高二物理3-1静电场经典习题
(高二)物理教科版选修3—1第1章 静电场含答案
(高二)物理教科版选修3—1第1章 静电场含答案教科版选修3—1第一章 静电场1、(双选)如图所示,A 、B 是被绝缘支架分别架起的两金属球,并相隔一定距离,其中A 带正电,B 不带电,则以下说法中正确的是 ( )A .导体B 将带负电B .导体B 左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等C .若A 不动,将B 沿图中虚线分开,则两边的电荷量大小可能不等D .只要A 与B 不接触,B 的总电荷量总是为零2、由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为q 1和q 2,其间距为r 时,它们之间相互作用力的大小为F =k q 1q 2r 2,式中k 为静电力常量.若用国际单位制的基本单位表示,k 的单位应为( )A .kg·A 2·m 3B .kg·A -2·m 3·s -4C .kg·m 2·C -2D .N·m 2·A -23、(双选)如图所示,金属板带电量为+Q ,质量为m 的金属小球带电量为+q ,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O 恰好在同一条水平线上,且距离为L.下列说法正确的是( )A .+Q 在小球处产生的场强为E 1=kQ L 2B .+Q 在小球处产生的场强为E 1=mgtan αqC .+q 在O 点产生的场强为E 2=kq L 2D .+q 在O 点产生的场强为E 2=mgtan αQ4、(多选)如图所示,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是()A.M带负电荷,N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功5、(双选)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)如图所示,一平行板电容器与电源E和电流表相连接,接通开关S,电源即给电容器充电,下列说法中正确的是()A.保持S接通,使两极板的面积错开一些(仍平行),则两极板间的电场强度减小B.保持S接通,减小两极板间的距离,则电流表中有从左到右的电流流过C.断开S,增大两极板间的距离,则两极板间的电压增大D.断开S,在两极板间插入一块电介质板,则两极板间的电势差减小*7、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷,已知q1=3q2,两球心相距10r,其相互作用力大小为F1,现将两球接触后分开,再放回原处,这时两球间的相互作用力大小为F2,则()A.F2=F1B.F2=F1 3C.F2>F13D.F2<F13*8、(双选)如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,其速度—时间图像如图乙所示,则下列叙述正确的是()A.电场线方向由A指向BB.场强大小E A>E BC.Q在A的左侧且为负电荷D.Q可能为负电荷,也可能为正电荷*9、(双选)如图所示,在光滑的绝缘水平面上,把两个等量正电荷固定在正方形abcd的a、c两点,一质量为m带负电的光滑小球从b点由静止释放,下列说法正确的是()A.小球运动到d位置时速度不可能为零B.小球从b位置运动到d位置的过程中,加速度最大时速度一定最大C.小球从b位置运动到d位置的过程中,其电势能先减小后增大D.小球从b位置运动到d位置的过程中,电势能与动能之和始终保持不变*10、如图所示,以O点为圆心,以R=0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,该圆所在平面内有一匀强电场,场强方向与x轴正方向成θ=60°角,已知a、b、c三点的电势分别为4 3 V、4 V、-4 3 V,则下列说法正确的是()A.该匀强电场的场强E=40 3 V/mB.该匀强电场的场强E=80 V/mC.d点的电势为-2 3 VD.d点的电势为-4 V*11、如图所示,两平行金属板水平放置并接到电源上,一个带电微粒P位于两板间,恰好平衡.现用外力将P固定住,然后固定导线各接点,使两板均转过α角,如图虚线所示,再撤去外力,则P在两板间()A.保持静止B.水平向左做直线运动C.向右下方运动D.不知α角的值,无法确定P的运动状态12、如图所示,半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为零.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少?方向如何?(已知静电力常量为k)13、如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面.现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×10-6 J,将另一电荷量为10-8 C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功为3×10-6 J.(1)U AB、U AC、U BC各为多少?(2)画出电场线方向;(3)若AB边长为2 3 cm,求电场强度.(高二)物理教科版选修3—1第1章静电场含答案教科版选修3—1第一章静电场1、(双选)如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是()A.导体B将带负电B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则两边的电荷量大小可能不等D.只要A与B不接触,B的总电荷量总是为零BD[由于静电感应,导体B左端带负电,右端带正电,导体总电荷量为零,故A错误,D正确.B的左端感应出负电荷,右端出现正电荷,电荷量的大小相等,故B正确.若A不动,将B沿图中虚线分开,则两边的电荷量大小相等,与划分的位置无关,故C 错误.]2、由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为q 1和q 2,其间距为r 时,它们之间相互作用力的大小为F =k q 1q 2r 2,式中k 为静电力常量.若用国际单位制的基本单位表示,k 的单位应为( )A .kg·A 2·m 3B .kg·A -2·m 3·s -4C .kg·m 2·C -2D .N·m 2·A -2B [由公式F =k q 1q 2r 2得,k =Fr 2q 1q 2,故k 的单位为N·m 2C 2,又由公式q =It 得1 C =1 A·s ,由F =ma 可知1 N =1 kg·m·s -2,故1N·m 2C 2=1 kg·A -2·m 3·s -4,选项B正确.]3、(双选)如图所示,金属板带电量为+Q ,质量为m 的金属小球带电量为+q ,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O 恰好在同一条水平线上,且距离为L.下列说法正确的是( )A .+Q 在小球处产生的场强为E 1=kQ L 2B .+Q 在小球处产生的场强为E 1=mgtan αqC .+q 在O 点产生的场强为E 2=kq L 2D .+q 在O 点产生的场强为E 2=mgtan αQBC [金属板不能看作点电荷,在小球处产生的场强不能用E =kQ r 2计算,故A错误;根据小球处于平衡得小球受电场力F =mgtan α,由E =F q 得:E 1=mgtan αq ,B 正确;小球可看作点电荷,在O 点产生的场强E 2=kq L 2,C 正确;根据牛顿第三定律知金属板受到小球的电场力大小为F =mgtan α,但金属板不能看作试探电荷,故不能用E =F Q 求场强,D 错误.]4、(多选)如图所示,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是()A.M带负电荷,N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功ABC[由图中带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹可知,粒子M受到引力作用所以带负电,粒子N受到斥力作用所以带正电,选项A正确;由于a点比b点更靠近带正电的点电荷,所以粒子M由a点运动到b点的过程中粒子要克服电场力做功,动能减小,选项B正确;d点和e点在同一个等势面上,所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能,选项C正确;粒子N带正电,从c点运动到d点的过程中电场力做正功,选项D错误.]5、(双选)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BD[由动能定理知qU=ΔE k,因两粒子电荷量相同,故ΔE k相同,B项正确.由牛顿第二定律得a=Uqmd,由v-t图像知位移相同,初速度大的用的时间短,A项错误;Δv=aΔt,时间不相等,故速度增量不相等,C项错误;电场力做功都是qU,故电势能减少量相等,D项正确.]6、(多选)如图所示,一平行板电容器与电源E和电流表相连接,接通开关S,电源即给电容器充电,下列说法中正确的是()A.保持S接通,使两极板的面积错开一些(仍平行),则两极板间的电场强度减小B.保持S接通,减小两极板间的距离,则电流表中有从左到右的电流流过C.断开S,增大两极板间的距离,则两极板间的电压增大D.断开S,在两极板间插入一块电介质板,则两极板间的电势差减小BCD[先明确物理量C、Q、U、E中保持不变的量,再依据物理公式来讨论.保持开关S接通,电容器上电压U保持不变,正对面积S减小时,由E=Ud可知U和d都不变,则场强E不变,A错误.减小距离d时,由C∝1d可知电容C增大,因为开关S接通U不变,由Q=CU得电荷量Q将增大,故电容器充电,电路中有充电电流,B正确.断开开关S后,电容器的电荷量Q保持不变,当d增大时电容C减小,由C=QU可得电压U将增大,C正确.插入电介质,εr增大,电容C增大,因为断开S后Q不变,由C=QU知电压U将减小,D正确.]*7、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷,已知q1=3q2,两球心相距10r,其相互作用力大小为F1,现将两球接触后分开,再放回原处,这时两球间的相互作用力大小为F2,则()A.F2=F1B.F2=F1 3C.F2>F13D.F2<F13D [根据题意,两球接触后分开,每个球的带电荷量应是q2.由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,当两球带异种电荷时,由于电荷间的吸引,电荷在金属球表面不再均匀分布,两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定小于10r,如图甲所示.甲应用库仑定律,则F1>k q1q210r2=k3q22100r2.同理,当两球带同种电荷时,两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定大于10r,如图乙所示.乙则F2<kq2210r2=kq22100r2.因此F2必小于13F1,故应选D.]*8、(双选)如图甲所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上的两点,一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,其速度—时间图像如图乙所示,则下列叙述正确的是()A.电场线方向由A指向BB.场强大小E A>E BC.Q在A的左侧且为负电荷D.Q可能为负电荷,也可能为正电荷BC[由于A到B的过程中速度增加,根据动能定理可知,电场力对负电荷做正功,所以电场线的方向由B指向A,A错误;由图乙可知,电荷做加速度减小的加速运动,所以由A运动到B的过程中,由牛顿第二定律可知,电场力在减小,由F=Eq知,E在减小,所以E A>E B,B正确;由以上分析知Q在A的左侧且为负电荷,C正确,D错误.]*9、(双选)如图所示,在光滑的绝缘水平面上,把两个等量正电荷固定在正方形abcd的a、c两点,一质量为m带负电的光滑小球从b点由静止释放,下列说法正确的是()A.小球运动到d位置时速度不可能为零B.小球从b位置运动到d位置的过程中,加速度最大时速度一定最大C.小球从b位置运动到d位置的过程中,其电势能先减小后增大D.小球从b位置运动到d位置的过程中,电势能与动能之和始终保持不变CD[由b到bd连线的中点O的过程中,电场力做正功,电势能减小,由O到d电场力做负功,电势能增加,因此到达d点的速度等于b点的速度,故A错误.由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知:ac的连线与中垂线的交点处场强为0,电场线的方向指向两边,由于负电荷受到的电场力跟电场线的方向相反,所以负电荷受到的电场力始终指向ac的连线与中垂线的交点.但中垂线上场强的大小:从中点到两侧场强先增大再减小,所以小球所受的电场力从中点到两侧先增大再减小,加速度最大的点不在O点,速度最大的点在O 点,故B错误.由等量正电荷的电场分布可知,在两电荷连线的中垂线上O点的电势最高,沿电场线电势越来越低,所以从b到d,电势是先增大后减小,负电荷的电势能先减小后增大,故C正确.由于只有电场力做功,所以只有电势能与动能的相互转化,电势能和动能之和不变,故D正确.故选C、D.]*10、如图所示,以O点为圆心,以R=0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,该圆所在平面内有一匀强电场,场强方向与x轴正方向成θ=60°角,已知a、b、c三点的电势分别为4 3 V、4 V、-4 3 V,则下列说法正确的是()A.该匀强电场的场强E=40 3 V/mB.该匀强电场的场强E=80 V/mC.d点的电势为-2 3 VD.d点的电势为-4 VD[在匀强电场中,平行等长的线段两端的电势差相等,有U bc=U ad,得φd=-4 V,选项C错误,D正确;同理得O点电势为零,又U ao=ERsin θ,得E=40 V/m,选项A、B错误.]*11、如图所示,两平行金属板水平放置并接到电源上,一个带电微粒P位于两板间,恰好平衡.现用外力将P固定住,然后固定导线各接点,使两板均转过α角,如图虚线所示,再撤去外力,则P在两板间()A.保持静止B.水平向左做直线运动C.向右下方运动D.不知α角的值,无法确定P的运动状态B[设原来两板间距为d,电势差为U,则qE=mg,当板转过α角时两板间距d′=dcos α,E′=Ud′=Ecos α,此时电场力F′=qE′=qEcos α,其方向斜向上,其竖直分力F=F′cosα=qE=mg,故竖直方向上合力为零,则P水平向左做匀加速直线运动.]12、如图所示,半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为零.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少?方向如何?(已知静电力常量为k)解析:在球壳上与小圆孔相对的小圆面的电荷量q′≈πr24πR2Q=r24R2Q.根据库仑定律,它对球心的点电荷+q的作用力大小F=kq′qR2=kr24R2QqR2=kqQr24R4,其方向由球心指向小圆孔中心.答案:kqQr24R4由球心指向小圆孔中心13、如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面.现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×10-6 J,将另一电荷量为10-8 C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功为3×10-6 J.(1)U AB、U AC、U BC各为多少?(2)画出电场线方向;(3)若AB边长为2 3 cm,求电场强度.解析:(1)正点电荷从A点移到B点时,电场力做正功,故A点电势高于B点,可求得U AB=Wq=3×10-610-8V=300 V,负点电荷从A点移到C点,电场力做负功,A点电势高于C点,可求得U AC=W′q′=-3×10-6-1×10-8V=300 V.因此B、C 两点电势相等,故U BC=0.(2)由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线,因此BC为一条等势线,故电场线方向垂直于BC,设D为直线BC的中点,则场强方向为由A指向D,如图所示.(3)直线AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度,故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得E=U ABd=30023×10-2×cos 30°V/m=1×104 V/m.答案:(1)300 V300 V0(2)见解析图(3)1×104 V/m。
高中物理选修3-1 第一章《静电场》单元测试题(详细答案)
第一章《静电场》单元测试题一、单选题(共15小题)1.下列各图中所画的电场线,正确的是()A. ⑴⑴和⑴B.只有⑴C.只有⑴D. ⑴和⑴2.空间有p、q两个点电荷相距r且仅在相互间的库仑力作用下从静止开始运动,开始时p的加速度为a,q的加速度为4a,经过一段时间后,q的加速度为a,速度达到v,则这时p的加速度和p、q两个点电荷相互间的距离的大小为()A. 4a、4rB.a、rC.a、2rD.a、4r3.如下图所示,放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B 用导线经开关接地,现把S先合上再断开,再移走A,则导体B()A.不带电B.带正电C.带负电D.不能确定4.如图所示,A为空心金属球,B为金属球,将另一带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,不接触A球,然后用手摸一下A球,再用手接触一下B球,再移走C球,则()A.A球带负电,B球带正电B.A球带负电,B球不带电C.A、B两球都带负电D.A、B两球都带正电5.在秋冬的干燥天气里,当你在黑暗中脱下含腈纶材料的衣服时,会看到“闪光”,同时听到“咝咝”的声音,对于这一现象的判断,下列说法中正确的是()A.感应起电现象B.接触起电现象C.摩擦起电现象D.电荷中和现象6.如图所示,光滑绝缘的水平面上有带异种电荷的小球A、B,它们在水平向右的匀强电场中保持相对静止并共同向右做匀加速直线运动.设A、B的电荷量绝对值依次为QA、QB,则下列判断正确的是()A.小球A带正电,小球B带负电,且QA>QBB.小球A带正电,小球B带负电,且QA<QBC.小球A带负电,小球B带正电,且QA>QBD.小球A带负电,小球B带正电,且QA<QB7.如图所示,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.B.C.D.8.下列关于点电荷的说法中,正确的是()A.带电球体一定可以看成点电荷B.直径大于1 cm的带电球体一定不能看成点电荷C.直径小于1 cm的带电球体一定可以看成点电荷D.点电荷与质点都是理想化的模型9.关于电场强度的定义式E=,下列说法正确的是()A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是试探电荷所受到的力,q是产生电场的电荷的电荷量C.场强的方向与F的方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的静电力大小与该点场强的大小成正比10.如图所示是等量点电荷的电场线,下列说法中正确的是()A.甲是同种正点电荷的电场线,乙是同种负点电荷的电场线B.甲是同种负点电荷的电场线,乙是同种负点电荷的电场线C.甲是同种点电荷的电场线,乙是异种点电荷的电场线D.甲是异种点电荷的电场线,乙是同种正点电荷的电场线11.两带电荷量不等的绝缘金属小球,当相隔某一定距离时,其相互作用力为F1,现将两小球接触后分开并保持原有距离,它们之间的相互作用力为F2,下列说法正确的是()A.若F2<F1,则两个小球所带电性必相反B.若F2>F1,则两个小球所带电性必相同C.F2=F1是不可能的D.以上三种说法都不对12.一带有绝缘座的空心球壳A带有4×10-8C的正电荷,带绝缘柄的金属小球B带有2×10-8C的负电荷,使B球与A的内壁接触,如图所示,则A、B的带电量分别为()A.QA=1×10-8C QB=1×10-8CB.QA=2×10-8C QB=0C.QA=0QB=2×10-8CD.QA=4×10-8C QB=-2×10-8C13.如图所示,光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上,可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q1、Q2,其中小球1固定在碗底A点,小球2可以自由运动,平衡时小球2位于碗内的B位置处,如图所示.现在改变小球2的带电量,把它放置在图中C位置时也恰好能平衡,已知AB弦是AC 弦的两倍,则()A.小球在C位置时的电量是B位置时电量的一半B.小球在C位置时的电量是B位置时电量的四分之一C.小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小D.小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小14.一个带电导体与另一个不带电导体接触,下列说法正确的是()A.两个导体一定带异种电荷B.两个导体一定带同种电荷C.两个导体一定带不等量的同种电荷D.两个导体一定带等量的同种电荷15.下列叙述正确的是()A.摩擦起电是电荷的转移过程,感应起电是创造电荷的过程B.原来不带电的物体接触其他带电体而带电是电荷的转移过程C.玻璃棒无论和什么物体(玻璃除外)摩擦都会带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭二、计算题(共3小题)16.光滑绝缘导轨,与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B,带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图所示. 求两球之间的距离.17.如图所示,用长30 cm的细线将质量为m=4×10-3kg的带电小球P悬挂在O点,当空间有方向水平向右、大小为E=1×104N/C的匀强电场时,小球偏转37°,并处于静止状态.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)(1)判断小球的带电性质.(2)求小球所带的电荷量和细线的拉力.18.如图所示,正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处,将另一带正电、电荷量为q2、质量为m的小球,从轨道的A处无初速度释放,求:(1)小球运动到B点时的速度大小;(2)小球在B点时对轨道的压力.三、填空题(共3小题)19.如图所示,两个带等量异种电荷的小球,质量均为2 g,各用长5.1 cm的绝缘细线吊住,细线质量不计,小球可看成质点,悬点OO′相距d=4 cm.平衡时,两球各偏离竖直方向1 cm,则每个小球的电荷量为________.如果外加一个水平方向的匀强电场后,两球重新回到悬线竖直位置.此电场方向为________,大小E=________ N/q.20.N(N>1)个电荷量均为q(q>0)的小球,均匀分布在半径为R的圆周上,如图所示.向右移去位于圆周上P点的一个小球,则圆心O点处的电场强度大小为________,方向________.(已知静电力常量为k)21.O是一个带正电的物体.把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3的位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小.这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来,图中受力由大到小的三个位置的排序为____________.四、简答题(共3小题)22.如图所示,一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q=+4×10-6C.(1)此时,金属桶内、外表面带电荷量分别为多少?(2)如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q=-2×10-6C的带电小球,桶内、外表面带电荷量分别为多少?(3)若桶内金属小球与内表面接触一下,桶内、外表面带电荷量分别为多少?(4)若小球悬挂时,用手接触一下桶外表面,然后再将小球从桶中取出,则金属桶内、外表面带电荷量又为多少?23.如图所示,在孤立点电荷+Q的电场中,金属圆盘A处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示,要求严格作图).24.如图所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C球带正电,A、B是两个完全相同的枕形导体且不带电.试问:(1)如何使A、B都带等量正电?(2)如何使A、B都带等量负电?(3)如何使A带负电B带等量的正电?答案解析1.【答案】B【解析】2.【答案】C【解析】两点电荷间的相互作用力,大小相等,方向相反,由于开始时p的加速度为a,q的加速度为4a,所以p、q两个点电荷的质量之比为4⑴1,因此当q的加速度为a时,p的加速度为a,当p的加速度为a时,p、q间的库仑力为k=4ma⑴而当q的加速度为a时,p、q间的库仑力为k=ma⑴由⑴⑴可得:R=2r,故C正确.3.【答案】C【解析】根据静电感应现象和电荷间的相互作用,可判断导体B带负电,故选C.4.【答案】B【解析】首先带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,根据静电感应现象可知,A球内表面感应带负电荷,外表面感应带正电荷,手接触A相当于A接地,由地面上来的电子与A球表面正电荷中和,使A球外表面不带电,手接触B球时,无电荷移动,所以B球不带电.当带正电的C 球从A球内移走后,A球内表面所带的负电荷移至外表面,所以A球带负电.故正确答案为B. 5.【答案】C【解析】6.【答案】D【解析】若小球A带正电,小球B带负电,对小球各自受力分析,小球B受向左的电场力和A对B向左的库仑力,所以小球B的合力向左.由于小球A、B向右做匀加速运动,所以它们所受合力方向水平向右.故A、B错误.若小球A带负电,小球B带正电,对小球各自受力分析,由牛顿第二定律得:对小球B:EQB-k=mBaB⑴对小球A:k-EQA=mAaA⑴⑴⑴两式相加得:EQB-EQA=mBaB+mAaA所以必有QA<QB,故C错误,D正确.7.【答案】D【解析】电场方向恰使小球受的电场力最小,即E的方向与细线垂直,对其进行受力分析可得mg=qE,q=,故D正确.8.【答案】D【解析】点电荷与质点一样都是理想化的模型,一个带电体是否可看做点电荷,不以带电体的几何尺度大小而定,而是要分析带电体与发生作用的另外一个带电体之间的距离跟它的几何尺度的大小关系,如果带电体的形状和大小带来的影响很小,可忽略不计时,该带电体则可视为点电荷.9.【答案】D【解析】定义式E=对任何电场都适用,所以A错;公式中F指试探电荷在这一点所受的静电力大小,q是指试探电荷的电荷量,所以B错;场强方向与正电荷在该点所受F的方向相同,与负电荷所受F的方向相反,所以C错;由定义式可得,F与E成正比,所以D对.10.【答案】D【解析】根据电场线的特点,从正电荷出发到负电荷终止可以判断甲是异种点电荷的电场线,乙是同种点电荷的电场线.故选D.11.【答案】D【解析】题目条件未说明两球大小及电荷量,故接触后电荷是否转移和怎样分配均不清楚,所以F2大于、小于或等于F1都有可能.12.【答案】B【解析】将B与A的内表面接触后,正、负电荷中和,净电荷分布在导体的外表面,故B选项正确.13.【答案】C【解析】对小球2受力分析,如图所示,小球2受重力、支持力、库仑力,其中F1为库仑力F和重力mg的合力,根据三力平衡原理可知,F1=F N.由图可知,⑴OAB⑴⑴BFF1设半球形碗的半径为R,AB之间的距离为L,根据三角形相似可知,==即==所以F N=mg⑴F=mg⑴当小球2处于C位置时,AC距离为,故F′=F,根据库仑定律有:F=k,F′=k所以=,即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一,故A、B均错误.由上面的⑴式可知F N=mg,即小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小,故C正确,D错误.14.【答案】B【解析】接触起电一定带同种电荷,选项A错误,选项B正确;若两个导体相同,则两个导体带等量的同种电荷,否则两个导体带不等量的同种电荷,选项C、D错误.15.【答案】B【解析】无论哪种带电方式,其实质都是电荷的转移的过程,故A错误,B正确;玻璃棒带电正、负要看和玻璃棒摩擦的物质与玻璃棒相比较谁更容易失去电子,故C错误;正电荷结合等量负电荷后整体不再显示电性称为电荷的中和,故D错误.16.【答案】q【解析】设两球之间的距离为x,相互作用的库仑力为F,则:F=k由平衡条件得:F cos 45°=mg sin 45°由以上两式解得:x=q17.【答案】(1)正电(2)3×10-6C5×10-2N【解析】(1)由题图知,小球受静电力方向和电场强度方向相同,故小球带正电.(2)对小球受力分析如图所示:F拉cos 37°=mg⑴F拉sin 37°=F电⑴F电=qE⑴联立⑴⑴⑴解得F拉=5×10-2N,q=3×10-6C.18.【答案】(1)(2)3mg+k,方向竖直向下【解析】(1)带电小球q2在半圆光滑轨道上运动时,库仑力不做功,故机械能守恒,则mgR=mv解得v B=.(2)小球到达B点时,受到重力mg、库仑力F和支持力F N,由圆周运动和牛顿第二定律得F N-mg -k=m解得F N=3mg+k根据牛顿第三定律,小球在B点时对轨道的压力为F N′=F N=3mg+k方向竖直向下.19.【答案】×10-8C向右7.5×104【解析】对带正电的小球受力分析,如图:根据几何关系:F=mg≈mg由库仑定律:F=k即4×10-3=9×109×得:q=×10-8C加入水平方向的匀强电场后,要使左边小球受力平衡,应受向左的电场力,则电场的方向向右,根据平衡条件:qE=kE=9×109×N/C=7.5×104N/C20.【答案】k沿OP指向P【解析】P点的带电小球在圆心O处的电场强度大小为E1=k,方向沿PO指向O;N个小球在O点处电场强度叠加后,合场强为零;移去P点的小球后,则剩余N-1个小球在圆心O处的电场强度与P点的小球在圆心O处的电场强度等大反向,即E=E1=k,方向沿OP指向P.21.【答案】P1、P2、P3【解析】带电小球受到重力、电场力和拉力作用,根据共点力平衡,F电=mg tanθ,所以张角越大,电场力越大.22.【答案】(1)q内=0,q外=+4×10-6C(2)q内=q外=+2×10-6C(3)q内=0,q外=+2×10-6C(4)q内=0,q外=+2×10-6C【解析】23.【答案】【解析】画出感应电荷形成的附加电场在圆盘A内的三条电场线(实线),如图所示.导体A处于静电平衡状态,因此内部每点的合场强都为零,即导体A内的每一点,感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反,即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合,且方向相反.24.【答案】(1)把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,把A与B分开,移走C后再用手摸一下B,再把A与B接触一下,则A和B就带等量正电.(2)把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,再用手摸一下A或B,移走C以后再把A与B分开,则A和B就带等量负电.(3)把A、B紧密靠拢,让C靠近A,则在A端感应出负电荷,B端感应出等量正电荷,把A与B分开后,移去C,则A带负电B带等量的正电.【解析】(1)把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,把A与B分开,移走C后再用手摸一下B,再把A与B接触一下,则A和B就带等量正电.(2)把A、B紧密靠拢,让C靠近B,则在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,再用手摸一下A或B,移走C以后再把A与B分开,则A和B就带等量负电.(3)把A、B紧密靠拢,让C靠近A,则在A端感应出负电荷,B端感应出等量正电荷,把A与B分开后,移去C,则A带负电B带等量的正电.。
人教版高二物理选修3—1第一章 静电场含答案
(高二)物理人教选修3—1第一章静电场含答案人教选修3—1第一章静电场1、如图所示,用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是()A.a、b均带正电B.a、b均带负电C.a带正电,b带负电D.a带负电,b带正电2、(双选)下列关于点电荷的说法中正确的是()A.无论两个带电体多大,只要它们之间的距离远大于它们的大小,这两个带电体就可以看作点电荷B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看作点电荷C.一个体积很大的带电体,在任何情况下,都不能看作点电荷D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理3、一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。
关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()A B C D4、(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5、一个带正电的质点所带电荷量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这一过程中,除电场力外,其他力做的功是6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差U ab为()A.1×104 V B.3×104 VC.4×104 V D.7×104 V6、(双选)如图所示,A、B两板间电压为600 V,A板带正电并接地,A、B两板间距离为12 cm,C点离A板4 cm,下列说法正确的是()A.E=2 000 V/m,φC=200 VB.E=5 000 V/m,φC=-200 VC.电子在C点具有的电势能为-200 eVD.电子在C点具有的电势能为200 eV7、生活中为了避免火花放电的危害,会采取一些措施,下列哪些情况属于避免火花放电()A.运油车的尾部有一条铁链接触到地面B.电子打火机点火时C.发电厂排放废气时先进行静电除尘D.为了油漆较均匀采用静电喷涂*8、下列带电体能否视为点电荷的说法正确的是()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D.带电的金属球一定不能视为点电荷*9、(双选)图(a)中AB是一个点电荷电场中的一条电场线,图(b)则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力的值之间的函数关系图线,则下列情况可能的是()(a)(b)A.场源是正电荷,位于A点B.场源是正电荷,位于B点C.场源是负电荷,位于A点D.场源是负电荷,位于B点10、某位移式传感器的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,平行金属板A、B和介质P构成电容器,当可移动介质P向左匀速移出的过程中()A.电容器的电容变大B.电容器的电荷量保持不变C.M点的电势比N点的电势低D.流过电阻R的电流方向从M到N11、一束正离子以相同的速率从同一位置,沿垂直于电场方向飞入匀强电场中,所有离子的运动轨迹都是一样的,这说明所有粒子()A.都具有相同的质量B.都具有相同的电荷量C.具有相同的荷质比D.都是同一元素的同位素12、为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线由A点匀速运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F。
高二物理人教版选修3-1静电场单元测试题含答案解析
高二物理人教版选修3-1静电场单元测试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、多选题1.两个相同的金属小球,带电量之比为1:5,当它们相距r 时的相互作用力为F 1。
若把它们互相接触后再放回原处,它们的相互作用力变为F 2,则F 1:F 2可能是( ) A .5:1 B .5:9 C .5:4 D .5:8 2.如图甲所示,在一条电场线上有A 、B 两点,若从A 点由静止释放一电子,假设电子仅受电场力作用,电子从A 点运动到B 点的速度—时间图象如图乙所示,则( )A .电子在A 、B 两点受的电场力A B F F <B .A 、B 两点的电场强度A B E E >C .A 、B 两点的电势A B ϕϕ<D .电子在A 、B 两点具有的电势能pB pAE E <3.图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a 、b 、c 三点是实线与虚线的交点.则该粒子( )A .带负电B .在c 点受力最大C .在b 点的电势能大于在c 点的电势能D .由a 点到b 点的动能变化大于有b 点到c 点的动能变化二、单选题4.关于电场强度E 的说法正确的是( )A .根据E=F/q 可知,电场中某点的电场强度与电场力F 成正比,与电量q 成反比B .电场中某点的场强的大小与试探电荷的大小、有无均无关C.电场中某点的场强方向就是放在该点的电荷所受电场力方向D.以上说法均不正确5.在如图各种电场中,A、B两点电场强度相等的是()A.B.C.D.6.等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示,现将一个带负电的检验电荷先从图中的a点沿直线移动到b点,再从b点沿直线移动到c点,则检验电荷在此全过程中()A.所受电场力的方向变化B.所受电场力的大小恒定C.电场力一直做正功D.电势能先不变后减小7.如图所示,实线表示匀强电场的电场线.一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示,a、b为轨迹上的两点.若a 点电势为φa,b点电势为φb,则( )A.场强方向一定向左,且电势φa<φbB.场强方向一定向左,且电势φa>φbC.场强方向一定向右,且电势φa>φbD.场强方向一定向右,且电势φa<φb8.P、Q两电荷的电场线分布如图所示,c、d为电场中的两点.一个离子从a运动到b(不计重力),轨迹如图所示.则下列判断正确的是()A.Q带正电B.c点电势低于d点电势C.离子在运动过程中受到P的吸引D.离子从a到b,电场力做正功9.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变10.原来都是静止的质子和α粒子,经过同一电压的加速电场后,它们的速度大小之比为( ).A2B.1:2CD.1:111.分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球,分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间,已知上板带负电,下板接地。
高二物理人教版选修3-1第一章 静电场单元练习题(含详细答案)
第一章静电场一、单选题1.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2.如图所示,质量相等的两个带电液滴q1和q2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后,分别抵达B、C两点,若AB=BC,则它们的带电荷量之比q1∶q2等于( )A.1∶2B.2∶1C.1∶D.∶13.如图M和N是两个带有异种电荷的带电体,(M在N的正上方,图示平面为竖直平面)P和Q是M 表面上的两点,S是N表面上的一点.在M和N之间的电场中画有三条等势线.现有一个带正电的液滴从E点射入电场,它经过了F点和W点,已知油滴在F点时的机械能大于在W点时的机械能.(E、W两点在同一等势面上,不计油滴对原电场的影响,不计空气阻力)则以下说法正确的是( )A.P和Q两点的电势不相等B.P点的电势高于S点的电势C.油滴在F点的电势能高于在E点的电势能D.油滴在E、F、W三点的“机械能和电势能总和”没有改变4.如图中,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心、半径为r的圆弧上.将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时,静电力做功的关系是( )A.WAB>WACB.WAD>WABC.WAC>WADD.WAB=WAC5.两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最远到达A点,然后返回,如图所示,OA=h,则此电子具有的初动能是( )A.B.edUhC.D.6.在光滑绝缘的水平桌面上,存在水平向右的电场,电场线如图中实线所示.一带电的小球以一定的初速度从桌面上的A点开始运动,到C点时,突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点,其运动轨迹如图中虚线所示.v表示粒子在C点的速度,则下列判断中正确的是( )A.恒力F的方向可能水平向左B.恒力F的方向可能与v的方向相反C.在A、B两点小球的速率不可能相等D.小球在A点的电势能比在B点的电势能小7.在点电荷Q产生的电场中有A、B两点,相距为d,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线成30°角,b点的场强方向与ab连线成120°角,如图所示,则点电荷Q的电性和b点的场强大小为( )A.正电、B.负电、C.正电、3ED.负电、3E8.如图所示,电场中a、b、c三点,ab=bc,则把点电荷+q从a点经b移到c的过程中,电场力做功的大小关系有()A.Wab>WbcB.Wab=WbcC.Wab<WbcD.无法比较9.下列关系式中正确的是()A.室外气温:-2℃<-5℃B.某物体的速度:-2 m/s<-12 m/sC.物体的重力势能:-2 J<-12 JD.电场中某点的电势:-2 V<-5 V10.下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝缘.坐标原点O处电场强度最大的是( )A.B.C.D.二、多选题11.(多选)如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图,核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,手(图中为右手)按在金属球上,并远离周围其他物体.一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷,过一段时间后,体验者的头发便会四处散开,甚至倒立,十分有趣,在此状态下,下列分析正确的是( )A.若用左手也去摸金属球,会被电击B.若用左手与旁边的观众握手,会被电击C.若右手离开金属球,则头发会立刻恢复常态D.若右手离开金属球而且走下绝缘凳,头发会立刻恢复常态12.(多选)带电粒子(不计重力)以初速度v0垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中,它离开时偏转距离为y,位移偏转角为φ,下列说法正确的是( )A.粒子在电场中做类平抛运动B.偏转角φ与粒子的电荷量和质量无关C.粒子飞过电场的时间,取决于极板长和粒子进入电场时的初速度D.粒子的偏转距离y可用加在两极板上的电压控制13.(多选)关于对UAB=和WAB=qUAB的理解,正确的是( )A.电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比B.在电场中A、B两点移动不同的电荷,电场力的功WAB和电荷量q成正比C.UAB与q、WAB无关,与是否移动电荷也没有关系D.WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关三、计算题14.在电场中某点放一个电荷量为4库仑的点电荷,该点电荷受到的静电力是20 N,则该处的电场强度是多大?若将该点电荷的电量改为8库仑,仍放在同一位置,则该处的电场强度又是多大?15.在如图所示的示波器的电容器中,电子以初速度v0沿着垂直场强的方向从O点进入电场,以O 点为坐标原点,沿x轴取OA=AB=BC,再过点A、B、C作y轴的平行线与电子径迹分别交于M、N、P点,求AM∶BN∶CP和电子途经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比.16.如图所示,相距为d,水平放置的两平行金属板a、b组成的电容器的电容为C,开始时两板均不带电,a板接地且中央有孔,现将带电荷量为q,质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速度滴下,竖直滴到b板上层,电荷全部被b板吸收.(重力加速度为g,不计阻力)试求:(1)能够到达b板的液滴数不会超过多少?(2)若能够到达b板的液滴数为k,第k+1滴液滴将如何运动?四、填空题17.如图倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L,处在粗糙的水平面上,一质量为m带正电的小物块恰好能在斜面上匀速下滑,O为底边中点,OD垂直AB,沿OD上方与A等高的位置E处固定一带正电的点电荷,物块在下滑至底端的过程中,斜面保持静止不动,当物块在DB之间时,斜面受到地面的摩擦力(填“不变”、“先变大后变小”,“先变小后变大”);若斜面是光滑的,测得它滑到D受到的库仑力大小为F,则它滑到B处的加速度的大小.18.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关.他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示.实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大.实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的__________而增大,随其所带电荷量的__________而增大.此同学在探究中应用的科学方法是____________(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”).19.有一绝缘空心金属球A,带有4×10-6C的正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B,带有2×10-6C 的负电荷,若把B球跟A球的内壁相接触,则B球上的带电荷量为________ C,A球上的带电荷量为________ C,电荷分布在________.20.如图所示,在一匀强电场区域中,有A、B、C、D四点恰好位于一正方形的四个顶点上,已知A、B、C三点电势分别为φA=2 V,φB=4 V,φC=0.请在图中作出电场线(至少作两条),D点电势φD为________21.如图所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线),两相邻等势线间的电势差为 4 V,有一个带电荷量为q=1.0×10-8C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点,静电力做功为________ J.答案解析1.【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.2.【答案】B【解析】将其运动分解为水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀加速运动,设AB=h,AC=2h,OA =l.对液滴1:由①②得q1=.对液滴2:由③④得q2=.所以=.3.【答案】D【解析】P和Q两点在带电体M的表面上,M是处于静电平衡状态的导体,其表面是一个等势面,故P和Q两点的电势相等,故A错误;带正电的油滴在F点时的机械能大于在W点的机械能,故从F点到W点,机械能减小,电场力做负功,说明电场力向上,故电场线垂直等势面向上,而沿着电场线电势逐渐降低,故P点的电势低于S点的电势,故B错误;由于电场线垂直等势面向上,故E点的电势大于F点的电势,根据E p=qφ,油滴在F点的电势能低于在E点的电势能,故C错误;油滴在运动过程中只有重力和电场力做功,重力做功导致重力势能和动能相互转化,电场力做功导致电势能和动能相互转化,故油滴在E、F、W三点的“机械能和电势能总和”没有改变,故D正确.4.【答案】D【解析】B、C、D三点位于点电荷+Q周围电场中的同一等势面上,故UAB=UAC=UAD,故WAB=WAC=WAD.5.【答案】D【解析】电子从O点运动到A点,因受静电力作用,速度逐渐减小.根据题意和题图判断,电子仅受静电力,不计重力.这样,我们可以用动能定理来研究问题.即mv=eUOA.因E=,UOA=Eh =,故mv=.所以D正确.6.【答案】A【解析】由AC段轨迹:根据曲线运动物体所受的合力指向轨迹的内侧可知,电场力方向水平向右.根据CB段轨迹弯曲方向判断可知:恒力F的方向可能水平向左,而且F大于电场力.故A正确.若恒力F的方向与v的方向相反,则小球所受的合力方向指向右下方,不可能沿CB曲线运动,故恒力F的方向不可能与v的方向相反.故B错误.整个过程中,电场力做正功,若恒力做负功,两者功的大小相等,总功为零,根据动能定理得知在A、B两点小球的速率可能相等.故C 错误.从A到B过程中,电场力做正功,电势能减小,则小球在A点的电势能比在B点的电势能大.故D错误.7.【答案】D【解析】将场强E、Eb延长,交点即为点电荷所在位置,如图所示,由于电场强度方向指向点电荷Q,则知该点电荷带负电.根据几何知识解得,a点到Q点的距离ra=2d cos 30°=d,b点到Q点的距离rb=d,A、B两点到点电荷Q的距离之比ra∶rb=∶1.由公式E=k,得:A、B两点场强大小的比值E∶Eb=1∶3,即Eb=3E,故A、B、C错误,D正确.8.【答案】C【解析】电场线疏密表示场强的大小,由图象知从左到右场强逐渐增大,电场力做功W=qU=qEd,ab=bc,所以Wab<Wbc.故选:C.9.【答案】B【解析】-5℃表示温度比零摄氏度低5℃,-2℃表示温度比零摄氏度低2℃,故:-2℃>-5℃,故A错误;速度是矢量,负号只表示方向,大小要根据绝对值进行比值,故:-2m/s<-12m/s;故B正确;重力势能的负值表示相对于零势能面的位置,负号后面数越大表示物体所处的位置比零势能面低的越多,故物体的重力势能:-2J>-12J,C错误;电势与高度相似,负号后面的数越大表示该点的电势比零势面低的越多,故:-2V>-5V,故D错误.10.【答案】B【解析】A中坐标原点O处电场强度是带电圆环产生的;B中坐标原点O处电场强度是第一象限带正电圆环和第二象限带负电圆环叠加产生,坐标原点O处电场强度大小大于带电圆环产生的场强;C中第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生的电场相互抵消,所以坐标原点O 处电场强度是带电圆环产生的;D中第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生的电场相互抵消,第二象限带负电圆环和第四象限带负电圆环产生的电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度为零.所以坐标原点O处电场强度最大的是B.故选B.11.【答案】BD【解析】若用左手也去摸金属球,不会有电流产生,不会被电击,选项A错误;若用左手与旁边的观众握手,会发生放电现象而被电击,选项B正确;若右手离开金属球,电荷不会转移,则头发仍然四处散开,选项C错误;若右手离开金属球而且走下绝缘凳,则电荷将进入大地,人体将不再带电,头发会立刻恢复常态,选项D正确,故选B,D.12.【答案】ACD【解析】粒子受恒定静电力且与初速度垂直,做类平抛运动,A对;由t=可知C对;由y=·可知,可以通过改变U的大小来改变y的大小,D对;tanφ=,可知偏转角φ的大小与q及m都有关,B错.13.【答案】BC【解析】14.【答案】5 N/C 5 N/C【解析】解:由题,点电荷q=4 C,所受静电力F=20 N,则该处的电场强度是E==5 N/C.若将该点电荷的电量改为8库仑,仍放在同一位置,则该处的电场强度不变,仍是5 N/C.15.【答案】1∶4∶91∶1∶1【解析】电子在电场中做类平抛运动,即在x轴分方向做匀速直线运动,故M、N、P三点沿x轴的分速度相等,v Mx∶v Nx∶v Px=1∶1∶1又OA=AB=BC所以tOA=tAB=tBC根据电子沿-y方向做匀加速运动,由y=at2得:AM∶BN∶CP=1∶4∶9.16.【答案】(1)+1 (2)在板内外做往复运动【解析】设第k滴液滴恰好能够到达b板,则第k滴液滴进入两板间时,前(k-1)滴液滴已建立电场,对第k滴液滴应用动能定理(1)前(k-1)滴液滴已建立的电场为U==,E==.对第k滴液滴应用动能定理有:mg(h+d)-qEd=0,即mg(h+d)-q d=0.解得k=+1.(2)由题意,第(k+1)滴液滴进入两板间后做减速运动,无法到达b板,反向运动跳出a板小孔,然后再无初速度滴下,所以第(k+1)滴液滴将在板内外做往复运动.17.【答案】不变+【解析】开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力,物块恰好能在斜面上匀速下滑,说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡,是竖直向上的;根据牛顿第三定律,压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的;增加电场力后,小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加,故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍然是竖直向下的;再对斜面体分析,受重力,故滑块对斜面体的压力和摩擦力、支持力,不受地面的摩擦力,否则合力不为零;即当物块在DB之间时,斜面受到地面的摩擦力为0,保持不变;在D点,电场力为:F=k=;在B点电场力F为:FB=k=;在B点,电荷q受重力、电场力和支持力,在平行AB杆的方向,根据牛顿第二定律,有:mg sin30°+cos30°=ma,解得:a=+.18.【答案】减小增大控制变量法高二物理人教版选修3-1第一章静电场单元练习题(含详细答案)【解析】偏角的大小,可以反映电荷间相互作用力的大小.所以可以分析出相互作用力与间距、电荷量的关系.本题考察电荷间相互作用力与哪些因素有关,猜想有两方面,分组测量,所以本题的科学方法为控制变量法.19.【答案】0 +2×10-6A的外表面【解析】B跟A相接触后,它们成为一个导体,所有电荷都将分布在导体的外表面.在A的外表面,部分正电荷与所有负电荷发生中和现象,未被中和的正电荷仍分布在A的外表面.20.【答案】-2 V【解析】取BC的中点为F,则根据匀强电场中同一条直线上相等距离,电势差相等可知,F点的电势为2 V,连接AF,由于A、F电势相等,则AF为一条等势线,根据电场线与等势线垂直,方向由高电势指向低电势可知,电场线方向与AF垂直斜向上,如图所示.由于此电场是匀强电场,由φA-φB=φD-φC可得D点的电势为φD=-2 V.21.【答案】-4.0×10-8【解析】WAB=qUAB=-1.0×10-8×4 J=-4.0×10-8J.11 / 11。
高二物理3-1第一章静电场整章练习题(实用)(带参考答案)
高二物理3-1静电场整章练习题第Ⅰ课时 库仑定律·电场强度1.下述说法正确的是( )A .根据E = F/q ,可知电场中某点的场强与电场力成正比.B .根据E = KQ/r 2,可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q 成正比.C .根据场强叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强.D .电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹2.(全国理综)如图9-1-6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 所带电量的大小比b 的小.已知c 受到 a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( ) A F 1 B F 2 C F 3 D F 43.电场强度E 的定义式为q F E = ,根据此式,下列说法中正确的是( )①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中q 是放入电场中的点电荷的电荷量,F 是该点电荷在电场中某点受到的电场力,E 是该点的电场强度 ③式中q 是产生电场的点电荷的电荷量,F 是放在电场中的点电荷受到的电场力,E 是电场强度 ④在库仑定律的表达式221r q kq F =中,可以把22r kq 看作是点电荷2q 产生的电场在点电荷1q 处的场强大小,也可以把21r kq 看作是点电荷1q 产生的电场在点电荷2q 处的场强大小A .只有①②B .只有①③C .只有②④D .只有③④4.用绝缘细线将一个质量为m 、带电量为q 的小球悬挂在天花板下面,设空间中存在着沿水平方向的匀强电场.当小球静止时把细线烧断(空气阻力不计).小球将做( ) A .自由落体运动 B .曲线运动 C .沿悬线的延长线做匀加速直线运动 D .变加速直线运动 5.如图9-1-7所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过,电子重不计,则电子所受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6.在图9-1-8所示的竖直向下的匀强电场中,用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O 做圆周运动,下列说法正确的是( )①带电小球有可能做匀速率圆周运动 ②带电小球有可能做变速率圆周运动 ③带电小球通过最高点时,细线拉力一定最小 ④带电小球通过最低点时,细线拉力有可能最小A .②B .①②C .①②③D .①②④图9-1-6图9-1-77、在光滑的水平面上有两个电量分别为Q 1、 Q 2的带异种电荷的小球,Q 1=4Q 2,m 2=4m 1问要保持两小球距离不变,可以使小球做 运动;两小球的速度大小之比为 .(只受库仑力作用)8.在场强为E ,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m 的带电小球,电荷量分别为+2q 和-q ,两小球用长为L 的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O 点处于平衡状态,如图所示,重力加速度为g ,则细绳对悬点O 的作用力大小为_______.9、如图9-1-10所示,真空中一质量为m ,带电量为-q 的液滴以初速度为v 0,仰角α射入匀强电场中以后,做直线运动,求:(1)所需电场的最小场强的大小,方向. (2)若要使液滴的加速度最小,求所加的电场场强大小和方向.10.在一高为h 的绝缘光滑水平桌面上,有一个带电量为+q 、质量为m 的带电小球静止,小球到桌子右边缘的距离为s ,突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E ,且qE = 2 mg ,如图9-1-11所示,求:(1)小球经多长时间落地? (2)小球落地时的速度.11、长木板AB 放在水平面上如图9-1-12所示,它的下表面光滑而上表面粗糙,一个质量为m 、电量为q 的小物块C 从A 端以某一初速起动向右滑行,当存在向下的匀强电场时,C 恰能滑到B 端,当此电场改为向上时,C 只能滑到AB 的中点,求此电场的场强.图9-1-9 图9-1-10 图9-1-11图9-1-12第Ⅱ课时 电势能·电势差·电势1、关于电势和电势能下列说法中正确的是( )A. 在电场中,电势高的地方,电荷在该点具有的电势能就大;B. 在电场中,电势高的地方,放在该点的电荷的电量越大,它所具有的电势能也越大;C. 在电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能;D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能. 2、如图9-2-9所示,M 、N 两点分别放置两个等量种异电荷,A 为它们连线的中点,B 为连线上靠近N 的一点,C 为连线中垂线上处于A 点上方的一点,在A 、B 、C 三点中( ) A .场强最小的点是A 点,电势最高的点是B 点 B .场强最小的点是A 点,电势最高的点是C 点 C .场强最小的点是C 点,电势最高的点是B 点 D .场强最小的点是C 点,电势最高的点是A 点3.某电场中等势面分布如图所示,图9-2-10中虚线表示等势面,:过a 、c 两点的等势面电势分别为40 V 和10 V ,则a 、c 连线的中点b 处的电势应( ) A.肯定等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V4.AB 连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A 点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A 点到B 点运动过程中的速度图象如图9-2-11所示,比较A 、B 两点电势φ的高低和场强E 的大小,下列说法中正确的是( )A.φA >φB ,E A >E BB.φA >φB ,E A <E BC.φA <φB ,E A >E BD.φA <φB ,E A <E B5.如图9-2-12所示,长为L ,倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为 +q ,质量为m 的小球,以初速度v 0由斜面底端的A 点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端的速度仍为v 0,则( ) A .A 、B 两点的电势差一定为mgL sin θ/q B .小球在B 点的电势能一定大于小球在A 点的电势能 C .若电场是匀强电场,则该电场的场强的最大值一定是mg /q D .若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q 产生的,则Q一定是正电荷6、 在水深超过200m 的深海,光线极少,能见度极小.有一种电鳗具有特殊的适应性,能通过自身发出生物电,获取食物,威胁敌害,保护自己.该电鳗的头尾相当于两个电极,它在海水中产生的电场强度达到104N/C 时可击昏敌害.身长50cm 的电鳗,在放电时产生的瞬间电压 可达 V .图9-2-9图9-2-10图9-2-11图9-2-127、.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(rad ),AB 弧长为s ,则A 、B 两点间的电势差AB U =_______,AB 弧中点的场强大小E =_______.8、在匀强电场中建立一直角坐标系,如图9-2-13所示从坐标系原点沿y +轴前进0.346 m 到A 点,电势降低34.6V ;从坐标原点沿x -前进0.2m 到B 点,电势升高34.6V ,求匀强电场的大小和方向.9、倾角为30°的直角三角形底边长为2L ,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨,现在底边中点O 处固定一正电荷Q ,让一个质量为m 的带正电质点q 从斜面顶端A 沿斜边滑下(不脱离斜面),如图9-2-14所示,已测得它滑到B 在斜面上的垂足D 处时速度为v ,加速度为a ,方向沿斜面向下,问该质点滑到斜边底端C 点时的速度和加速度各为多大?10.(理综全国卷)如图所示有三根长度皆为l =1.00 m 的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的 O 点,另一端分别挂有质量皆为m =1.00×210-kg 的带电小球A 和B ,它们的电量分别为一q 和+q ,q =1.00×710-C .A 、B 之间用第三根线连接起来.空间中存在大小为E =1.00×106N/C 的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时 A 、B 球的位置如图9-2-15所示.现将O 、B 之间的线烧断,由于有空气阻力,A 、B 球最后会达到新的平衡位置.求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少.(不计两带电小球间相互作用的静电力)-图9-2-15图9-2-13图9-2-14第Ⅲ课时 电场力做功与电势能变化1、如图9-3-9,O 是一固定的点电荷,另一点电荷P 从很远处以初速度0v 射入点电荷O 的电场,在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN .a 、b 、c 是以O 为中心,c b a R R R 、、为半径画出的三个圆,a b b c R R R R -=-.1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点.以12W 表示点电荷P 由1到2的过程中电场力做的功的大小,34W 表示由3到4的过程中电场力做的功的大小,则( )A .34122W W =B .34122W W >C .P 、O 两电荷可能同号,也可能异号D .P 的初速度方向的延长线与O 之间的 距离可能为零3、一个带正电的质点,电量q =2.0×10-9库,在静电场中由a 点移到b 点,在这过程中,除电场力外,其他力作的功为6.0×10-5焦,质点的动能增加了8.0×10-5焦,则a 、b 两点间的电势差ab U 为( ).A. 3×104伏;B. 1×104伏; 4×104伏; D. 7×104伏.4、如图9-3-11所示四个图中,坐标原点O 都表示同一半径为R 的带正电的实心金属球的球心O 的位置,横坐标表示离球心的距离,纵坐标表示带正电金属球产生的电场电势和场强大小.坐标平面上的线段及曲线表示场强大小或电势随距离r 的变化关系,选无限远处的电势为零,则关于纵坐标的说法,正确的是 ( )A .图①表示场强,图②表示电势B .图②表示场强,图③表示电势C .图③表示场强,图④表示电势D .图④表示场强,图①表示电势图9-3-9①②④③5、如图9-3-12所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即U ab =U bc ,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P 、Q 是这条轨迹上的两点,据此可知( ) A .三个等势面中,a 的电势最高 B .带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大 C .带电质点通过P 点时的动能较Q 点大 D .带电质点通过P 点时的加速度较Q 点大6、如图9-3-13,在匀强电场中,a 、b 两点连线与电场线成60o 角.将正电荷由a 点移到b 点,电场力做正功,可以判定电场线的方向是由_______指向_______的.如果ab 相距0.20m,场强为2×103N/C,正电荷的电量为4×10-4C,则电荷的电势能变化了_______焦耳.7、已知ΔABC 处于匀强电场中.将一个带电量C q 6102-⨯-=的点电荷从A 移到B 的过程中,电场力做功J W 51102.1-⨯-=;再将该点电荷从B 移到C ,电场力做功J W 62106-⨯=.已知A 点的电势φA =5V ,则B 、C 两点的电势分别为____V 和____V .试在图9-3-14中画出通过A 点的电场线.8、在电场中一条电场线上有A 、B 两点,如图9-3-15所示.若将一负电荷C q 7100.2-⨯=,从A 点移至B 点,电荷克服电场力做功J 4100.4-⨯.试求: (1)电场方向;(2)A 、B 两点的电势差,哪一点电势高? (3)在这一过程中,电荷的电势能怎样变化?(4)如在这一电场中有另一点C ,已知V U AC 500=,若把这一负荷从B 移至C 电场力做多少功?是正功还是负功?9、如图9-3-16所示,一条长为L 的细线,上端固定,下端拴一质量为m 的带电小球.将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E ,方向是水平的,已知当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平衡,问: (1)小球带何种电荷?求小球所带电量.(2)如果细线的偏角由α增大到 ϕ,然后将小球由静止开始释放, 则ϕ应多大,才能使在细线到竖直位置时,小球的速度刚好为零.图9-3-12 图9-3-13C 图9-3-14图9-3-15图9-3-16第Ⅰ课时 库仑定律·电场强度1B 2B 3C 4C 5B 6D 7、【解析】如图甲所示,两小球可绕它们连线上共同的圆心O 作匀速圆周运动.对m 1有:121221r m L Q KQ ω= 对m 2有: 222221r m LQ KQ ω= 两球角速度ω相等,L 为两球距离可得:2211r m r m =所以214r r =由r v ω= 可得1421=v v 【答案】作匀速圆周运动;4/1 8.【答案】2mg+Eq9、【解析】(1)根据矢量合成定则,当电场力与速度0v 垂直指向左上方时,电场力最小,此时液滴作匀减速直线运动,有:αcos 1mg qE = 得 q mg E αcos 1=,方向与v 0垂直指向右下方(2)当带电粒子作匀速直线运动时,加速度最小有:mg qE =2,得q mg E =2,方向竖直向下.【答案】(1)q mg E αcos 1=,方向与v 0垂直指向右下方 (2)q mg E =2,方向竖直向下 10.【解析】(1)小球在桌面上做匀加速运动,t 1=gsqE smd s ==22,小球在竖直方向做自由落体运动,t 2=g h 2,小球从静止出发到落地所经过的时间:t =t 1+t 2=gh g s 2+ (2)小球落地时gh gt v y 22==,gh gs gt t mqEat v x 2222+====. 落地速度sh g gs gh v v v y x 2841022++=+=.【答案】(1)ghg s 2+(2)sh 2g 8gs 4gh 10++ 11、【解析】当电场方向向上时,物块C 只能滑到AB 中点,说明此时电场力方向向下,可知物块C 带负电.电场方向向下时有: 220)(2121)(V m M mv L qE mg +-=-μV M m mv )(0+=电场方向向上时,有: 220)(21212)(V m M mv L qE mg +-=+μ V M m mv )(0+=2)()(LqE mg L qE mg +=-μμ q m gE 3=【答案】qm gE 3=第Ⅱ课时 电势能·电势差·电势1D 2C 3C 4A 5A6、【解析】V m C N Ed U 50005.0/104=⨯== 【答案】5000V7、【解析】如图甲所示,带电体匀速圆周运动,一定在点电荷 的电场中运动,设点电荷为Q ,可知弧AB 为一等 势面,因此0=AB U .弧AB 上个点场强相等,有:2r kQ E = 而对圆周运动:r m v r kQq 22=,所以qr mv rkQ 22=又因为θsr =得qsmv E 2θ=【答案】0=AB U ,qsmv E 2θ=8、【解析】找出A 点关于x 轴的对称点A ′,由题意可知A ′和B 电势相等,连接这两点是一等势线,作A ′B连线的垂线,便是电场线,由题意可知电场的方向斜向上如图甲,有:31346.02.0'0tan ===A OB θ, 030=θ 030sin AO E U U AO BO ∙== m V AO U E AO /20030sin 0==方向如图斜向上O BAr 图甲θ9、【解析】在D 点:ma F mg D =-0030cos 30sin在C 点:c D ma F mg =+0030cos '30sinD 和C 在同一等势面上,F D =F D ′可得a g a c -=又因为D 和C 在同一等势面上,质点从D 到C 的过程中电场力不作功,运用动能定理可得:220212160sin mv mv mgL C -=v C =gL v 32+ 【答案】v C =gL v 32+,a g a c -=10.【解析】图(甲)中虚线表示A 、B 球原来的平衡位置,实线表示烧断后重新达到平衡的位置,其中α、β分别表示OA 、AB 与竖直方向的夹角.A 球受力如图(乙)所示:重力mg ,竖直向下;电场力qE ,水平向左;细线OA 对A 的拉力T 1,方向如图;细线AB 对A 的拉力T 2,方向如图.由平衡条件得qE T T =+βαsin sin 21①βαcos cos 21T mgT +=②B 球受力如图(丙)所示:重力mg ,竖直向下;电场力qE ,水平向右;细线AB 对B 的拉力T 2,方向如图.由平衡条件得qE T =βsin 2③ mg a T =cos 2④联立以上各式并代入数据,得 0=α⑤45=β⑥由此可知,A 、B 球重新达到平衡的位置如图(丁)所示.与原来位置相比,A 球的重力势能减少了 )60sin 1( -=mgl E A ⑦ B 球的重力势能减少了 )45cos 60sin 1(+-=mgl E B ⑧ A 球的电势能增加了 W A =qElcos 60°⑨B 球的电势能减少了 )30sin 45(sin-=qEl W B ⑩ 两种势能总和减少了 B A A B E E W W W ++-= 代入数据解得 J W 2108.6-⨯=图 4图甲 图乙 图丙 图9-2-14第Ⅲ课时 电场力做功与电势能变化1、【解析】由图中轨迹可可判断两电荷一定是异种电荷,且一定不对心,故C 、D 错;虽然a b b c R R R R -=-,但越靠近固定电荷电场力越大,所以3412F F >可得34122W W >,故B 正确3、【解析】 由动能定理 K ab E W qU ∆=+【答案】B 4、【解析】处于静电平衡状态的导体是一个等势体,内部场强处处为零 【答案】B 5、【解析】先画出电场线,再根据速度、电场力和轨迹的关系,可以判定:质点在各点受的电场力方向是斜向下方.由于是正电荷,所以电场线方向也沿电场线向下方,相邻等差等势面中,等势面越密处,场强与大. 【答案】BD 6、【解析】因为电场力做正功,可以判定电场线的方向是 是从下方指向上方;J qES W ab ab 2010860cos -⨯== 【答案】从下方指向上方; J 2108-⨯7、【解析】先由W =qU 求出AB 、BC 间的电压分别为6V 和3V ,再根据负电荷A →B 电场力做负功,电势能增大,电势降低;B →C 电场力做正功,电势能减小,电势升高,知V B 1-=ϕ 、V C 2=ϕ沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的,因此AB 中点D 的电势与C 点电势相同,CD 为等势面,过A 做CD 的垂线必为电场线,方向从高电势指向低电势,所以斜向左下方如图甲. 【答案】V B 1-=ϕV C 2=ϕ8、【解析】(1)根据题意负电荷从A 点移至B 点电场力电场力做负功,可知电场方向A 指向B (2) 电场方向A 指向B,因此A 点电势高 V CJ q W U AB AB374102102104⨯=⨯-⨯-==-- (3) 在这一过程中,电荷的电势能增加J 4100.4-⨯(4)因为V U AC 500=而V U AB 3102⨯=所以V U BC 1500-=J V C qU W BC BC 47103)1500()102(--⨯=-⨯⨯-==电场力做正功9、【解析】(1)由受力平衡可得:αtan mg qE = Emg q αtan =正电荷 (2)解法(一)由动能定理可知:00sin )cos 1(-=--ϕϕqEl mglϕϕs i n c o s 1-=mg qE 又因为 αtan =m gqE图9-3-132t a n 2c o s2s i n 22s i n2s i n c o s1t a n 2ϕϕϕϕϕϕα==-=所以 2ϕα= 得:ϕϕ2=解法(二)利用等效场(重力和电场力所构成的复合场)当细线离开竖直的位置偏角为α时,小球处于平衡的位置为复合场的平衡位置,即“最低”位置,小球的振动关于该平衡位置对称,可知ϕϕ2= 【答案】①正电荷,q=mgtga/E ②ϕ=2a静电场阶段性练习(一)1.在同一直线上依次有a 、b 、c 三个点,且bc=3ab ,在a 点固定一带正点电荷,在b 点引入电荷量为2×10-8C 的检验电荷,它受到的电场力大小为2×10-6N ,将该检验电荷移去后,b 点的场强大小为______________,c 点的场强为______________,若要使b 点的场强为零,可在c 点放一电荷量为a 点处的点电荷所带电荷量_________倍的________(填“正”或“负”)电荷。
人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》测试题(含答案)
第一章《静电场》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.下列关于静电场中电场强度、电势能等的说法中,正确的是A .电荷在电场强度大的地方,电势能一定大B .电荷在电场强度为零的地方,电势能一定为零C .负电荷从电势高处运动到电势低处,电势能增加D .只在静电力的作用下运动,电荷的电势能一定减少2.一个带电的金属球,当带电荷量增加后(稳定)与增加前比较,其内部的场强将 A .一定增强 B .一定不变 C .一定减弱 D .可能增强也可能减弱 3.如图,在点电荷Q 产生的电场中,将两个带正电的检验电荷1q 、2q 分别置于A 、B 两点,虚线为等势线,取无空远处为零电势点,若将1q 、2q 移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则( )A .1q 在A 点的电势能大于2q 在B 点的电势能B .1q 在A 点的电势能小于2q 在B 点的电势能C .1q 的电荷量小于2q 的电荷量D .1q 的电荷量大于2q 的电荷量4.如图所示,带正电的小球A 用竖立在地面上的绝缘杆支撑,带正电的小球B 用绕过A 球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着,开始时A、B 在同一水平线上并处于静止,不计两个小球的大小.现用手拉细线使小球B 缓慢向上移动,小球B 在向上移动过程中A、B 两球的带电量保持不变,不计两球间的万有引力,则在B 球缓慢移动一小段距离的过程中( )A .A、B 两球间的距离在减小B.小球B的运动轨迹是一段圆弧C.细线上的张力一直增大D.细线上的张力可能先变小后变大5.如图所示,ABC是两带电量均为Q的正点电荷连线的中垂线上的三点,B是两线段的交点,A点固定有一带电量同为Q的负点电荷,现将一电子从B点由静止释放,电子运动中会经由C点继续向前运动,则()A.从B到C,电场力对该电子一直不做功B.电子从B到C做加速度变大的加速运动C.电子在B、C两点时的电势能大小关系是E PB>E PCD.若电子可回到B点,则回到B点时速度不为零6.某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是E Bx、E Cx,下列说法中正确的有()A.E Bx的方向沿x轴正方向B.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大C.E Bx的大小大于E Cx的大小D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做负功,后做正功7.在电场强度大小为E的匀强电场中,将一个质量为m、电荷量为q的带正电小球从O点由静止释放,小球沿直线OA斜向下运动,直线OA与竖直方向的夹角为θ。
人教高二物理选修3—1第一章 静电场练习含答案 word版含解析答案
(高二)人教物理选修3—1第一章 静电场练习含答案 人教选修3—1第一章 静电场1、(双选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开。
此时,金属箔片所带电荷的电性和起电方式是( ) A .正电荷 B .负电荷 C .接触起电D .感应起电2、如图所示,光滑绝缘水平面上固定金属小球A ,用原长为L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连接,让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x 1,若两球电荷量各漏掉一半,弹簧伸长量变为x 2,则有( )A.x 2=12x 1 B .x 2=14x 1 C .x 2>14x 1D .x 2<14x 13、如图所示,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。
已知b 点处的电场强度为零,则d 点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)( )A .k 3qR 2 B .k 10q 9R 2 C .k Q +qR 2D .k 9Q +q 9R 24、如图所示,Q 是带正电的点电荷,P 1、P 2为其产生的电场中的两点,若E 1、E 2分别为P 1和P 2两点的电场强度的大小,φ1、φ2分别为P 1和P 2两点的电势,则( )A .E 1>E 2,φ1>φ2B .E 1>E 2,φ1<φ2C .E 1<E 2,φ1>φ2D .E 1<E 2,φ1<φ25、(多选)如图所示的等量异号电荷中,A带正电,B带负电,在A、B连线上有a、b、c三点,其中b为连线的中点,且ab=bc,则()A.a点与c点的电场强度相同B.a点与c点的电势相等C.a、b间电势差与b、c间电势差相等D.点电荷沿AB中垂线移动时,电场力不做功6、a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。
人教版高中物理选修3-1第一章《静电场》测试题(含答案)
L 的亮度及电
容器 C 所带电量 Q的变化判断正确的是(
)
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A. L 变暗, Q增大 B . L 变暗, Q减小 C . L 变亮, Q增大 D. L 变亮, Q减小
11.为了研究 PM2.5 的相关性质,实验中让一带电 PM2.5 颗粒(重力不计) ,垂直射入
正交的匀强电场和磁场区域,如图所示,其中
5.如图所示,图中虚线为某静电场中的等差等势线,实线为某带电粒子在该静电场中
运动的轨迹, a、b、 c 为粒子运动轨迹与等势线的交点,粒子只受电场力作用,则下列
说法正确的是(
)
试卷第 1 页,总 7 页
A.粒子一定带正电
B.粒子在 a 点和在 c 点的加速度相同
C.粒子在 a、 c 间运动过程中动能先减小后增大
M点释放一个初速度为零的电子,电
子仅受电场力作用, 并沿电场线由 M点运动到 N 点,其电势能随位移变化的关系如图所
示,则下列说法正确的是 (
)
A.该电场可能是匀强电场 B.电子运动的轨迹可能为曲线 C.电子在 M点的加速度大于在 N 点的加速度 D.电子在 M点的动能小于在 N 点的动能 17.关于电容器和电容,下列说法正确的是 ( ) . A.电容器贮存电荷的同时也就贮存了电能 B.给电容器充电时,两极板分别带上等量的异号电荷 C.电容器不带电时电容为零
3.某电场的电场线如图所示,则 A 和 B 两点电场强度的大小关系是(
)
A. EA> EB B . EA< EB C . EA=EB D .无法判断
4.在静电场中(
)
A.电场处处为零的区域内,电势也一定处处为零
B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同
(完整word版)高中物理选修3-1第一章静电场经典习题(含详细答案))
第1页(共41页)2018年08月09日a 颜颜颜的高中物理组卷•选择题(共17小题) 1 .下列叙述正确的是()A. 任何起电方式都是电荷转移的过程B. 摩擦起电是创造电荷的过程C •玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D .带等量异号电荷的两个导体接触后,两个导体将不带电,原因是电荷消失了 2. 下列关于点电荷的说法中正确的是()A. 点电荷是一个理想化物理模型B. 点电荷的电荷量一定是1.6X 10「19CC. 体积大的带电体一定不能看做点电荷D. 研究带电体的相互作用时,所有带电体都可以看作点电荷 3.两个相同的金属小球,带电量之比为 1:7,相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置上,贝尼们间的库仑力可能为原来的(4. 某电场的电场线如图所示,M 、N 两点相距为《则(A. M 点场强小于N 点场强B. M 点电势低于N 点电势C. 正电荷在M 点受到的电场力方向由M 指向ND. 若E 为M 点的场强,贝U M 、N 两点间电势差等于E?d 5.化纤衣服很容易沾上灰尘,这是因为它()A. 容易积累静电荷B.具有一定的粘性A.B. C .近A,下列描述正确的是()第2页(共41页)C•具有大量的微孔D.质地柔软6. 如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触,起初它们不带电,分别贴在导体A、B下部的金属箔都是闭合的.现将带正电的物体C移A. 稳定后只有A下部的金属箔张开B. 稳定后只有B下部的金属箔张开C. C移近A后,再把B与A分开,稳定后A、B下部的金属箔都张开D. C移近A后,再把B与A分开,稳定后A、B下部的金属箔都闭合7•如图所示,平行板电容器两极板M、N间距为d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极相连,贝U下列能使电容器的电容减小的措施是()A. 减小dB.增大UC. 将M板向左平移D.在板间插入介质8. 如图所示,平行板电容器两极板接在直流电源两端。
下列操作能使电容器电容减小的是()A. 增大电源电压B.减小电源电压C.在两极板间插入陶瓷D.增大两极板间的距离9. 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
物理人教版高中选修3-1静电场习题(1)
静电场习题(1)一、选择题:1.为了防止静电产生的危害,下列做法正确的( )(A )在高大的建筑物顶端装上避雷针 (B )小汽车上有一根露在外面的小天线 (C )在高大的烟囱中安装静电除尘器 (D )汽车制造厂车间里进行静电喷漆答案:A2.A 、D 两点各放有电量为十Q 和十3Q 的点电荷,A 、B 、C 、D 四点在同一直线上,且AB =BC =CD 。
现将一正电荷从B 点沿直线移到C 点,则( ) A .电势能一直减小B .电势能一直增加C .电势能先减小后增加D .电势能先增加后减小 答案:C3.一点电荷,仅在电场力的作用下,沿直线由A 点运动到B 点的过程中,速率逐渐增大,下列判断正确的是(A) 在此过程中,电荷所受电场力的方向总是由A 指向B (B) 在此过程中,电荷的电势能逐渐增大(C) 线段AB 间的各点,电场强度的方向都是由A 指向B (D) 自A 至B ,电势逐渐降低 答案:A4.在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形abcd ,顶点a 、c 处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示。
若将一个带负电的粒子置于b 点,自由释放,粒子将沿着对角线bd 往复运动。
粒子从b 点运动到d 点的过程中(A )先作匀加速运动,后作匀减速运动 (B )先从高电势到低电势,后从低电势到高电势 (C )电势能与机械能之和先增大,后减小 (D )电势能先减小,后增大 答案:D5.如图所示,在O 点处放置一个正电荷.在过O 点的竖直平面内的A 点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m 、电荷量为q .小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O 为圆心、R 为半径的圆(图中实线表示)相交于B 、C 两点,O 、C 在同一水平线上,∠BOC =30°,A 距离OC 的竖直高度为h .若小球通过B 点的速度为v ,则下列说法正确的是 ( ) (A )小球通过C 点的速度大小是gh 2+3Q +Q(B )小球在B 、C 两点的电势能不等(C )小球由A 点到C 点的过程中电势能一直都在减少 (D )小球由A 点到C 点机械能的损失是221)2(mv R h mg --6、如图,在水平匀强电场中,一根轻质绝缘杆两端分别固定着带有等量异种电荷的小球,当杆处于与电力线成60°角位置时,带电小球受到的电场力对杆的中点O 的力矩为M 。
高二物理,静电场习题(含答案)全部题型
高二物理选修3-1静电场典型练习题(含答案)1、对于点电荷的理解,正确的是()A. 点电荷就是带电量很少的带电体B. 点电荷就是体积很小的带电体C. 体积大的带电体肯定不能看成点电荷D. 带电梯如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略,则可视为点电荷2、关于点电荷的说法中正确的是()A. 不均匀的带电圆环一定不能看成点电荷B. 只要带电体的体积很小,都可以看成点电荷C. 只要带电体的电荷量很小,都可以看成点电荷D. 只要带电体的大小远小于电荷间的距离,都可以看成点电荷3、下列哪些物体可以看做点电荷()A. 电子和质子在任何情况下都可以看做点电荷B. 带电量很大的带电体不能看做点电荷C. 体积很大的带电体不能看做点电荷D. 均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时一般可看做点电荷4、关于点电荷、元电荷、检验电荷,下列说法正确的是()A. 当两个带电体形状和大小及电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷,点电荷是一种理想化的物理模型B. 点电荷所带电荷量一定是元电荷电荷量的整数倍C. 点电荷所带电荷量一定很小D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型5、一个带电小球所带的电荷量为Q,则Q可能是(元电荷的电量为1.6×10−19C)()A.3×10−19CB.1.6×10−17CC.0.8×10−19CD.9×10−19C6、两个物体分别带有电荷()A. 它们之间的静电力一定是引力B. 它们之间的静电力一定是斥力C. 如果它们带的是同种电荷,它们之间的静电力一定是引力D. 如果它们带的是异种电荷,它们之间的静电力一定是引力7、关于电荷守恒定律,下列叙述中不正确的是()A. 一个物体所带的电量总是守恒的B. 在于外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电量总是守恒的C. 在一定的条件下,一个系统内的等量的正负电荷即使同时消失,但是这并不违背电荷守恒定律D. 电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换8、1746年,富兰克林提出正、负电的概念,正负电荷可互相抵消。
高二物理选修3-1第一章《静电场》单元测试(含答案)
高二物理选修3-1第一章《静电场》单元测试第I 卷(选择题)1.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油滴实验测得的B .带电物体所带电荷量可以是任意值C .带电物体所带电荷量最小值为1.6×10-19C D .带电体的比荷是质量与电荷量的比值m/q 【答案】AC 【解析】试题分析:密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10-19C ,因而A 对;任何物体的电荷量都是e 的整数倍,故B 错,C 对, 考点:考查了对元电荷的理解 2.下列说法中,正确的是:( ) A .由qFE =可知电场中某点的电场强度E 与q 成反比 B .由公式PE qϕ=可知电场中某点的电势ϕ与q 成反比 C .由ab U Ed =可知,匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大 D .公式QC U=,其中电容器的电容C 与电容器两极板间电势差U 无关 【答案】D 【解析】试题分析:电场中某点的电场强度只和电场本身的性质有关,与外界因素无关,A 错误,电场中某点的电势大小是人为规定的,B 错误;公式ab U Ed =中的d 是沿电场方向间的距离,ab 的距离大,但 不一定沿电场方向间的距离大,C 错误;电容器的电容是由电容器本身的性质决定的,与外界因素无关,D 正确; 考点:考查了电场强度,电势,电势差,电容3. 如图所示为电场中的一条电场线,A 、B 为其上的两点,用E A 、E B 表示A 、B 两点的电场强度,ϕA 、ϕB 表示A 、B 两点的电势,以下说法正确的是 A .E A 与E B 一定不等,ϕA 与ϕB 一定不等 B .E A 与E B 可能相等,ϕA 与ϕB 可能相等 C .E A 与E B 一定不等,ϕA 与ϕB 可能相等D .E A 与E B 可能相等,ϕA 与ϕB 一定不等【答案】D 【解析】试题分析:因为不知道AB 两点电场线的疏密程度,故无法确定两点场强的关系;由于顺着电场线电势减低故ϕA 一定高于ϕB ,故选项D 正确。
高中物理选修3-1第一章静电场基础练习解析版含答案
静电场单元基础测试姓名:___________分数:__________一、单项选择(注释)1、下列关于电荷、电荷量的说法正确的是()A.自然界存在三种电荷:正电荷、负电荷和元电荷B.物体所带的电荷量可以是任意值C.物体的带电量可以是2×10﹣19CD.物体所带的电荷量只能是某些特定的值,为元电荷的整数倍【答案】D【解析】【考点】元电荷、点电荷.【分析】元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍.【解答】解:A、自然界只存在两种电荷:正电荷、负电荷,故A错误;B、物体所带的电荷量只能是某些特定的值,即物体所带的电荷量只能是元电荷电量的整数倍,故B错误,D正确;C、元电荷的值通常取作e=1.60×10﹣19C,2×10﹣19C不是元电荷的整数倍,故C错误;故选:D.2、下列说法中正确的是()A.由E=知,电场中某点的电场强度与检验电荷在该点所受的电场力成正比B.电场中某点的电场强度等于,但与检验电荷的受力大小及带电量无关C.电场中某点的电场强度方向即检验电荷在该点的受力方向D.公式E=和E=对于任何静电场都是适用的【答案】B【解析】考点:电场强度;库仑定律.分析:E=是电场强度的定义式,采用比值法定义,E与F、q无关,该式适用于任何电场;E是矢量,E的方向与正电荷在该点所受的电场力的方向相同;场强反映电场本身的特性,与试探电荷无关.E=只适用于点电荷的电场.解答:解:AB、E=是电场强度的定义式,采用比值法定义,E与检验电荷所受的电场力F、电荷量q无关,故A错误,B正确.C、电场中某点的电场强度方向即正检验电荷在该点的受力方向,与负检验电荷在该点的受力方向相反,故C错误.D、公式E=对于任何静电场都适用,而E=只适用于点电荷的电场.故D错误.故选:B.点评:该题考查电场强度的定义式与点电荷的电场强度的计算式,要理解它们的内涵与外延.3、关于库仑定律的公式,下列说法中正确的是( )A. 当真空中两个电荷间距离r→∞时,它们间的静电力F→0B. 当真空中两个电荷间距离r→0时,它们间的静电力F→∞C. 当真空中两个电荷间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D. 当真空中两个电荷间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,但库仑定律公式仍然适用【答案】A【解析】【点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的适用范围,以及能看成点电荷的条件,当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷.4、如图所示的电场中,A、B两点电场强度相同的是()A. B. C. D.【答案】D【解析】考点:电场强度.专题:电场力与电势的性质专题.分析:电场线越密,代表电场强度越大,电场线的方向就是电场强度的方向.据此分析即可.解答:解:A、电场线的疏密代表场强的强弱,电场线越密,代表电场越强,由图知A、B两点的电场强度大小不同,电场强度不同,故A错误.B、电场线的方向就是电场强度的方向,由图可知A、B两点的电场线的方向不同,故A、B两点的电场强度不同.故B错误.C、A、B两点的电场强度大小不同,电场强度不同,故C错误.D、该电场是匀强电场,所以A、B两点电场强度相同,故D正确.故选:D.点评:把握电场线的特点:电场线的疏密表示场强的大小,切线方向表示场强的方向,即可顺利解决此题.5、一带电粒子(仅受电场力)在匀强电场中从A运动到B,运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下,下列判断正确的是()A.粒子带正电B.A点电势高于B点电势C.粒子做匀变速曲线运动D.粒子电势能增加【答案】C【解析】考点:电场线.分析:由粒子的运动轨迹弯曲方向可知粒子电性,则可求得电场力对粒子所做的功的正负,由动能定理可求得动能的变化;并能判断电势能的变化.解答:解:A、粒子由A到B,运动轨迹向上弯曲,可判断粒子受电场力与重力的合力向上,则电场力向上,故粒子带负电,故A错误;B、电场方向向下,沿电场线的方向电势降低,所以B点的电势高,故B错误;C、由图可知,该电场为匀强电场,粒子受到的电场力的大小与方向都不变,加速度不变,所以粒子做匀变速曲线运动.故C正确;D、粒子由A到B,由运动轨迹可判出粒子受电场力向上,电场力做正功,粒子的电势能减小,故D错误.故选:C点评:带电粒子在电场中的偏转类题目,较好的考查了曲线运动、动能定理及能量关系,综合性较强,故在高考中经常出现,在学习中应注意重点把握.6、如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判断()A. M点的电势小于N点的电势B. 粒子带负电,M点的电势大于N点的电势C. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能【答案】D【解析】7、如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线。
人教版本高中高二物理选修3第一章静电场精选习题含详细解析
人教版高二物理选修3-1 第一章静电场优选习题(含详尽分析)一、单项选择题1.如下图,竖直平面内的齐心圆是一点电荷在真空中形成电场的一簇等势线,一正电小球从 A 点静止开释,沿直线抵达 C 点时速度为零,以下说法正确的有A.此点电荷为负电荷B.场强 E A > E B > E CC.电势D.小球在 A 点的电势能小于在 C 点的电势能2.在点电荷Q 的电场中,一个质子经过时的轨迹如图带箭头的线所示,a、 b 为两个等势面,则以下判断中正确的选项是 ()A. Q 可能为正电荷,也可能为负电荷B.运动中.粒子老是战胜电场力做功C.质子经过两等势面的动能 E ka E kbD.质子在两等势面上的电势能 E pa E pb3.2015 年 4 月 16 日,中国南车设计制造的全世界开创超级电容储能式现代电车在宁波下线,不久成为二三线城市的主要公交用车。
这种超级电车的核心是我国自主研发.全世界开创的“超级电容器”这种电容器安全性高,可频频充放电100 万次以上,使用寿命长达十二年,且容量超大(达到可以在 10s内达成充电,以下说法正确的选项是()。
如下图,9500 F ),A.该“超级电容器”能储藏电荷B.该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大C.该“超级电容器”放电过程中把化学能转变为电能D.充电时电源的正极应接“超级电容器”的负极4.让质子和氘核的混淆物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场,要使它们最后偏转角相同,这些粒子进入电场时一定拥有相同的()A. 初速度B. 动能C. 动量D. 质量Sa ,到上极板A距离恒定,S是闭合5.如下图,平行板电容器经开关与电池连结,电容器间有一点的,表示 a 点的电势, E 表示电场强度,现保持 A 板不动,将 B 板向下略微挪动,使两板间的距离增大,则()A.高升, E 变大B.高升, E 变小C.不变, E 不变D.不变, E 变小6.如下图,在匀强电场中有直角三角形OBC,电场方向与三角形所在平面平行,若三角形三点处的电势分别用φO、φB、φC,已知φO=0 V,φB=3 V,φC=6 V,且边长OB 3cm ,OC 6cm ,则以下说法中正确的选项是A. 匀强电场中电场强度的大小为200 3 V/m.B. 匀强电场中电场强度的方向斜向下与OB 夹角(锐角)为30°C. 一个质子由 B 点运动到O 点的过程中战胜电场力做的功是 3 eVD. 一个电子由 C 点运动到O 点再运动到 B 点的过程中电势能减少了 3 eV7.平行板电容器两板间有匀强电场,此中有一个带电液滴处于静止,如下图.当发生以下哪些变化时,液滴将向上运动()①将电容器的下极板稍稍上移;②将电容器的上极板稍稍上移;③将 S 断开,并把电容器的下极板稍稍向左水平挪动;④将 S 断开,并把电容器的上极板稍稍下移.A. ①③B. ②④C. ②③D. ①④二、多项选择题8.对于静电场的以下说法中正确的选项是:()A.沿电场线方向各点电势不行能相同;B.沿电场线方向电场强度必定是减小的;C.等势面上各点电场强度不行能相同;D.等势面上各点电场强度方向必定垂直于该等势面。
人教版高中物理选修3-1高二《静电场》练习题
B 点,它运动的 v-t 图象如图甲所
4.如图所示,有一质量为 m、带电量为 q 的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间
的匀强电场中,设油滴是从两板中间位置,静止释放进入电场的,可以判定 ( A)油滴在电场中做抛物线运动
6.如图所示, 绝缘细线拴住一带负电的小球, 在方向竖直向下的匀
强
电场中的竖直平面内做圆周运动.则正确的说法是:
()
A .当小球运动到最高点 a 时,细线的张力一定最小
B.当小球运动到最低点 b 时,小球的速度一定最大
C.小球可能做匀速圆周运动
D.小球在 a 点机械能最大
Q
7. 下列关于点电荷的场强公式 E k r 2 的几种不同的理解,正确的是
,
A 、B 两点的电势差 U AB =
。
12.如图所示的 A、B、C、D、E、F 为匀强电场中正六边形的六个顶点.
已知 A、 B、 C 三点的电势分别为 -1V 、 1V、 5V,则 D 点的电势 φ D 为
V,
并标出电场强度的方向。
13. 如图所示,水平放置的两平行金属板间距为
d ,电压大小为
U,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为
A、 B 两点的坐标分别为
2.0m 和 5.0m 。放在 A、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟 x 轴的正方向相同,电场力的大小跟试探
电荷所带电量的关系图象如图 1— B— 12 中直线 a, b 所示,放在 A 点的电荷带正电,放在 B 点的电荷带负
电。
求:( 1) B 点的电场强度的大小和方向。
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第一章 静电场一、选择题1.关于元电荷的理解,下列说法中正确的是( ) A .元电荷就是电子B .元电荷是表示跟电子所带电荷量的数值相等的电荷量C .元电荷就是质子D .自然界中带电体所带电荷量的数值都是元电荷的整数倍 2.关于场强,下列哪个说法是正确的( ) A .由qFE =可知,放入电场中的电荷在电场中受到的电场力F 越大,场强E 越大,电荷的电荷量q 越大,场强E 越小B .由E = k2r Q 可知,在离点电荷Q 很近的地方即r →0,场强E 可达无穷大C .放入电场中某点的检验电荷的电荷量改变时,场强也随之改变;将检验电荷拿走,该点的场强就是零D .在221r q q k F =中,k 22r q是点电荷q 2所产生的电场在q 1位置处的场强大小3.在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力向右,当放入负电荷时受到的电场力 向左,则下列说法中正确的是( )A .当放入正电荷时,该点场强向右,当放入负电荷时,该点场强向左B .该点的场强方向一定向左C .该点的场强方向一定向右D .该点的场强方向可能向右、也可能向左4.两个固定的异种点电荷,电荷量给定但大小不等。
用E 1和E 2分别表示这两个点电荷产生的电场强度的大小,则在通过两点电荷的直线上,E 1=E 2的点( )A .有三个,其中两处合场强为零B .有三个,其中一处合场强为零C .只有两个,其中一处合场强为零D .只有一个,该处合场强不为零5.下列说法正确的是( )A .沿电场线方向场强逐渐减小B .沿电场线方向电势逐渐降低C .沿电场线方向电势逐渐升高D .沿电场线方向移动正电荷电场力做正功6.关于等势面正确的说法是( )A .电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功B .等势面上各点的场强大小相等C .等势面一定跟电场线垂直D .两数值不等的等势面永不相交7.如图1中所示,三个等势面上有a 、b 、c 、d 四点,若将一正电荷由c 经a 移到d ,电场力做正功W 1,若由c 经b 移到d ,电场力做正功W 2,则( )A .W 1>W 2,ϕ1>ϕ2B .W 1<W 2, ϕ1<ϕ2C .W 1=W 2,ϕ1=ϕ2D .W 1=W 2, ϕ1>ϕ28.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一个平行板电容器,与它相连的电路如图2所示。
接通开关S ,电源给电容器充电,( )A .保持S 接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小B .保持S 接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大C .断开S ,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小D .断开S ,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大9.在图3所示的实验装置中,平行板电容器的极板A 与一灵敏的静电计的金属小球相连接,极板B 及静电计的金属外壳接地,并使A 、B 两个极板充电。
若极板B 稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )A .两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小B .两极板间的电压不变,极板上的电荷量变大C .极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变小D .极板上的电荷量几乎不变,两极板间的电压变大10.一束正离子以相同的速率从同一位置、垂直于电场方向飞入匀强电场中,所有离子的轨迹都是一样的,这说明所有粒子( )A .都具有相同的质量B .都具有相同的电荷量图 1图 3图 2C .电荷量与质量的比(又叫比荷)相同D .都属于同一元素的同位素 11.如图4所示,两个带同种电荷的小球(可看作点电荷),电荷量分别为 q 1和q 2,质量分别为 m 1和 m 2,当两球处于同一水平面保持静止时,α>β,则造成 α>β 的可能原因是( )A .m 1>m 2B .m 1<m 2C .q 1>q 2D .q 1<q 212.如图5所示,电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U 2的两块平行极板间的电场中,入射方向跟极板平行。
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,一定能使电子的偏移量y 变大的是( )A .U 1变大,U 2变大B .U 1变小,U 2变大C .U 1变大,U 2变小D .U 1变小,U 2变小13.如图6所示,实线为电场线,虚线表示等势面,相邻两个等势面之间的电势差相等,有一个运动的负电荷经过等势面L 3上某点时的动能为20 J ,运动至等势面L 1上的某一点时动能变为0,若取L 2为零等势面,则此电荷的电势能为4 J 时,其动能为( )A .16 JB .10 JC .6 JD .4 J14.一金属球,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7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( )A E a 最大B E b 最大C E c 最大D E a =E b =E c图 4图 5图7图615.如图8所示,两块相对的平行金属板M 、N 与电池相连接以保持两板间电压不变,N 板接地,在距两板等远的一点P 固定一个带正电的点电荷,如果将M 板向上平移一小段距离,则( )A .点电荷受到的电场力减小B .点电荷受到的电场力增大C .点电荷的电势能减小D .点电荷的电势能保持不变16.如图9所示,水平固定的小圆盘A ,带电荷量为 Q ,电势为零,从盘心处O 由静止释放一质量为m ,带电荷量为+q 的小球,由于电场的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c 点,Oc =h ,又知道过竖直线上的b 点时,小球速度最大,由此可知在Q 所形成的电场中,可以确定的物理量是( )A .b 点场强B .c 点场强C .b 点电势D .c 点电势二、填空题17.如图10所示,A 、B 、C 、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A 、B 、C 三点的电势分别为ϕA =15 V ,ϕB =3 V ,ϕC =-3 V ,由此可知D 点电势 ϕD = V 。
18.相距L 的两个点电荷A 、B 分别带的电荷量为+9Q 和-Q ,放在光滑绝缘的水平面上,现引入第三个点电荷C ,使三者在库仑力作用下都处于静止状态,则C 所带的电荷量大小为 ,电性为 ,并且C 应放在 位置上。
19.如图11所示,在匀强电场中有a 、b 、c 三点,a 、b 相距4 cm ,b 、c 相距10 cm 。
将一个带电荷量为2×10-8 C 的电荷从a 点移到b 点时,电场力做功为4×10-6 J 。
将此电荷从b 点移到c 点时电场力做功为 J ,a 、c 间电势差为 V 。
图8图9图10图11三、计算题20.为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如图12所示.若AB=0.4 m,α=37º,q=-3×10-7C,F=1.5×10-4N,A点电势ϕA=100 V(不计重力,sin 37º=0.6,cos37º=0.8)(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势值,求出场强和AB间的电势差。
(2)求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少?图1221.如图13所示,在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为-4×10-6C的点电荷从A点移到M板,电场力做负功8×10-4 J,把该点电荷从A点移到N板,电场力做正功为4×10-4 J,N板接地。
则(1)A点的电势ϕA是多少?(2)U MN 等于多少伏?(3)M板的电势ϕM是多少?图1322.如图14所示,水平放置的A、B两平行板相距h,有一个质量为m,带电量为+q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间,欲使小球恰好打到A板,试讨论A、B板间的电势差是多大?图1423.喷墨打印机的结构简图如图15所示,其中墨盒可以发出墨汁微滴,此微滴经过带电室时被带上负电,带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号控制。
带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场后,打到纸上,显示出字体。
无信号输入时,墨汁微滴不带电,径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒。
设偏转板板长为L=1.6 cm,两板间的距离为d=0.50 cm,偏转板的右端距纸L1=3.2 cm,若一个墨汁微滴的质量为m=1.6×10-10 kg,以v0=20 m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场,两偏转板间的电压是U=8.0×103 V,此时墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是Y=2.0 mm。
不计空气阻力和墨汁微滴的重力,可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部,忽略边缘电场的不均匀性。
求:(1)上述墨汁微滴通过带电室带上的电量是多少?(2)若用(1)中的墨汁微滴打字,为了使纸上的字体放大10%,偏转板间电压应是多大?图1524.如图16所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向。
已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为2.5×10-4C 的小球从坐标原点O沿y轴正方向以0.4 kg·m/s的初动量竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,不计空气阻力,g取10 m/s2。
(1)指出小球带何种电荷;(2)求匀强电场的场强大小;(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的变图16化量。
参考答案一、选择题 1.BD 2.D 3.C 4.C 5.BD 6.CD7.D 8.BC9.D 10.C11.B12.B13.C 14.C15.AC16.AD二、填空题 17.9解析:由于AD ∥BC ,且AD =BC ,故有U AD =U BC 即: ϕA -ϕD =ϕB -ϕC∴ ϕD =ϕA -ϕB +ϕC =15 V -3 V -3 V =9 V 18.49Q ;正电荷;AB 的连线上距离B 等于2L ,距离A 等于L 23(其它回答正确即可) 19.5×10-6;450 三、计算题20.解:(1)由题可知,电荷所受电场力应与F 方向相反,如图所示,大小相同。
E =qF '=5×102 V/m U AB =Ed AB =5×102 V/m ×0.4 m ×cos37º=160 V (2)电场力做负功,电势能增加 ΔE p =qU AB =4.8×10-5 J 21.解:(1)∵W AN =qU AN ∴U AN =-100 V ∵ϕN =0 ∴ϕA =-100 V (2)∵W AM =qU AM ∴U AM =-200 VU MN =-U AM +U AN =-300 V (3)∵U MN =-300 V ,ϕN =0 ∴ϕM =-300 V22.分析:小球在B 板下方时,只受重力作用,做匀减速运动;小球进入到两板间时,除受向下的重力外,还受到电场力的作用,但电场力的方向未知,欲使小球恰好打到A 板,应使小球在板间向上做减速运动。