物块2s 末的速度和2s 内的位移．[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 ＝mg tan 37°q ＝3mg 4q .(2)当场强变为原来的12时，小物块受到的合外力F 合＝mg sin 37°－12qE cos 37°＝0.3mg ，又F 合＝ma ，所以a ＝3m/s 2，方向沿斜面向下．(3)由运动学公式v ＝at ＝3×2m/s ＝6m/s ，x ＝12at 2＝12×3×22m ＝6m.[答案](1)3mg 4q (2)3m/s 2，方向沿斜面向下(3)6m/s 6m解决电场强度与力学知识的综合问题的一般思路(1)明确研究对象．(多为一个带电体，也可取几个带电体组成的系统)(2)分析研究对象所受的全部外力，包括电场力．(3)由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解即可，对于涉及能量的问题，一般用动能定理或能量守恒定律列方程求解．[跟进训练]3．如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球，它们的质量都为m ，彼此间距离均为r ，A 、B 带正电，电荷量均为q .现对C 施加一个水平力F 的同时放开三个小球．三个小球在运动过程中保持间距r 不变(三个小球均可视为点电荷)，求：(1)C 球的电性和电荷量大小．(2)水平力F 的大小．[解析](1)A 球受到B 球沿BA 方向的库仑斥力和C 球的库仑力作用后，产生水平向右的加速度，所以C 球对A 球的库仑力为引力，C 球带负电，设为Q .对A 球，它在AB 方向上合力为零，即：k q 2r 2＝k qQ r2·sin 30°，所以Q ＝2q .(2)对A 球，根据牛顿第二定律，k qQ r 2·cos 30°＝ma ，F ＝3ma ，故F ＝33kq 2r 2.[答案](1)负电2q (2)33kq 2r 21.(多选)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 ．粒子带正电荷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BCD [由带电粒子所受合外力(即电场力)指向轨迹内侧，知电场力方向向左，粒子带负电荷，故A项错误．根据E A>E B，知B项正确．粒子从A到B受到的电场力为阻力，C项正确．由图可知，粒子从A点运动到B点，速度逐渐减小，故粒子在A点速度不为零，D正确．]2．(多选)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的是()甲乙丙丁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ABC[甲图中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相等，选项A正确；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等，选项B正确；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，电场强度大小相等，选项C正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，选项D错误．]3．如图所示，一带电荷量为q＝－5×10－3C，质量为m＝0.1kg的小物块处于一倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰好处于静止状态．(g取10m/s2)求：(1)电场强度多大？(2)若从某时刻开始，电场强度减小为原来的12，物块下滑距离L ＝1.5m 时的速度大小为多少？[解析](1)小物块受力如图，由受力平衡得：qE －F N sin θ＝0①mg －F N cos θ＝0②由①②得E ＝mg tan θq ，代入数据得E ＝150N/C.(2)由牛顿第二定律得：mg sin θ－qE 2cos θ＝ma ③v 2＝2aL ④由③④得v ＝gL sin θ代入数据得速度大小为v ＝3m/s.[答案](1)150N/C (2)3m/s。
人教版高中物理选修3-1同步练测：第一章第一节电荷及其守恒定律
（精心整理，诚意制作）第一节电荷及其守恒定律建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.下列说法正确的是（）A．电荷量很小的点电荷称为元电荷B．电荷量e=1.6×10-19 C称为元电荷C．元电荷也可作为电荷量的单位D．物体所带的电荷量只能是元电荷e的整数倍2.关于物体带的电荷量，以下说法中不正确的是（）A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．物体所带的电荷量只能是某些特定值C．物体带电荷＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C3.甲物体与乙物体相互摩擦，没有其他物体参与电荷的交换，发现甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷.以下结论正确的是（）A．甲物体失去了6×103个电子B．乙物体失去了6×103个电子C．乙物体带9.6×10-16 C的负电荷D．乙物体带9.6×10-16 C的正电荷4.把一个带电棒移近一个带正电的验电器，金箔先闭合而后又张开，说明棒上带的是（）A．正电荷B．负电荷C．可以是正电荷，也可以是负电荷D．带电棒上先带正电荷，后带负电荷5.有一质量较小的小球A，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们先相互吸引，接触后又互相排斥.则以下判断正确的是（）A．接触前，A、B一定带异种电荷B．接触前，A、B可能带异种电荷C．接触前，A球一定不带任何净电荷D．接触后，A球一定带负电荷6.把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况不可能是（）A．其中一个带电，一个不带电B．两个小球原来带等量异种电荷C．两个小球原来带同种电荷D．两个小球原来带不等量异种电荷7.关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（）A．摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B．摩擦起电是用摩擦的方法将一个物体中的电子转移到另一个物体上C．通过摩擦起电，两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D．通过摩擦起电，两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷8.如图1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．金属球一定不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电图19．A、B两个点电荷间距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将（）A．可能变大B．可能变小C．一定不变 D．不能确定10.如图2所示，当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上的电荷移动情况是（）图2A．枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动B．枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动C．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动二、填空题（本题共2小题，每小题8分，共16分.请将正确的答案填到横线上）11.把自来水调成一股细流，将与毛皮摩擦过的橡胶棒接近此细流，会发现细流被橡胶棒___________(填“不动”“排斥”或“吸引”)，细流靠近橡胶棒一侧带_________电．12.如图3所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上．若先将C移走，再把A、B分开，则A________电，B________电．若先将A、B分开，再移走C，则A________电，B_______电．三、计算题（本题共3小题，共44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，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.（14分）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Q1=6.4×10−9C,Q2=−3.2×10−9C,让两绝缘金属小球接触，在接触的过程中，电子如何转移并转移了多少？14.（15分）有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球带的电荷量分别是少？第一节电荷及其守恒定律参考答案一、选择题1.BD 解析：元电荷是最小的电荷单位，即没有比e＝1.6×10-19 C再小的电荷量了.不能说电荷量很小的点电荷称为元电荷，因此选项Ａ错误，选项Ｂ正确.电荷量的单位只能是库伦，因此选项Ｃ错误.物体所带的电荷量只能是元电荷e的整数倍，选项Ｄ正确.2.A解析：物体所带的电荷量最小值是e＝1.6×10-19 C而且只能是它的倍数，选项A错误，选项B正确，选项D正确。
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()。
高中物理选修3-1(人教版)练习：第一章 第1节 电荷及其守恒定律 含答案
1电荷及其守恒定律A级抓基础1．有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们都相互吸引，如图所示．那么，下面的说法正确的是( )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答案：D2.如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是( )A．两片金属箔片上带异种电荷B．两片金属箔片上均带负电荷C．箔片上有电子转移到玻璃棒上D．将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起解析：自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，即缺少电子，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片带同种电荷，且为正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器B．质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，中子是由一个u夸克和两个d夸克组成C．质子是由一个u夸克和一个d夸克组成，中子是由两个u夸克和两个d夸克组成D．质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，中子是由两个u夸克和两个d夸克组成解析：根据质子所带电荷量为e，2×e－e＝e，所以质子是由两个u夸克和一个d夸克组成；中子不显电性，e－2×e＝0，所以中子是由一个u夸克和两个d夸克组成，故选项B正确．答案：B8．如图是伏打起电盘示意图，其起电方式是( )A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是解析：导电平板靠近带电绝缘板并接地时，导体与大地连通，异种电荷互相吸引，绝缘板带正电，则会吸引大地的电子到导电平板上，从而使导电平板带上负电荷，故选项B正确．答案：B9．(多选)如图所示，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( )。
第一学期高二物理人教版选修3-1第1章静电场同步综合练习含答案解析
【最新】度第一学期高二物理人教版选修3-1第1章静电场同步综合练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．关于场强的三个公式:①；②；③的适用范围,下列说法中正确的是（）A．三个公式都只能在真空中适用B．公式②只能在真空中适用，公式①和③在真空中和介质中都适用C．公式②和③只能在真空中适用，公式①在真空中和介质中都适用D．公式①适用于任何电场，公式②只适用于点电荷的电场，公式③只适用于匀强电场2．设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动（）A．匀强电场B．正点电荷产生的电场C．负点电荷产生的电场D．以上都不可能3．如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应( )A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点4．A、B两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，它们相距为d，同时由静止释放，在它们距离到2d时，A的加速度为a，速度为v，则（）A．此时B的加速度为a/4 B．此过程中电势能减小5mv2/8C．此过程中电势能减小mv2/4 D．此时B的速度为v/25．如图所示，A、B两点各放有电量为＋Q和＋2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC＝CD＝DB，将一正电荷从C点沿直线移到D点,则A．电场力一直做正功B．电场力一直做负功C．电场力先做正功再做负功D．电场力先做负功再做正功6．某电解电容器上标有“25V、470μF”的字样，对此，下列说法正确的是（）A．此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作．B．此电容器在交流电压的有效值为25V及以下也能正常工作．C．当工作电压是25V时，电容才是470μF．D．这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性．7．某研究性学习小组学习电学知识后进行对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用8．如图所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一质量为m、带电荷量为-q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷，杆上a、b两点到+Q的距离相等.Oa 之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过a点的速率为.则下列说法正确的是（）A．小环通过b点的速率为B．小环从O到b，电场力做的功可能为零C．小环在Oa之间的速度是先增大后减小D．小环在ab之间的速度是先减小后增大二、填空题9．真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为﹣1.0×10﹣8C和+3.0×10﹣8C，相距r时，相互作用为0.30N，现将两球相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为N．10．如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球从距地面为h处，以初速度v0水平抛出，在小球运动的区域里，加有与小球初速度方向相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好竖直向下，小球飞行的水平距离为L，小球落地时动能E K= ，电场强度E= ．11．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从极板左侧中央以相同的水平速度v先后垂直地射入匀强电场中．分别落在正极板的a、b、c处，粒子所受重力不能忽略，则可知粒子a、b、c三个粒子在电场中的加速度有a a _____a b _____a c （填“”、“”或“”），c粒子__________电（填“带正电”、“带负电” 或“不带电”）三、解答题12．一个带正电的微粒，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°，已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg，电荷量q=1.0×10-10C．A、B相距L=20cm（g=10m/s2）（1）微粒在电场中做什么运动；（2）求电场强度的大小和方向；（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒进入电场时的最小速度是多大。
人教版高二物理选修3-1第一章 静电场同步习题及答案
2020—2021人教高中物理选修3—1第一章静电场同步习题及答案人教选修3—1第一章静电场1、(多选)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．带有不等量异种电荷C．带有等量同种电荷D．一个带电，另一个不带电2、(双选)如图所示，把架在绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C 附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷，关于使导体带电的以下说法中正确的是()A.如果让手摸一下导体的B端，B端负电荷将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体将带正电B．如果让手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电C．如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不带电D．无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电3、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形边长为1 cm，B、C电荷量为q B＝q C＝1×10－6 C，A电荷量为q A＝－2×10－6 C，A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为()A．180 N，沿AB方向B．180 3 N，沿AC方向C．180 N，沿∠BAC的角平分线D．180 3 N，沿∠BAC的角平分线4、如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()A.先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右5、(双选)下列关于电势高低的判断，正确的是()A．负电荷从A移到B时，静电力做正功，A点的电势一定较高B．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C．正电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低D．正电荷只在静电力作用下由静止开始从A移到B，A点的电势一定较高6、(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7、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。
人教高中物理选修31同步作业：第1章 静电场 第节 含解析
第一章第7节考点对应题号1.静电平衡的理解及应用3、4、5、7、8、9、112.静电屏蔽的理解及应用1、6、10、123.尖端放电 21．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是()A．铜丝纺织的衣服不易拉破B．电工被铜丝的衣服所包裹，使体内电势为零C．电工被铜丝的衣服所包裹，使体内电场强度为零D．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用C解析电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，这样可以起静电屏蔽作用，使处于高压工作的中电工处于电场为零的工作环境中，并不是不易拉破或是电阻小起保护作用，选项C正确，A、D错误；人体中的电场为零，但不表示电势为零，选项B错误．2．(多选)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要安全BD解析电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，选项A错误；因为塑料和油容易摩擦起电，产生的静电荷不易导走，形成静电积累，会造成爆炸和火灾事故，选项B正确；小鸟的两爪之间的距离很小，故小鸟的两爪之间的电压也很小，故不会对小鸟造成危害，选项C错误；一辆金属车身的汽车是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，选项D正确．3．如图所示，把带正电的金属球A支于绝缘支座上，其附近另有一绝缘支座上放有一个不带电的导体B.设无穷远处的电势为零，由于静电感应，导体B上的自由电子将重新分布，则达到静电平衡后，导体B上各点的电势情况是()A．各点电势都等于零B．各点电势都高于零C．各点电势都低于零D．其左端电势低于零，右端电势高于零B解析把一个在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带正电的导体A附近，达到静电平衡后，枕形导体是个等势体，带正电的导体产生的是发散的电场，产生的电场的电场线如图所示，由于沿着电场线电势降低，以无穷远处的电势为零，那么电场中的所有电势都是正值，选项A、C、D错误，B正确．4．如图所示，在两组静电实验中，A组实验中能使左边的验电器的箔片张开，但是B 组实验中未能使左边的验电器的箔片张开，通过现象对比得到处于静电平衡的导体的特点是()A．导体内部场强处处为零B．整个导体是个等势体C．在导体外表面，越尖锐的位置，电荷密度越大D．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面D解析本实验得到处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，故选项D正确．5．如图所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法正确的是()A．Q在导体P左侧时，导体P的a端带正电荷，b端不带电荷B．Q在导体P左侧时，导体P的a端不带电荷，b端带负电荷C．Q在导体P右侧时，导体P的a端带正电荷，b端带负电荷D．Q在导体P右侧时，导体P的a端带负电荷，b端带正电荷A解析Q在导体左侧时，金属导体P接地时与大地组成一个新的导体，a为新导体的靠近Q的一端，而大地是远离Q的一端，由于静电感应的作用，靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷，即带上正电荷，接地的过程应是b端感应出来的负电荷被导到大地上，所以b端不带电，选项A正确，B错误；同理分析Q在右侧时，导体P的b端带正电荷，a端不带电，选项C、D错误．6．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则()A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E cC解析金属球发生静电感应现象，静电平衡后，金属球内各处的场强为零，它是MN上的电荷产生的场强跟球上感应电荷产生的场强的矢量和，感应电荷在a、b、c三点产生的场强大小等于带电体MN在a、b、c三点产生的场强，二者方向相反，a、b、c三点中，c点离MN最近，a点离MN最远，在MN产生的电场中c点场强最大，a点场强最小，感应电荷在c点的场强也最大，选项C正确．7．(多选)如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则()A．球壳内壁带负电B．球壳外壁带正电C．球壳外壁不带电D．若将接地线去掉再移出正电荷，壳外壁带负电ACD解析球壳内正电荷产生电场，使球壳处于静电平衡状态，在球壳的内表面出现等量异种电荷，球壳的外表面出现等量同种电荷，当球壳接地时，不论内表面接地还是球壳外表面接地，待稳定后球壳的电势必定为零，球壳的内表面仍带异种电荷，球壳的外表面无感应电荷，球壳外也没有静电场，这就是接地导体球壳的静电屏蔽作用，故选项A、C正确，B错误．若将接地线断开再移去球壳内正电荷时，球壳内表面的负电荷就会分布到球壳的外表面上，内壁不再带电，故选项D正确．8．(多选)如图所示，当在真空中把一导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法正确的是()A．B端的感应电荷越来越多B．导体内部场强越来越大C．导体上的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D．导体上的感应电荷在M、N两点产生的场强相等AC解析导体AB缓慢移动，导体AB内部可以认为始终处于静电平衡状态，导体内部场强始终为零，选项B错误；由于AB距P越来越近，A、B两端积累的电荷会越来越多，选项A正确；M点距小球P的距离比N点要近，带负电小球P在M点产生的场强大于在N 点产生的场强，而导体内部的合场强处处为零，那么导体上的感应电荷在M点产生的场强就大于在N点产生的场强，选项C正确，D错误．[能力提升]9．(多选)如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板左侧外表面上的一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点产生的场强方向判断正确的是()A．感应电荷在A点产生的场强沿E1方向B．感应电荷在A点产生的场强沿E2方向C．感应电荷在B点产生的场强可能沿E3方向D．感应电荷在B点产生的场强可能沿E4方向BC解析金属板内部场强为零，点电荷在A点产生的场强方向为E1，感应电荷产生的场强为E2，二者叠加后才能为零，故选项A错误，B正确．B点为金属板左侧外表面上的一点，B点的合场强方向应垂直金属板表面向左，而点电荷引起的分场强指向负电荷，将合场强分解，一个方向指向负电荷，一个方向可能为题目所给的E3方向，故选项C正确，D错误．10．(多选)如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是()A．导体腔内任意点的电场强度B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量ABD解析静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，且内表面不带电，选项A、D正确；由于导体接地，故整个导体的电势为零，选项B正确；导体外表面受带电体Q的影响，靠近Q的一端带负电荷，故所带电荷量不为零，选项C错误．11．如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时：(1)比较A端和B端电势的高低；(2)比较A点和B点场强大小；(3)比较A、B端外表面场强大小；(4)若A端接地，AB导体带什么电荷？(5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷会中和吗？解析(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，φA＝φB.(2)A点和B点场强均为零，E A＝E B＝0.(3)利用电场线分布可知A端分布密，E′A>E′B.(4)导体AB处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从导体AB流向大地，导体AB带正电，与A、B哪端接地无关．(5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和．答案见解析12．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们之间的距离为L，如果在两个点电荷连线的中点O处有一个半径为r(2r<L)的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处产生的场强大小为多少？方向如何？解析 两个点电荷和金属球上的感应电荷在O 点处产生的场强的矢量和为零，故球壳上的感应电荷在O 点处的场强与两点电荷在O 点产生的合场强大小相等、方向相反．E ＝kQ ⎝⎛⎭⎫L 22＋k ·2Q ⎝⎛⎭⎫L 22＝12kQ L 2，方向沿AB 连线指向B . 答案 12kQL 2沿AB 连线指向B。
高中物理选修3-1_第1章电场_全套同步练习
第1章静电场第01节 电荷及其守恒定律［知能准备］1 .自然界中存在两种电荷，即 ___________ 电荷和 __________ 电荷.2. 物体的带电方式有三种：（1 ）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 _________ 电，获得电子的带 电.（2） 感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体 相 ______ 的电荷，而另一端带上与带电体相 __________ 的电荷.（3） 接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 _____________ 转移到 不带电的物体上.完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带 异种电荷的先中和后平均分配； 原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上.3. _____________________________ 电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ________ .4. 元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量 e =1.60 W -19C. 实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量 e,或者是电荷量e 的整数倍.因此， 电荷量e 称为元电荷.电荷量 e 的数值最早由美国科学家 ___________________ 用实验测得的. 5 .比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值-.电子的比荷为 m［同步导学］1. 物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷.2. 在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变.例1关于物体的带 电荷量，以下说法中正确的是（ ）A .物体所带的电荷量可以为任意实数B .物体所带的电荷量只能是某些特定值C .物体带电+ 1.60 X 0-9C ，这是因为该物体失去了 1.0 1010个电子D .物体带电荷量的最小值为 1.6 10-19C解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为故A 错，B 、C 、D 正确.如图1— 1 — 1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，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 （ ） em e11 =1.76 10 C/kg .A .先把两球分开，再移走棒e的整数倍,B •先移走棒，再把两球分开C •先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D .棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲 球左侧感应出正电荷，乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上 分别带上等量的异种电荷，故 A 正确；如果先移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故 B 错；如果先将棒接触一下其中的一球, 则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故 两导体球带电，而使棒的带电荷量保持不变，故3. 中性”和中和”的区别中性”和 中和”反映的是两个完全不同的概念和负电荷在数量上相等，对外不显示电性，表现不带电的状态.可见，任何不带电的物体，实际上其中都有等量的异种电荷. 中和”是两个带等量（或不等量）的异 种电荷的带电体相接触时， 由于正、负电荷间的吸引作用， 电荷发生转移、抵消（或 部分抵消），最后都达到中性（或单一的正、负电性）状态的一个过程.［同步检测］1、一切静电现象都是由于物体上的 _______________ 引起的，人在地毯上行走时会带上 电，梳头时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由_____________ 引起的•2.用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因 为 （ ） A. 被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B. 被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C. 被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体3 .如图1 — 1 — 2所示，在带电+Q 的带电体 附近有两个相互接触的金属导体 A 和B , 均放在绝缘支座上•若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A ________________ 电，B ______ 电; 若先将A 、B 分开，再移走+Q ,贝U A ________ 电，B _______ 电.4.同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量的趋势，异种电荷相互吸引，而且在引力作用下有尽量 _________________ 的趋势. C 正确.可以采用感应起电的方法使 D 错误. 中性”是指原子或物体所带的正电5. —个带正电的验电器如图 1 — 1 —3所示，当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则（）A .金属球A可能不带电B .金属球A 一定带正电图1— 1 —2 图1 —■C .金属球A可能带负电D .金属球A 一定带负电6. 用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（）A .验电器所带电荷量部分被中和B .验电器所带电荷量部分跑掉了C .验电器一定带正电D .验电器一定带负电7. 以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A. 摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B. 摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C. 摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D. 不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移&现有一个带负电的电荷A，和一个能拆分的导体B，没有其他的导体可供利用，你如何能使导体B带上正电？9. 带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的-19 -19 -18 -17A. 2.4 W CB.-6.4 10 CC.-1.6 W CD.4.0 W C_ 510. 有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0 10- C的正电荷，小球B、C不带电.现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A 接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A= ____________ , q B= ______________ , q c= ____________ .［综合评价］1. 对于摩擦起电现象，下列说法中正确的是A. 摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B. 摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C. 通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D. 通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷2 .如图1 —1 —4所示，当将带正电的球C移近不带电的枕形绝缘金属导体AB时，枕形导体上的电荷移动情况是A. 枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动CB. 枕形金属导体中的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动+ ■_AC. 枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动+D. 枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动图1 —1 —43. 关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是A. 摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B. 摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体c•摩擦起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分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4. 如图1 —1 —5所示，用带正电的绝缘棒A去靠近原来不带电的验电器B,B的金属箔片张开，这时金属箔片带电；若在带电棒离开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A，这时B的金属箔片也能张开，它带电. 图5. 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的近旁有一底座绝缘金属球b,开始时a、b都不带电，如图1 — 1 — 6 所示，现使b带电，则：A. ab之间不发生相互作用B. b将吸引a,吸在一起不放开C. b立即把a排斥开D. b先吸引a,接触后又把a排斥开图1 —1 —66. 5个元电荷的电荷量是_________________ C, 16C电荷量等于 ________________ 个元电荷的电荷量.7. 有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B,分别带有电荷量Q A = 6.4 X10-9C,Q B_Q=£.2 X|0 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多少库仑？此后，小球A、B各带电多少库仑？&有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有3X10-3C的正电荷，小球B带有-2 X10-3C的负电荷，小球C不带电.先将小球C与小球A接触后分开，再将小球B与小球C接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？第一章静电场第一节电荷及其守恒定律［知能准备］答案：1.正负2. （1）正负（2）异同（3）一部分电荷 3.创造消失保持不变［同步检测］答案：1•带电摩擦 2.AD 3.不带不带负正 4 .远离靠近5. AC6.C7.D8.电荷A 靠近导体B 时，把B 先拆分开后把电荷 A 移走，导体B同步导学第1章静电场第02节库仑定律［知能准备］1 •点电荷：无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫 ___________ •它是一个理想化的 模型.2 •库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的成正比，跟它们的距离的 ____________ 成反比，作用力的方向在它们的 _____________ •q 1q 23.库仑定律的表达式： F = k^2-；r其中q 1、q 2表示两个点电荷的 电荷量，r 表示它们的距离，k 为比例系数，也叫静 电力常量， 9 2 2 k = 9.0 X 0 N m /C .［同步导学］1 •点电荷是一个理想化的模型•实际问题中，只有当带电体间的距离远大于它们自 身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体 方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷，取决于自身的几何形状与带电体 之间的距离的比较，与带电体的大小无关.2. 库仑定律的适用范围：真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用， 也可适用于两个均匀带电的介质球，不能用于不能视为点电荷的两个导体球.例1半径为r 的两个相同金属球，两球心相距为L (L =3r)，它们所带电荷量的绝对 值均为q ，则它们之间相互作用的静电力F 2 2A .带同种电荷时,F V k 斗B .带异种电荷时，F > k ^2L 2 L 2 9.A 10. 5 X10-6C 6 6 7.5 X 0- C 7.5 X 0- C［综合评价］答案： 1.BC 2.B 3.B 4.正 负 -19 5.D 6. 8M0 C -9 8X10 C (2) 1.6 1X 9C -9 1.6 X 0 C 8. 1.5 -3 1X C -4 25 10 C 25 -4 10 C 靠近电荷A 的一端带正电 20 10 7.(1) 4.2C .不论带何种电荷,F = k q 2D .以上各项均不正确L 2 解析：应用库仑定律解题时，首先要明确其条件和各物理量之间的关系.当两带电金属球靠得较近时，由于同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，两球所带电荷的 中 心”偏离球心，在计算其静电力F 时，就不能用两 球心间的距离L 来计算.若两球带同种电荷，两球带电中心”之间的距离大于 L , 如图1— 2— 1 (a )所示，图 1 — 2 — 11— 2—22则F ＜咔，故A 选项是对的，同理B 选项也是正确的.3•库仑力是矢量•在利用库仑定律进行计算时，常先用电荷量的绝对值代入公式进 行计算，求得库仑力的大小；然后根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来确定库仑力 的方向.4•系统中有多个点电荷时，任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多 个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力，然后再用力的平 行四边形定则求其矢量和.例2如图1 — 2— 2所示，三个完全相同的金属球 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有向线段中的一条来表示，它应是A . F 1B . F 2C . F 3D . F 4解析：根据 同电相斥、异电相吸”的规律，确定电荷 c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量，因为 F b 大于F a , F b 与F a 的合力只能是F 2，故选项B 正确.例2两个大小相同的小球带有同种电荷 (可看作点电荷)，质量分别为m 1和m 2 ,带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅a Q" O b垂线方向成夹角 01和02 ,且两球同处一水平线上，如图1— 2—3所示，若01 = 02,则下述结论正确的是A. q i 一定等于q 2B. 一定满足 q i / m i = q 2 / m 2C. m 1 一定等于m 2D. 必须同时满足 q 1 = q 2, m 1 = m 2 解析：两小球处于静止状态，故可用平衡条件去分析.小球 三个力作用，建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图 解由平衡条件得： F 1 cos t -mg =0所以tg^ =竺警.同理，对m 2分析得：tge 二地务 ugr m^gr 1— 2 — 4因为齐-6，所以tg 十=tgr 2，所以rni j = m 2.可见，只要m^ m 2，不管q 1、 q 2如何，齐都等于所以，正确答案是 C.讨论：如果 m^ m 2,哥与v 2的关系怎样？如果 m^ m 2,宀与二2的关系又怎 样？（两球仍处同一水平线上）因为tg 弓二也警.tgi 二上^警.不管q 1 72大小如何，两式中的kq 1爭是 mgrm 2gr gr相等的.所以 m^ m 2 时，^v 7^, m 1 < m 2 时，齐〉7^.5. 库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库仑力毕竟也是一种力，同样 遵从力的合成和分解法则，遵从牛顿定律等力学基本规律.动能定理，动量守恒定 律，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一样使用•这就是：电学问题，力 学方法. m 1 受到 F 1、F 、m 1 g 1 — 2—4所示，此时只需分图例3 a 、b 两个点电荷，相距 40cm ,电荷量分别为q 1和q 2，且q 1 = 9 q 2，都是正电荷；现引入点电荷 c ,这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态•试问：点电荷 c 的性质是什么？电荷量多大？它放在什么地方？解析：点电荷c 应为负电荷，否则三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡. 由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用， 三个点电荷只有处在同一条直线上，且c 在a 、b 之间才有可能都平衡.设c 与a 相距x ,贝U c 、b 相距(0.4 — x)，如点电荷c 的电荷量为q 3，根据二力 平衡原理可列平衡方程：a 平衡：k q i q | = k q i q 3b 平衡：k 业二k 嘶3 2 •c 平衡：0.42 x 20.42 (0.4 -x)2 q 2q 32(0.4 -x)显见，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的解： x = 30cm 所以 c 在a 、b 连线上，与a 相距30cm ，与b 相距10cm .911 1、卄 、卄q 3 = q 2q 1，即 q 1 :q 2：q 3=1： : (q 1' q 2 为正电荷，q 3为负电荷)1616 9 16例4有三个完全相同的金属球 A 、B 、C , A 带电荷量7Q , B 带电荷量-Q , C 不 带电.将A 、B 固定，然后让 C 反复与A 、B 接触，最后移走 C 球.问A 、B 间的 相互作用力变为原来的多少倍 ？解析：C 球反复与 A 、B 球接触，最后三个球带相同的电荷量，其电荷量为Q'=7Q g = 2Q .3Q 1Q 2 7Q Q 2 2A 、B 球间原先的相互作用力大小为F = k 一厂=k 2 7kQ / r .22 2 2A 、B 球间最后的相互作用力大小为F ' =kQQ‘2/r =k 2Q 2Q/r = 4kQ /r即 F '= 4F / 7.所以：A 、B 间的相互作用力变为原来的4/7.点评： 此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容.利用库仑 定律讨论电荷间的相互作用力时，通常不带电荷的正、负号，力的方向根据 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”来判断.qg 3T~ xr r如图1— 2— 5所示.在光滑绝缘的水平面上的 A 、B 两点分别放置质量为 m 和2m的两个点电荷 Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放，已知刚释放时 Q A 的加速度为a .经过一段时间后(两电荷未相遇)，Q B 的加速度也解析：题目虽未说明电荷的电性，但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律)•两点电荷的运动是变加速运动 (加速度增大)•对Q A 和Q B 构 成的系统来说，库仑力是内力，系统水平方向动量是守恒的. (1)刚释放时它们之间的作用力大小为 F j ，则：F 1 = ma .当Q B 的加速度为a时，作用力大小为F 2，^ U ： F 2 = 2 m a .此时Q A 的加速度a = -F ^^2a.方m m向与a 相同.设此时Q A 的速度大小为v A ，根据动量守恒定律有： m v A =2 m v ，解得v A = 2 v ,方向与v 相反. 1 2 1 2 2(2)系统增加的动能E k = E kA + E k B = — mv A H ■一 代 2mv = 3m v2 26.库仑定律表明，库仑力与距离是平方反比 定律，这与万有引力定律十分相似，目 前尚不清楚两者是否存在内在联系，但利用这一相似性，借助于类比方法，人们完 成了许多问题的求解.［同步检测］1. 下列哪些带电体可视为点电荷A •电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B .在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷 C. 带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷为a ，且此时Q B 的速度大小为v ，问： (1) 此时Q A 的速度和加速度各多大 ？(2) 这段时间 内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能?2m图 13— 1 — 5D. 带电的金属球一定不能视为点电荷2. 对于库仑定律，下面说法正确的是q 1q 2A •凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F= k 罟；rB .两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律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 •当两个半径为r 的带电金属球心相距为 4r 时，对于它们之间相互作用的静电力 大小，只取决于它们各自所带的电荷量 3.两个点电荷相距为 d ,相互作用力大小为 F ,保持两点电荷的电荷量不变，改变 它们之间的距离，使之相互作用力大小为 4F ,则两点之间的距离应是 A . 4dB . 2dC . d/2D . d/44•两个直径为d 的带正电的小球，当它们相距 100 d 时作用力为F ,则当它们相距为d 时的作用力为（ ）A . F /100B . 10000FC . 100FD .以上结论都不对5.两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，若同时释放两 球，它们的加速度之比将6.两个放在绝缘架上的相同金属球相距 d ,球的半径比 d 小得多，分别带 q 和3q 的电荷量，相互作用的斥力为 3F .现将这两个金属球接触， 然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为 A. OB . FC . 3FD . 4F7.如图1— 2— 6所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和B 互相排斥， 静止时两球位于同一水平面上， 绝缘细线与竖直方向的夹角分别为a 和B 卢，且a <3,由此可知A .B 球带电荷量较多 B . B 球质量较大C . A 球带电荷量较多D .两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为a 、’ 3,'则仍有a ' <3，8.两个质量相等的小球，带电荷量分别为 q 1和q 2，用长均为L的两根细线，悬挂在同一点上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°则小球的质量 为 ____________________ .A .保持不变B .先增大后减小C .增大D .减小 AA 和B ，分别带有电荷量 q A = - 7X10"c 和q B =_62 X10 N .在绝缘条件下让它们相接触，然后把它9.两个形状完全相同的金属球_83X10 C ,它们之间的吸引力为们又放回原处，则此时它们之间的静电力是 __________________ （填 排斥力”或 吸引 力”）大小是 ______________________ •（小球的大小可忽略不计）10.如图1 — 2 — 7所示，A 、B 是带等量同种电荷的小球， A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时，恰与 A 等高，若B 的质量为30 ,3 g ，则B 带电荷量是多少？（g 取10 m /s 2）图 1— 2 — 71 •两个带有等量电荷的铜球，相距较近且位置保持不变，设它们带同种电荷时的静 电力为F 1，它们带异种电荷时（电荷量绝对值相同）的静电力为F 2，则F 1和F 2的大 小关系为：比较2.如图1— 2 — 8所示，在A 点固定一个正点电荷，在 B 点固定一负点电荷，当在C 点处放上第三个电荷 q 时，电荷q 受的合力为F ,若将电荷q 向B 移近一些，则 它所受合力将A.增大 D .减少C .不变D .增大、减小均有可能.ARCah®■-- 些• -- —V图 1 — 2 — 8图 1 — 2 — 9 3.真空中两个点电荷， 电何量分别为q 1 = 8X10 C 和q 2 —18X 10 C ,两者固疋于相距20cm 的a 、 b 两点上，如图 1 — 2— 9所示.有一个点电荷放在 a 、b 连线（或延长线）上某点，恰好能静止，则这点的位置是A . a 点左侧40cm 处B . a 点右侧8cm 处C . b 点右侧20cm 处D .以上都不对.4. 如图所示，+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷，Q 2=4Q 1.现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么0 ©） ■; •A.Q 3应为负电荷，放在 Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷，放在 Q 2的右边A . F 1= F 2 C . F 1 < F 2 D •无法C.Q 3应为正电荷，放在 Q i 的左边 D 、Q 3应为正电荷，放在 Q 2的右边.5.如图1 — 2—10所示，两个可看作点电荷的小球带同种电，电荷量分别为q i 和q 2，质量分别为m 1和m 2，当两球处于同一水平面时，a >,则造成a >的可能原因是：C q 1 >q 2A B‘9丿丿八丿9■/图 1— 2 —126. 如图1 — 2 —11所示，A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动.已知 m A — 2m B , v A = 2V o , V B = V 。
高中物理,选修3---1,全册新课教学,课时同步强化训练汇总,(附参考答案)
高中物理选修3----1全册新课教学课时同步强化训练汇总（附详细参考答案）一、第一章《静电场》1.《电荷及其守恒定律》2.《库仑定律》3.《电场强度》4.《电势能和电势》5.《电势差》6.《电势差与电场强度的关系》7.《静电现象的应用》8.《电容器的电容》9.《带电粒子在电场中的运动》10、★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（一）11、★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（二）二、第二章《恒定电流》1.《电源和电流》2.《电动势》3.《欧姆定律》4.《串联电路和并联电路》5.《焦耳定律》6.《导体的电阻》7.《闭合电路的欧姆定律》8.《多用电表的原理》9.《实验：练习使用多用电表》10.《实验：测定电池的电动势和内阻》11.《简单的逻辑电路》12、★★选修3--1第二章《恒定电流》单元质量检测试卷（一）13、★★选修3--1第二章《恒定电流》单元质量检测试卷（二）三、第三章《磁场》1.《磁现象和磁场》2.《磁感应强度》3.《几种常见的磁场》4.《通电导线在磁场中受到的力》5.《运动电荷在磁场中受到的力》6.《带电粒子在匀强磁场中的运动》7、★★选修3--1第三章《磁场》单元质量检测试卷（一）8、★★选修3--1第三章《磁场》单元质量检测试卷（二）§§1.1《电荷及其守恒定律》课时同步强化训练班级：_________ 姓名：__________ 成绩：___________(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(多选)当把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,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )A.正电荷B.负电荷C.接触起电D.感应起电2.下列说法正确的是( )A.物体所带的电荷量可以为任意实数B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷C.摩擦起电的过程,是靠克服摩擦力做功产生了电荷D.利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体3.导体A带5Q的正电荷,另一完全相同的导体B带Q的负电荷,将两导体接触后再分开,则B导体的带电荷量为( )A.-QB.QC.2QD.4Q4.(多选)挂在绝缘细线下的通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,如图甲、乙所示。
2021年高中物理选修3-1：第1章第1节时同步训练及解析
高中物理选修3-1 同步训练1.下列说法正确的是()A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体解析：选 A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确．2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是()A．物体上一定有多余的电子B．物体上一定缺少电子C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍D．物体的带电量可以是任意的一个值解析：选 C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3.图1－1－4(2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4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．金属球一定带负电解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D.4.图1－1－5(2012·合肥一中高二检测)如图1－1－5所示，A 、B 是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C 靠近A (C 与A 不接触)，然后先将A 、B 分开，再将C 移走．关于A 、B 的带电情况，下列判断正确的是( )A ．A 带正电，B 带负电B ．A 带负电，B 带正电C ．A 、B 均不带电D ．A 、B 均带正电解析：选A.C 接近A 后A 带正电，B 带负电．分开A 、B 后，A 带正电，B 带负电，所以选A.5.半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C ，先后与A 、B 接触后移开．(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？(2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？解析：(1)A 、B 带同种电荷，设电荷量为Q ，C 与A 接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A 、C 所带的电荷量均为12Q ，C 与B 接触后平分二者电荷量，则B 、C 的电荷量均为12⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q ＋Q ＝34Q ，A 、B 最终的电荷量之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q ∶⎝ ⎛⎭⎪⎫34Q ＝2∶3.(2)A 、B 带异种电荷，设电荷量分别为Q 、－Q ，A 、C 接触后，平分电荷量Q ，A 、C 的电荷量均变为12Q ；C 再与B 接触，平分二者的总电荷量，C 、B 的电荷量均为12⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q －Q ＝－14Q ，则A 、B 最终的电荷量之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q ∶⎪⎪⎪⎪⎪⎪－14Q ＝2∶1. 答案：(1)2∶3 (2)2∶1一、单项选择题1.把一不带电的金属小球移近一个带电的金箔验电器，金箔的张角将( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．不能确定答案：B2.图1－1－6(2012·中山一中高二检测)如图1－1－6所示，金属棒A带正电，让其靠近验电器B，则()A．验电器金属箔片不张开，因为棒A没有和B接触B．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了正电C．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了负电D．验电器金属箔片张开，因为验电器下部箔片都带了正电解析：选D.根据静电感应原理可知，金属棒A靠近验电器B时，会使验电器上端的金属球产生静电感应而带上负电，同时金属箔片带上等量正电荷，金属箔片便张开，故只有D正确．3.(2012·肇庆一中高二检测)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能是() A．两球原来带有等量异种电荷B．两球原来带有同种电荷C．两球原来带有不等量异种电荷D．两球中原来只有一个带电解析：选 A.当两球带有等量异种电荷时，两者接触，发生中和，之后两者无作用力，故A不可能互相排斥，B、C、D三种情况相互接触再分开都带同种电荷，相互排斥．故本题选A.4.图1－1－7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1－1－7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排斥开解析：选D.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”，以表达吸引并能接触．二、双项选择题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．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由法国物理学家库仑用实验测得的解析：选BC.元电荷是最小电荷量单位，不是指具体的带电体，所以A错B对；由美国物理学家密立根测得电子的电量，故C对、D错．6.下列说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C．摩擦起电过程，是靠摩擦发生了电荷转移D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体解析：选CD.自然界中的电荷量不是任意无限可分的，其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10－19C，故A项错．物体不带电，是由于其内部正、负电荷的量值相等，对外不显电性，故B项错．电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的转移过程，故C项正确．自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确．7.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1－1－8解析：选BD.把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象的规律，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷，D对；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，B项正确．8.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解析：选AD.由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C而带正电，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为 1.6×10－15C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．9.(2012·杭州二中高二检测)如图1－1－9所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是()图1－1－9A．沿虚线d切开，A带正电，B带负电B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q A＝Q BC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q A<Q BD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关解析：选AD.静电感应使得A带正电，B带负电．导体原来不带电，只是在导体球C静电感应的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分带了多余的电子，而带负电；A部分少了电子，而带正电．根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值Q A、Q B是不同的，故A、D正确．三、非选择题10.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.实验操作步骤一：手持有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开步骤二：将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球)步骤三：将两块板同时插入空心金属球实验图解实验现象箔片张开箔片闭合(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．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组成的整体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．答案：(1)起电板使验电器感应起电 (2)两块板带有等量异种电荷 (3)能11.图1－1－10如图1－1－10所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C 的电荷量，求：(1)金属瓶上收集到多少个电子？(2)实验的时间为多长？解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为：N ＝Q e ＝－8×10－12 C －1.6×10－19 C ＝5×107(个)． (2)实验的时间：t ＝5×107104 s－1＝5000 s. 答案：(1)5×107个 (2)5000 s12.图1－1－11。
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＋)．。
高中鲁科版物理新选修3-1第一章静电场章节练习含答案解析
高中鲁科版物理新选修3-1第一章静电场章节练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．两个完全相同的金属球A 和B 带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两者接触一下放回原来的位置，则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是（ ） A ．3∶7 B ．4∶7C ．9∶7D ．16∶7二、单选题2．两个等量点电荷P 、Q 在真空中产生电场的电场线如图所示，下列说法中正确的是（）A ．P 、Q 是两个等量负电荷B ．P 、Q 是两个等量正电荷C ．P 、Q 是两个等量异种电荷D ．P 、Q 产生的是匀强电场3．ab 是长为L 的均匀带电细杆，P 1、P 2是位于ab 所在直线上的两点，距b 端均为4L，位置如图.ab 上电荷产生的静电场在P 1处的场强大小为1E ，在2P 处的场强大小为2E 。
则以下说法正确的是（ ）A ．两处的电场方向相反，1E <2EB ．两处的电场方向相反，1E >2EC ．两处的电场方向相同，1E <2ED ．两处的电场方向相同，1E >2E4．如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A 、B 、C 三点，A 点为两点电荷连线的中点，B 点为连线上距A 点距离为d 的一点，C 为连线中垂线距A 点距离也为d 的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是（ ）A ．A CB E E E =>，AC B ϕϕϕ== B ．B A C E E E >>，A C B ϕϕϕ=>C ．A B E E <，A C E E <，A B ϕϕ>，A C ϕϕ>D ．因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低5．如图带箭头的实线表示电场线的分布情况，一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中AB 所示．若粒子仅受电场力作用，则下列判断中正确的是（ ）A ．粒子一定带负电B ．粒子一定带正电C ．若粒子是从B 运动到A ，则其速度减小D ．若粒子是从B 运动到A ，则其电势能增加6．真空中一匀强电场中有一质量为0.01g ，电荷量为﹣1×10﹣8C 的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动，取g=10m/s 2，则（ ） A ．场强方向水平向左 B ．场强的大小是1×103N/C C ．场强的大小是1×107N/CD ．场强的方向竖直向下7．如图所示，绝缘水平面上有A 、B 、C 、D 四点，依次相距L ，若把带电金属小球甲（半径远小于L ）放在B 点，测得D 点处的电场强度大小为E ；现将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后，再把两球分置于A 、C 两点，此时D 点处的电场强度大小为（ ）A ．49E B ．59EC ．ED ．209E三、填空题8．如图所示，在真空中有两个点电荷A 和B ，电荷量分别为﹣Q 和+2Q ，它们相距L ．如果在两点电荷连线的中点O 有一个半径为r （2r ＜L ）的空心金属球，且球心位于O 点，则球壳上的感应电荷在O 点处的场强大小________方向________．9．如图所示，不带电的枕形导体AB，A段靠近一带正电的导体C时，A端将带______电，B端_______（填“不带电”、“带正电”或“带负电”）．用手触摸枕形导体A端后，枕形导体A端______（填“不带电”、“带正电”或“带负电”），B端________（填“不带电”、“带正电”或“带负电”）．10．同种电荷间相互________，这种作用通过________实现的，电场线上每点的切线方向都与该点的电场方向________．11．长为L的导体棒原来不带电，将一带电量为-q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于______，方向______．四、解答题12．如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r ．（1）由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场．这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？（2）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？13．在真空中A点有一正电荷Q=2.0×10﹣4C，把检验电荷q=2.0×10﹣5C的负电荷置于B点，他们相距离r=2m，如图所示．求：（1）q受到的电场力；（2）q所在点的电场强度；（3）只将B处的检验电荷q移走，求此时B点的电场强度．14．两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为l，如果引入另一点电荷c，正好能使这三个电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及它的电荷量．参考答案1．CD 【详解】若两小球电性相同，两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，设金属球A 和B 带电量为Q ，7Q ，所以A 、B 所带的电荷相等都为4Q ，根据库仑定律得27kQ QF r⋅='244k Q QF r ⋅⋅=所以'16=7F F 若两小球电性相反，两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，设金属球A 和B 带电量为Q ，7Q ，所以A 、B 所带的电荷相等都为3Q ，根据库仑定律得127kQ QF r⋅='1233k Q QF r ⋅⋅=所以'119=7F F故选CD 。
高中物理选修3—1课后习题答案及解释汇编
把两极间相对面积减小，电容减小，电荷量不变，电压变大，静电计指针偏角变大。（3）在 两极板间插入相对介电常数较大的电介质，电容增大，电荷量不变，电压变小，静电计指针 偏角变小。
2． 答：由
．说明：用直线将图中的 4 个点与坐标原点连接起来，得到 4 个电
阻的伏安特性曲线．在同一条直线上的不同点，代表的电压、电流不同，但它们的比值就是
对应电阻的阻值． 、 在同一条直线上，因此电阻相同．在其中三条直线上取一个相同的
电压值，可以发现 的电流最小，因此电阻最大， 的电流最大，因此电阻最小．也可以根
据直线的斜率判断电阻的大小．
3． 答：如图 2－4 所示．
方向相同；粒子在静电力方向的偏转距离为 偏转距离也相同，所以这些粒子不会分成三束。
，可见各种粒子的
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5． 答：电子的初动能
，垂直进入匀强电场后加速度
，在偏转电场中运动
的时间为
，电子离开偏转电场时沿静电力方向的速度
，电子离开偏
转电场时速度方向的偏转角的正切
3． 答：乘积 的单位是瓦特．因为
6． 答：小球受到重力、电场力 F，轻绳拉力 的
作用而处于平衡状态，它的受力情况如图
，单位是牛顿每千克，方向竖直
1－ 11 所 示 。 由 图 可 知 ，
，
（不合题意，舍去）和
（2）在 坐标轴上
和
的。
第四节
。所以，在
处电场强度等于 0。
的地方，电场强度的方向总是沿 轴的正方向
1． 答：
；
。
2． 答：（1）
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高中物理选修3-1 同步训练1.下列说法正确的是()A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体解析：选A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确．2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是()A．物体上一定有多余的电子B．物体上一定缺少电子C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍D．物体的带电量可以是任意的一个值解析：选C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B 项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3.图1－1－4(2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4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．金属球一定带负电解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D.4.图1－1－5(2012·合肥一中高二检测)如图1－1－5所示，A 、B 是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C 靠近A (C 与A 不接触)，然后先将A 、B 分开，再将C 移走．关于A 、B 的带电情况，下列判断正确的是( )A ．A 带正电，B 带负电B ．A 带负电，B 带正电C ．A 、B 均不带电D ．A 、B 均带正电解析：选A.C 接近A 后A 带正电，B 带负电．分开A 、B 后，A 带正电，B 带负电，所以选A.5.半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C ，先后与A 、B 接触后移开．(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？(2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？解析：(1)A 、B 带同种电荷，设电荷量为Q ，C 与A 接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A 、C 所带的电荷量均为12Q ，C 与B 接触后平分二者电荷量，则B 、C 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q ＋Q ＝34Q ，A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎝⎛⎭⎫34Q ＝2∶3. (2)A 、B 带异种电荷，设电荷量分别为Q 、－Q ，A 、C 接触后，平分电荷量Q ，A 、C 的电荷量均变为12Q ；C 再与B 接触，平分二者的总电荷量，C 、B 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q －Q ＝－14Q ，则A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎪⎪⎪⎪－14Q ＝2∶1.答案：(1)2∶3 (2)2∶1一、单项选择题1.把一不带电的金属小球移近一个带电的金箔验电器，金箔的张角将( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．不能确定答案：B2.图1－1－6(2012·中山一中高二检测)如图1－1－6所示，金属棒A带正电，让其靠近验电器B，则() A．验电器金属箔片不张开，因为棒A没有和B接触B．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了正电C．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了负电D．验电器金属箔片张开，因为验电器下部箔片都带了正电解析：选D.根据静电感应原理可知，金属棒A靠近验电器B时，会使验电器上端的金属球产生静电感应而带上负电，同时金属箔片带上等量正电荷，金属箔片便张开，故只有D正确．3.(2012·肇庆一中高二检测)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能是()A．两球原来带有等量异种电荷B．两球原来带有同种电荷C．两球原来带有不等量异种电荷D．两球中原来只有一个带电解析：选A.当两球带有等量异种电荷时，两者接触，发生中和，之后两者无作用力，故A 不可能互相排斥，B、C、D三种情况相互接触再分开都带同种电荷，相互排斥．故本题选A.4.图1－1－7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1－1－7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排斥开解析：选D.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”，以表达吸引并能接触．二、双项选择题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．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由法国物理学家库仑用实验测得的解析：选BC.元电荷是最小电荷量单位，不是指具体的带电体，所以A错B对；由美国物理学家密立根测得电子的电量，故C对、D错．6.下列说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C．摩擦起电过程，是靠摩擦发生了电荷转移D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体解析：选CD.自然界中的电荷量不是任意无限可分的，其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10－19C，故A项错．物体不带电，是由于其内部正、负电荷的量值相等，对外不显电性，故B项错．电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的转移过程，故C项正确．自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确．7.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1－1－8解析：选BD.把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象的规律，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷，D 对；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，B项正确．8.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解析：选AD.由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C而带正电，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为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．9.(2012·杭州二中高二检测)如图1－1－9所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是()图1－1－9A．沿虚线d切开，A带正电，B带负电B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q A＝Q BC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q A<Q BD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关解析：选AD.静电感应使得A带正电，B带负电．导体原来不带电，只是在导体球C静电感应的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分带了多余的电子，而带负电；A 部分少了电子，而带正电．根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值Q A、Q B是不同的，故A、D正确．三、非选择题10.实验操作步骤一：手持有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开步骤二：将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球)步骤三：将两块板同时插入空心金属球实验图解实验现象箔片张开箔片闭合(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．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组成的整体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．答案：(1)起电板使验电器感应起电(2)两块板带有等量异种电荷(3)能11.图1－1－10如图1－1－10所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C的电荷量，求：(1)金属瓶上收集到多少个电子？(2)实验的时间为多长？解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为：N ＝Q e ＝－8×10－12 C －1.6×10－19 C＝5×107(个)． (2)实验的时间：t ＝5×107104 s－1＝5000 s. 答案：(1)5×107个 (2)5000 s12.图1－1－11(2012·江苏金陵中学高二检测)如图1－1－11所示，大球A 原来的电荷量为Q ，小球B 原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q ；现给A 球补充电荷，使其电荷量为Q ，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q ，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？解析：由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知，此比例为(Q －q )∶q .经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B 球带电荷量为q ′，则有Q －q q ＝Q q ′，解得q ′＝Qq Q －q. 答案：Qq Q －q。