物理选修3-1作业本答案
全品作业本 高中物理 选修3-1 作业正文(附答案)
第一章静电场1电荷及其守恒定律基础巩固1. 下列对物体带电现象的叙述正确的是()A．不带电的物体一定没有电荷B．带电物体一定具有多余的电子C．一根带电的导体棒放在潮湿的房间，过了一段时间后，发现导体棒不带电了，这个过程中电荷不守恒D．摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体2. (多选)关于电荷的电荷量，下列说法正确的是()A．电子的电荷量的精确数值最早是由密立根用油滴实验测得的B．物体所带的电荷量可以是任意值C．物体所带的电荷量最小值为1.6×10－19 CD．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍3. (多选)关于元电荷，下列说法中正确的是()A．元电荷实际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．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 CD．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的4. 带电体所带的电荷量不可能是()A．4.0×10－18 CB．6.4×10－19 CC．1.6×10－10 CD．2.0×10－19 C5. [2017·吉林一中期末] 导体A带电荷量为5q，另一完全相同的导体B带电荷量为－q，两导体接触一会儿后分开，则导体B带的电荷量为()A．－qB．qC．2qD．4q6. (多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图1-1-1所示，由此可知关于摩擦起电的说法正确的是()图1-1-1A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量均不同的电荷C．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类不同但数量相等的电荷D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体所带电荷种类可能不同能力提升7. M和N均不带电，相互摩擦后，M带1.6×10－10 C的正电荷，下列判断正确的是()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦过程中电子从M转移到NC．摩擦过程中质子从N转移到MD．在摩擦过程中M和N的电荷总量发生了改变8. 如图1-1-2所示是伏打起电盘示意图，其起电原理是()图1-1-2A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是9. 绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a旁边有一固定在绝缘支架上的金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1-1-3所示．现使b带电，则()图1-1-3A．b将吸引a，吸住后不放开B．b先吸引a，接触后又把a排斥开C．a、b之间不发生相互作用D．b立即把a排斥开10. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．图1-1-4中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1-1-411. (多选)如图1-1-5所示，固定在绝缘支架上的两个不带电的金属导体A、B相互接触，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球．下列说法正确的是()图1-1-5A．把C移近导体A，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上的金属箔片仍张开C．把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，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12. 有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10－5 C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先和小球A接触后分开，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三个小球带的电荷量分别为q A＝______C、q B＝______C、q C＝______C.综合拓展13. (多选)如图1-1-6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物体C 附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷，以下说法中正确的是()图1-1-6A．如果用手摸一下导体的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．如果用手摸一下导体的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，则手指离开，移去带电体C，导体不带电D．无论用手摸一下导体的哪个位置，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14. 如图1-1-7所示，在一个与外界绝缘的不带电的导体两端分别设置一个开关，闭合开关，可使导体与大地相连．S1、S2都断开，当带正电的小球靠近a端时，由于静电感应，在a、b两端分别出现负电荷、正电荷．以下说法正确的是()图1-1-7A．闭合S1，有电子从导体流向大地B．闭合S2，有电子从导体流向大地C．闭合S2，有电子从大地流向导体D．闭合S1，没有电子通过15. 如图1-1-8所示，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，则：(1)金属瓶上收集到多少个电子？(2)实验的时间为多长？图1-1-816. [2016·江西四校联考] 半径相同的两个金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，现让第三个相同半径的不带电金属小球C先后与A、B接触后移开．(1)若A、B两球原先带同种电荷，则最后A、B两球的电荷量之比为多少？(2)若A、B两球原先带异种电荷，则最后A、B两球的电荷量之比为多少？2 库仑定律基础巩固1. 下列对点电荷的理解中正确的是( ) 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，不管球的大小如何，都能看作点电荷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2. (多选)如图1-2-1所示的实验装置为库仑扭秤．细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端有一个带电的金属球A ，另一端有一个不带电的金属球B ，B 与A 所受的重力相等．当把另一个带电的金属球C 插入容器并使它靠近A 时，A 和C 之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，改变A 和C 之间的距离r ，记录每次悬线扭转的角度，便可找到力F 与距离r 的关系．这一实验用到的物理方法有( )图1-2-1A ．微小量放大法B ．极限法C ．比值定义法D ．控制变量法 3. 如图1-2-2所示，质量均为m 的两个完全相同的金属球壳a 和b 的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，且其电荷量均为Q ，则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( )图1-2-2A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l24. [2016·柳州铁一中月考] 分别带有电荷量为－Q 和＋3Q 的两个相同金属小球(均可视为点电荷)固定在相距为r 的两处，它们间的库仑力大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间的库仑力大小为( )A .112FB .34FC .43F D ．12F5. A 、B 两个点电荷间的距离恒定，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 6. [2016·重庆三峡名校联盟联考] 两个可自由移动的点电荷A 、B 置于光滑绝缘水平面上，如图1-2-3所示，A 带电荷量为＋Q 1，B 带电荷量为－Q 2，且Q 2＝4Q 1，另取一个可以自由移动的点电荷C ，放在A 、B 所在直线上．欲使整个系统处于平衡状态，则( )图1-2-3A ．C 为负电荷，且放于A 左方B ．C 为负电荷，且放于B 右方 C ．C 为正电荷，且放于A 、B 之间D ．C 为正电荷，且放于B 右方7. (多选)如图1-2-4所示，用两根绝缘细线挂着质量相同的两个不带电的小球A 和B ，此时上、下细线受力分别为F A 、F B .如果使A 带正电，B 带负电，上、下细线受力分别为F A ′、F B ′，则( )图1-2-4A ．F A <F A ′B ．F B >F B ′C ．F A ＝F A ′D ．F B <F B ′能力提升8. 在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A 和B ，如图1-2-5所示，它们用一绝缘轻弹簧相连，两球带同种电荷．弹簧伸长量为x 0时，两小球平衡．如果A 、B 带电荷量都加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长量为x ，则x 和x 0的关系为( )图1-2-5A ．x ＝2x 0B ．x ＝4x 0C ．x<4x 0D ．x>4x 0 9. [2017·内蒙古杭锦后旗奋斗中学期中] 如图1-2-6所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡状态时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，对应的悬线偏离角度θ分别为30°和45°，则q 2q 1为( )图1-2-6A ．2B ．3C ．2 3D ．3 3 10. [2017·黑龙江大庆实验中学期中] 在光滑的绝缘水平面上，质量均为m 、带电荷量分别为＋q 和－q 的甲、乙两个小球在水平力F (作用在甲上)的作用下一起做匀加速直线运动，静电力常量为k ，则甲、乙两球之间的距离r 为( )A.q k F B ．q 2k F C ．2q k F D ．2qF k11. (多选)如图1-2-7所示，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下沿以Q 为焦点的椭圆轨道运动．M 、P 、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离Q 最近的点．电子在从M 点经过P 点到达N 点的过程中( )图1-2-7A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．库仑力先减小后增大D．库仑力先增大后减小12. (多选)如图1-2-8所示，有两个完全相同的带电金属球A、B，B固定在绝缘地板上，A在B的正上方高H处由静止释放，与B碰撞后回跳高度为h.A.B均视为点电荷，不计空气阻力，且两球相碰时无能量损失．下列说法正确的是()图1-2-8A．若A、B带等量同种电荷，则h＞HB．若A、B带等量同种电荷，则h＝HC．若A、B带等量异种电荷，则h＞HD．若A、B带等量异种电荷，则h＝H综合拓展13. [2017·山西怀仁一中期中] 宇航员在探测某行星时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q，表面无大气．在一次实验中，宇航员将一带电荷量为－q(q≪Q)的粉尘置于距该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h 处，由静止释放，则此带电粉尘将()A．向星球球心方向下落B．背离星球球心方向飞向太空C．仍处于悬浮状态D．沿星球自转的线速度方向飞向太空14. [2017·江西南昌二中月考] 如图1-2-9所示，将质量均为m、带电荷量均为＋q的a、b两小球用两根长均为l的细线悬于O点，将另一个带电荷量也为＋q的小球c从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，细线的夹角恰好为120°，求此时细线上的拉力大小．(重力加速度为g)图1-2-93 电场强度基础巩固1. 关于电场，下列说法中正确的是( )A ．由E ＝Fq 可知，若q 减半，则该处电场强度变为原来的2倍B ．由E ＝k Qr2可知，E 与Q 成正比，而与r 2成反比C ．由E ＝k Qr 2可知，在以点电荷为圆心、r 为半径的球面上，各处场强均相同D ．电场中某处的场强方向就是在该点所放的电荷受到的静电力的方向 2. 如图1-3-1所示的电场中，A 、B 两点电场强度相同的是( )图1-3-13. (多选)如图1-3-2所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点．若带电粒子在从a 运动到b 过程中只受静电力作用，则根据此图可以判断出( )图1-3-2A ．带电粒子所带电荷的性质B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大D ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处较大 4. 如图1-3-3所示，AB 是某电场中的一条电场线，在电场线上P 处由静止释放一个带负电的试探电荷时，它沿直线向B 运动．对此现象，下列判断中正确的是(不计试探电荷的重力)( )图1-3-3A ．试探电荷向B 做匀加速运动B ．试探电荷向B 做加速度越来越小的运动C ．试探电荷向B 做加速度越来越大的运动D ．试探电荷向B 做加速运动，但加速度的变化情况不能确定能力提升5. 如图134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 间、b 和c 间、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 点处的场强大小为(静电力常量为k )( )图1-3-4A ．k 3q R 2B ．k 10q 9R 2C ．k Q ＋q R 2D ．k 9Q ＋q 9R 26. (多选) [2017·江西南昌二中月考] 如图1-3-5所示，a 、b 为两个固定的带等量正电荷的点电荷，虚线cd 为两电荷连线的垂直平分线，负电荷q 从c 点由静止释放，若只受静电力作用，则下列关于此电荷运动的说法正确的是( )图1-3-5A ．从c 到d 速度一直增大B ．在c 、d 间做往复运动，经过O 点时速度最大C ．从c 到O 加速度减小，从O 到d 加速度增大D ．若在c 点给q 一个合适的初速度，它可以做匀速圆周运动7. AB 、CD 为圆的两条相互垂直的直径，圆心为O ，将带电荷量分别为＋q 、－q 的两点电荷放在圆周上关于AB 对称且相距等于圆的半径的位置，如图1-3-6所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个带适当电荷量的点电荷，则该点电荷( )图1-3-6A ．可放在C 点，带电荷量为－qB ．可放在D 点，带电荷量为－qC ．可放在A 点，带电荷量为2qD ．可放在D 点，带电荷量为－2q 8. [2017·江西南昌二中月考] 如图1-3-7所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满z ＜0的空间，z ＞0的空间为真空．将电荷量为q 的点电荷置于z 轴上z ＝h 处，则在xOy 平面上会产生感应电荷．空间任意一点处的电场都是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的．已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z 轴上z ＝h2处的场强大小为(静电力常量为k )( )图1-3-7A. k 4q h 2B ．k 4q 9h 2C ．k 32q 9h 2D ．k 40q 9h29. (多选)[2017·江西南昌二中月考] 如图1-3-8所示，A 、B 、C 三个小球(可视为质点)的质量分别为m 、2m 、3m ，B 小球带负电，电荷量为q ，A 、C 两小球不带电(不考虑小球间的静电感应)，不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O 点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E ，重力加速度为g .以下说法正确的是( )图1-3-8A ．静止时，A 、B 两小球间细线的拉力为5mg ＋qE B ．静止时，A 、B 两小球间细线的拉力为5mg －qEC ．剪断O 点与A 小球间细线的瞬间，A 、B 两小球间细线的拉力为13qED ．剪断O 点与A 小球间细线的瞬间，A 、B 两小球间细线的拉力为16qE10. 如图1-3-9所示，半径为R 的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷，单位长度上的电荷量为q .现在环上截去一小段长度为L (L ≪R )的圆弧AB ，则在圆环中心O 处的电场强度的大小为________．图1-3-9综合拓展11. 如图1-3-10所示，真空中xOy平面直角坐标系中的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．将带电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，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．图1-3-1012. 如图1-3-11所示，匀强电场方向沿与水平方向成θ＝30°角斜向右上方，电场强度为E，质量为m的带负电的小球以初速度v0开始运动，初速度方向与电场方向一致．(重力加速度为g)(1)若小球带的电荷量为q＝mgE，为使小球能做匀速直线运动，求应对小球施加的恒力F1的大小和方向；(2)若小球带的电荷量为q＝2mgE，为使小球能做直线运动，求应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向．图1-3-114电势能和电势基础巩固1. [2017·江西上高二中期末] 下列关于场强和电势的叙述正确的是()A．在匀强电场中，场强处处相同，电势也处处相等B．在正点电荷形成的电场中，离点电荷越远，电势越高，场强越小C．若取无限远处电势为零，则等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线中点的电势为零，场强不为零D．在任何电场中，场强越大的地方，电势也越高2. 如图1-4-1所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．图中a、b两点的电势相等且电场强度相同的是()图1-4-1A．甲图：与点电荷等距的a、b两点B．乙图：两平行板间电场中的a、b两点C．丙图：两等量异种点电荷连线的中垂线上到连线距离相等的a、b两点D．丁图：点电荷与带电平板形成的电场，平板上表面与点电荷距离不相等的a、b两点3. 下列说法中不正确的是()A．当两正点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大B．当两负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大C．当一个正点电荷与一个负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能增大D．当一个正点电荷与一个负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能减小图1-4-24. 如图1-4-2所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B 点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W 2；第三次沿曲线ADB 移动该电荷，静电力做功为W 3，则( )A ．W 1>W 2>W 3B ．W 1<W 2<W 3C ．W 1＝W 2＝W 3D ．W 1＝W 2>W 35. 在点电荷Q 形成的电场中有一点A ，当一个带电荷量为－q 的试探电荷从电场的无限远处(零势能位置)被移到电场中的A 点时，静电力做的功为W ，则试探电荷在A 点的电势能E p A 及电场中A 点的电势φA 分别为( )A ．E p A ＝－W ，φA ＝WqB ．E p A ＝W ，φA ＝－WqC ．E p A ＝W ，φA ＝WqD ．E p A ＝－W ，φA ＝－Wq6. (多选)A 、B 是一条电场线上的两点，若在A 点释放一初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图1-4-3所示．设A 、B 两点的电场强度分别为E A 、E B ，电势分别为φA 、φB ，则( )图1-4-3A ．E A ＝EB B ．E A ＜E BC ．φA ＝φBD ．φA ＜φB能力提升7. [2016·贵州遵义航天中学月考] 某带电粒子仅在静电力作用下由A 点运动到B 点，电场线、粒子在A 点的初速度及运动轨迹如图1-4-4所示，可以判定( )图1-4-4A ．粒子在A 点的加速度大于它在B 点的加速度 B ．粒子在A 点的动能小于它在B 点的动能C ．粒子在A 点的电势能小于它在B 点的电势能D ．电场中A 点的电势低于B 点的电势8. (多选)[2016·重庆巫山中学月考] 如图1-4-5所示是两个等量正点电荷，周围有1、2、3、4各点．两条虚线分别为两电荷连线及连线的垂直平分线，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是( )图1-4-5A．E1>E2>E3>E4B．E3、E4可能相同C．φ1>φ2>φ3>φ4D．φ1>φ2＝φ3＝φ49. 如图1-4-6所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R.电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，正点电荷与O点的连线和OC的夹角为30°.下列说法正确的是(静电力常量为k)()图1-4-6A．O点的场强大小为3kQ 2R2B．O点的场强大小为3kQ R2C．B、D两点的电势关系是φB>φDD．电荷量为＋q的点电荷在A点的电势能小于在C点的电势能10. 如图1-4-7甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带正电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带正电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受静电力作用)，粒子经过a、b两点时的速度分别为v a、v b，其速度—时间图像如图乙所示．以下说法中正确的是()图1-4-7A．整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大B．Q1的电荷量一定小于Q2的电荷量C．b点的电场强度一定为零，电势不一定为零D．Q1、Q2一定是同种电荷11. 如图1-4-8所示，A、B为某电场中一条直线上的两个点，将正点电荷从A点由静止释放，该正点电荷仅在静电力作用下沿直线运动一段距离到达B点，其电势能E p随位移x 的变化关系如图1-4-9所示．从A到B过程中，下列说法正确的是()图1-4-8图1-4-9A．静电力对电荷一直做正功B．电势一直升高C．电荷所受静电力先减小后增大D．电荷所受静电力先增大后减小12. 如图1-4-10所示，实线为一电场的等势线．若把单位正电荷q沿任一路径从图中的A点移到B点，则静电力所做的功W AB＝________．若把某一正电荷从A点移到C点和从B 点移到C点静电力所做的功分别记为W AC、W BC，则W AC________(选填“＝”“＜”或“＞”)W BC.试画出分别过A、B、C三点的电场线大致分布．图1-4-10综合拓展13. [2017·安徽安庆一中期末] 如图1-4-11所示，真空中有一竖直向上的匀强电场，其场强大小为E，电场中的A、B两点处分别固定着等量异种点电荷＋Q、－Q，A、B两点的连线水平，O为其连线的中点，c、d是A、B连线的垂直平分线上的两点，且Oc＝Od，a、b两点在A、B连线上，四边形adbc恰好为菱形，则下列说法中正确的是()图1-4-11A．a、b两点的电场强度相同B．c、d两点的电势相同C．将电子从a点移到c点的过程中，静电力对电子做正功D．质子在O点时的电势能小于其在b点时的电势能14. 如图1-4-12所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，一个质量m＝2.0×10－3 kg、电荷量q＝2.0×10－6 C的带正电的物体(可视为质点)从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间变化的规律为x＝6t－10t2，式中x的单位为m，t的单位为s.不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)匀强电场的场强大小和方向；(2)在0～0.5 s内带电物体电势能的变化．图1-4-1215. 如图1-4-13所示，BC 是半径为R 的14圆弧形光滑绝缘轨道，它位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E .今有一质量为m 、电荷量为＋q 的滑块(体积很小，可视为质点)从C 点由静止释放，滑到水平轨道上的A 点时速度减为零．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，求：(1)滑块通过B 点时的速度大小；(2)水平轨道上A 、B 两点之间的距离．图1-4-135 电势差基础巩固1. (多选)下列物理量中，与试探电荷无关的是( ) A ．电场强度E B ．电势φ C ．电势能E p D ．电势差U2. (多选)在某电场中将点电荷由A 点移到B 点，静电力做的功为零，则( ) A ．A 、B 两点的电场强度的大小一定相等 B ．A 、B 两点间的电势差一定为零 C ．A 、B 两点的电势一定相等D ．电荷移动的方向始终与静电力的方向垂直3. (多选)在某电场中将带电荷量为5.0×10－8 C 的正电荷由A 点移到B 点时，静电力做了6.0×10－3 J 的功，则( )A ．A 、B 两点间的电势差为3.0×10－10 V B ．A 、B 两点间的电势差为1.2×105 VC ．将带电荷量为2.5×10－8 C 的正电荷由A 点移到B 点时，静电力做了3.0×10－3 J 的功D ．将带电荷量为2.5×10－8 C 的正电荷由A 点移到B 点时，静电力做了3.0×10－17 J 的功4. [2017·黑龙江哈尔滨六中期中] 一个电荷量为q ＝2.0×10－9 C 的带正电的质点在静电场中由a 点移动到b 点过程中，除静电力外，其他力做的功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，则a 、b 两点间的电势差U ab 为( )A ．1×104 VB ．－1×104 VC ．4×104 VD ．－7×104 V5. 如图1-5-1所示，a 、b 和c 表示电场中的三个等势面，a 和c 的电势分别为φ和φ5，a 、b 间的电势差等于b 、c 间的电势差．一带电粒子从等势面a 上某处以速率v 释放后，仅受静电力作用，经过等势面c 时的速率为2v ，则( )图1-5-1A ．此过程粒子一定做直线运动B ．此过程粒子一定做曲线运动C ．经过等势面b 时的速率为52vD ．经过等势面b 时的速率为32v能力提升6. 如图1-5-2所示，带电荷量分别为＋q 和－q 的两个小球固定在一长度为l 的绝缘杆两端，置于电场强度为E 的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示．若此杆绕经过O 点垂直于杆的轴转过180°，则在此过程中静电力做的功为( )图1-5-2A ．0B ．qElC ．2qElD ．πqEl 7. 如图1-5-3所示，有向线段表示电场中的一条电场线，质量为m 、电荷量为－q 的带电粒子仅在静电力作用下沿电场线向右运动，经过A 点时速度为v 0，一段时间后到达与A 相距为d 的B 点，速度减为0.下列判断正确的是( )图1-5-3A ．A 点电势一定高于B 点电势，可以求出A 点电势B ．A 点电势一定高于B 点电势，A 、B 两点间的电势差U AB ＝mv 202qC ．粒子在A 点的电势能一定大于在B 点的电势能，从A 到B 过程中静电力做的功为12mv 20D ．粒子在A 点受到的静电力一定等于在B 点受到的静电力8. (多选)如图1-5-4所示，在A 点由静止释放一个质量为m 、电荷量的绝对值为q 的带电粒子，粒子到达B 点时速度恰好为零．设A 、B 两点所在的电场线方向竖直向下，A 、B 两点间的高度差为h ，重力加速度为g ，则( )图1-5-4A ．粒子带负电B ．A 、B 两点间的电势差U AB ＝mghqC ．B 点场强大于A 点场强D ．A 点场强大于B 点场强 9. [2017·安徽六安一中一检] 如图1-5-5所示，虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动，经过a 、b 两点时的动能分别为26 eV 和5 eV ，当这一点电荷运动到某一位置时，其电势能变为－8 eV ，则它的动能应为( )。
人教版高中物理选修3-1作业：电场强度(含答案)
电场强度课后作业限时：45分钟总分：100分一、选择题(8×5′，共40分)1．在电场中的某点A放一试探电荷＋q，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小E A＝Fq，方向水平向右．下列说法中正确的是( )A．在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B．在A点放一个负试探电荷，它所受的电场力方向水平向左C．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2E A D．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则它所受的电场力变为2F解析：E＝Fq是电场强度的定义式，某点场强大小和方向与场源电荷有关，而与放入的试探电荷没有任何关系，故A、C错，B正确；又A点场强E A一定，放入试探电荷所受电场力大小为F＝qE A，当放入电荷量为2q的试探电荷时，试探电荷所受电场力应为2F，故D正确．答案：BD2．如图7所示的直线CE上，在A点处有一点电荷带有电荷量＋4q，在B 点处有一点电荷带有电荷量－q，则直线CE上电场强度为零的位置是( )图7A ．C 点B ．D 点C ．B 点D ．E 点解析：A 处点电荷形成的场强方向离A 而去，B 处点电荷形成的电场向B 而来，A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反．再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量，欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零，该点须离A 较远而离B 较近，故合场强为零的点，只能在B 的右侧，设该点离B 点距离为x ，则有k ·4q 2r ＋x 2＝kq x 2即(2r ＋x )2＝4x 2，故x ＝2r ，即合场强为零的点是E 点．答案：D3．在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷，其电荷量为＋q ，P 点距Q 点为r ，＋q 受电场力为F ，则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kqr 2 D.kQr 2解析：电场强度的定义式E ＝F q中，q 为检验电荷的电荷量，由此可判定B 正确，再将库仑定律F ＝k Qqr 2代入上式或直接应用点电荷的场强公式，即可得知D选项正确．故本题的正确选项为B 、D.答案：BD4．如下图所示，正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析：由P向Q做加速运动，故该正电荷所受电场力应向右；加速度越来越大，说明所受电场力越来越大，即从P向Q电场线应越来越密，综合分析可知电场应是图D所示．答案：D图85．如图8所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负检验电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小．答案：D6．(2011·全国卷)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)( )图9解析：物体做曲线运动时，速度方向是曲线上某点的切线方向，而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反；又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧，而又要求此过程速率逐渐减小，则电场力应该做负功，所以力与速度的夹角应该是钝角，综合可得D正确．答案：D图107．(2010年海南卷)如图10，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、符号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点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1C．2∶ 3 D．4∶ 3图11解析：设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0；则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0；若将N点处的点电荷移至P点，假始N为负电荷，M为正电荷，产生的场强如右图所示，则合场强为E0.本题正确选项B.答案：B8．如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是( )图12图13解析：先分析乙球受力，如图13(a)所示，乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2，T2和F方向相同．由于乙球受力平衡，二球连线必须向右方倾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统)：甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1，如图13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F 和T 2四个力的合力竖直向下，所以T 1一定竖直向上．选A.答案：A二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ(弧度)，AB 弧长为s ，则AB 弧中点的场强大小E ＝________.解析：由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动，其向心力的来源就是静电力，由题图可知R ＝s θ，F ＝m v 2R ＝mv 2θ/s ，所以E ＝F q ＝mv 2θqs. 答案：mv 2θqs图1510．如图15，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k )．解析：点电荷＋q 在a 处产生的场强为kqd 2，方向水平向左，故带电薄板在a处的场强为kqd 2，方向水平向右，由对称性知，带电薄板在b 处的场强为kqd 2，方向水平向左．答案：kqd 2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611．一个质量m ＝30 g ，带电荷量为q ＝－1.7×10－8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平，当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角．如图16所示，求该电场的场强大小，并说明场强方向．图17解析：如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左． 因此场强方向向右，Eq ＝mg tan30°，E ＝1.0×107 N/C.答案：1.0×107 N/C 方向水平向右12．如图18所示，带正电小球质量为m ＝1×10－2kg ，带电荷量为q ＝1×10－6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B ＝1.5 m/s ，此时小球的位移为s ＝0.15 m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g 取10 m/s 2)．图18某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEs cos θ＝12mv 2B －0得E ＝mv 2B2qs cos θ＝7.5×104cos θV/m ，由题可知θ>0，所以当E >7.5×104 V/m 时，小球始终沿水平面做匀加速直线运动．经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充． 解析：该同学所得结论有不完善之处．为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qE sin θ≤mg ①所以tan θ≤mgmv 2B 2s ＝2sg v 2B ＝2×0.15×102.25＝43② E ≤mgq sin θ＝1×10－2×101×10－6×45V/m ＝1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.答案：有不完善之处 E 的取值范围应为7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.。
高中物理选修3-1 运动电荷在磁场中受到的力 课后作业(含解析)
运动电荷在磁场中受到的力课后作业一、选择题考点一洛伦兹力1．大量的带电荷量均为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为－q，速度反向但大小不变，且与磁场方向不平行，则洛伦兹力的大小方向均不变C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D．带电粒子受到的洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度就越小答案B解析带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关，还与其速度的方向有关，当速度方向与磁场方向在一条直线上时，不受磁场力作用，所以A、C、D错误；根据左手定则，不难判断B是正确的．2．关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是()A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零B．电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两互相垂直C．电子射线垂直进入磁场发生偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力答案D解析运动电荷的速度方向如果和磁场方向平行，运动电荷不受洛伦兹力作用，所以A错误；电荷运动方向不一定垂直于磁感应强度方向，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度方向，故B错误；洛伦兹力对运动电荷不做功，所以C错误；只有运动的电荷在磁场中运动方向与磁场方向不平行才受磁场力作用，所以电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力，故D正确．3．下列四副图关于各物理量方向间的关系中，正确的是()答案B解析由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故A错误；磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故B正确；由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，应为垂直纸面向外，故C错误；通电螺线管内部产生的磁场的方向沿螺线管的轴线的方向，由题图D可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，故D错误．4．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为()A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4答案C解析带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝q v B与电荷量成正比，与质量无关，C项正确．考点二带电粒子(带电体)在磁场中的运动5.电视显像管原理的示意图如图1所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()图1答案A解析电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的B－t图的图线应在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的B－t图的图线应在t轴上方，A正确．6．两个完全相同的带等量的正电荷的小球a和b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图2所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为t a、t b，则()图2A．t a＝t b B．t a＞t bC．t a＜t b D．条件不足，无法比较答案C解析a球进入匀强电场后，始终受到水平向右的电场力F电＝qE作用，这个力不会改变a 在竖直方向运动的速度，故它下落的总时间t a与没有电场时自由下落的时间t0相同．b球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向右的洛伦兹力作用，这个力只改变速度方向，会使速度方向向右发生偏转，又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直，当速度方向变化时，洛伦兹力的方向也发生变化，不再沿水平方向．如图所示为小球b在磁场中某一位置时的受力情况，从图中可以看出洛伦兹力F洛的分力F1会影响小球竖直方向的运动，使竖直下落的加速度减小(小于g)，故其下落的时间t b大于没有磁场时小球自由下落的总时间t0.综上所述，t a＜t b.7. (多选)如图3所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球，管道半径略大于球体半径，整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中；现给球施加一个水平向右的初速度v0，以后小球的速度随时间变化的图象可能正确的是()图3答案 ACD解析 给小球施加一个水平向右的初速度，小球将受到向上的洛伦兹力，还受重力、可能有向后的滑动摩擦力；若重力小于洛伦兹力，小球受到向下的弹力，则受到摩擦力，做减速运动，当洛伦兹力等于重力时，做匀速运动，故C 正确．若重力大于洛伦兹力，小球受到向上的弹力，则受到摩擦力，将做减速运动，随洛伦兹力的减小，压力变大，摩擦力变大，加速度逐渐变大，最后速度为零，故D 正确．若洛伦兹力等于小球的重力，小球将做匀速直线运动，故A 正确．故选A 、C 、D.8．(多选)质量为m 、电荷量为q 的带正电小球，从倾角为θ的粗糙绝缘斜面(μ<tan θ)上由静止下滑，斜面足够长，整个斜面置于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B ，如图4所示．带电小球运动过程中，下面说法中正确的是( )图4A ．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动B ．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动C ．小球最终在斜面上匀速运动D ．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力刚好为零时的速率为mg cos θBq答案 BD解析 据题意，小球运动过程中受到重力、支持力、摩擦力和垂直斜面向上的洛伦兹力，小球加速度为：a ＝g sin θ－μ(mg cos θ－q v B )m，小球做加速运动，则加速度也增加，小球最终将脱离斜面，故选项A 、C 错误，选项B 正确；当小球对斜面压力为0时，有：mg cos θ－q v B＝0，速度为：v ＝mg cos θqB，故选项D 正确．考点三 速度选择器和磁流体发电机9．(多选)如图5所示，水平放置的平行板电容器两板间有垂直纸面向里的匀强磁场，开关S 闭合时一带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板，重力不计．对相同状态入射的粒子，下列说法正确的是( )图5A ．保持开关闭合，若滑片P 向上滑动，粒子可能从下板边缘射出B ．保持开关闭合，若将磁场方向反向，粒子仍可能沿直线射出C ．保持开关闭合，若A 板向上移动后，调节滑片P 的位置，粒子仍可能沿直线射出D ．如果开关断开，调节滑片P 的位置，粒子可能继续沿直线射出答案 AC解析 带电粒子匀速通过两板间，电场力和洛伦兹力相等．若开关闭合，滑片P 向上滑动，两板间电压减小，电场力减小，若粒子带负电则粒子向下偏转，A 正确．若开关闭合，磁场反向，洛伦兹力也反向，粒子不能沿直线射出，B 错误．开关闭合，A 板向上移动后，调节滑片P 的位置，可使电场强度不变，粒子仍可能沿直线射出，C 正确．开关断开，电容器通过滑动变阻器放电，粒子不再受电场力作用，也就不能沿直线射出，D 错误．10．(多选)目前世界上有一种新型发电机叫磁流体发电机，如图6表示它的原理：将一束等离子体(包含正、负离子)喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A 、B ，于是金属板上就会聚集电荷，产生电压．以下说法正确的是( )图6A ．B 板带正电B ．A 板带正电C ．其他条件不变，只增大射入速度，U AB 增大D ．其他条件不变，只增大磁感应强度，U AB 增大答案 ACD解析 根据左手定则，正离子进入磁场受到的洛伦兹力向下，A 正确，B 错误．最后，离子受力平衡有qB v ＝q U AB d，可得U AB ＝B v d ，C 、D 正确．二、非选择题11．(带电体在磁场中的运动)质量为m 、带电荷量为＋q 的小球，用一长为l 的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，如图7所示，用绝缘的方法使小球位于能使悬线呈水平的位置A ，然后由静止释放，小球运动的平面与B 的方向垂直，小球第一次和第二次经过最低点C 时悬线的拉力F T1和F T2分别为多少？(重力加速度为g )图7答案 3mg －qB 2gl 3mg ＋qB 2gl解析 小球由A 运动到C 的过程中，洛伦兹力始终与v 的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mgl ＝12m v C 2，解得v C ＝2gl . 在C 点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图甲所示．由牛顿第二定律，有F T1＋F 洛－mg ＝m v C 2l，又F 洛＝q v C B ，所以F T1＝3mg －qB 2gl . 同理可得小球第二次经过C 点时，受力情况如图乙所示，所以F T2＝3mg ＋qB 2gl .12．(带电体在磁场中的运动)如图8所示，质量为m ＝1 kg 、电荷量为q ＝5×10－2 C 的带正电荷的小滑块，从半径为R ＝0.4 m 的光滑固定绝缘14圆弧轨道上由静止自A 端滑下．整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中．已知E ＝100 V /m ，方向水平向右，B ＝1 T ，方向垂直纸面向里，g ＝10 m/s 2.求：图8(1)滑块到达C 点时的速度；(2)在C 点时滑块所受洛伦兹力；(3)在C 点滑块对轨道的压力．答案 (1)2 m/s ，方向水平向左(2)0.1 N ，方向竖直向下(3)20.1 N ，方向竖直向下解析 以滑块为研究对象，自轨道上A 点滑到C 点的过程中，受重力mg ，方向竖直向下；电场力qE ，方向水平向右；洛伦兹力F 洛＝q v B ，方向始终垂直于速度方向；轨道的支持力F N 的方向始终指向圆心．(1)滑块从A 到C 的过程中洛伦兹力和支持力不做功，由动能定理得mgR －qER ＝12m v C 2 得v C ＝2(mg －qE )R m＝2 m/s ，方向水平向左． (2)根据洛伦兹力公式得：F 洛＝q v C B ＝5×10－2×2×1 N ＝0.1 N ，方向竖直向下．(3)在C 点，由牛顿第二定律得F N －mg －q v C B ＝m v C 2R得：F N ＝mg ＋q v C B ＋m v C 2R＝20.1 N 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为20.1 N ，方向竖直向下．。
【原创】高中物理选修3-1校本作业及答案
第一章静电场第1讲静电现象及其微观解释[目标定位]1.了解电荷及静电现象的产生.2.了解静电的应用及防护.3.掌握电荷守恒定律并能解答相应问题.[自主预习]一、静电的产生1.使物体带电的三种方式：、、。
2.静电感应：导体因受附近带电体的影响而的现象叫做静电感应.利用静电感应使物体带电的方式叫.3.电荷：物理学规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带，用毛皮摩擦过的橡胶棒带.同种电荷相互，异种电荷相互。
二、原子结构与电荷守恒1.原子结构：物质是由、分子、离子等微粒组成；原子是由和组成；原子核是由和质子组成.质子带正电，电子带负电，物体电性.2.电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能消灭，只能从物体的，或者从转移到.在转移的过程中，电荷的总量.这个规律叫做电荷守恒定律.3.物体带电的本质：想一想摩擦起电的物体所带的电荷是哪里来的？三、静电的应用与防护1.静电的应用：、静电喷雾、、静电杀菌等.2.防止静电危害的方法之一是：.想一想油罐车车尾为什么拖着一条长长的铁链？[重难点解析]一、三种起电方式1.摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电.2.感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷.3.接触起电：当导体与带电导体接触时，电子从一个物体转移到另一个物体上，使导体带上与带电体相同性质的电荷.4.三种起电方式的实质都是自由电子的转移.例1绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的旁边有一绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图1所示，现使b带电，则()A.b将吸引a，吸住后不放开B.b先吸引a，接触后又把a排斥开C.a、b之间不发生相互作用D.b立即把a排斥开图1答案B解析b球带电后，使a产生静电感应，感应的结果是a靠近b的一侧出现与b异种的感应电荷，远离b 的一侧出现与b同种的感应电荷.虽然a上的感应电荷等量异号，但因为异种电荷离b更近，所以b对a的电场力为引力.当b吸引a使两者接触后，由于接触带电，b、a又带上同种电荷，有斥力作用，因而又把a 排斥开，所以B项正确.借题发挥(1)带电体具有吸引轻小物体的性质，所以两物体吸引不一定是因为带有异种电荷.也可能是因为其中一个是轻小物体.(2) 在处理带电物体间发生相互作用时，需特别注意带电物体具有吸引不带电的轻小物体的特性，所以当两物体相互吸引时，其可能情况是一个带电，另一个不带电，也可能是两物体带异种电荷.二、电荷守恒定律的理解和应用1.三种起电方式的本质都是电子的转移，在转移的过程中电荷的总量不变注意(1)电中性的物体内部也有电荷的存在，只是电荷量的代数和为零，对外不显电性；(2)电荷的中和是指带等量异号电荷的两物体接触时，经过电子的转移，最终达到电中性的过程.2.接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关，当两个完全相同的金属球接触后，电荷将平均分配，即最后两个球一定带等量的同种电荷.若两个球原先带同号电荷，电荷量相加后均分；若两个球原先带异号电荷，则电荷先中和再均分.例2一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的，仍然遵循电荷守恒定律答案CD解析绝缘金属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，使小球上的电荷量减少，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选项正确.例3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大小之比为多大；(2)若A、B两球带异种电荷，接触后两球的电荷量大小之比为多大.答案 (1)2∶3 (2)2∶1解析 (1)设A 、B 带同种电荷且电荷量均为q ，则A 、C 接触后，A 、C 所带电荷量为q A ＝q C ＝12q .C 与B 球接触后，B 、C 所带电荷量为：q B ＝q C ′＝q ＋12q 2＝34q .故A 、B 所带电荷量大小之比为q A q B ＝12q 34q ＝23.(2)设q A ＝＋q ，q B ＝－q .则C 与A 接触后，A 、C 所带电荷量为q A ′＝q C ＝＋12q .C 与B 接触后，B 、C 所带电荷量为q B ′＝q C ′＝12q －q 2＝－14q ，故A 、B 所带电荷量大小之比为q A ′q B ′＝12q14q ＝21.借题发挥 (1)相同的金属球带同种电荷时，接触时总电荷量平分.(2)相同的金属球带异种电荷时，接触时电荷中和后将剩余电荷平分. 三、静电的应用与防护1.静电的危害：雷鸣闪电造成人畜伤亡，静电火花引发的爆炸和火灾，静电放电导致电子设备的故障，以及工业中的一些静电危害等.2.防止静电危害的措施有：①尽快导走多余电荷，避免静电积累；②调节空气的湿度；③易燃易爆环境中保持良好的通风、消除静电火花的引爆条件. 例4 下列措施利用了静电的是( ) A.油罐车的油罐有条铁链搭到地上 B.农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电 C.家用电器如洗衣机接有地线 D.手机一般都装有天线 答案 B解析 油罐车的油罐有条铁链搭到地上，目的是把油罐车产生的静电导到地下，保证油罐车的安全，家用电器也一样，A 、C 错误.农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电，而叶子上都带有负电，农药不会被风吹走，B 正确.手机接有天线目的是为了更好的接收信号，D 错误. [课时作业]1.如图2所示，用起电机使金属球A 带上正电荷，并靠近验电器B ，则( )A.验电器金箔不张开，因为球A没有和验电器B接触B.验电器金箔张开，因为整个验电器都感应出了正电荷C.验电器金箔张开，因为整个验电器都感应出了负电荷D.验电器金箔张开，因为验电器的下部箔片感应出了正电荷图22.(多选)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3. (多选)如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，甲、乙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()A.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.棒的电荷量不变，两导体球不能带电图34. (多选)A和B都是不带电的物体，它们互相摩擦后A带负电荷1.6×10－10 C，下列判断中正确的是()A.在摩擦前A和B的内部电荷量为零B.摩擦的过程中电子从A转移到了BC.A在摩擦过程中一定得到了1×109个电子D.A在摩擦过程中一定失去了1.6×10－19 C电子5. (多选)悬挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图4甲、乙所示，则()A.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.乙图中两球只有一个带电图46. (多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上.小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图5所示.对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()A.因为笔套绝缘，所以摩擦不能使笔套带电B.笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力图5D.笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和7.把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来的电荷情况不可能是()A.一个小球原来带电，另一个小球原来不带电B.两个小球原来分别带等量异种电荷C.两个小球原来分别带同种电荷D.两个小球原来分别带不等量异种电荷8.如图6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，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的电荷量为()A.－qB.qC.2qD.4q9. (多选)在下列措施中，哪些能将产生的静电尽快导走() 图6A.飞机轮子上搭地线B.印染车间保持湿度C.复印图片D.电工钳柄装有绝缘套10.如图7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－8×10－12 C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.图7第2讲 静电力 库仑定律[目标定位] 1.知道点电荷的概念，了解理想化模型.2.理解库仑定律的内容及适用条件，并会应用公式进行相关计算.3.通过静电力和万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性. [自主预习]一、静电力与点电荷模型1. 电荷间作用力大小的影响因素：两带电体之间的相互作用力与其形状、大小、 、电荷分布、二者之间的距离等因素有关.2.点电荷：本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷. 想一想 体积很小的带电体一定可以看做点电荷吗？二、库仑定律 1.库仑定律(1)内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成正比，跟它们的距离r 的二次方成 ；方向沿着 ，同种电荷 ，异种电荷 . (2)公式：F ＝k Q 1Q 2r ，式中k ＝ N·m 2/C 2，叫(3)适用条件：①真空中；② 2.静电力叠加原理对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的 .这个结论通常叫做静电力叠加原理. 想一想 对于F ＝k Q 1Q 2r 2，当r →0时，能否说F 趋向无穷大？三、静电力与万有引力的比较 共同点：1.都与距离的二次方成反比；2.都有与作用力有关的物理量(电荷量或质量)的乘积，且都与乘积成正比；3.都有一个常量；4.力的方向都在两个物体的连线上. 不同点：1.万有引力与两个物体质量有关，只能是引力，适用于质点；2.库仑定律与两个物体电荷量有关，可能是引力，也可能是斥力，适用于真空中的点电荷. 图1 想一想 如图1所示，有人说：“两个质量分别为m 1和m 2的均匀金属球体，它们之间的万有引力大小为F ＝G m 1m 2r 2，若两球带电量分别为q 1、q 2，它们之间的库仑力的大小F ＝k q 1q 2r 2，对吗？为什么？[重难点解析] 一、对点电荷的理解1.点电荷是理想化的物理模型，只有电荷量，没有大小、形状，类似于力学中的质点，实际并不存在.2.一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定.3.点电荷的电荷量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍. 例1 关于点电荷，下列说法中正确的是( ) A.点电荷就是体积小的带电体 B.球形带电体一定可以视为点电荷 C.带电少的带电体一定可以视为点电荷D.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷 答案 D解析 点电荷不能理解为体积很小的带电体，也不能理解为电荷量很少的带电体.同一带电体，有时可以看做点电荷，有时则不能，如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时，就不能看成点电荷，而研究它与离它很远的电荷间的作用力时，就可以看做点电荷.带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，A 、B 、C 均错.二、对库仑定律的理解和应用 1.静电力的确定(1)大小计算：利用库仑定律计算静电力时不必将表示电性的正、负号代入公式，只代入q 1和q 2的绝对值即可.(2)方向判断：利用同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断.2.两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律，即不论电荷量大小如何，两点电荷间的库仑力大小总是相等的.注意 (1)库仑定律只适用于点电荷的带电体之间的相互作用.(2)两个形状规则的均匀球体相距较远时可以看作点电荷；相距较近时不能看作点电荷，此时球体间的作用力会随着电荷的分布而变化.例2 有三个完全一样的金属球A 、B 、C ，A 球带的电荷量为7Q ，B 球带的电荷量为－Q ，C 球不带电，将A 、B 两球固定，然后让C 球先跟A 球接触，再跟B 球接触，最后移去C 球，则A 、B 球间的作用力变为原来的多少倍？ 答案 58解析 设A 、B 两球间的距离为r ，由库仑定律知，开始时A 、B 两球之间的作用力为F ＝k 7Q ×Qr 2.当A 、C 两球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电荷量为72Q .当B 、C 两球接触时，两球均带电荷量为12×(72Q －Q ) ＝54Q .故现在A 、B 两球间的作用力F ′＝k 72Q ×54Q r 2＝58F .所以F ′F ＝58.借题发挥 若两个金属小球的电荷量分别为Q 1、Q 2，第三个完全相同的不带电的金属球与它们无限次接触后，三个金属球平分总电荷量，即Q 1′＝Q 2′＝Q 3′＝Q 1＋Q 23.三、静电力的叠加空间中有多个电荷时，某电荷所受的静电力是其他所有电荷单独对其静电力的矢量和.遵循平行四边形定则.例3 如图2所示，在A 、B 两点分别放置点电荷Q 1＝＋2×10－14C 和Q 2＝－2×10－14C ，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，它所受的库仑力的大小和方向如何？ 图2 答案 8.0×10－21N 方向平行于AB 向左解析 电子在C 点同时受A 、B 点电荷对其的作用力F A 、F B ，如图所示，由库仑定律得F A ＝F B ＝k Q 1q r 2＝9.0×109×2×10－14×1.6×10－19(6×10－2)2N ＝8.0×10－21N.由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 ＝8.0×10－21N ，方向平行于AB 向左.借题发挥 当多个带电体同时存在时，每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律.某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力.这就是库仑力的叠加原理. 四、静电力作用下的平衡问题1.静电力可以与其他的力平衡，可以使物体发生形变，也可以产生加速度.分析问题的思路与方法完全是力学问题的思路与方法.2. 静电力作用下的共点力的平衡分析静电力平衡的基本方法：(1)明确研究对象；(2)画出研究对象的受力分析图；(3)根据平衡条件列方程；(4)代入数据计算或讨论.例4 如图3所示，把质量为3 g 的带电小球B 用绝缘细绳悬起，若将电荷量为Q ＝－4.0×10－6 C 的带电球A 靠近B ，当两个带电小球在同一高度相距r ＝20 cm 时，绳与竖直方向成α＝30°角，A 、B 两球均静止.求B 球的电荷量q (g 取10 m/s 2). 答案 －39×10－7 C 解析 对球B 受力分析，如图. 图3 根据共点力平衡条件，结合几何关系得到： T sin 30°＝F T cos 30°＝mg 解得：F ＝mg tan 30°根据库仑定律，有：F ＝k Qqr 2解得：q ＝39×10－7 C 即B 球的电荷量是q ＝39×10－7 C ，由于AB 是排斥作用，故B 带负电. [课时作业]1.(多选)下列说法中正确的是( )A.点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体C.根据F ＝kQ 1Q 2r2可知，当r →0时，F →∞D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计2.关于库仑定律，下列说法中正确的是 ( )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 2r2，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大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的静电力大于q 2对q 1的静电力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3两个相同的金属小球(可看作点电荷)，带有同种电荷，且电荷量之比为1∶7，在真空中相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们之间的库仑力是原来的( ) A.7B.37C.97D.1674.两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内，两棒与水平面间均成45°角，棒上各穿有一个质量为m 、带电荷量为Q 的相同小球，如图4所示.现两小球均处于静止状态，求两球之间的距离L .图45.A 、B 两个大小相同的金属小球，A 带有6Q 正电荷，B 带有3Q 负电荷，当它们在远大于自身直径处固定时，两球之间静电力大小为F .另有一大小与A 、B 相同的不带电小球C ，若让C 先与A 接触，再与B 接触，拿走C 球后，A 、B 间静电力的大小变为( ) A.6FB.3FC.FD.零6.半径为R 、相距较近的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同号电荷Q 时它们之间的静电力为F 1，两球带等量异号电荷Q 与－Q 时静电力为F 2，则( ) A.F 1>F 2B.F 1<F 2C.F 1＝F 2D.不能确定7.如图5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 图58.如图6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.F 1 B.F 2C.F 3D.F 4 图6 9.下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘.坐标原点O 处有一可看做点电荷的带电体，该点电荷受到的电场力最大的是( )10.如图7所示，在一条直线上的三点分别放置Q A ＝＋3×10－9 C 、Q B ＝－4×10－9 C 、Q C ＝＋3×10－9 C 的A 、B 、C 点电荷，则作用在点电荷A 上的作用力的大小为______ N.图711.如图8所示，等边三角形ABC ，边长为L ，在顶点A 、B 处有等量同种点电荷Q A 、Q B .即Q A ＝Q B ＝＋Q ，求在顶点C 处的点电荷＋Q C 所受的静电力大小为________，方向________.图8 12.如图9所示，两个点电荷，电荷量分别为q 1＝4×10－9 C 和q 2＝－9×10－9 C ，两者分别固定在相距20 cm 的a 、b 两点上，有一个点电荷q 放在a 、b 所在直线上，且静止不动，该点电荷所处的位置是何处( )图9A.a 的左侧40 cmB.a 、b 的中点C.b 的右侧40 cmD.无法确定13. (多选)A 、B 两个带电小球的质量分别为m 1、m 2，带电荷量分别为q 1、q 2.如图10所示，当A 、B 两小球静止时，两悬线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，且两小球恰好处于同一水平面上.下列判断正确的是( ) A.若q 1＝q 2，则θ1＝θ2 B.若q 1＜q 2，则θ1＞θ2 C.若m 1＝m 2，则θ1＝θ2D.若m 1＜m 2，则θ1＞θ2 图1014.如图11所示，把一电荷量为Q ＝－5×10－8 C 的小球A 用绝缘细绳悬起，若将电荷量为q ＝＋4×10－6 C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30 cm时，绳与竖直方向成45°角，取g＝10 m/s2，k＝9.0×109 N·m2/C2，且A、B两小球均可视为点电荷，求：(1)A、B两球间的库仑力；(2)A球的质量.图1115.如图9所示，A、B是两个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静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为303×10－3 kg，则B带电荷量是多少？(取g＝10 m/s2)第3讲 电场及其描述[目标定位]1.理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关计算.2.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布特征.3.理解点电荷的电场强度及场强叠加原理. [自主预习] 一、电场及电场力1.电场：电荷周围存在场，电荷的相互作用不可能超越距离，是通过场传递的，这种场称为电场.2.电场力：电场对于处在其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力. 二、电场强度 1.试探电荷(1)电荷量 ，(2)大小 的电荷，放到电场中用来检验电场中各点的性质. 2.电场强度(1)概念：放入电场中某点的电荷受到的 与它的 的比值，叫做该点的电场强度，简称场强. (2)物理意义：表示电场的强弱.(3)定义式及单位：E ＝Fq ，单位牛(顿)每库(仑)，符号(4)方向：电场强度的方向与 所受电场力的方向相同.想一想 这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点？三、点电荷的电场与匀强电场 1.真空中点电荷周围的场强：E ＝k Qr2.2.匀强电场：大小和 都处处 的电场叫做匀强电场. 想一想 我们能根据E ＝k Qr 2说，r →0时，E →∞吗？四、电场线 1.电场线在电场中绘出的一些 ， 上任一点的电场方向就在该点的 ，这样的曲线叫做电场线. 2.几种特殊的电场线熟记五种特殊电场的电场线分布，如图1所示.图13.电场线的特点(1)电场线从 (或无穷远)出发，终止于 (或负电荷). (2)在同一电场中，电场线 的地方场强越大. 想一想 有电场线的地方有电场，没有电场线的地方没有电场吗？[重难点解析]一、对电场及电场强度的理解 1.关于电场的几点说明(1)特殊物质性：电场是一种看不见摸不着但客观真实存在的特殊物质. (2)客观存在性：电荷周围一定存在电场，静止的电荷周围存在静电场.(3)桥梁纽带作用：电场是电荷间相互作用的桥梁，不直接接触就可以发生相互作用. 2.关于电场强度的几点说明(1)唯一性：电场中某点的电场强度E 是唯一的，由电场本身决定，与是否放入试探电荷以及放入试探电荷的正负、电荷量的大小无关.(2)矢量性：E 为矢量，其方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同，与负电荷所受的电场力方向相反.例1 真空中O 点放一个点电荷Q ＝＋1.0×10－9 C ，直线MN 通过O 点，OM 的距离r ＝30 cm ，M 点放一个点电荷q ＝－1.0×10－10C ，如图2所示.求：(1)q 在M 点受到的作用力； (2)M 点的场强；(3)拿走q 后M 点的场强； 图2 (4)M 、N 两点的场强哪点大.答案 (1)大小为1.0×10－8 N 方向沿MO 指向Q (2)大小为100 N/C 方向沿OM 连线背离Q (3)大小为100 N/C 方向沿OM 连线背离Q (4)M 点场强大解析 (1)电场是一种物质，电荷q 在电场中M 点所受的作用力是电荷Q 通过它的电场对q 的作用力，根据库仑定律，得F M ＝k Qqr 2＝9.0×109×1.0×10－9×1.0×10－100.32N＝1.0×10－8 N.因为Q 为正电，q 为负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO 指向Q .(2)M 点的场强E M ＝F M q ＝1.0×10－81.0×10－10 N /C ＝100 N/C ，其方向沿OM 连线背离Q ，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.(3)场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成电场的电荷Q 及场中位置决定的，与试探电荷q 是否存在无关.故拿走q 后，M 点的场强仍为100 N/C ，方向沿OM 连线背离Q .(4)由E ∝1r2得M 点场强大.借题发挥 公式E ＝F q 中的q 是试探电荷的电荷量，所以E ＝F q 不是场强的决定式；公式E ＝k Qr 2中的Q 是场源电荷的电荷量，所以E ＝k Qr 2仅适用于点电荷的电场求解，是点电荷场强的决定式.二、对公式E ＝F q 与E ＝kQr2的理解1.公式E ＝F q 是电场强度的定义式，适用于任何电场，E 可以用Fq 来度量，但与F 、q 无关.其中q 是试探电荷.2.公式E ＝k Qr2是点电荷场强的决定式，其中Q 是场源电荷.例2 真空中距点电荷(电荷量为Q )为r 的A 点处，放一个电荷量为q (q ≪Q )的点电荷，q 受到的电场力大小为F ，则A 点的场强为( ) A.F QB.F qC.k qr2D.k Q r2 答案 BD解析 E ＝F q 中q 指的是试探电荷，E ＝kQr 2中Q 指的是场源电荷，故B 、D 正确.三、电场线的理解和应用1.电场线的特点：(1)起始于无限远或正电荷，终止于负电荷或无限远.(2)任意两条电场线不相交.(3)在同一幅图中，电场线的疏密表示场强的大小.(4)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.2.电场线与带电粒子运动轨迹重合必须同时满足以下三个条件 (1)电场线是直线.(2)带电粒子只受电场力作用，或受其他力，但其他力的方向沿电场线所在直线. (3)带电粒子初速度的方向为零或初速度的方向沿电场线所在的直线. 例3 以下关于电场和电场线的说法中正确的是 ( ) A.电场线就是电荷在电场中的运动轨迹B.在电场中，凡是有电场线通过的点，场强不为零，不画电场线的区域内的点场强为零C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D.电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 答案 CD解析 电场线是为了描述电场的强弱及方向的方便而引进的假想线，它一般不与电荷的运动轨迹重合，A 错误，D 正确.在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密，电荷受到的电场力也较大，C 正确. 借题发挥 带电粒子在电场中的运动轨迹，决定于粒子运动速度和受力情况，与电场线不一定重合. 例4 如图3所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是( ) A.这个电场可能是负点电荷的电场。
全品作业本 高中物理 选修3-1 作业正文(附答案)
第一章静电场1电荷及其守恒定律基础巩固1. 下列对物体带电现象的叙述正确的是()A．不带电的物体一定没有电荷B．带电物体一定具有多余的电子C．一根带电的导体棒放在潮湿的房间，过了一段时间后，发现导体棒不带电了，这个过程中电荷不守恒D．摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体2. (多选)关于电荷的电荷量，下列说法正确的是()A．电子的电荷量的精确数值最早是由密立根用油滴实验测得的B．物体所带的电荷量可以是任意值C．物体所带的电荷量最小值为1.6×10－19 CD．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍3. (多选)关于元电荷，下列说法中正确的是()A．元电荷实际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．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 CD．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的4. 带电体所带的电荷量不可能是()A．4.0×10－18 CB．6.4×10－19 CC．1.6×10－10 CD．2.0×10－19 C5. [2017·吉林一中期末] 导体A带电荷量为5q，另一完全相同的导体B带电荷量为－q，两导体接触一会儿后分开，则导体B带的电荷量为()A．－qB．qC．2qD．4q6. (多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦，实验结果如图1-1-1所示，由此可知关于摩擦起电的说法正确的是()图1-1-1A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量均不同的电荷C．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类不同但数量相等的电荷D．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体所带电荷种类可能不同能力提升7. M和N均不带电，相互摩擦后，M带1.6×10－10 C的正电荷，下列判断正确的是()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦过程中电子从M转移到NC．摩擦过程中质子从N转移到MD．在摩擦过程中M和N的电荷总量发生了改变8. 如图1-1-2所示是伏打起电盘示意图，其起电原理是()图1-1-2A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是9. 绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a旁边有一固定在绝缘支架上的金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1-1-3所示．现使b带电，则()图1-1-3A．b将吸引a，吸住后不放开B．b先吸引a，接触后又把a排斥开C．a、b之间不发生相互作用D．b立即把a排斥开10. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．图1-1-4中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1-1-411. (多选)如图1-1-5所示，固定在绝缘支架上的两个不带电的金属导体A、B相互接触，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球．下列说法正确的是()图1-1-5A．把C移近导体A，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上的金属箔片仍张开C．把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，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12. 有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10－5 C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先和小球A接触后分开，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三个小球带的电荷量分别为q A＝______C、q B＝______C、q C＝______C.综合拓展13. (多选)如图1-1-6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物体C 附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷，以下说法中正确的是()图1-1-6A．如果用手摸一下导体的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．如果用手摸一下导体的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，则手指离开，移去带电体C，导体不带电D．无论用手摸一下导体的哪个位置，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14. 如图1-1-7所示，在一个与外界绝缘的不带电的导体两端分别设置一个开关，闭合开关，可使导体与大地相连．S1、S2都断开，当带正电的小球靠近a端时，由于静电感应，在a、b两端分别出现负电荷、正电荷．以下说法正确的是()图1-1-7A．闭合S1，有电子从导体流向大地B．闭合S2，有电子从导体流向大地C．闭合S2，有电子从大地流向导体D．闭合S1，没有电子通过15. 如图1-1-8所示，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，则：(1)金属瓶上收集到多少个电子？(2)实验的时间为多长？图1-1-816. [2016·江西四校联考] 半径相同的两个金属小球A、B带有相同的电荷量，相隔一定的距离，现让第三个相同半径的不带电金属小球C先后与A、B接触后移开．(1)若A、B两球原先带同种电荷，则最后A、B两球的电荷量之比为多少？(2)若A、B两球原先带异种电荷，则最后A、B两球的电荷量之比为多少？2 库仑定律基础巩固1. 下列对点电荷的理解中正确的是( ) 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，不管球的大小如何，都能看作点电荷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2. (多选)如图1-2-1所示的实验装置为库仑扭秤．细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端有一个带电的金属球A ，另一端有一个不带电的金属球B ，B 与A 所受的重力相等．当把另一个带电的金属球C 插入容器并使它靠近A 时，A 和C 之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，改变A 和C 之间的距离r ，记录每次悬线扭转的角度，便可找到力F 与距离r 的关系．这一实验用到的物理方法有( )图1-2-1A ．微小量放大法B ．极限法C ．比值定义法D ．控制变量法 3. 如图1-2-2所示，质量均为m 的两个完全相同的金属球壳a 和b 的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，且其电荷量均为Q ，则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( )图1-2-2A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l24. [2016·柳州铁一中月考] 分别带有电荷量为－Q 和＋3Q 的两个相同金属小球(均可视为点电荷)固定在相距为r 的两处，它们间的库仑力大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间的库仑力大小为( )A .112FB .34FC .43F D ．12F5. A 、B 两个点电荷间的距离恒定，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 6. [2016·重庆三峡名校联盟联考] 两个可自由移动的点电荷A 、B 置于光滑绝缘水平面上，如图1-2-3所示，A 带电荷量为＋Q 1，B 带电荷量为－Q 2，且Q 2＝4Q 1，另取一个可以自由移动的点电荷C ，放在A 、B 所在直线上．欲使整个系统处于平衡状态，则( )图1-2-3A ．C 为负电荷，且放于A 左方B ．C 为负电荷，且放于B 右方 C ．C 为正电荷，且放于A 、B 之间D ．C 为正电荷，且放于B 右方7. (多选)如图1-2-4所示，用两根绝缘细线挂着质量相同的两个不带电的小球A 和B ，此时上、下细线受力分别为F A 、F B .如果使A 带正电，B 带负电，上、下细线受力分别为F A ′、F B ′，则( )图1-2-4A ．F A <F A ′B ．F B >F B ′C ．F A ＝F A ′D ．F B <F B ′能力提升8. 在光滑且绝缘的水平面上有两个金属小球A 和B ，如图1-2-5所示，它们用一绝缘轻弹簧相连，两球带同种电荷．弹簧伸长量为x 0时，两小球平衡．如果A 、B 带电荷量都加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长量为x ，则x 和x 0的关系为( )图1-2-5A ．x ＝2x 0B ．x ＝4x 0C ．x<4x 0D ．x>4x 0 9. [2017·内蒙古杭锦后旗奋斗中学期中] 如图1-2-6所示，悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上，A 处于受力平衡状态时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2，对应的悬线偏离角度θ分别为30°和45°，则q 2q 1为( )图1-2-6A ．2B ．3C ．2 3D ．3 3 10. [2017·黑龙江大庆实验中学期中] 在光滑的绝缘水平面上，质量均为m 、带电荷量分别为＋q 和－q 的甲、乙两个小球在水平力F (作用在甲上)的作用下一起做匀加速直线运动，静电力常量为k ，则甲、乙两球之间的距离r 为( )A.q k F B ．q 2k F C ．2q k F D ．2qF k11. (多选)如图1-2-7所示，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下沿以Q 为焦点的椭圆轨道运动．M 、P 、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离Q 最近的点．电子在从M 点经过P 点到达N 点的过程中( )图1-2-7A．速率先增大后减小B．速率先减小后增大C．库仑力先减小后增大D．库仑力先增大后减小12. (多选)如图1-2-8所示，有两个完全相同的带电金属球A、B，B固定在绝缘地板上，A在B的正上方高H处由静止释放，与B碰撞后回跳高度为h.A.B均视为点电荷，不计空气阻力，且两球相碰时无能量损失．下列说法正确的是()图1-2-8A．若A、B带等量同种电荷，则h＞HB．若A、B带等量同种电荷，则h＝HC．若A、B带等量异种电荷，则h＞HD．若A、B带等量异种电荷，则h＝H综合拓展13. [2017·山西怀仁一中期中] 宇航员在探测某行星时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q，表面无大气．在一次实验中，宇航员将一带电荷量为－q(q≪Q)的粉尘置于距该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h 处，由静止释放，则此带电粉尘将()A．向星球球心方向下落B．背离星球球心方向飞向太空C．仍处于悬浮状态D．沿星球自转的线速度方向飞向太空14. [2017·江西南昌二中月考] 如图1-2-9所示，将质量均为m、带电荷量均为＋q的a、b两小球用两根长均为l的细线悬于O点，将另一个带电荷量也为＋q的小球c从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，细线的夹角恰好为120°，求此时细线上的拉力大小．(重力加速度为g)图1-2-93 电场强度基础巩固1. 关于电场，下列说法中正确的是( )A ．由E ＝Fq 可知，若q 减半，则该处电场强度变为原来的2倍B ．由E ＝k Qr2可知，E 与Q 成正比，而与r 2成反比C ．由E ＝k Qr 2可知，在以点电荷为圆心、r 为半径的球面上，各处场强均相同D ．电场中某处的场强方向就是在该点所放的电荷受到的静电力的方向 2. 如图1-3-1所示的电场中，A 、B 两点电场强度相同的是( )图1-3-13. (多选)如图1-3-2所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点．若带电粒子在从a 运动到b 过程中只受静电力作用，则根据此图可以判断出( )图1-3-2A ．带电粒子所带电荷的性质B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大D ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处较大 4. 如图1-3-3所示，AB 是某电场中的一条电场线，在电场线上P 处由静止释放一个带负电的试探电荷时，它沿直线向B 运动．对此现象，下列判断中正确的是(不计试探电荷的重力)( )图1-3-3A ．试探电荷向B 做匀加速运动B ．试探电荷向B 做加速度越来越小的运动C ．试探电荷向B 做加速度越来越大的运动D ．试探电荷向B 做加速运动，但加速度的变化情况不能确定能力提升5. 如图134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 间、b 和c 间、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 点处的场强大小为(静电力常量为k )( )图1-3-4A ．k 3q R 2B ．k 10q 9R 2C ．k Q ＋q R 2D ．k 9Q ＋q 9R 26. (多选) [2017·江西南昌二中月考] 如图1-3-5所示，a 、b 为两个固定的带等量正电荷的点电荷，虚线cd 为两电荷连线的垂直平分线，负电荷q 从c 点由静止释放，若只受静电力作用，则下列关于此电荷运动的说法正确的是( )图1-3-5A ．从c 到d 速度一直增大B ．在c 、d 间做往复运动，经过O 点时速度最大C ．从c 到O 加速度减小，从O 到d 加速度增大D ．若在c 点给q 一个合适的初速度，它可以做匀速圆周运动7. AB 、CD 为圆的两条相互垂直的直径，圆心为O ，将带电荷量分别为＋q 、－q 的两点电荷放在圆周上关于AB 对称且相距等于圆的半径的位置，如图1-3-6所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个带适当电荷量的点电荷，则该点电荷( )图1-3-6A ．可放在C 点，带电荷量为－qB ．可放在D 点，带电荷量为－qC ．可放在A 点，带电荷量为2qD ．可放在D 点，带电荷量为－2q 8. [2017·江西南昌二中月考] 如图1-3-7所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满z ＜0的空间，z ＞0的空间为真空．将电荷量为q 的点电荷置于z 轴上z ＝h 处，则在xOy 平面上会产生感应电荷．空间任意一点处的电场都是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的．已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z 轴上z ＝h2处的场强大小为(静电力常量为k )( )图1-3-7A. k 4q h 2B ．k 4q 9h 2C ．k 32q 9h 2D ．k 40q 9h29. (多选)[2017·江西南昌二中月考] 如图1-3-8所示，A 、B 、C 三个小球(可视为质点)的质量分别为m 、2m 、3m ，B 小球带负电，电荷量为q ，A 、C 两小球不带电(不考虑小球间的静电感应)，不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O 点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E ，重力加速度为g .以下说法正确的是( )图1-3-8A ．静止时，A 、B 两小球间细线的拉力为5mg ＋qE B ．静止时，A 、B 两小球间细线的拉力为5mg －qEC ．剪断O 点与A 小球间细线的瞬间，A 、B 两小球间细线的拉力为13qED ．剪断O 点与A 小球间细线的瞬间，A 、B 两小球间细线的拉力为16qE10. 如图1-3-9所示，半径为R 的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷，单位长度上的电荷量为q .现在环上截去一小段长度为L (L ≪R )的圆弧AB ，则在圆环中心O 处的电场强度的大小为________．图1-3-9综合拓展11. 如图1-3-10所示，真空中xOy平面直角坐标系中的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．将带电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，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．图1-3-1012. 如图1-3-11所示，匀强电场方向沿与水平方向成θ＝30°角斜向右上方，电场强度为E，质量为m的带负电的小球以初速度v0开始运动，初速度方向与电场方向一致．(重力加速度为g)(1)若小球带的电荷量为q＝mgE，为使小球能做匀速直线运动，求应对小球施加的恒力F1的大小和方向；(2)若小球带的电荷量为q＝2mgE，为使小球能做直线运动，求应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向．图1-3-114电势能和电势基础巩固1. [2017·江西上高二中期末] 下列关于场强和电势的叙述正确的是()A．在匀强电场中，场强处处相同，电势也处处相等B．在正点电荷形成的电场中，离点电荷越远，电势越高，场强越小C．若取无限远处电势为零，则等量异种点电荷形成的电场中，两电荷连线中点的电势为零，场强不为零D．在任何电场中，场强越大的地方，电势也越高2. 如图1-4-1所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．图中a、b两点的电势相等且电场强度相同的是()图1-4-1A．甲图：与点电荷等距的a、b两点B．乙图：两平行板间电场中的a、b两点C．丙图：两等量异种点电荷连线的中垂线上到连线距离相等的a、b两点D．丁图：点电荷与带电平板形成的电场，平板上表面与点电荷距离不相等的a、b两点3. 下列说法中不正确的是()A．当两正点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大B．当两负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大C．当一个正点电荷与一个负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能增大D．当一个正点电荷与一个负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能减小图1-4-24. 如图1-4-2所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B 点，第一次沿直线AB移动该电荷，静电力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，静电力做功为W 2；第三次沿曲线ADB 移动该电荷，静电力做功为W 3，则( )A ．W 1>W 2>W 3B ．W 1<W 2<W 3C ．W 1＝W 2＝W 3D ．W 1＝W 2>W 35. 在点电荷Q 形成的电场中有一点A ，当一个带电荷量为－q 的试探电荷从电场的无限远处(零势能位置)被移到电场中的A 点时，静电力做的功为W ，则试探电荷在A 点的电势能E p A 及电场中A 点的电势φA 分别为( )A ．E p A ＝－W ，φA ＝WqB ．E p A ＝W ，φA ＝－WqC ．E p A ＝W ，φA ＝WqD ．E p A ＝－W ，φA ＝－Wq6. (多选)A 、B 是一条电场线上的两点，若在A 点释放一初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图1-4-3所示．设A 、B 两点的电场强度分别为E A 、E B ，电势分别为φA 、φB ，则( )图1-4-3A ．E A ＝EB B ．E A ＜E BC ．φA ＝φBD ．φA ＜φB能力提升7. [2016·贵州遵义航天中学月考] 某带电粒子仅在静电力作用下由A 点运动到B 点，电场线、粒子在A 点的初速度及运动轨迹如图1-4-4所示，可以判定( )图1-4-4A ．粒子在A 点的加速度大于它在B 点的加速度 B ．粒子在A 点的动能小于它在B 点的动能C ．粒子在A 点的电势能小于它在B 点的电势能D ．电场中A 点的电势低于B 点的电势8. (多选)[2016·重庆巫山中学月考] 如图1-4-5所示是两个等量正点电荷，周围有1、2、3、4各点．两条虚线分别为两电荷连线及连线的垂直平分线，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是( )图1-4-5A．E1>E2>E3>E4B．E3、E4可能相同C．φ1>φ2>φ3>φ4D．φ1>φ2＝φ3＝φ49. 如图1-4-6所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R.电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，正点电荷与O点的连线和OC的夹角为30°.下列说法正确的是(静电力常量为k)()图1-4-6A．O点的场强大小为3kQ 2R2B．O点的场强大小为3kQ R2C．B、D两点的电势关系是φB>φDD．电荷量为＋q的点电荷在A点的电势能小于在C点的电势能10. 如图1-4-7甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带正电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带正电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受静电力作用)，粒子经过a、b两点时的速度分别为v a、v b，其速度—时间图像如图乙所示．以下说法中正确的是()图1-4-7A．整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大B．Q1的电荷量一定小于Q2的电荷量C．b点的电场强度一定为零，电势不一定为零D．Q1、Q2一定是同种电荷11. 如图1-4-8所示，A、B为某电场中一条直线上的两个点，将正点电荷从A点由静止释放，该正点电荷仅在静电力作用下沿直线运动一段距离到达B点，其电势能E p随位移x 的变化关系如图1-4-9所示．从A到B过程中，下列说法正确的是()图1-4-8图1-4-9A．静电力对电荷一直做正功B．电势一直升高C．电荷所受静电力先减小后增大D．电荷所受静电力先增大后减小12. 如图1-4-10所示，实线为一电场的等势线．若把单位正电荷q沿任一路径从图中的A点移到B点，则静电力所做的功W AB＝________．若把某一正电荷从A点移到C点和从B 点移到C点静电力所做的功分别记为W AC、W BC，则W AC________(选填“＝”“＜”或“＞”)W BC.试画出分别过A、B、C三点的电场线大致分布．图1-4-10综合拓展13. [2017·安徽安庆一中期末] 如图1-4-11所示，真空中有一竖直向上的匀强电场，其场强大小为E，电场中的A、B两点处分别固定着等量异种点电荷＋Q、－Q，A、B两点的连线水平，O为其连线的中点，c、d是A、B连线的垂直平分线上的两点，且Oc＝Od，a、b两点在A、B连线上，四边形adbc恰好为菱形，则下列说法中正确的是()图1-4-11A．a、b两点的电场强度相同B．c、d两点的电势相同C．将电子从a点移到c点的过程中，静电力对电子做正功D．质子在O点时的电势能小于其在b点时的电势能14. 如图1-4-12所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，一个质量m＝2.0×10－3 kg、电荷量q＝2.0×10－6 C的带正电的物体(可视为质点)从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间变化的规律为x＝6t－10t2，式中x的单位为m，t的单位为s.不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)匀强电场的场强大小和方向；(2)在0～0.5 s内带电物体电势能的变化．图1-4-1215. 如图1-4-13所示，BC 是半径为R 的14圆弧形光滑绝缘轨道，它位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E .今有一质量为m 、电荷量为＋q 的滑块(体积很小，可视为质点)从C 点由静止释放，滑到水平轨道上的A 点时速度减为零．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，求：(1)滑块通过B 点时的速度大小；(2)水平轨道上A 、B 两点之间的距离．图1-4-135 电势差基础巩固1. (多选)下列物理量中，与试探电荷无关的是( ) A ．电场强度E B ．电势φ C ．电势能E p D ．电势差U2. (多选)在某电场中将点电荷由A 点移到B 点，静电力做的功为零，则( ) A ．A 、B 两点的电场强度的大小一定相等 B ．A 、B 两点间的电势差一定为零 C ．A 、B 两点的电势一定相等D ．电荷移动的方向始终与静电力的方向垂直3. (多选)在某电场中将带电荷量为5.0×10－8 C 的正电荷由A 点移到B 点时，静电力做了6.0×10－3 J 的功，则( )A ．A 、B 两点间的电势差为3.0×10－10 V B ．A 、B 两点间的电势差为1.2×105 VC ．将带电荷量为2.5×10－8 C 的正电荷由A 点移到B 点时，静电力做了3.0×10－3 J 的功D ．将带电荷量为2.5×10－8 C 的正电荷由A 点移到B 点时，静电力做了3.0×10－17 J 的功4. [2017·黑龙江哈尔滨六中期中] 一个电荷量为q ＝2.0×10－9 C 的带正电的质点在静电场中由a 点移动到b 点过程中，除静电力外，其他力做的功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，则a 、b 两点间的电势差U ab 为( )A ．1×104 VB ．－1×104 VC ．4×104 VD ．－7×104 V5. 如图1-5-1所示，a 、b 和c 表示电场中的三个等势面，a 和c 的电势分别为φ和φ5，a 、b 间的电势差等于b 、c 间的电势差．一带电粒子从等势面a 上某处以速率v 释放后，仅受静电力作用，经过等势面c 时的速率为2v ，则( )图1-5-1A ．此过程粒子一定做直线运动B ．此过程粒子一定做曲线运动C ．经过等势面b 时的速率为52vD ．经过等势面b 时的速率为32v能力提升6. 如图1-5-2所示，带电荷量分别为＋q 和－q 的两个小球固定在一长度为l 的绝缘杆两端，置于电场强度为E 的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示．若此杆绕经过O 点垂直于杆的轴转过180°，则在此过程中静电力做的功为( )图1-5-2A ．0B ．qElC ．2qElD ．πqEl 7. 如图1-5-3所示，有向线段表示电场中的一条电场线，质量为m 、电荷量为－q 的带电粒子仅在静电力作用下沿电场线向右运动，经过A 点时速度为v 0，一段时间后到达与A 相距为d 的B 点，速度减为0.下列判断正确的是( )图1-5-3A ．A 点电势一定高于B 点电势，可以求出A 点电势B ．A 点电势一定高于B 点电势，A 、B 两点间的电势差U AB ＝mv 202qC ．粒子在A 点的电势能一定大于在B 点的电势能，从A 到B 过程中静电力做的功为12mv 20D ．粒子在A 点受到的静电力一定等于在B 点受到的静电力8. (多选)如图1-5-4所示，在A 点由静止释放一个质量为m 、电荷量的绝对值为q 的带电粒子，粒子到达B 点时速度恰好为零．设A 、B 两点所在的电场线方向竖直向下，A 、B 两点间的高度差为h ，重力加速度为g ，则( )图1-5-4A ．粒子带负电B ．A 、B 两点间的电势差U AB ＝mghqC ．B 点场强大于A 点场强D ．A 点场强大于B 点场强 9. [2017·安徽六安一中一检] 如图1-5-5所示，虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动，经过a 、b 两点时的动能分别为26 eV 和5 eV ，当这一点电荷运动到某一位置时，其电势能变为－8 eV ，则它的动能应为( )。
最新人教版高二物理选修3-1作业本答案与提示
人教版高二物理选修3－1作业本答案与提示第一章施工组织设计总说明.......................................................................... 错误!未定义书签。
1.2编制依据.............................................................................................. 错误!未定义书签。
1.3工程概况.............................................................................................. 错误!未定义书签。
1.4标书编制原则...................................................................................... 错误!未定义书签。
1.5编制指导思想...................................................................................... 错误!未定义书签。
1.6工期、质量及管理目标...................................................................... 错误!未定义书签。
第二章施工准备及施工总体规划.................................................................. 错误!未定义书签。
2.1施工准备.............................................................................................. 错误!未定义书签。
物理选修3-1作业本答案
答案与提示第一章静电场一、电荷及其守恒定律1.1 6×10-192.负3.C4.CD5.B6.B7.绝缘棒先把验电器金属球上少量的自由电子推斥到金属箔上，中和金属箔上的正电荷，使金属箔的张角减小，然后继续把金属球上更多的自由电子推斥到金属箔上，直到金属箔带上负电荷重新张开二、库仑定律1.（1）真空（或空气）（2）点电荷2.9 0×10-223.+Q+Q4.D5.C6.Ａ7.B8.BD9.（1）同意，可用反证法：假设c不带电，则a、b带等量异种电荷，接触后分开就不存在静电力，所以c肯定带电（2）F4三、电场强度（一）1.4 0×105N/C向左4 0×105N/C向左4 0×105N/C2.kQr2背离kQ9r2kQ3r2指向03.q2电荷在q1电荷所在处产生的场强，q1电荷在q2电荷所在处产生的场强4.BC5.C6.AC7.BC8.mg/q电场强度（二）1.强一致2.B3.C4.C5.F4q6.217.1 8×105N/C，方向从B指向A四、电势能和电势（一）1.3 03 09 0×10-163 02.C3.BC4.C5.D6.BC7.C电势能和电势（二）1.垂直高低2.负大于小于A3.004.BD5.AC6.AD7.AD8.BC五、电势差1.-1 0V-2 0V2.－2001 6×10－143.AD4.BC5.BC6.对全过程应用动能定理：-mgd2+qU=0，解得q=2 0×10-7C六、电势差与电场强度的关系1.B2.ABC3.6004.85.在P点的正下方，与P相距kQdU6.2×10-4kg7.（1）200V（2）5×103N/C（3）450V8.负电荷100V/m-4 6×105C9.（1）-300V，0V（2）3 0×103V/m，方向垂直于BC指向A七、静电现象的应用1.AD2.D3.CD4.BC5.C6.D八、电容器的电容1.绝缘击穿Q2.2×10-10F2×10-10F3.1 5×10-4正4 2×1054.ABC5.BC6.B7.D8.BD9.BC10.A11.C12.两极板的间距变大（小）时，电容变小（大），而电荷量一定，由公式C=QU可知电压变大（小）九、带电粒子在电场中的运动（一）1.1 6×10-16减小1 6×10-161 6×10-162.23.A4.AC5.2QqCm6.2∶11∶27.（1）3dmgU（2）dg带电粒子在电场中的运动（二）1.BC2.B3.B4.1∶1∶11∶2∶31∶3∶55.B6.2 6cm7.BCD8.2πmd2v2qU第一章复习题1.A2.ACD3.D4.ABD5.A6.C7.BCD8.C9.ACD10.A11.CD12.B13.A14.负正15.2qUv216.317.（1）3 0×106N/C（2）2 4×106N/C18.17mv28第二章恒定电流一、电源和电流1.C2.AC3.ABD4.C5.正电荷定向移动的方向相反相同相反6.A7.A8.1 6×10-9逆时针9.300C，600s10.BC二、电动势1.C2.正负非静电3.CD4.2J增加化学能电5.(1)1 2(2)600206.1 8×107J7.3V8.4 5J三、欧姆定律1.ACD2.253.15001 315004.3∶22∶33∶25.D6.D7.D8.AB9.0 2A10.100Ω四、串联电路和并联电路（一）1.152.120120 13.1∶1∶11∶2∶510∶5∶21∶1∶14.ABC5.nRRn6.4 8Ω7.C8.BC9.B10.AC11.AD12.(1)200V(2)183V串联电路和并联电路（二）1.串较大2.并较小3.20050 14.串2001 995000 055.B6.30 67.1 25×1048.4 9kΩ9.200010.B五、焦耳定律1.AD2.AB3.CD4.C5.D6.B7.B8.UII2RUI-I2R9.B10.(1)484Ω(2)2 4(3)25W11.(1)20A(2)200W(3)2000J(4)2m/s六、电阻定律1.控制变量25 00 780 48乙2.CB3.BC4.16∶11∶165.B6.铜镍铬合金铂锰铜合金7.1∶22∶18.A9.C10.3 1×10-7A11.12km七、闭合电路的欧姆定律（一）1.减小恒量电动势2.4 50313.C4.B5.6×10－4201 5×10－56.BC7.BD8.A9.(1)1A，6V(2)图略，8Ω10.1Ω闭合电路的欧姆定律（二）1.D2.C3.A4.BD5.A6.C7.CD8.D9.2V，0 5Ω10.10V，0 1Ω11.B八、多用电表1.电流表闭合电路欧姆电阻2.A3.BD4.×105.2 8×1036.500ΩC7.B8.乙a9.∞1000Ω250Ω0十、简单的逻辑电路1.逻辑与或非2.D3.0114.略5.略6.非发光7.或00A18.断与第二章复习题1.D2.B3.B4.BC5.C6.C7.C8.D9.A10.D11.12Ω“×10”挡调整欧姆零点12.并0 1Ω0 1A0 1Ω13.或114.30kΩ15.(1)略(2)图略3 0，0 516.（1）10Ω（2）0～10Ω（3）3V，5Ω17.4V，8W18.20W，12W第三章磁场一、磁现象和磁场1.C2.BD3.AD4.ACD5.（1）应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向（2）小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁场”的南极二、磁感应强度1.ABD2.A3.A4.CD5.AD6.0 27.B8.BC三、几种常见磁场（一）1.ACD2.AD3.CD4.D5.AB6.BC7.AD8.B9.A．N极垂直纸面向外N极垂直纸面向里B．N极垂直纸面向里N极垂直纸面向外C．N极水平向右N极水平向左D．N极竖直向上N极竖直向下10.A几种常见磁场（二）1.CD2.C3.C4.BD5.0 166.C7.1 26×10－41 26×10－48.BS2BS209.A10.ACD四、磁场对通电导线的作用力（一）1.C2.CD3.BC4.A.不受安培力B.垂直于导线向下C.垂直于纸面向里D.垂直于纸面向外5.水平向右FA＝BIL竖直向上FB＝BIL竖直向下FC＝BIL沿斜面向上FD＝BIL6.C7.B8.20 309.2BIL0斜向右下方45°10.1 2T磁场对通电导线的作用力（二）1.AD2.ACD3.BD4.A5.D6.A7.BCD8.TIL9.55T，1 1×107W五、磁场对运动电荷的作用力1.负正向下2.AC3.D4.A.竖直向上B.垂直于速度方向向下C.垂直于纸面向外D.不受力5.C6.6 4×10－147.（1）能（2）是，向上8.C六、带电粒子在磁场中的运动（一）1.A2.BC3.D4.D5.CD6.不做功洛伦兹力与运动方向总是垂直7.（1）0 046m，1 8×10－7s（2）0 092m，1 8×10－7s8.3πr3v09.(1)r=mv0qB （2）arcsinqBLmv0（3）marcsinqBLmv0qB带电粒子在匀强磁场中的运动（二）1.BD2.BC3.BC4.AC5.AD6.mc＞mb＞ma7.AD8.（1）低于（2）略带电粒子在匀强磁场中的运动（三）1.C2.D3.B4.BC5.CD6.（1）2πmqB0（2）7.（1）a(2)d(3)b(4)c第三章复习题1.A2.AD3.A4.AD5.CD6.D7.D8.BD9.BC10.BD11.A12.0 10 113.1 71×10－33 57×10－914.垂直于纸面向里减小15.1∶2∶21∶2∶116.B2垂直于纸面向外17.减小是零18.0 519.（1）2A（2）0 5N（3）1 25T，水平向右20.qB1B2dΔR2U综合练习（一）1.D2.ABD3.AD4.AD5.CD6.A7.B8.AD9.D10.BC11.0 2Wb012.2013.104向右10414.415.（1）图略（第4组数据舍去不要）（2）不是16.F=6×10-5N;E中=2.8×104N/C17.（1）1 64A(2)8 64×105J18.（1）mv0Be（2）2arctanBel2mv0（3）4mv0BlL4m2v20-e2B2l2综合练习（二）1.A2.BCD3.AD4.B5.B6.B7.C8.C9.B10.C11.CD12.ABC13.乙a14.L415.-200V6×10-4J16.0 08A17.（1）Fab=Fac=3N，Fbc=3N（2）018.（1）2v0（2）-14mv20。