静电场练习题及答案解析
静电场练习题
静电场练习题一、单选题（本大题共18小题，共72.0分）1.如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等距．先在a点固定一点电荷＋Q，测得b点场强大小为E．若再将另一等量异种点电荷－Q放在d点时，则（）A. b点场强大小为EB. c点场强大小为EC. b点场强方向向左D. c点电势比b点电势高2.如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点。
下列说法中正确的是（）A. B，D两点的电场强度不相同B. A点的电场强度大于C点的电场强度且两点电场强度方向相同C. 一电子在B点的电势能大于在C点的电势能D. 一电子沿对角线B→O→D路径移动电场力不做功3.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点为连线中垂线距A点距离也为d的一点。
则下面关于A,B,C三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是( )A. E A＝E C>E B；φA＝φC>φBB. E B>E A>E C；φA＝φC>φBC. E A<E B，E A<E C；φA>φB，φA>φCD. E A＝E C>E B；三点电势的高低无法判断，因为零电势点未规定4.两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点．取无限远处的电势为零，一带负电的试探电荷q，在静电力作用下运动，则（）A. 若q从A点由静止释放，由A点向O点运动的过程中，加速度大小一定先变大再减小B. 若q从A点由静止释放，其将以O点为对称中心做往复运动C. q由A点向O点运动时，其动能逐渐增大，电势能逐渐增大D. 若在A点给q一个合适的初速度，它可以做类平抛运动5.如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中一定正确的是（）A. 点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B. 点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C. 点电荷运动在O点时加速度为零，速度达最大值D. 点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到点电荷速度为零6.如图，实线是电场线，一带负电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速率-时间图象是选项中的（）A. B. C. D.7.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，下列说法正确的是A. 粒子在a点时的加速度比在b点时的加速度小B. 从a到b过程中，粒子的电势能不断减小C. 无论粒子带何种电，经b点时的速度总比经a点时的速度小D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高8.某电场的电场线分布如图所示（实线），以下说法正确的是（）A. c点场强大于b点场强B. b和c处在同一等势面上C. 若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电荷的电势能将增大D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电9.某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为E P和E Q，电势分别为φP和φQ，则()A. E P>E Q，φP>φQB. E P>E Q，φP<φQC. E P<E Q，φP>φQD. E P<E Q，φP<φQ10.不带电的空腔导体P置于电场中，其周围电场线分布如图所示，a、c为电场中的两点，b为导体空腔内的一点，则（）A. a、b、c三点的电场强度依次减小B. a、b、c三点的电势依次降低C. 负试探电荷在a点的电势能比在b点的大D. 正试探电荷从a点移到c点的过程中，克服电场力做功11.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虛线圆均以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。
高中物理静电场练习题(含解析)
高中物理静电场练习题学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．2022年的诺贝尔物理学奖同时授予给了法国物理学家阿兰•阿斯佩、美国物理学家约翰•克劳泽及奥地利物理学家安东•蔡林格，以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的杰出贡献。
许多科学家相信量子科技将改变我们未来的生活，下列物理量为量子化的是（ ）A ．一个物体带的电荷量B ．一段导体的电阻C ．电场中两点间的电势差D ．一个可变电容器的电容2．如图所示，+Q 为固定的正电荷，在它的电场中，一电荷量为+q 的粒子，从a 点以沿ab 方向的初速度v 0开始运动．若粒子只受电场力作用，则它的运动轨迹可能是图中的（ ）A ．ab 直线B ．ac 曲线C ．ad 曲线D ．ae 曲线 3．电荷量之比为1∶7的带异种电荷的两个完全相同的金属球A 和B ，相距为r 。
两者接触一下放到相距2r 的位置，则稳定后两小球之间的静电力大小与原来之比是（ ） A ．4∶7B ．3∶7C ．36∶7D ．54∶74．描述电场强弱的物理量是（ ）A ．电荷量B ．电场力C ．电场强度D ．电流强度 5．人体的细胞膜模型图如图a 所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d ，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b 所示，初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下，从图中的A 点运动到B 点，下列说法正确的是（ ）A ．A 点电势等于B 点电势B．钠离子的电势能增大C．若膜电位越小，钠离子进入细胞内的速度越大D．若膜电位增加，钠离子进入细胞内的速度更大6．如图所示为真空中正点电荷的电场线和等势面，实线为电场线，虚线为等势面，电场中有a、b、c三点。
下列关于各点电场强度E的大小和电势φ的高低说法正确的是（）A．Ea＝Eb B．Ea＞Ec C．φb＞φc D．φa＝φc7．两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m、带电荷量为-q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示。
静电场练习题
静电场练习题一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）1.在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为，那么下列说法正确的是A. 若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B. 若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的场强就变为C. 若在该点放一个电量为的检验电荷，则该点场强大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向D. 若在该点放一个电量为的检验电荷，则该点的场强大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的场强方向2.在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电量为q的负电荷由a移到b点时，电场力对电荷做正功W，以下说法正确的是（）A. a点电势比b点电势高B. 该电荷在b点的电势能较a点大C. a、b两点电势差大小一定满足D. ab两点电势差大小一定满足3.下列关于电场线的说法，正确的是（）A. 电场线是电荷运动的轨迹B. 电场线是实际存在的曲线C. 电场线时闭合的曲线D. 电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大4.下列说法正确的是（）A. 物体带电量有可能是B. 感应起电的本质是电荷发生了转移C. 物体所带电量可能很小，可以小于元电荷D. 经过摩擦使某物体带正电是因为产生了额外的正电荷5.关于电容器的电容，下列说法正确的是（）A. 电容器是一种理想的仪器，现实生活中不存在B. 电容器是储存电荷的装置C. 电容的国际单位是微法D. 电容器极板的正对面积越大，板间距离越大，电容器电容就越大6.下列说法中正确的是（）①无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大②无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大③无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大④无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大．A. ①③B. ②④C. ②③D. ①④7.如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻质绳相连，质量分别为m A、m B，由于B球受到风力作用，环A与B球一起向右匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是（）A. B球受到的风力F为B. 风力增大时，轻质绳对B球的拉力保持不变C. 风力增大时，杆对环A的支持力保持不变D. 环A与水平细杆间的动摩擦因数为8.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F，如果保持这两个点电荷的带电量不变，而将它们之间的距离变为原来的4倍，那么它们之间静电力的大小为（）A. 4FB.C. 16FD.9.如图示是一对等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷P、Q连线长度为r，M点、N点到两点电荷P、Q的距离都为r，S点到点电荷Q的距离也为r，由此可知（）A. M点的电场强度为B. M、N、S三点的电势可能相等C. 把同一试探电荷放在M点，其所受电场力等于放在S点所受的电场力D. 沿图中虚线，将一试探电荷从N点移到M点，电场力一定不做功10.如图，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为20cm的正六边形的六个顶点，已知电场方向与六边形所在平面平行，若A、B、C三点电势分别为2V、3V、4V，则下列说法正确的是（）A. F点的电势为1VB. 匀强电场的场强大小为C. 匀强电场的场强方向由C点指向B点D. 将电量为的点电荷从F点移到D点，其电势能增加11.如图所示，在X轴上关于O点对称的F、G两点有等量异种电荷Q和-Q，一正方形ABCD与XOY在同一平面内，其中心在O点，则下列判断正确的是（）A. A、C两点电场强度相等B. O点电场强度为零C. B、D两点电势相等D. 若将点电荷从A点移向C，电势能减小12.电荷量分别为+q、+q、-q的三个带电小球，分别固定在边长均为L的绝缘三角形框架的三个顶点上，并置于场强为E的匀强电场中，如图所示．若三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴逆时针转过120°，则此过程中系统电势能变化情况为（）A. 增加B. 减少C. 增加EqLD. 减少EqL二、填空题（本大题共3小题，共12.0分）13.两个点电荷甲和乙同处于真空中．（1）甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______ 倍．（2）若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______ 倍；（3）保持其中一电荷的电量不变，另一个电荷的电量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的______ 倍．14.如图，A、B两点相距0.1m，θ=60°，匀强电场场强E=100V/m，则A、B间电势差U AB=______V．15.A、B带等量的异种电荷，不带电物体C先后与A、B接触后A、B、C三者电荷量之比为______ ．三、计算题（本大题共3小题，共37.0分）16.在场强为4×105V/m的匀强电场中，一质子从A点移动到B点，如图5所示．已知AB间距离为20cm，AB连线与电场线成30°夹角，求电场力做的功以及质子电势能的变化．17.如图所示，一个竖直放置的半径为R的光滑绝缘环，置于水平方向的匀强电场中．有一质量为m、电荷量为q的带正电的空心小球套在环上，已知电场强度为E=．求：（1）当小球由静止开始从环的顶端A下滑圆弧长到达位置B时，环对小球的压力？（2）小球从环的顶端A滑至底端C的过程中，最大速度为多少？18.如图所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场E=1.2×102V/m，极板间距离d=5dm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为10cm，B板接地，求：（1）C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？（2）点电荷q=4×10-2C从C匀速移到D时，电场力做功多少？答案和解析1.D2.D3.D4.B5.B6.A7.C【解析】解：A、B、对球B受力分析，受重力、风力和拉力，如左图风力F=m B gtanθ，故A错误绳对B球的拉力T=当风力增大时，θ增大，则T增大。
高二物理第一章 静电场练习题及答案解析
(时间：90分钟；满分：100分)一、选择题(本题包括12小题；每小题5分；共60分．在每小题给出的四个选项中；有的只有一个选项正确；有的有多个选项正确；全部选对的得5分；选对但不全的得2分；有选错或不答的得0分)1．一个带电的金属球；当它带的电荷量增加到一定数值后(稳定)与增加前比较；其内部的场强将()A．一定增强B．不变C．一定减弱D．可能增强也可能减弱解析：选B.处于静电平衡的导体内部场强处处为0；故B对．2．带负电的粒子在某电场中仅受静电力作用；能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动；②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由()A．一个带正电的点电荷形成B．一个带负电的点电荷形成C．两个分立的带等量负电的点电荷形成D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成解析：选A.带负电的粒子在由一个带正电的点电荷形成的电场中；可以由静电力提供向心力；围绕正电荷做匀速圆周运动；也可以沿电场线做变速直线运动；A对、B错．C、D两个选项中的电场线均是曲线；粒子只受到静电力作用时不会沿电场线运动；C、D均错．3．如图1－6所示；把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时；下列说法正确的是()图1－6A．A、B两点场强相等；且都为零B．A、B两点场强不相等C．感应电荷产生的附加电场E A<E BD．当电键S闭合时；电子从大地沿导线向导体移动解析：选AD.导体处于静电平衡状态时；其内部场强处处为零；故A正确；B错误；因感应电荷在导体内某点的场强与正电荷在该点的场强等大反向；A点离正电荷较近；故有E A>E B；C错误；当电键S闭合时；电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷；相当于右端正电荷流向远端；故D正确．4．(20高考北京理综卷)某静电场的电场线分布如图1－7所示；图中P、Q两点的电场强的大小分别为E P和E Q；电势分别为φP和φQ；则()图1－7A．E P>E Q；φP>φQ B．E P>E Q；φP<φQC．E P<E Q；φP>φQ D．E P<E Q；φP<φQ解析：选A.根据沿着电场线的方向电势是降落的；可以判断出φP>φQ；根据电场线的疏密表示电场的强弱；可以判断出E P>E Q；故选A.图1－85．(连云港高二检测)A、B是一条电场线上的两个点；一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速从A点沿电场线运动到B点；其速—时间图象如图1－8所示．则这一电场可能是图1－9中的()图1－9解析：选A.由v－t图象知；微粒做加速变大的减速运动．6．(20高考福建卷)如图1－10所示；平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接；下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()图1－10A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴的电势能将减小D．若电容器的电容减小；则极板带电量将增大解析：选B.上极板向上移动一小段距离后；板间电压不变；仍为U；故电场强将减小；油滴所受电场力减小；故油滴将向下运动；A错；P点的电势大于0；且P点与下极板间的电势差减小；所以P点的油滴向下运动；电场力做负功；电势降低；B对；油滴向下运动时电场力做负功；油滴的电势能应增加；C错；电容器的电容C＝错误!；由于d增大；电容C应减小；极板带电量Q＝CU将减小；D错．7．(太原市高三诊断考试)带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中；沿图1－11中实线轨迹从a运动到b；a、b两点到点电荷Q的距离分别为r a、r b(r a＞r b)；b为运动轨迹上到Q的最近点；不计粒子的重力；则可知()图1－11A．运动粒子带负电B．b点的场强大于a点的场强C．a到b的过程中；电场力对粒子不做功D．a到b的过程中；粒子动能和电势能之和保持不变解析：选BD.由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电；由点电荷所形成电场的场强公式E＝k错误!知；E b＞E a；粒子从a到b的过程中；电场力对粒子做负功；动能减小；电势能增大；但总能量不变；故选B、D.8.如图1－12所示；竖直绝缘墙壁上的Q处有一个固定的质点A；在Q的上方P点用丝线悬挂着另一个质点B.A、B两质点因带同种电荷而相斥；致使悬线与竖直方向成θ角；由于漏电使A、B两质点的带电荷量逐渐减少；在电荷漏完之前悬线对P点的拉力大小将()图1－12A．保持不变B．先变小后变大C．逐渐减小D．逐渐增大解析：选A.如图所示；B球受到三个力平衡；三力构成三角形与△PAB相似；对应边成比例：错误!＝错误!＝错误!；故悬线拉力F T大小不变；答案是A.9．(20高考全国卷Ⅱ)图1－13中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线；两粒子M、N质量相等；所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出；两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点；已知O点电势高于c点．若不计重力；则()图1－13A．M带负电荷；N带正电荷B．N在a点的速与M在c点的速大小相同C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中；电场力对它做的功等于零解析：选BD.由O点电势高于c点电势知；场强方向垂直虚线向下；由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N粒子所受电场力方向向上；M粒子所受电场力方向向下；故M粒子带正电、N粒子带负电；A错误．N粒子从O点运动到a点；电场力做正功．M粒子从O点运动到c点电场力也做正功．因为U aO＝U O c；且M、N粒子质量相等；电荷的绝对值相等；由动能定理易知B正确．因O点电势低于a点电势；且N粒子带负电；故N粒子运动过程中电势能减少；电场力做正功；C错误．O、b两点位于同一等势线上；D正确．10．(石北中学高二检测)带电粒子以初速v0垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中；它离开时偏离原方向y；偏角为φ；下列说法正确的是()A．粒子在电场中做类平抛运动B．偏角φ与粒子的电荷量和质量无关C．粒子飞过电场的时间；决定于极板长和粒子进入电场时的初速D．粒子的偏移距离y；可用加在两极板上的电压控制解析：选ACD.粒子进入电场中时；垂直于电场方向做匀速直线运动；沿电场力方向做初速为零的匀加速直线运动；即粒子在电场中做类平抛运动；故A正确；由tanφ＝错误!＝错误!可知B错误；由t＝错误!可知C正确；由y＝错误!错误!错误!＝错误!；可见y与U成正比；D正确．11．(福建省三明高二月考)如图1－14所示；一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下；从静止开始由b沿直线运动到d；且bd与竖直方向所夹的锐角为45°；则下列结论正确的是()图1－14A．此液滴带负电B．液滴的加速等于2gC．合外力对液滴做的总功等于零D．液滴的电势能减少解析：选ABD.带电液滴由静止沿bd方向运动；因此静电力与重力的合力必定沿bd方向；如图所示．因此；液滴带负电；由F合＝错误!＝ma可得：a＝2g；故A、B正确；合外力做正功；C错误；静电力F电做正功；液滴的电势能减少；D正确．12．(金溪高二月考)如图1－15所示；A、B、C、D为匀强电场中相邻的等势面；一个电子垂直经过等势面D时的动能为20 eV；经过等势面C时的电势能为－10 eV；到达等势面B 时的速恰好为零；已知相邻等势面间的距离为5 cm；不计电子的重力；下列说法中正确的是()图1－15A．C等势面的电势为10 VB．匀强电场的场强为200 V/mC．电子再次经过D等势面时；动能为10 eVD．电子的运动是匀变速曲线运动解析：选AB.设相邻两等势面间的电势差大小为U；对电子由D到B的过程应用动能定理得：－2Ue＝0－20 eV；可得U＝10 V；由E＝错误!可得：E＝错误!V/m＝200 V/m；B正确；由E p C＝φC q得：φC＝错误!＝10 V；A正确；当电子再次经过D等势面时；电场力对电子做的总功为零；动能仍为20 eV；C错误；电场方向垂直于等势面；沿竖直方向；故电子的运动为匀变速直线运动；D错误．二、计算题(本题包括4小题；共40分．解答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．(8分)(济南市高二质检)如图1－16所示；在水平向右的匀强电场中的A点；有一个质量为m、带电荷量为－q的油滴以速v竖直向上运动．已知当油滴经过最高点B时；速大小也为v.求：场强E的大小及A、B两点间的电势差．图1－16解析：根据分运动与合运动的等时性以及匀变速直线运动平均速公式有：h＝错误!；x＝错误!；故h＝x.由动能定理得：qEx－mgh＝0；即E＝错误!；再由动能定理得：qU AB－mgh＝0；mgh＝错误!m v2；所以U AB＝错误!.答案：见解析14．(10分)(陕西西安高二月考)如图1－17所示；两带电平行板A、B间的电场为匀强电场；场强E＝4.0×102 V/m；两板相距d＝16 cm；板长L＝30 cm.一带电荷量q＝1.0×10－16C、质量m＝1.0×10－22 kg 的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转；不计带电粒子所受重力；求：图1－17(1)粒子带何种电荷？(2)要使粒子恰能飞出电场；粒子飞入电场时的速v0为多大？解析：(1)因带电粒子进入两板间后向B板偏转；故所受到的电场力竖直向下；粒子带正电．(2)粒子恰好飞出电场时；偏转位移y＝错误!；又y＝错误!错误!错误!以上两式联立可得：v0＝1.5×104 m/s.答案：(1)正电(2)1.5×104 m/s15．(10分)如图1－18所示；带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间；距下板h＝0.8 cm；两板间的电势差为300 V；如果两板间电势差减小到60 V；则带电小球运动到极板上需多长时间？(板间距为d；取g＝10 m/s2)图1－18解析：取带电小球为研究对象；设它带电荷量为q；则带电小球受重力mg和向上的电场力qE的作用．当U1＝300 V时；小球平衡：mg＝q错误!①当U2＝60 V时；重力大于电场力；带电小球向下板做匀加速直线运动：mg－q错误!＝ma②又h＝错误!at2③由①②③得：t＝错误!＝错误!s≈4.5×10－2s.答案：4.5×10－2s16．(12分)(武汉高二检测)如图1－19；水平放置的平行板电容器；原来两极板不带电；上极板接地；它的极板长L＝0.1 m；两极板间距离d＝0.4 cm.有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行于极板射入；由于重力作用微粒落到下板上．已知微粒质量为m＝2×10－6 kg；电荷量为q＝＋1×10－8 C；电容器电容为C＝10－6 F；g取10 m/s2；求：图1－19(1)为使第一个微粒的落点范围在下极板中点到紧靠边缘的B点之内；则微粒入射速v0应为多少？(2)若带电粒子落到AB板上后电荷全部转移到极板上；则以上述速射入的带电粒子最多能有多少个落到下极板上？解析：(1)若第一个粒子落到O点；由错误!＝v01t1；错误!＝错误!gt错误!得v01＝2.5 m/s若落到B点；由L＝v02t1；错误!＝错误!gt错误!得v02＝5 m/s故 2.5 m/s<v0<5 m/s.(2)由L＝v01t；得t＝4×10－2 s由错误!＝错误!at2得a＝2.5 m/s2由mg－qE＝ma；E＝错误!得Q＝6×10－6C所以n＝错误!＝600个．答案：(1)2.5 m/s<v0<5 m/s(2)600个。
高中物理静电场(精选100题答案)
3 2kQ 强为三个场强的竖直分量之和，即 4L2 ，选项 D 正确。
7. 解析：选 A 设在 O 点的球壳为完整的带电荷量为 2q 的带电球壳，则在 M、N 两点产生的场强大
k·2q kq 小为 E0＝2R2＝2R2。题图中左半球壳在 M 点产生的场强为 E，则右半球壳在 M 点产生的场强为 E′＝
4Q·2Q
Q2
FAC＝k 12L2 ＝32kL2
B、C 之间为引力，大小为 Q·2Q Q2
FBC＝k12L2＝8k L2
Q2 F 合＝FAC＋FBC＝40kL2 。
(2)根据三个点电荷的平衡规律，D 为正电荷，且 D 应放在 AB 连线的延长线上靠近 B 的一侧，设 D 到 B 的距离为 x，电荷量为 q，
静电场典型题目 70 题参考答案
1. 解析：选 A 库仑力作用符合牛顿第三定律，即两小球所带电荷量不相等时，相互作用的库仑力
大小相等，因此 α>β 不是电荷量不相等造成的。根据受力平衡条件及 α>β，可得 m1<m2，故 A 正确。
2. 解析：选 D 由于小球 c 所受库仑力的合力的方向平行于 a、b 的连线，根据受
库仑力与 b 对 c 的库仑力关于 Oc 对称，即 qa＝qb，B 正确；对 a、b 整体受力分析可得：因为 a、b 连线
水平，则 ma＝mb，但与 c 的质量关系不能确定，A 错误；因 c 对 a、b 的库仑力关于 Oc 对称，由受力分
析知，细线 Oa、Ob 所受拉力大小相等，C 正确；c 所带电荷量与 a、b 所带电荷量不一定相等，所以 a、
kq
kq
静电场练习试题及答案解析
静电场练习题一、电荷守恒定律、库仑定律练习题4．把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是 [ ]A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电8．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 [ ]A．q一定是正电荷 B．q一定是负电荷C．q离Q2比离Q1远D．q离Q2比离Q1近14．如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45°，此时小球B受到的库仑力F＝______，小球A带的电量q A＝______．二、电场电场强度电场线练习题6．关于电场线的说法，正确的是 [ ]A．电场线的方向，就是电荷受力的方向B．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．静电场的电场线不可能是闭合的7．如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的场强，则 [ ]A．A、B两处的场强方向相同B．因为A、B在一条电场上，且电场线是直线，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A＞E BD．不知A、B附近电场线的分布情况，E A、E B的大小不能确定8．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距r，两点电荷连线中点处的场强为 [ ]A．0 B．2kq／r2 C．4kq／r2 D．8kq／r29．四种电场的电场线如图2所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动，且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的 [ ]11．如图4，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定 [ ]A．A、B、C分别带什么性质的电B．A、B、C中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷C．A、B、C中哪个电量最大D．A、B、C中哪个电量最小二、填空题12．图5所示为某区域的电场线，把一个带负电的点电荷q放在点A或B时，在________点受的电场力大，方向为______．16．在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，另一个带负电荷Q2，且Q1＝2Q2，用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x轴上，E1＝E2的点共有____处，其中_______处的合场强为零，______处的合场强为2E2。
静电场训练题(含答案)
静电场训练题(含答案)(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．一个带电的金属球，当它带的电荷量增加到一定数值后(稳定)与增加前比较，其内部的场强将()A．一定增强B．不变C．一定减弱D．可能增强也可能减弱解析：选B.处于静电平衡的导体内部场强处处为0，故B对．2．带负电的粒子在某电场中仅受静电力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由()A．一个带正电的点电荷形成B．一个带负电的点电荷形成C．两个分立的带等量负电的点电荷形成D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成解析：选A.带负电的粒子在由一个带正电的点电荷形成的电场中，可以由静电力提供向心力，围绕正电荷做匀速圆周运动，也可以沿电场线做变速直线运动，A对、B错．C、D两个选项中的电场线均是曲线，粒子只受到静电力作用时不会沿电场线运动，C、D均错．3．如图1－6所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是()图1－6A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点场强不相等C．感应电荷产生的附加电场EAD．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动解析：选AD.导体处于静电平衡状态时，其内部场强处处为零，故A正确，B错误，因感应电荷在导体内某点的场强与正电荷在该点的场强等大反向，A点离正电荷较近，故有EA>EB，C错误；当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D正确．4．(2009年高考北京理综卷)某静电场的电场线分布如图1－7所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则()图1－7A．EP>EQ，φP>φQB．EP>EQ，φPC．EPφQD．EP解析：选A.根据沿着电场线的方向电势是降落的，可以判断出φP>φQ；根据电场线的疏密表示电场的强弱，可以判断出EP>EQ，故选A.图1－85．(2010年连云港高二检测)A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度—时间图象如图1－8所示．则这一电场可能是图1－9中的() 图1－9解析：选A.由v－t图象知，微粒做加速度变大的减速运动．6．(2009年高考福建卷)如图1－10所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()图1－10A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴的电势能将减小XD．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大解析：选B.上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为U，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下运动，A错；P点的电势大于0，且P点与下极板间的电势差减小，所以P点的油滴向下运动，电场力做负功，电势降低，B对；油滴向下运动时电场力做负功，油滴的电势能应增加，C错；电容器的电容C＝εrS4πkd，由于d 增大，电容C应减小，极板带电量Q＝CU将减小，D错．7．(2011年太原市高三诊断考试)带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中，沿图1－11中实线轨迹从a运动到b，a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra、rb(ra＞rb)，b为运动轨迹上到Q的最近点，不计粒子的重力，则可知()图1－11A．运动粒子带负电B．b点的场强大于a点的场强C．a到b的过程中，电场力对粒子不做功D．a到b的过程中，粒子动能和电势能之和保持不变解析：选BD.由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电；由点电荷所形成电场的场强公式E＝kQr2知，Eb＞Ea；粒子从a到b的过程中，电场力对粒子做负功，动能减小，电势能增大，但总能量不变，故选B、D.8.如图1－12所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一个固定的质点A，在Q 的上方P点用丝线悬挂着另一个质点B.A、B两质点因带同种电荷而相斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质点的带电荷量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对P点的拉力大小将()图1－12A．保持不变B．先变小后变大C．逐渐减小D．逐渐增大解析：选A.如图所示，B球受到三个力平衡，三力构成三角形与△PAB 相似，对应边成比例：mgPA＝FTBP＝FAB，故悬线拉力FT大小不变，答案是A.9．(2009年高考全国卷Ⅱ)图1－13中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点．若不计重力，则()图1－13A．M带负电荷，N带正电荷B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零解析：选BD.由O点电势高于c点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N粒子所受电场力方向向上，M粒子所受电场力方向向下，故M粒子带正电、N粒子带负电，A错误．N粒子从O点运动到a点，电场力做正功．M粒子从O点运动到c点电场力也做正功．因为UaO＝UOc，且M、N粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B正确．因O点电势低于a点电势，且N粒子带负电，故N粒子运动过程中电势能减少，电场力做正功，C错误．O、b两点位于同一等势线上，D正确．10．(2011年石北中学高二检测)带电粒子以初速度v0垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中，它离开时偏离原方向y，偏角为φ，下列说法正确的是()A．粒子在电场中做类平抛运动B．偏角φ与粒子的电荷量和质量无关C．粒子飞过电场的时间，决定于极板长和粒子进入电场时的初速度D．粒子的偏移距离y，可用加在两极板上的电压控制解析：选ACD.粒子进入电场中时，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，即粒子在电场中做类平抛运动，故A正确；由tanφ＝vyv0＝Eqlmv20可知B错误；由t＝lv0可知C正确；由y＝12Eqml2v20＝Uql22mdv20，可见y与U成正比，D正确．11．(2011年福建省三明高二月考)如图1－14所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是()图1－14A．此液滴带负电B．液滴的加速度等于2gC．合外力对液滴做的总功等于零D．液滴的电势能减少解析：选ABD.带电液滴由静止沿bd方向运动，因此静电力与重力的合力必定沿bd方向，如图所示．因此，液滴带负电，由F合＝mgcos45°＝ma可得：a＝2g，故A、B正确；合外力做正功，C错误；静电力F电做正功，液滴的电势能减少，D正确．12．(2011年金溪一中高二月考)如图1－15所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的等势面，一个电子垂直经过等势面D时的动能为20eV，经过等势面C时的电势能为－10eV，到达等势面B时的速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，不计电子的重力，下列说法中正确的是()图1－15A．C等势面的电势为10VB．匀强电场的场强为200V/mC．电子再次经过D等势面时，动能为10eVwD．电子的运动是匀变速曲线运动解析：选AB.设相邻两等势面间的电势差大小为U，对电子由D到B的过程应用动能定理得：－2Ue＝0－20eV，可得U＝10V，由E＝Ud可得：E＝100.05V/m＝200V/m，B正确；由EpC＝φCq得：φC＝－10eV－e＝10V，A正确；当电子再次经过D等势面时，电场力对电子做的总功为零，动能仍为20eV，C错误；电场方向垂直于等势面，沿竖直方向，故电子的运动为匀变速直线运动，D错误．二、计算题(本题包括4小题，共40分．解答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．(8分)(2011年济南市高二质检)如图1－16所示，在水平向右的匀强电场中的A点，有一个质量为m、带电荷量为－q的油滴以速度v 竖直向上运动．已知当油滴经过最高点B时，速度大小也为v.求：场强E的大小及A、B两点间的电势差．图1－16解析：根据分运动与合运动的等时性以及匀变速直线运动平均速度公式有：h＝vt2，x＝vt2，故h＝x.由动能定理得：qEx－mgh＝0，即E＝mgq，再由动能定理得：qUAB－mgh＝0，mgh＝12mv2，所以UAB＝mv22q.答案：见解析14．(10分)(2011年陕西西安一中高二月考)如图1－17所示，两带电平行板A、B间的电场为匀强电场，场强E＝4.0×102V/m，两板相距d＝16cm，板长L＝30cm.一带电荷量q＝1.0×10－16C、质量m＝1.0×10－22kg的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，求：图1－17(1)粒子带何种电荷？(2)要使粒子恰能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v0为多大？解析：(1)因带电粒子进入两板间后向B板偏转，故所受到的电场力竖直向下，粒子带正电．(2)粒子恰好飞出电场时，偏转位移y＝d2，又y＝12EqmL2v20以上两式联立可得：v0＝1.5×104m/s.答案：(1)正电(2)1.5×104m/s15．(10分)如图1－18所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板h＝0.8cm，两板间的电势差为300V，如果两板间电势差减小到60V，则带电小球运动到极板上需多长时间？(板间距为d，取g＝10m/s2)图1－18解析：取带电小球为研究对象，设它带电荷量为q，则带电小球受重力mg和向上的电场力qE的作用．当U1＝300V时，小球平衡：mg＝qU1d①当U2＝60V时，重力大于电场力，带电小球向下板做匀加速直线运动：mg－qU2d＝ma②又h＝12at2③由①②③得：t＝－＝2×300×0.8×10－－－2s. 答案：4.5×10－2s16．(12分)(2011年武汉高二检测)如图1－19，水平放置的平行板电容器，原来两极板不带电，上极板接地，它的极板长L＝0.1m，两极板间距离d＝0.4cm.有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行于极板射入，由于重力作用微粒落到下板上．已知微粒质量为m＝2×10－6kg，电荷量为q＝＋1×10－8C，电容器电容为C＝10－6F，g取10m/s2，求：图1－19(1)为使第一个微粒的落点范围在下极板中点到紧靠边缘的B点之内，则微粒入射速度v0应为多少？(2)若带电粒子落到AB板上后电荷全部转移到极板上，则以上述速度射入的带电粒子最多能有多少个落到下极板上？解析：(1)若第一个粒子落到O点，由L2＝v01t1，d2＝12gt21得v01＝2.5m/s若落到B点，由L＝v02t1，d2＝12gt22得v02＝5m/s故2.5m/s(2)由L＝v01t，得t＝4×10－2s由d2＝12at2得a＝2.5m/s2由mg－qE＝ma，E＝QdC得Q＝6×10－6C所以n＝Qq＝600个．答案：(1)2.5m/s<v0<5m/s(2)600个。
静电场(参考资料答案解析)
E
dE
x dx
a dx
k
(2x2 a2)
0 2 0
x 2 0
4 0
(3)场强最小为 Emin 0
即， k (2x2 a2 ) 0 4 0
则x 2a 2
7. 一球体内均匀分布着电荷体密度为 的正电荷，若保持电 荷分布不变,在该球体中挖去半径为 r 的一个小球体，球心为 O ， 两球心间距离 OO d ，如图所示. 求:
解题分析 根据欧姆定律，由地球表面的电荷面密度 e (R) 及电场强度 E(R) ，可知地球表面的电流密度 j(R) 及电流强度 I ；由 E(R) ，运用高斯定理可 得 e ；由于电流强度 I 恒定，电流密度 j(r) 的分布可求出，从而电场强度 E(r) 的 分布可求出，再用高斯定理可求 e (r) ；对电场强度作积分可得电位差V .
6
r 从地球中心算起.已知地球表面的电场强度为 E(R) 100V m1 ，负号表示场 强指向地球中心.设地球作为导体，其内部无电荷，并设大气中的体电荷密度 e (r) 及 地球表面的面电荷密度 e 均不随时间变化（稳态近似），即大气中的径 向电流是稳恒的.试求： （1）地球表面的总电流强度 I ； （2）地球表面的面电荷密度 e ； （3）地球大气中体电荷密度的分布 e (r) ； 参考解答
由圆心 O 指向 S
2. 如图所示, 真空中有两个点电荷, 带电量分别 为 Q 和Q, 相距 2R.若以负电荷所在处 O 点为中心, 以 R 为半径作高斯球面 S, 则通过该球面的电场强度通量
S R
Q aO
=
；若以 r0 表示高斯面外法线方向的单
位矢量，则高斯面上 a、b 两点的电场强度分别为
、
答案：Q/0, 2Qr0/(90R2), Qr0/(20R2).
静电场典型计算题
(3 )根据匀强电场中的关系式有： 旷二丙 ，由几何关系可知 "Mzsoog静电场典型计算题 1•将带电荷量为1X10「8C 的电荷，从无限远处移到电场中的 A 点，要克服静电力做功 1X10「J ，问:(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在 A 点具有多少电势能？ (2) A 点的电势是多少? (3)若静电力可以把带电荷量为 2X10「8C 的电荷从无限远处移到电场中的 A 点，说明电荷带正电还是带负电？静电力做 了多少功？(取无限远处为电势零点)答案：(1)增加1X10「J (2)100V (3) 带负电 2X10 "j 解析：(1)静电力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为零， 电荷在A 点具有的电势能为1X10「J. (2) A 吕A 1X10「6A=—=〜“—8V= 100V. q 1X10点的电势为： © (3)因静电力做正功，说明电荷受力方向与运动方向相同，说明电荷带负电，静电力做功为:W = 2W ^2X10「6J. 2 •一长为L 的细线，上端固定，下端拴一质量为 m 、带电荷量为q 的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始 时，将线与小球拉成水平，然后释放小球由静止开始向下摆动， 当细线转过60。
角时，小球到达B 点速度恰好为零.试求: (1)AB 两点的电势差U AB ; (2)匀强电场的场强大小; Veo*【解析】试题分析：(1)小球由A T B 过程中，由动能定理: 所以 • (2 )根据公式 _可得 3•如右图所示，板长L = 4 cm 的平行板电容器，板间距离d = 3 cm,板与水平线夹角a= 37°, 两板所加电压为 U= 100 V 。
有一带负电液滴，带电荷量为 q= 3X10- 10 C ，以V 0= 1 m/s 的水平速度自A 板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从 B 板边缘水平飞 出(取 g = 10 m/s 2， sin a= 0.6， cosa= 0.8)。
静电场习题及答案
静电场习题及答案静电场习题及答案静电场是物理学中的一个重要概念，它描述了由电荷引起的力的作用。
在学习静电场的过程中，我们常常会遇到一些习题来巩固所学的知识。
本文将介绍一些常见的静电场习题，并给出相应的答案和解析。
习题一：两个点电荷之间的力问题描述：两个点电荷Q1和Q2之间的距离为r，它们之间的电力为F，若将Q1的电荷加倍，Q2的电荷减半，它们之间的电力变为多少？答案与解析：根据库仑定律，两个点电荷之间的电力与它们的电荷量和距离的平方成反比。
设Q1的电荷为q1，Q2的电荷为q2，则有F = k * q1 * q2 / r^2，其中k为电磁力常数。
将Q1的电荷加倍，Q2的电荷减半后，新的电力为F' =k * (2q1) * (0.5q2) / r^2 = 2F。
所以，它们之间的电力变为原来的2倍。
习题二：电场强度的计算问题描述：一均匀带电球体的半径为R，总电荷量为Q，求球心处的电场强度E。
答案与解析：由于球体带电，所以球体上每一点都有电荷。
根据对称性，球心处的电场强度与球体上的电荷分布无关，只与总电荷量和球心距离有关。
根据库仑定律，球心处的电场强度E = k * Q / R^2，其中k为电磁力常数。
所以，球心处的电场强度与球体上的电荷分布无关，只与总电荷量和球心距离有关。
习题三：电势差的计算问题描述：在一个静电场中，一个带电粒子从A点移动到B点，A点的电势为V1，B点的电势为V2，求带电粒子在移动过程中所受的电势差ΔV。
答案与解析：电势差ΔV定义为电势的变化量，即ΔV = V2 - V1。
根据电势的定义，电势是单位正电荷所具有的势能，所以电势差表示单位正电荷从A点移动到B点所具有的势能变化量。
所以，带电粒子在移动过程中所受的电势差为ΔV = V2 - V1。
习题四：电场线的性质问题描述：在一个静电场中，电场线的性质有哪些？答案与解析：电场线是描述电场的一种图形表示方法。
电场线的性质包括以下几点：1. 电场线的方向与电场强度的方向相同，即电场线从正电荷指向负电荷。
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我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙小滑块在水平轨道上通过的总路程．，可知A 项正确．y l 2、B 分别用长l 的绝缘细线悬挂在同一的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α＝30°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α＝30°，求：的小球以水平初速度v 0进入竖直向上的匀强电场中，如图甲所示．今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y 与水平方向的位移x 之间的关系如匀强电场场强的大小；高度的过程中，电场力做的功；v 022建议收藏下载本文，以便随时学习！我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙A．U变小，E不变B建议收藏下载本文，以便随时学习！E＝2E1cos 30°④由③④式并代入数据得E＝7.8×103 N/C⑤场强E的方向沿y轴正方向．22．[2014·安徽卷] (14分)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔．质量为m，电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间．22．[答案] (1) (2)CError! (3)Error!Error![解析] (1)由v2＝2gh得v＝(2)在极板间带电小球受重力和电场力，有mg－qE＝ma0－v2＝2ad得E＝Error!U＝EdQ＝CU得Q＝C Error!(3)由h＝Error!gt Error!、0＝v＋at2、t＝t1＋t2可得t＝Error!Error!。
静电场习题及解析
1、关于静电场，下列说法正确的是A. 电势等于零的物体一定不带电B. 电场强度为零的点，电势一定为零C. 同一电场线上的各点，电势一定相等D. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加解析：考察电场和电势概念，选D2、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）（D ）解析：主要考查电场力方向和曲线运动所受合外力与轨迹的关系。
正确答案是D 。
3、板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间的电势差为U 1，板间场强为E 1。
现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是A ．U 2 = U 1，E 2 = E 1B ．U 2 = 2U 1，E 2 = 4E 1C ．U 2 = U 1，E 2 = 2E 1D ．U 2 = 2U 1，E 2 = 2E 1【解析】：考查平行板电容器的相关知识。
144Q Q kdQ U S C S kdπεεπ===，114U kQ E d Sπε==，当电荷量变为2Q 时，212242Q Q kdQ U U S C S kdπεεπ===='，22182/2U kQ E E d S πε===，C 选项正确。
【答案】：C 4、．电场线分布如图昕示，电场中a ，b 两点的电场强度大小分别为已知a E 和b E ，电势分别为a ϕ和b ϕ，则 c(A) a b E E >，a b ϕϕ> (B) a b E E >，a b ϕϕ<(C) a b E E <，a b ϕϕ> (D) a b E E <，a b ϕϕ<．关于静电场，下列结论普遍成立的是A ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关B ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低C ．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向【答案】C【解析】在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，A 错误。
《静电场》基础复习及测试题[含答案解析]
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《静电场》基础复习及测试题[含答案解析]第⼀章静电场⼀、电荷及其守恒定律1. 下列说法正确的是（）A.摩擦起电和静电感应都是使物体的正负电荷分开，⽽总电荷量并未变化B.⽤⽑⽪摩擦过的硬橡胶棒带负电，是摩擦过程中硬橡胶棒上的正电荷转移到了⽑⽪上C.⽤丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷是摩擦过程中玻璃棒得到了正电荷D.物体不带电，表明物体中没有电荷2.带电微粒所带电量不可能是下列值中的 ( )A.2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C3.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4.如图1-3所⽰,将带正电的球C移近不带电的枕形⾦属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )A.枕形导体中的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形导体中电⼦向A端移动,正电荷不移动C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动图1-3D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动⼆、库仑定律1．关于点电荷的说法，正确的是 ( )A．只有体积很⼩的带电体，才能作为点电荷B．体积很⼤的带电体⼀定不能看作点电荷C．点电荷⼀定是电量很⼩的电荷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2.真空中有两个点电荷，它们间的静电⼒为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增⼤为原来的2倍，它们之间作⽤⼒的⼤⼩等于( )A.FC.F/2D.F/43．A、B两个点电荷之间的距离恒定，当其它电荷移到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4．两个半径均为1cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电量，两球⼼相距90cm，相互作⽤⼒⼤⼩为F，现将它们碰⼀下后，放在两球⼼间相距3cm处，则它们的相互作⽤⼒⼤⼩变为( )A．3000F B．1200F C．900F D．⽆法确定5．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 ( ) A．q⼀定是正电荷 B．q⼀定是负电荷C．q离Q2⽐离Q1远 D．q离Q2⽐离Q1近6.关于点电荷的概念，下列说法正确的是（）A.当两个带电体的形状对它们之间相互作⽤⼒的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷B.只有体积很⼩的带电体才能看作点电荷C.体积很⼤的带电体⼀定不能看作点电荷D.对于任何带电球体，总可把它看作电荷全部集中在球⼼的点电荷8．两个完全相同的⾦属⼩球相距为r（可视为点电荷），带有同种电荷，所带电量不等，电荷间相互作⽤⼒为F，若将它们接触后放回到原来的位置，这时的相互作⽤⼒为F′，则（）A．F′⼀定⼤于F B．F′可能等于FC．F′⼀定⼩于F D．不能确定9.将两个半径极⼩的带电⼩球（可视为点电荷），置于⼀个绝缘的光滑⽔平⾯上，相隔⼀定的距离从静⽌开始释放，那么下列叙述中正确的是（忽略两球间的万有引⼒作⽤）（）A.它们的加速度⼀定在同⼀直线上，⽽且⽅向可能相同B.它们的加速度可能为零C.它们的加速度⽅向⼀定相反它们加速度的⼤⼩⼀定越来越⼩10.如图1-7所⽰，质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球，⽤绝缘丝线悬于同⼀点，静⽌后它们恰好位于同⼀⽔平⾯上，细线与竖直⽅向夹⾓分别为α、β，则（）A.若m1=m2，q1B．若m1=m2，q1βC．若q1=q2，m1>m2，则α>βD．若m1>m2，则α<β,与q1、q2 是否相等⽆关三、电场强度1．电场中A、B、C三点的电场强度分别为：E A=－5V/m、E B=4V/m、E C = －1 V/m，则这三点的电场由强到弱的顺序是（）A.ABCB.BCAC.CABD.ACB2．由电场强度的定义E= F/q可知（）A.E和F成正⽐，F越⼤E越⼤B.E和q成反⽐，q越⼤E越⼩C.E的⽅向与F的⽅向相同D.E的⼤⼩可由F/q确定3．A为已知电场中的⼀个固定点，在A点放⼀电量为q的电荷，所受电场⼒为F，A点的电场强度为E，则（）A.若在A点换上–q，A点的电场强度将发⽣变化B.若在A点换上电量为2q的电荷，A点的电场强度将变为2EC.若A点移去电荷q，A点的电场强度变为零D.A点电场强度的⼤⼩、⽅向与q的⼤⼩、正负、有⽆均⽆关4．由电场强度的定义E= F/q可知（）A.这个定义只适于点电荷电场B.式中的F是放⼊电场中的电荷所受的电场⼒，q是电荷所带的电荷量C.式中的F是放⼊电场中的电荷所受的电场⼒，q是产⽣电场的电荷的电荷量D.库仑定律F = KQ1Q2 /r2中，KQ2 /r2是点电荷Q2产⽣的电场在Q1所在处的场强⼤⼩5．如图1-11所⽰是电场中某⼀条电场线，下列说法中正确的是（）A.A、B两点电场⽅向相同B.A、B两点电场⼤⼩关系是 E A＞E BC.电场线是直线，则 E A＝E BA B12图1-7D.不知附近的电场线分布， E A 、E B 的⼤⼩不确定6.下列情况中,A 、B 两点的电场强度⽮量相等的是（）A.与孤⽴正点电荷距离相等的A 、B 两点B.与孤⽴负点电荷距离相等的A 、B 两点C.两个等量异种点电荷连线的中垂线上,与两点电荷的连线距离相等的A 、B 两点D.两个等量同种点电荷连线的中垂线上,与两点电荷的连线距离相等的A 、B 两点7．把质量为m 的点电荷q 在电场中释放,在它运动过程中，如果不计重⼒,下列说法中正确的是（）A.点电荷运动轨迹必和电场线重合B.若电场线是直线，则点电荷运动轨迹必和电场线重合C.点电荷的速度⽅向必定和点所在的电场线的切线⽅向⼀致D.点电荷的加速度⽅向必定和点所在的电场线的切线⽅向在⼀直线上8.在电场中某点放⼀检验电荷，其电量为q ,检验电荷受到的电场⼒为F ，则该点电场强度为E=F/q ,那么下列说法正确的是（）A.若移去检验电荷q ,该点的电场强度就变为零B.若在该点放⼀个电量为2q 的检验电荷，该点的场强就变为E/2C.若在该点放⼀个电量为－2q 的检验电荷，则该点场强⼤⼩仍为E ，但电场强度的⽅向变为原来相反的⽅向D.若在该点放⼀个电量为－2q 的检验电荷，则该点的场强⼤⼩仍为E ，电场强度的⽅向也还是原来的场强⽅向9.对于由点电荷Q 产⽣的电场，下列说法正确的是（）A.电场强度的表达式仍成⽴，即E =F /Q ，式中的Q 就是产⽣电场的点电荷所带电量B.在真空中，点电荷产⽣电场强度的表达式为E =k Q /r 2,式中Q 就是产⽣电场的点电荷所带电量C.在真空中E =2rkQ ，式中Q 是试探电荷 D.上述说法都不对10.当在电场中某点放⼊正点电荷时, 正点电荷受到的电场⼒向右；当放⼊负点电荷时它受到的电场⼒向左，下列说法正确的是（）A.当放⼊正电荷时，该点场强⽅向向右；当放⼊负电荷时，该点场强⽅向向左B.只有在该点放⼊电荷时，该点才有场强C.该点场强⽅向⼀定向右D.以上说法均不正确11.如图1-12所⽰，四个电场线图，⼀正电荷在电场中由P 到Q 做加速运动且加速度越来越⼤，那么它是在哪个图⽰电场中运动. ( )图1-12A B C D12.在点电荷Q 形成的电场中，已测出A 点场强为100N/C,C 点场强为36 N/C,B点为A 、C 两点连线的中点（如图1-13所⽰），那么B 点的场强为______13.如图1-14所⽰，在真空中相距为l 的A 、B 两点分别放置电量⼤⼩均为Q的正负点电荷，那么在离A 、B 两点距离都等于L 的点的电场强度⽅向为___________，该点的场强⼤⼩为14. 如图1-15所⽰，⼀个粒⼦质量为m 、带电量为+Q ，以初速度v 0与⽔平⾯成45 ⾓射向空间匀强电场区域，粒⼦恰做直线运动，则这匀强电场的强度最⼩值为；⽅向是。
高考物理《静电场》真题练习含答案
高考物理《静电场》真题练习含答案1．[2024·吉林卷]某种不导电溶液的相对介电常数εr与浓度c m的关系曲线如图(a)所示．将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图(b)所示的电路．闭合开关S后，若降低溶液浓度，则()A．电容器的电容减小B．电容器所带的电荷量增大C．电容器两极板之间的电势差增大D．溶液浓度降低过程中电流方向为M→N答案：B解析：降低溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数εr增大，根据电容器的决定式C＝εr S4πkd可知，电容器的电容增大，故A错误；溶液不导电没有形成闭合回路，电容器两端的电势差不变，根据Q＝CU结合A选项分析可知电容器所带的电荷量增大，故B正确，C错误；根据B选项分析可知电容器所带的电荷量增大，则给电容器充电，结合题图可知电路中电流方向为N→M，故D错误．故选B.2．[2024·吉林卷]在水平方向的匀强电场中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直纸面内运动，如图，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到O点等高处的过程中()A．动能减小，电势能增大B．动能增大，电势能增大C．动能减小，电势能减小D．动能增大，电势能减小答案：D解析：根据题意若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，可知电场力和重力的合力沿着虚线方向，又电场强度方向为水平方向，根据力的合成可知电场强度方向水平向右。
若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到O点等高处的过程中重力对小球做功为零，电场力的方向与小球的运动方向相同，则电场力对小球做正功，小球的动能增大，电势能减小．故选D.3．[2023·全国甲卷]在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集．下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确的是()A．B．C．D．答案：A解析：电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，A正确；受力分析为可见与电场力的受力特点相互矛盾，B错误；受力分析为可见与电场力的受力特点相互矛盾，C错误；受力分析为可见与电场力的受力特点相互矛盾，D 错误；故选A .4．[2023·湖南卷]如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q 1、Q 2和Q 3，P 点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°.若P 点处的电场强度为零，q > 0，则三个点电荷的电荷量可能为( )A ．Q 1＝q ，Q 2＝ 2 q ，Q 3＝qB ．Q 1＝－q ，Q 2＝－433q ，Q 3＝－4q C ．Q 1＝－q ，Q 2＝ 2 q ，Q 3＝－qD ．Q 1＝q ，Q 2＝－433q ，Q 3＝4q 答案：D解析：选项AB 的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P 点的场强不可能为零，A 、B 错误；设P 、Q 1间的距离为r ，P 点场强为零，故Q 2、Q 3在P 点产生场强的水平分场强等大反向，即k Q 2（r sin 60°）2 ·cos 60°＝k Q 3（r sin 30°）2 ·cos 30° 解得⎪⎪⎪⎪Q 2Q 3 ＝33，C 错误，D 正确． 5.[2023·全国乙卷](多选)在O 点处固定一个正点电荷，P 点在O 点右上方．从P 点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示．M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM＝ON，则小球() A．在运动过程中，电势能先增加后减少B．在P点的电势能大于在N点的电势能C．在M点的机械能等于在N点的机械能D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功答案：BC解析：由题知，OP>OM，OM＝ON，则根据点电荷的电势分布情况可知φM＝φN>φP 则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且E p P>E p M＝E p N则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误，B、C正确；从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误．故选BC.6．[2022·全国甲卷](多选)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出．小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在P点．则射出后，()A．小球的动能最小时，其电势能最大B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量答案：BD解析：本题可以看成等效重力场问题，如图，等效重力方向斜向右下方45°，PQ为等效水平方向．小球的运动可以看成类斜上抛运动，小球动能最小时在斜上抛最高点，即如图速度为v′处，v′与水平方向夹角为45°，此时小球速度的水平分量等于竖直分量，不是电势能最大处，电势能最大处在Q处，此时小球速度方向竖直向下，大小等于初速度v，P处与Q处小球动能相等，所以A、C错误，B正确；从P到Q(Q点处小球速度水平分量为零)重力做的功等于重力势能的减少量，P处与Q处小球动能相等，由于机械能与电势能的总和不变，所以减少的重力势能等于增加的电势能，故D正确．。
高中物理奥林匹克竞赛专题——静电场典型习题(有详解答案)
题7.1：1964年，盖尔曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克构成，中子就是由一个带e 32的上夸克和两个带e 31-下夸克构成，若将夸克作为经典粒子处理（夸克线度约为10-20 m ），中子内的两个下夸克之间相距2.60⨯10-15 m 。
求它们之间的斥力。
题7.1解：由于夸克可视为经典点电荷，由库仑定律r r 220r 2210N 78.394141e e e F ===r e r q q πεπεF 与r e 方向相同表明它们之间为斥力。
题7.2：质量为m ，电荷为-e 的电子以圆轨道绕氢核旋转，其动能为E k 。
证明电子的旋转频率满足42k20232me E εν=其中是0ε真空电容率，电子的运动可视为遵守经典力学规律。
题7.2分析：根据题意将电子作为经典粒子处理。
电子、氢核的大小约为10-15 m ，轨道半径约为10-10 m ，故电子、氢核都可视作点电荷。
点电荷间的库仑引力是维持电子沿圆轨道运动的向心力，故有220241r e r v m πε= 由此出发命题可证。
证：由上述分析可得电子的动能为re mv E 202k 8121πε==电子旋转角速度为30224mr e πεω=由上述两式消去r ，得43k 20222324meE επων== 题7.3：在氯化铯晶体中，一价氯离于Cl -与其最邻近的八个一价格离子Cs +构成如图所示的立方晶格结构。
（1）求氯离子所受的库仑力；（2）假设图中箭头所指处缺少一个铯离子（称作品格缺陷），求此时氯离子所受的库仑力。
题7.3分析：铯离子和氯离子均可视作点电荷，可直接将晶格顶角铯离子与氯离子之间的库仑力进行矢量叠加。
为方便计算可以利用晶格的对称性求氯离子所受的合力。
解：（l ）由对称性，每条对角线上的一对铯离子与氯离子间的作用合力为零，故01=F （2）除了有缺陷的那条对角线外，其它铯离子与氯离子的作用合力为零，所以氯离子所受的合力2F 的值为N 1092.134920220212-⨯===ae rq q F πεπε2F 方向如图所示。
第九章静电场(答案解析)
一． 选择题[ B ]1 图中所示为一沿x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线，电荷线密度分别为＋(x ＜0)和－ (x ＞0)，则Oxy 坐标平面上点(0，a )处的场强E为(A) 0． (B)i a02ελπ．(C)i a 04ελπ． (D)()j i a+π04ελ．【提示】：左侧与右侧半无限长带电直线在(0，a)处产生的场强大小E ＋、E －大小为：E E +-==矢量叠加后，合场强大小为：02E aλπε=合，方向如图。
［ B ］2 半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱体的静电场中各点的电场强度的大小E 与距轴线的距离r 的关系曲线为：【提示】：由场分布的轴对称性，作闭合圆柱面（半径为r ，高度为L ）为高斯面，据Guass定理：SE dS=iiqε∑⎰r R ≤时，有：20r 2rL=LE ρππε，即：0=r 2E ρε r R >时，有：20R 2rL=L E ρππε，即：20R =2rE ρε［ C ］3 如图所示，一个电荷为q 的点电荷位于立方体的A 角上，则通过侧面abcd 的电场强度通量等于： (A) 06εq ． (B) 012εq．(C)024εq ． (D) 048εq ．【提示】：添加7个与如图相同的小立方体构成一个大立方体，使A 处于大立方体的中心。
则大立方体外围的六个正方形构成一个闭合的高斯面。
由Gauss 定理知，通过该高斯面的电通量为qε。
再据对称性可知，通过侧面abcd 的电场强度通量等于24εq。
［ D ］4 在点电荷+q 的电场中，若取图中P 点处为电势零点， 则M 点的电势为 (A)a q 04επ． (B) aq08επ．(C) a q 04επ-． (D) aq 08επ-．【提示】：220048PaM Maq q V E dl dr raπεπε-===⎰⎰［ C ］5 已知某电场的电场线分布情况如图所示．现观察到一负电荷从M 点移到N 点．有人根据这个图作出下列几点结论，其中哪点是正确的？ (A) 电场强度E M ＜E N ． (B) 电势U M ＜U N ． (C) 电势能W M ＜W N ． (D) 电场力的功A ＞0．【提示】：静电力做负功，电势能增加。
《大学物理》真空中的静电场练习题及答案解析
《大学物理》真空中的静电场练习题及答案解析一 选择题1. 下列几个说法中哪一个是正确的 （B ）（A ）电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向（B ）电场中某点的场强大小与试验电荷无关。
（C ）场强大小由 E =F /q 可知，某点的场强大小与试验电荷受力成正比，与电量成反比。
（D ）在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同2. 如图所示为一沿 x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线，电荷线密度分别为+λ、-λ，则 oxy坐标平面上点（0，a ）处的场强E 的方向为（ A ）( A )x 正方向 （B ） x 负方向 （C ）y 正方向（D ）y 负方向3.如图所示，一个带电量为q 的点电荷位于正立方体的中心上，则通过其中一侧面的电场强度通量等于：（ B ）（A）04εq (B)06εq (C) 024εq (D) 027εq第2题图 第3题图 4．关于高斯定理0ε∑⎰⎰=⋅=Φi s e q s d E ，下列说法中正确的是（ C ）（A ）如果高斯面无电荷，则高斯面上的电场强度处处为零（B ）如果高斯面上的电场强度处处为零，则高斯面内无电荷（C ）如果高斯面上的电场强度处处为零，则通过高斯面的电通量为零（D ）若通过高斯面的电通量为零，则高斯面上的电场强度处处为零5.如图所示，闭合曲面S 内有一点电荷q ，P 为S 面上一点，在S 面外A 点有一点电荷,q ，将其移到B 点，则（ B ）（A ）通过S 面的电通量不变，P 点的电场强度不变。
（B ）通过S 面的电通量不变，P 点的电场强度变化。
（C ）通过S 面的电通量改变，P 点的电场强度不变。
（D ）通过S 面的电通量改变，P 点的电场强度变化。
6．下列说法中正确的是（ D ）（A ）场强为0的点电势也为0 （B ）场强不为0的点电势也不为0（C ）电势为0的点，则电场强度也一定为0（D ）电势在某一区域为常数，则电场强度在该区域必定为01.B2.A3.B4.C5.D 、6D二 填空题1、在点电荷的q +，q -电场中，作如图所示的三个高斯面，求通过321S S 、、S ，球面的电通量分别为________________、_______________、______________。
高中物理 选修【静电场】典型题(带解析)
高中物理 选修 静电场 一、【电场力的性质】 1．关于电场力和电场强度，以下说法正确的是( )A ．一点电荷分别处于电场中的A 、B 两点，点电荷受到的电场力大，则该处场强小B ．在电场中某点如果没有试探电荷，则电场力为零，电场强度也为零C ．电场中某点场强为零，则试探电荷在该点受到的电场力也为零D ．一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r 的球面上各点所受电场力相同解析：选C ．一点电荷分别处于电场中的A 、B 两点，根据场强的定义式E ＝F q得知，电荷受到的电场力大，则场强大，故选项A 错误；在电场中某点没有试探电荷时，电场力为零，但电场强度不一定为零，电场强度与试探电荷无关，由电场本身决定，故选项B 错误；电场中某点场强E 为零，由电场力公式F ＝qE 可知，试探电荷在该点受到的电场力也一定为零，故选项C 正确；一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r 的球面上各点所受电场力大小相等，但方向不同，所以电场力不同，故选项D 错误．2．两个分别带有电荷量－Q 和＋5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为r 2，则两球间库仑力的大小为( )A ．5F 16B ．F 5C ．4F 5D ．16F 5解析：选D ．两球相距r 时，根据库仑定律F ＝k Q ·5Q r2，两球接触后，带电荷量均为2Q ，则F ′＝k 2Q ·2Q ⎝⎛⎭⎫r 22，由以上两式可解得F ′＝16F 5，选项D 正确． 3．(多选)如图所示，点电荷Q 固定，虚线是带电荷量为q 的微粒的运动轨迹，微粒的重力不计，a 、b 是轨迹上的两个点，b 离Q 较近．下列说法正确的是( )A ．Q 一定是带正电荷，q 一定是带负电荷B ．不管Q 带什么性质的电荷，a 点的场强一定比b 点的小C ．微粒通过a 、b 两点时，加速度方向都是指向QD ．微粒在a 、b 两点时的场强方向为切线方向 解析：选BC ．由运动轨迹可知两电荷带异种电荷，但不能确定哪个带正电荷，哪个带负电荷，故选项A 错误；由E ＝k Q r2可知a 点的场强一定比b 点的小，故选项B 正确；由于是吸引力，所以微粒通过a 、b 两点时，加速度方向都是指向Q ，由于微粒的重力不计，故场强方向也都是指向或背离Q ，故选项C 正确，D 错误．4．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 处电场强度最大的是( )解析：选B ．将圆环分割成微元，根据对称性和矢量叠加，D 项O 点的场强为零，C 项等效为第二象限内电荷在O 点产生的电场，大小与A 项的相等，B 项正、负电荷在O 点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的2倍，也是A 、C 项场强的2倍，因此B 项正确．5. (多选)如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上有四个小球，带电荷量分别为－q 、Q 、－q 、Q .四个小球构成一个菱形，－q 、－q 的连线与－q 、Q 的连线之间的夹角为α.若此系统处于平衡状态，则正确的关系式可能是( )A ．cos 3α＝q 8Q B ．cos 3α＝q 2Q 2 C ．sin 3α＝Q 8q D ．sin 3α＝Q 2q 2解析：选AC ．设菱形边长为a ，则两个Q 之间距离为2a sin α，则两个－q 之间距离为2a cos α.选取－q 作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2k Qq a 2cos α＝k q 2(2a cos α)2，解得cos 3 α＝q 8Q ，故A 正确，B 错误；选取Q 作为研究对象，由库仑定律和平衡条件得2k Qq a2sin α＝k Q 2(2a sin α)2，解得sin 3α＝Q 8q，故C 正确，D 错误． 6．空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点．从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B .A 不带电，B 的电荷量为q (q >0)．A 从O点发射时的速度大小为v 0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为t 2.重力加速度为g ，求：(1)电场强度的大小；(2)B 运动到P 点时的动能．解析：(1)设电场强度的大小为E ，小球B 运动的加速度为a .根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件，有mg ＋qE ＝ma ①12a ⎝⎛⎭⎫t 22＝12gt 2② 解得E ＝3mg q.③ (2)设B 从O 点发射时的速度为v 1，到达P 点时的动能为E k ，O 、P 两点的高度差为h ，根据动能定理有E k －12m v 21＝mgh ＋qEh ④ 且有v 1t 2＝v 0t ⑤ h ＝12gt 2⑥ 联立③④⑤⑥式得E k ＝2m (v 20＋g 2t 2)．⑦答案：(1)3mg q(2)2m (v 20＋g 2t 2) 7.如图所示，空间正四棱锥型的底面边长和侧棱长均为a ，水平底面的四个顶点处均固定着电荷量为＋q 的小球，顶点P 处有一个质量为m 的带电小球，在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态．若将P 处小球的电荷量减半，同时加竖直方向的电场强度为E 的匀强电场，此时P 处小球仍能保持静止．重力加速度为g ，静电力常量为k ，则所加匀强电场的电场强度大小为( )A ．mg 2qB ．mg 4qC ．2kq a 2D ．22kq a 2 解析：选D ．设P 处的带电小球电荷量为Q ，根据库仑定律可知，则P 点小球受到各个顶点电荷的库仑力大小为：F ＝kqQ a2；根据几何关系，可知正四棱锥型的侧棱与竖直线的夹角为45°；再由力的分解法则，有：4×kqQ a 2×22＝mg ；若将P 处小球的电荷量减半，则四个顶点的电荷对P 处小球的库仑力合力为：F ′＝2kqQ a 2；当外加匀强电场后，再次平衡，则有：2kqQ a 2＋Q 2E ＝mg ；解得：E ＝22kq a2或E ＝mg Q ，故D 正确． 8．如图所示，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皆是由点电荷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 ＝h 2处的场强大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 4q h2 B ．k 4q 9h 2 C ．k 32q 9h 2 D ．k 40q 9h2 解析：选D ．该电场可等效为分别在z 轴h 处与－h 处的等量异种电荷产生的电场，如图所示，则在z ＝h 2处的场强大小E ＝k q ⎝⎛⎭⎫h 22＋k q ⎝⎛⎭⎫3h 22＝k 40q 9h 2，故D 正确．9．对于真空中电荷量为q 的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r 位置的电势为φ＝kq r(k 为静电力常量)，如图所示，两电荷量大小均为Q 的异号点电荷相距为d ，现将一质子(电荷量为e )从两电荷连线上的A 点沿以负电荷为圆心、半径为R 的半圆形轨迹ABC 移到C 点，在质子从A 到C 的过程中，系统电势能的变化情况为( )A ．减少2kQeR d 2－R 2 B ．增加2kQeR d 2＋R 2 C ．减少2kQe d 2－R 2 D ．增加2kQe d 2＋R 2 解析：选A ．A 、C 两点关于－Q 对称，故－Q 对质子不做功，质子由A 到C 只有＋Q 做正功，电势能减小，ΔE p ＝e ·kQ d －R －e ·kQ d ＋R ＝2kQeR d 2－R 2，A 正确． 10.如图所示，正方形线框由边长为L 的粗细均匀的绝缘棒组成，O 是线框的中心，线框上均匀地分布着正电荷，现在线框上侧中点A 处取下足够短的带电荷量为q 的一小段，将其沿OA 连线延长线向上移动L 2的距离到B 点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时O 点的电场强度大小为(k 为静电力常量)( )A ．k q L2 B ．k 3q 2L 2 C ．k 3q L 2 D ．k 5q L2 解析：选C ．设想将线框分为n 个小段，每一小段都可以看成点电荷，由对称性可知，线框上的电荷在O 点产生的场强等效为与A 点对称的电荷量为q 的电荷在O 点产生的场强，故E 1＝kq ⎝⎛⎭⎫L 22＝4kq L2，B 点的电荷在O 点产生的场强为E 2＝kq L 2，由场强的叠加可知E ＝E 1－E 2＝3kq L2，C 正确． 11. (多选)如图所示，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA ＝OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点．静止时A 、B 相距为d .为使平衡时AB 间距离减为d 2，可采用以下哪些方法( )A ．将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍解析：选BD ．如图所示，B 受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等、方向相反；由几何关系可知，m B g L ＝F d ，而库仑力F ＝kQ A Q B d2；即m B g L ＝kQ A Q Bd 2d ＝k Q A Q B d 3，即m B gd 3＝kQ A Q B L . 要使d 变为d 2，可以使B 球质量增大到原来的8倍而保证上式成立，故A 错误，B 正确；或将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时小球B 的质量增加到原来的2倍，也可保证等式成立，故C 错误，D 正确．12．如图所示，真空中xOy 平面直角坐标系上的A 、B 、C 三点构成等边三角形，边长L ＝2.0 m ．若将电荷量均为q ＝＋2.0×10－6 C 的两点电荷分别固定在A 、B 点，已知静电力常量k ＝9.0×109 N ·m 2/C 2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C 点的电场强度的大小和方向．解析：(1)根据库仑定律，A、B两点处的点电荷间的库仑力大小为F＝k q2L2①代入数据得F＝9.0×10－3 N．②(2)A、B两点处的点电荷在C点产生的场强大小相等，均为E1＝k qL2③A、B两点处的点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E＝2E1cos 30°④由③④式并代入数据得E≈7.8×103 N/C场强E的方向沿y轴正方向．答案：(1)9.0×10－3 N(2)7.8×103 N/C方向沿y轴正方向二、【电场能的性质】1．在电场中，下列说法正确的是()A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零解析：选D．电势是人为规定的，与电场强度无关，电势能与零势能面的选取有关，与电场强度无关，A、C错误；负电荷在高电势处电势能小，B错误；根据E p＝φq可知，电势为零，电势能为零，D正确．2．(多选)如图所示，虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，其中R在等势面b上．下列判断正确的是()A．三个等势面中，c的电势最低B．带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C．带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D．带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b解析：选ABD．带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带正电，因此电场线指向右下方，根据沿电场线电势降低，故A正确；根据带电粒子受力情况可知，若粒子从P到Q过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B正确；只有电场力做功，所以带电粒子在P点的动能与电势能之和与在Q点的相等，故C错误；电场的方向总是与等势面垂直，所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直，而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同，加速度的方向又与受力的方向相同，所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b，故D正确．3. (多选)M、N是某电场中一条电场线上的两点，从M点由静止释放一电子，电子仅在电场力的作用下沿电场线由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．M、N两点的场强关系为E M<E NB．M、N两点的场强关系为E M>E NC．M、N两点的电势关系为φM<φND．M、N两点的电势关系为φM>φN解析：选BC．电子由M点运动到N点的过程中，通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越慢，可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，则有E M>E N，故A错误，B正确；负电荷在低电势处电势能大，故M点的电势低于N点的电势，即φM<φN，故C正确，D错误．4. (多选)图中虚线A、B、C、D表示匀强电场的等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下，从a点运动到b点，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确的是()A．等势面A电势最低B．粒子从a运动到b，动能减小C．粒子从a运动到b，电势能减小D．粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和不变解析：选CD．电场线与等势面垂直，带正电粒子所受电场力的方向与场强方向相同，曲线运动所受合力指向曲线的凹侧；带正电的粒子只在电场力的作用下，从a点运动到b 点，轨迹如图中实线所示，可画出速度和电场线及受力方向如图，则电场力的方向向右，电场线的方向向右，顺着电场线电势降低，等势面A电势最高，故A项错误；粒子从a运动到b，只受电场力，电场力的方向与运动方向成锐角，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增加，只受电场力作用，粒子的电势能与动能之和不变，故B项错误，C、D项正确．5．如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N，速度大小分别为v M、v N，电势能分别为E p M、E p N.下列判断正确的是()A．v M<v N , a M<a N B．v M<v N , φM<φNC．φM<φN , E p M<E p N D．a M<a N , E p M<E p N解析：选D．根据带负电粒子的运动轨迹可以判断出电场线的方向大致是从右向左，N 点的电势低于M点的电势，N点处的电场线较密，所以粒子在N点时的加速度大于其在M 点时的加速度，粒子从N点运动到M点的过程中电场力一直在做正功，所以粒子在M点的速率大于在N点的速率，电势能在减小，故D正确．6.如图所示，实线表示一匀强电场的电场线，电场方向未知．一电子以一定的初速度由A 点射入电场，虚线为电子的运动轨迹，B 点是运动轨迹上的一点，则( )A ．A 点电势高于B 点电势B ．电子在B 点的电势能大于在A 点的电势能C ．电子在A 点的速度大于在B 点的速度D ．电子由A 到B ，电场力先做负功后做正功解析：选D ．由曲线运动的知识可知：电子所受的电场力向左，由于电子的受力与场强方向相反，可知电场线向右，结合沿着电场线电势逐渐降低得φB >φA ，故A 错误；电子从A 到B 点过程中，电场力先与速度方向成钝角做负功，后与速度方向成锐角做正功，D 项正确；由A 到B ，电场力做的总功为正功，则电子的电势能减小，即B 点的电势能小于A 点的电势能，动能增大，则B 点的速度大于A 点的速度，故B 、C 错误．7.如图所示，在直角三角形所在的平面内存在匀强电场，其中A 点电势为0，B 点电势为3 V ，C 点电势为6 V ．已知∠AC B ＝30°，AB 边长为 3 m ，D 为AC 的中点，将一点电荷放在D 点，且点电荷在C 点产生的场强大小为1.5 N/C ，则放入点电荷后，B 点场强为( )A ．2.5 N/CB ．3.5 N/C C ．2 2 N/CD ． 5 N/C解析：选A ．根据匀强电场中任意平行相等线段两端点的电势差相等，可知B 、D 两点电势相等，BD 连线为等势线，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，与BD 连线垂直且指向A 的方向为电场方向，如图所示．根据匀强电场中电场强度与电势差关系，匀强电场的电场强度E ＝U d ＝33cos 30°N/C ＝2 N/C ．根据点电荷电场的特点可知，放在D 点的点电荷在B 点产生的电场强度与在C 点产生的电场强度大小相等，都是1.5 N/C ，方向沿BD 连线，根据电场叠加原理，B 点的电场强度大小为E B ＝22＋1.52 N/C ＝2.5 N/C ，选项A 正确．8．在坐标－x 0到x 0之间有一静电场，x 轴上各点的电势φ随坐标x 的变化关系如图所示，一电荷量为e 的质子从－x 0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x 轴正向穿过该电场区域．则该质子( )A ．在－x 0～0区间一直做加速运动B ．在0～x 0区间受到的电场力一直减小C ．在－x 0～0区间电势能一直减小D ．在－x 0～0区间电势能一直增加解析：选D ．从－x 0到0，电势逐渐升高，意味着该区域内的场强方向向左，质子受到的电场力向左，与运动方向相反，所以质子做减速运动，A 错误；设在x ～x ＋Δx ，电势为φ～φ＋Δφ，根据场强与电势差的关系式E ＝ΔφΔx ，当Δx 无限趋近于零时，ΔφΔx表示x 处的场强大小(即φ-x 图线的斜率)，从0到x 0区间，图线的斜率先增加后减小，所以电场强度先增大后减小，根据F ＝Ee ，质子受到的电场力先增大后减小，B 错误；在－x 0～0区间质子受到的电场力方向向左，与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加，C 错误，D 正确．9．(多选)某静电场中x 轴上电场强度E 随x 变化的关系如图所示，设x 轴正方向为电场强度的正方向．一带电荷量大小为q 的粒子从坐标原点O 沿x 轴正方向运动，结果粒子刚好能运动到x ＝3x 0处，假设粒子仅受电场力作用，E 0和x 0已知，下列说法正确的是( )A ．粒子一定带负电B ．粒子的初动能大小为32qE 0x 0 C ．粒子沿x 轴正方向运动过程中电势能先增大后减小D ．粒子沿x 轴正方向运动过程中最大动能为2qE 0x 0解析：选BD ．如果粒子带负电，粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动，因此粒子在x ＝3x 0处的速度不可能为零，故粒子一定带正电，A 错误；根据动能定理12qE 0x 0－12×2qE 0·2x 0＝0－E k0，可得E k0＝32qE 0x 0，B 正确；粒子向右运动的过程中，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，C 错误；粒子运动到x 0处动能最大，根据动能定理12qE0x0＝E kmax－E k0，解得E kmax＝2qE0x0，D正确．10．(多选)在金属球壳的球心有一个正点电荷，球壳内外的电场线分布如图所示．下列说法正确的是()A．M点的电场强度比K点的大B．球壳内表面带负电，外表面带正电C．试探电荷－q在K点的电势能比在L点的大D．试探电荷－q沿电场线从M点运动到N点，电场力做负功解析：选ABD．由电场线的疏密程度可知，M点的场强大于N点，A正确；由于感应起电，在金属球壳的内表面感应出负电，外表面感应出正电，B正确；负电荷在电场中，沿电场线方向运动，电场力做负功，电势能增加，可知C错误，D正确．11．(多选)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则()A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析：选AC．如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A对．粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件，B错．带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，E k M＝0，而E k N≥0，故E p M≥E p N，C对．粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故N点电场力方向与轨迹切线方向不一定平行，D错．12．(多选)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q＞0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是( )A ．此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B ．若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 22C ．若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2qL D ．若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差解析：选BD ．结合题意，只能判定φa ＞φb ，φc ＞φd ，但电场方向不能得出，故A 错误．电场强度的方向沿c →d 时，才有场强E ＝W 2qL，故C 错误．由于M 、N 分别为ac 和bd 的中点，对于匀强电场，φM ＝φa ＋φc 2，φN ＝φb ＋φd 2，则U MN ＝U ab ＋U cd 2，可知该粒子从M 点移动到N 点的过程中，电场力做功W ＝W 1＋W 22，故B 正确．若W 1＝W 2，则φa －φb ＝φc －φd ，变形得φa －φc ＝φb －φd ，即U ac ＝U bd ，而U aM ＝U ac 2，U bN ＝U bd 2，可知U aM ＝U bN ，故D 正确． 13．如图所示，a 、b 、c 、d 是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab ＝cd ＝L ，ad ＝bc ＝2L ，电场线与矩形所在的平面平行．已知a 点电势为20 V ，b 点电势为24 V ，d 点电势为12 V ．一个质子从b 点以速度v 0射入此电场，入射方向与bc 成45°角，一段时间后经过c 点．不计质子的重力．下列判断正确的是( )A ．c 点电势高于a 点电势B ．场强的方向由b 指向dC ．质子从b 运动到c ，电场力做功为8 eVD ．质子从b 运动到c ，电场力做功为4 eV解析：选C ．由于是匀强电场，故a 、d 的中点(设为E )电势应为a 、d 两点电势和的一半，即16 V ，那么E 、b 的中点F 电势是20 V ，和a 点一样．连接a 、F 得到等势线，则电场线与它垂直，正好是由b 指向E .那么cE 平行于aF ，故c 点电势与E 相同，也为16 V ，小于a 点电势，A 错误；场强的方向由b 指向E ，B 错误；从b 到c 电势降落了8 V ，质子电荷量为e ，质子从b 运动到c ，电场力做功8 eV ，电势能减小8 eV ，C 正确，D 错误．14.如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A 点由静止开始下落，加速度为34g ，下落高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( )A ．该匀强电场的电场强度为3mg 4q B ．带电物块机械能减少量为mg (H ＋h )4C ．带电物块电势能的增加量为mg (H ＋h )4 D ．弹簧弹性势能的增加量为mg (H ＋h )4解析：选C ．根据牛顿第二定律得mg －Eq ＝m ·34g ，所以E ＝mg 4q，选项A 错误；物块、弹簧系统机械能的减少量为ΔE ＝Eq ·(H ＋h )＝mg (H ＋h )4，选项B 错误；物块电势能的增加量为ΔE p ＝Eq ·(H ＋h )＝mg (H ＋h )4，选项C 正确；根据动能定理得mg (H ＋h )－Eq (H ＋h )－E 弹＝0，所以E 弹＝3mg (H ＋h )4，选项D 错误．三、【电容器与电容 带电粒子在电场中的运动】1．(多选)如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图．当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化，进而能测出电容的变化，最后就能探测到物体位移的变化，若静电计上的指针偏角为θ，则被测物体( )A ．向左移动时，θ增大B ．向右移动时，θ增大C ．向左移动时，θ减小D ．向右移动时，θ减小 解析：选BC ．由公式C ＝εr S 4πkd，可知当被测物体带动电介质板向左移动时，导致两极板间电介质增大，则电容C 增大，由公式C ＝Q U可知电荷量Q 不变时，U 减小，则θ减小，故A 错误，C 正确；由公式C ＝εr S 4πkd，可知当被测物体带动电介质板向右移动时，导致两极板间电介质减小，则电容C 减少，由公式C ＝Q U可知电荷量Q 不变时，U 增大，则θ增大，故B 正确，D 错误．2.如图所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点A 点释放一个带电荷量为＋Q (Q ＞0)的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v 0向右射出，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1∶2时，恰好从下端点B 射出，则d 与L 之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶1D ．1∶3解析：选C ．设粒子从A 到B 的时间为t ，粒子在B 点时，竖直方向的分速度为v y ，由类平抛运动的规律可得L ＝v 0t ，d ＝v y 2t ，又v 0∶v y ＝1∶2，可得d ∶L ＝1∶1，选项C 正确．3．如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U 1的加速电场，经加速后从小孔S 沿平行金属板A 、B 的中线射入，A 、B 板长为L ，相距为d ，电压为U 2.则带电粒子能从A 、B 板间飞出应该满足的条件是( )A ．U 2U 1＜2d LB ．U 2U 1＜d LC ．U 2U 1＜2d 2L 2D ．U 2U 1＜d 2L2 解析：选C ．根据qU 1＝12m v 2，t ＝L v ，y ＝12at 2＝12·qU 2md ·⎝⎛⎭⎫L v 2，由题意知，y ＜12d ，解得U 2U 1＜2d 2L2， 故选项C 正确． 4. (多选)如图所示，A 、B 为两块平行带电金属板，A 带负电，B 带正电且与大地相接，两板间P 点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U ，P 点场强大小为E ，电势为φP ，负电荷的电势能为E p ，现将A 、B 两板水平错开一段距离(两板间距不变)，下列说法正确的是( )A ．U 变大，E 变大B ．U 变小，φP 变小C ．φP 变小，E p 变大D ．φP 变大，E p 变小解析：选AC ．根据题意可知两极板间电荷量保持不变，当正对面积减小时，则由C ＝εr S 4πkd可知电容减小，由U ＝Q C 可知极板间电压增大，由E ＝U d 可知，电场强度增大，故A 正确；设P 与B 板之间的距离为d ′，P 点的电势为φP ，B 板接地，φB ＝0，则由题可知0－φP ＝Ed ′是增大的，则φP 一定减小，由于负电荷在电势低的地方电势能一定较大，所以可知电势能E p 是增大的，故C 正确．5．如图所示，竖直面内分布有水平方向的匀强电场，一带电粒子沿直线从位置a 向上运动到位置b ，在这个过程中，带电粒子( )A ．只受到电场力作用B ．带正电C ．做匀减速直线运动D ．机械能守恒解析：选C ．带电粒子沿直线从位置a 运动到位置b ，说明带电粒子受到的合外力方向与速度在一条直线上，对带电粒子受力分析，应该受到竖直向下的重力和水平向左的电场力，电场力方向与电场线方向相反，所以带电粒子带负电，故A 、B 错误；由于带电粒子做直线运动，所以电场力和重力的合力应该和速度在一条直线上且与速度方向相反，故带电粒子做匀减速直线运动，故C 正确；电场力做负功，机械能减小，故D 错误．6．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A 、B 两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E 1＝2.0×103 N/C 和E 2＝4.0×103N/C ，方向如图所示．带电微粒质量m ＝1.0×10－20 kg ，带电荷量q ＝－1.0×10－9 C 、A 点距虚线MN 的距离d 1＝1.0 cm ，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：(1)B 点到虚线MN 的距离d 2；(2)带电微粒从A 点运动到B 点所经历的时间t .解析：(1)带电微粒由A 运动到B 的过程中，由动能定理有 |q |E 1d 1－|q |E 2d 2＝0，E 1d 1＝E 2d 2，解得d 2＝0.50 cm.(2)设微粒在虚线MN 两侧的加速度大小分别为a 1、a 2，由牛顿第二定律有|q |E 1＝ma 1，|q |E 2＝ma 2，设微粒在虚线MN 两侧运动的时间分别为t 1、t 2，由运动学公式有d 1＝12a 1t 21，d 2＝12a 2t 22. 又t ＝t 1＋t 2，解得t ＝1.5×10－8 s.答案：(1)0.50 cm (2)1.5×10－8 s7．如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A 、B ，间距为d ，中央分。
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静电场练习题及答案解析练习1一、选择题1. 一带电体可作为点电荷处理的条件是( )A. 电荷必须呈球形分布；B. 带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计；C. 电量很小；D. 带电体的线度很小。
2. 试验点和q0在电场中受力为F⃗，其电场强度的大小为F，以下说法正确的( )q0A. 电场强度的大小E是由产生电场的电荷所决定的，不以试验电荷q0及其受力的大小决定；B. 电场强度的大小E正比于F且反比与q0；C. 电场强度的大小E反比与q0；D. 电场强度的大小E正比于F。
3. 如果通过闭合面S的电通量Φe为零，则可以肯定( )A. 面S内没有电荷；B. 面S内没有净电荷；C. 面S上每一点的场强都等于零；D. 面S上每一点的场强都不等于零。
4. 如图所示为一具有球对称性分布的静电场的E~r关系曲线，产生该静电场的带电体是( ) A 半径为R的均匀带电球面；B半径为R的均匀带电球体；C半径为R的、电荷体密度为ρ=Ar（A为常数）的非均匀带电球体；D半径为R的、电荷体密度为ρ=A r⁄（A为常数）的非均匀带电球体。
5. 在匀强电场中，将一负电荷从A移动B，如图所示，则( )A. 电场力做负功，负电荷的电荷能增加；B. 电场力做负功，负电荷的电势能减少；C. 电场力做正功，负电荷的电势能增加；D. 电场力做正功，负电荷的电势能减少。
二、填空题1. 点电荷q1、q2、q3和q4在真空中的分布如图所示，图中S为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电通量∮E⃗⃗∙dS⃗=，式中E⃗⃗是点电荷在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和。
2. 真空环境中正电荷q均匀地分布在半径为R的细圆环上.在环环心O处电场强度为，环心的电势为。
=0，这表3. 在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零，即∮E⃗⃗∙dl⃗L明静电场中的电场线。
4. 一半径为R的均匀带电球面，其电荷面密度为σ，该球面内、外的场强分布为（r⃗表示从球心引出的矢径）：E⃗⃗r=(r<R)；E⃗⃗r=(r>R)。
5. 初速度为零的正电荷在电场力的作用下，总是从电势处向电势处运动。
三、计算题1. 电量Q(Q>0)均匀分布在长为L的细棒上，在细棒的延长线上距细棒中心O距离为a的P点处放一带电量为q(q>0)的点电荷，求：（1）带电细棒对该点电荷的静电力；（2）带点细棒在P点的场强；2. 求真空中均匀带电球面内外的电场及电势的分布，设球面半径为R，带电量为Q。
3. 静电场中有一质子(带电量e=1.6×10−19 C)沿图示路径从a点经c点移动到b 处时，电场力做功8×10−15J，试求：(1) 当质子从b点沿另一路径回到a点过程中，电场力做功；(2) 若设a点电势为零，b点电势。
ab c练习2一、选择题1. 在静电场中，下列说法中正确的是( )A. 带正电荷的导体，其电势一定是正值；B. 等势面上各点的场强一定相等；C. 场强为零处，电势也一定为零；D. 场强相等处，电势梯度矢量一定相等。
2. 关于电场强度定义式E⃗⃗=F⃗q⁄，下列说法中正确是( )A. 对场中某点，试验电荷受力F⃗与q0的比值不因q0而变；B. 若场中某点不放试验电荷q0，则F⃗=0，从而E⃗⃗=0；C. 场强E⃗⃗的大小与试验电荷q0的大小成反比；D. 试验电荷受力F⃗的方向就是场强E⃗⃗的方向。
3. 下列关于高斯定理的说法正确的是( )A. 如果高斯面上E处处为零，则面内未必无电荷；B. 如果高斯面上E处处不为零，则面内必有静电荷；C. 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零；D. 如果高斯面内有净电荷，则高斯面上E处处不为零。
4. 如图所示为一具有球对称性分布的静电场的E~r关系曲线，产生该静电场的带电体是( ) A 半径为R的均匀带电球体；B半径为R的均匀带电球面；C半径为R的、电荷体密度为ρ=Ar（A为常数）的非均匀带电球体；D半径为R的、电荷体密度为ρ=A r⁄（A为常数）的非均匀带电球体。
5. 带电量为−Q的点电荷的静电场中，将另一带电量为q的点电荷B从a点移动b 点。
a、b两点距离点电荷A的距离分别为r1、r2，如图所示，则移动过程中电场力做的功为( )A. −qQ4πε0(r2−r1)B. −qQ4πε0(1r1−1r2)C. −Q4πε0(1r1−1r2)D. qQ4πε0(1r1−1r2)二、填空题1. 如图所示，边长分别为a和b的矩形，其A、B、C三个顶点上分别放置三个电量均为q的点电荷，则中心O点的场强为，方向。
2. 电场强度可以叙述为电场中某一点上单位正电荷所受的；电场中某一点的电势可以叙述为：单位正电荷在该点所具有的。
3. 描述静电场性质的两个基本物理量是，它们的定义式是和。
4. 在点电荷系的电场中，任一点的电场强度等于，这称为场强叠加原理。
5. 在静电场中有一实心立方均匀导体.边长为a．已知立方导体中心O处的电势为U0，则立方体顶点A的电势为。
三、计算题1. 两个很长的共轴圆柱面(R1=3.0×10−2m,R2=0.10m)，带有等量异号的电荷，两者的电势差为450V。
求：（1）圆柱面单位长度上带有多少电荷？（2）r=0.05m处的电场强度。
2. 在真空中，有一电荷为Q，半径为R的均匀带电球壳，其电荷是均匀分布的，求：（1）球壳内两点r A、r B间的电势差；（2）球壳外两点r C、r D间的电势差；（3）球壳外任意点的电势；（4）球壳内任意点的电势。
3. 如图所示，两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别是R1、R2，单位长度上的电荷为+λ、-λ，内筒带正电，外筒带负电，求空间各点的电场强度及两筒间的电势差。
练习3一、选择题1. 下列几个说法中正确的是( )A. 在以电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同；⁄定出，其中q0为试探电荷的电量，q0可正、可负，F⃗为试B. 场强方向E⃗⃗=F⃗q探电荷所受的电场力；C. 电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所电荷的方向；D. 这里的三种说法都不正确。
2. 如图所示，在电场强度E⃗⃗的均匀电场中，有一半径为R的半球面，场强E⃗⃗的方向与半球面的对称抽平行，穿过此半球面的电通量为( )A. 2πR2EB. √2πR2EC.πR2EπR2ED. 123. 如图所示，a、b、c是电场中某条电场线上的三个点，由此可知( )A. E a>E b>E cB. E a<E b<E cC. U a>U b>U cD. U a<U b<U c4. 一个带正电的点电荷飞入如图所示的电场中，它在电场中的运动轨迹为( )A. 沿a；B. 沿b；C. 沿c；D. 沿d；5. 如图所示，有三个点电荷Q，q，Q沿一直线等距分布，且头尾两个点电荷Q 是固定的。
那么，要将q推到无穷远时，电场力需作功为（）A. qQ4πε0DB. qQ2πε0DC. −qQ4πε0DD. −qQ2πε0D二、填空题1. 静电场的电场线只能相交于 。
2. 在静电场中，电势不变的区域，场强必定为 。
3. 静电场的环路定理的数学表达式为： ，该式的物理意义是： ；该定理表明，静电场是 场。
4. 任意高斯面上的静电场强度通量积分结果仅仅取决于该高斯面内全部电荷的代数和。
如图所示的三个闭合曲面S 1、S 2、S 3。
通过这些高斯面的电场强度通量计算结果分别为：Φ1=∯E ⃗⃗∙dS ⃗S 1、Φ2=∯E ⃗⃗∙dS ⃗S 2、Φ3=∯E ⃗⃗∙dS ⃗S 3，则Φ1= ，Φ2= ，Φ3= ，Φ2+Φ3= 。
5. 一电量为Q 的点电荷固定在空间某点上，将另一电量为q 的点电荷放在与Q 相距r 处。
若设两点电荷相距无限远时电势能为零，则此时的电势能W e = 。
三、计算题1. 两个同心球面的内、外半径分别为R 1和R 2，内球带电量为+Q ，外球带电量为+3Q ，电荷均匀分布在球面上。
求：空间中各区域的电场强度。
2. 如图所示，有三个点电荷Q1、Q2、Q3沿一条直线等间距分布且Q1=Q3= Q，已知其中任一点电荷所受合力均为零，求在固定Q1、Q3的情况下，将Q2从点O 移到无穷远处外力所作的功。
3. 求真空中均匀带电球内外的电场及电势的分布，设球面半径为R，带电量为Q。
参考答案练习1一、选择题1~5. B A B B A二、填空题1. 1ε0(q1+q2)；q1、q2、q3、q4。
2. 0；q4πε0R3. 不可能闭合4. 0；σR2ε0r3r⃗5. 高；低三、计算题1. （1）解：以O点为坐标原点，沿细棒建立x轴；在细棒选取长度为dx，细棒的电荷线密度为λ=QL，dx带电量为dq=λdx=QL dx电荷元dq对电荷q的电场力为(i⃗为单位矢量)：dF⃗=qdq4πε0(a−x)2i⃗细棒对电荷q的电场力为：F⃗=∫dF⃗=∫qdq4πε0(a−x)2i⃗L2−L2=qQπε0(4a2−L2)i⃗（2）根据定义可知E⃗⃗=F⃗q，由第（1）可知，带点细棒在P点的场强：E⃗⃗=F⃗q=Qπε0(4a2−L2)i⃗2. 解：（1）由于电荷分布是球对称的，可判断出空间电场强度分布必然是球对称的，即与球心O距离相等的球面上各点的电场强度大小相等，方向呈辐射状。
设空间某点P到球心O的距离为r，取以球心为中心、r为半径的闭合球面S为高斯面，则面S上的面元dS⃗的法线n⃗⃗与面元处电场强度E⃗⃗的方向相同，且高斯面上各点电场强度大小相等，所以：∮E⃗⃗∙dS⃗S =∮EdSS=E∮dSS=E4πr2当点P在带电球面内（即：r<R）时：高斯面所包围的电荷量为：∑q i=0，故：∮E⃗⃗∙dS⃗S=0，可得：E=0当点P在带电球面内（即：r>R）时：高斯面所包围的电荷量为：∑q i=Q，故∮E⃗⃗∙dS⃗S =Qε0；可得：E⃗⃗=Q4πε0r2e⃗re⃗r为点P位矢方向的单位矢量；q>0E⃗⃗呈辐射状向外；q<0E⃗⃗呈辐射状向外。
E⃗⃗={0 r<RQ4πε0r2e⃗r r>R球面处的电场强度最大。
（2）当r>R时，点P的电势为：φ=∫E⃗⃗∙dl⃗∞P =Q 4πε0r当r=R时，φ=∫E⃗⃗∙dl⃗∞R =Q 4πε0R当r<R时，φ=∫E⃗⃗∙dl⃗Rr +∫E⃗⃗∙dl⃗∞R=Q4πε0R3. 解：（1）由于静电场是保守场，电场力做功只与初末位置有关，电场力沿闭合路径一周做功为零，故：∮eE⃗⃗∙dl⃗l =∫eE⃗⃗∙dl⃗cba+∫eE⃗⃗∙dl⃗ab=0∫eE⃗⃗∙dl⃗ba =−∫eE⃗⃗∙dl⃗ab=−8×10−15J故，当质子从b点沿另一路径回到a点过程中，电场力做功为：∫eE⃗⃗∙dl⃗ab =−8×10−15J（2）根据电势的定义，b点的电势为：φb=E Pbe=w bae=∫eE⃗⃗∙dl⃗abe=5×104V练习2一、选择题1-5 D A A B B二、填空题1. q4πε0a 2，由O 指点D2. 电场力；电势能3. 电场强度和电势；E ⃗⃗=F ⃗q ；U a =W q=∫E ⃗⃗∙dl ⃗0a 。