第一章静电场作业130422

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第一章静电场作业130422

第一章静电场作业130422

第一章 静电场1. 已知空气中,某种球对称分布的电荷产生的电位在球坐标系中的表达式为()e br ar rϕ=(a ,b 均为常数),单位V ,求体电荷密度ρ。

2. 已知某空间电场强度(2)x y z E yz x e xze xye =-++,问:(1)该电场可能是静态电场吗?(2)如果是静电场,求与之对应的电位分布。

3. 一个半径为6cm 的导体球,要使得它在空气中带电且不放电,试求导体球所能带的最大电荷量及导体球表面电位。

已知空气的击穿场强为6310V/m ⨯。

4. 从静电场基本方程出发,证明当电介质均匀时,极化电荷密度p ρ存在的条件是自由电荷的体密度ρ不为零,且有关系式0(1/)p ρεερ=--。

5. 试证明不均匀电介质在没有自由电荷体密度时可能有极化电荷体密度,并导出极化电荷体密度p ρ的表达式。

6. 一个半径为R 介质球,介电常数为ε,球内的极化强度r K P e r=,其中K 为常数。

试计算(1)束缚电荷体密度和面密度;(2)自由电荷密度;(3)球内、外的电场和电位分布。

(说明:虽然介质是均匀的,但极化强度P不是常矢量,所以介质的极化是非均匀的。

因此,介质体内可能有极化电荷,此即意味着介质内有自由电荷分布,但介质表面上通常不存在面分布的自由电荷)7. 一个空气平行板电容器的板间距为d ,极板面积为S ,两板之间所加电压为0U 。

如果保持所加电源不变,使两板的间距扩大到10d 。

求下面每一个量变化的倍数:0U 、C 、E 、D 、Q 、极板面电荷密度σ、电容器储存的能量e W 。

8. 高压同轴线的最佳尺寸设计:一个高压同轴圆柱电缆,外导体的内半径为2cm ,内外导体间电介质的击穿场强为200kV/cm 。

内导体的半径a ,其值可以自由选定,但有一最佳值。

因为若a 太大,内外导体的间隙就变得很小,以至在给定的电压下,最大的E 会超过电介质的击穿场强。

另一方面,由于E 的最大值m E 总是在内导体表面上,当a 很小时,其表面的E 必定很大。

高二物理 第一章《静电场》 练习

高二物理 第一章《静电场》 练习

高二物理第一章《静电场》练习高二物理第一章《静电场》练习高二物理第一章“静电场”练习三7、静电现象的应用8、电容器的电容命题:沈志新审核:杨立中(2022年11月7日)(满分100分,考试时间100分钟)班级分数_________一、选择题(本大题共10小题,每题4分,共40分.每题提供的四个选项中至少有一个是正确的)(1)如图所示,将一个带正电荷的小球放入原来不带电的金属空腔球壳中,并与球壳接触。

结果可能是a.只有球壳外表面带正电b.只有球壳内表面带正电c.球壳的内、外表面都带正电d、球壳的内表面带正电荷,外表面带负电荷()2。

如图所示,将金属空腔和空腔中的两个点置于电场强度为E的均匀电场中a.a、b两点的电场强度都为零b.a点电场强度为零,b点不为零c.a点电场强度不为零,b点为零d.a、b两点电场强度均不为零图中的球体a和B分别是金属球体的内部()3.如图所示,在水平放置的光滑金属板中点的正上方,有带正电的点电荷q.一表面绝缘、带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)以速度v0开始在金属板上向右运动,在运动过程中a、小球在减速B后加速。

小球以匀速C直线运动。

小球不受电场力D的影响。

上述陈述不正确()4。

如图所示,将不带电的底座绝缘导线AB放置在带正电的金属球Q附近。

当导线AB达到静电平衡时,以下陈述是正确的a.用导线连接a、b两端,导线中有瞬时电流通过b.用手指摸一下导体b端,可使导体带正电c.导体a端电势高于b端电势d.a端和b端的感应电荷在导体内部产生的场强沿着ab方向逐渐减小()5.如图所示,将一个验电器放在一个带正电的金属球附近,发现验电器的箔片会张开,则a.验电器的箔片带正电b.验电器的小球上带正电c、如果验电器被金属网罩覆盖,验电器箔将被关闭d.若用一个金属网罩将验电器罩住,但金属网罩接触到验电器的小球,验电器箔片将继续张开(6)下图描述了给定电容器充电时电量Q、电压U和电容C之间的关系,其中正确的是()7.某电容器上标有“1.5μf,9v”,则该电容器-a.所带电荷量不能超过1.5×106c-b.所带电荷量不能超过1.35×105cc.所加的电压不应超过9vd.该电容器的击穿电压为9v(8)如果两块平行的金属板上带有相同数量的不同符号,则两块板之间的电压应加倍,两块板之间的电场强度应减半。

高中物理第一章静电场(5-9节)同步训练新人教版选修3-1(new)

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第一章静电场(5~9节)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 1.关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是A。

电势差是矢量,电场力做的功是标量B.在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大D。

在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零答案:B解析:电势差是标量,仅由电场本身决定,与W和q均无关,故只有B对。

2。

对关系式U ab=Ed的理解,正确的是A.式中的d是a、b两点间的距离B.a、b两点间距离越大,电势差越大C.d是a、b两个等势面的距离D。

此式适用于任何电场答案:C解析:公式U ab=Ed仅适用于匀强电场,d指两点间沿电场方向的距离,应选C。

3.下图是描述对给定的电容器充电时其电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象,其中错误的是答案:A解析:电容器的电容不随Q、U的变化而变化,A错误.4.一带电粒子在电场中只受电场力作用时,它不可能出现的运动状态是A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C。

匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动答案:A解析:带电粒子只受电场力时,不可能受力平衡,故A错;若电场力为恒力,则粒子可以做匀变速直线或曲线运动,若电场力始终与速度垂直,则做匀速圆周运动。

5。

(2008江苏徐州第3次质检,5)如图所示,虚线框内存在着匀强电场(方向未知),一质子从bc边上的M点以速度v0射进电场内,最后从cd边上的Q点飞出电场.下列说法不正确的是A.电荷运动的轨迹一定是抛物线B。

电场方向一定是垂直ab边向右C。

电场力一定对电荷做了正功D。

M点的电势一定高于Q点的电势答案:BCD解析:本题电场方向不确定,所以电场力做功情况,M、Q点的电势的高低均不确定,所以B、C、D选项错误。

第1章静电场作业题14份人教版附答案和解释

第1章静电场作业题14份人教版附答案和解释

合用精选文件资料分享第 1 章静电场作业题14 份(人教版附答案和解说)习题课【基础练】 1 .以下说法中正确的选项是 ( ) A .点电荷就是体积很小的带电体 B .点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C.依据 F= kq1q2r2 假想当 r →0时得出 F→∞ D.静电力常量的数值是由实验得出的答案 D 解析由点电荷的看法知, A、B均错 . 当两电荷间距离 r →0时,两电荷已不可以看作点电荷 , 库仑定律不再合用, C错. 而静电力常量是由实验测出的,故 D项正确 .0 时,两电荷已不可以看作点电荷,库仑定律不再合用, C错.而静电力常量是由实验测出的,故 D项正确. 2 .半径为 R的两个较大金属球放在绝缘桌面上,若两球都带等量同种电荷 Q时它们之间的静电力为 F1,两球带等量异种电荷 Q与- Q时静电力为 F2,则 () A .F1>F2B.F1<F2 C.F1=F2 D.不可以确立答案 B 解析由于两个金属球较大,相距较近,电荷间的互相作用力使电荷分布不均匀,故不可以简单地把两球看作点电荷.带同种电荷时,两球的电荷在距离较远处分布得多一些,带异种电荷时,在距离较近处分布得多一些,可见带同种电荷时两球电荷中心间距离大于带异种电荷时电荷中心间距离,所以有 F1<F2故 B 项正确. 3 .半径同样的金属球A、B 带有相等电荷量 q,相距必定距离时,两球间的库仑力为 F,今让第三个与 A、B 同样的不带电的金属球 C 先后与 A、B接触,今后再移开,此时 A、B 间的互相作用力大小可能是 ()A.F/8 B .F/4 C .3F/8 D .3F/4 答案AC 解析A、B 间的互相作用力为 F,可能是斥力,也可能是引力.若A、B 间为斥力,则 A、B带等量同种电荷,经 C 操作后, qA=q/2 ,qB=3q/4 ,此时互相作用力 F1=kqAqB/r2 =3F/8 ,C 正确,若 A、B 间为引力,则 A、B 带等量异种电荷,设 A 带+ q,B 带- q,经操作后 qA′= q/2 ,qB′=- q4,则 A、B 间的互相作用力为 F/8 ,故 A 选项也正确. 4 .如图 1 所示,三个完满同样的金属小球 a、b、c 位于等边三角形的三个极点上. a和 c 带正电, b 带负电, a 所带电荷量的大小比 b 的小.已知 c 遇到 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() 图 1 A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 答案 B 解析据“同电相斥,异电相吸”规律,确立电荷 c 遇到 a 和 b 的库仑力方向,考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量,故 Fac 与 Fbc 的合力只好为 F2,选项 B 正确. 5 .两个半径为 R的同样的金属球,分别带 q 和- 3q 的电荷量.当球心相距 r =3R 搁置时,两球互相作用力为 F. 若将两球接触后放回本来的地址,则两球之间的互相作用力()A.等于 F B.等于 13F C.大于 13F D.小于 13F 答案 D 解析当两球接触后电荷先中和再均分,即两球的带电荷量均为-q. 本来两球心相距r=3R,由于电荷之间是引力,当将两球的电荷看作点电荷时,其点电荷间的距离 r1<r =3R,由库仑定律可得 F =kq?3qr21>k3q2(3R)2 =kq23R2 两球接触后,再放回原处,当将两球的电荷看作点电荷时,由于电荷间是斥力,则两点电荷间的距离 r2>r =3R,由库仑定律可得 F′= kq2r22<kq2(3R)2 =′<13F.应选项 D 正确. 6 .如图 2 所示,三个点电荷 q1、q2、q3 固定在一条直线上, q2 与 q3 间距离为 q1 与q2 间距离的 2 倍,每个点电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判断,三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3 为()图2 A.( -9) ∶4∶( - 36) B.9∶4∶36 C.( -3) ∶2∶( - 6) D.3∶2∶6答案 A 解析每个点电荷所受静电力的合力为零,由口诀“三点共线,两大夹小,两同夹异”,可除掉 B、D选项.考虑 q2 的均衡:由 r12 ∶r23 =1∶2,据库仑定律得 q3=4q1;考虑 q1 的均衡:r12 ∶r13 =1∶3,同理得q3=9q2,即 q2=19q3=49q1,故 q1∶q2∶q3=1∶49∶4=9∶4∶36. 考虑电性后应为 ( -9) ∶4∶( - 36) 或 9∶( -4)∶36. 只有 A 正确.【提高练】 7 .以以下图中 A 球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及地址已在图中标出. A球可保持静止的是 ()答案AD8.如图 3 所示,竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A,在 Q的正上方 P 点用绝缘线悬挂一个小球 B,A、B 两小球因带电而互相排斥,以致悬线与竖直方向成θ角.由于漏电, A、B 两小球的电荷量逐渐减小,悬线与竖直方向夹角θ逐渐减少,则在漏完电从前,拉力的大小将( ) 图3 A .保持不变B .先变小后变大C.逐渐变小D.逐渐变大答案 A 解析题述是物体的准静态均衡过程.首先应给出物体受力解析图,如图甲所示.小球 B 受三个力作用,它们构成力的矢量三角形,如图乙所示 ( 要点在各力之间的夹角 ) .修筑好矢量三角形后,可得它与题图中△ PAB相似,利用 GPA=FTPB可得PB 绳拉力不变,应选 A. 9.不带电的金属球 A 的正上方有一点 B,该处有带电液滴自静止开始落下,到达 A 球后电荷所有传给 A 球,不计其他的影响,则以下表达中正确的选项是( ) A.第一液滴做自由落体运动,今后的液滴做变加速直线运动,并且都能到达 A 球 B .当液滴下落到重力等于库仑力地址时,速度为零 C.当液滴下落到重力等于库仑力地址时,开始做匀速运动 D.必定有液滴没法到达 A 球答案 D 解析带电液滴落在 A 上后,因其电荷所有传给 A 球,A上的电荷量变多, A球与液滴间的斥力逐渐增大,设某液滴下落过程中在库仑力和重力作用下,先加速再减速,到达 A 球时速度恰好为零.则今后再滴下的液滴将没法到达 A 球.谈论液滴达到最大速度的一瞬时,库仑力与重力均衡. 10 .如图 4 所示,悬挂在 O点的一根不可以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,均缓慢挪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 处于受力均衡状态,此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 q1 和 q2,θ分别为 30°和45°,则 q2/q1 为( ) 图 4 A .2 B .3 C.23 D.33 答案 C 解析设细线长为 l.A 处于均衡状态,则库仑力 F=mgtan θ. 依据库仑定律 F=kq1q2r2 知当θ1=30°时,有 kq1qr21 =mgtan 30°,r1=lsin 30°;当θ2=45°时,有 kq2qr22 =mgtan 45°, r2 =lsin 45°,联立得 q2q1=23. 谈论本题中的 A、B 在同一条水平线上,所以库仑力也在水平方向上. 11 .如图 5 所示,图 5 一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球 B,静止在图示地址,若固定的带正电的小球 A的电荷量为 Q,B 球的质量为 m,带电荷量为 q,θ=30°, A和 B 在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求 A、B 两球间的距离.答案 3kQqmg解析对小球 B 受力解析,以以以下图,小球 B 受竖直向下的重力 mg,沿绝缘细线的拉力 FT,A 对它的库仑力 FC. 由力的均衡条件,可知 FC=mgtan θ依据库仑定律 FC=kQqr2 解得 r=kQqmgtan θ= 3kQqmg 12.两根圆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的同样小球,如图 6 所示.现让两球同时从同一高度由静止开始下滑,则当两球相距多远时,小球的速度达到最大值?图6 答案kQ2mg 解析小球在下滑过程中先加速后减速,当a=0 时,速度达到最大值,此时两球相距L. 对任一小球,此时重力、弹力、库仑力三者的合力为零.F=kQ2L2,Fmg=tan 45°,解之得 L= kQ2mg. 13.一条长3L的绝缘细线穿过两个完满同样且质量都是m的小金属环A、B,将线的两端固定于同一点 O,如图 7 所示,当金属环带电后,由于两环间的静电斥力使细线构成一等边三角形,此时两环恰好处于同一水平线上.若不计环与线间的摩擦,两环所带电荷量各为多少?图 7 答案L 3mgk L 3mgk 解析由于两金属环完满同样,所以带电后再分开时,所带电荷量应同样,设为 q. 视小环为点电荷,均衡时两环与 O点之间恰好是一等边三角形,所以环的两边拉力相等.对 B 进行受力解析,如右图所示.正交分解可得:FTcos 30°= mg和 FT+FTsin 30°=kq2L2,解得 q=L 3mgk.。

大学物理作业及答案详解1-22

大学物理作业及答案详解1-22

大连理工大学大学物理作业及答案详解作业1 (静电场一)1.关于电场强度定义式,下列说法中哪个是正确的?[ ] A .场强E 的大小与试探电荷0q 的大小成反比。

B .对场中某点,试探电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变。

C .试探电荷受力F 的方向就是场强E 的方向。

D .若场中某点不放试探电荷0q ,则0F =,从而0E =。

答案: 【B 】[解]定义。

场强的大小只与产生电场的电荷以及场点有关,与试验电荷无关,A 错;如果试验电荷是负电荷,则试验电荷受的库仑力的方向与电场强度方向相反,C 错;电荷产生的电场强度是一种客观存在的物质,不因试验电荷的有无而改变,D 错;试验电荷所受的库仑力与试验电荷的比值就是电场强度,与试验电荷无关,B 正确。

2.一个质子,在电场力作用下从A 点经C 点运动到B 点,其运动轨迹如图所示,已知质点运动的速率是递增的,下面关于C 点场强方向的四个图示哪个正确?[ ]答案: 【D 】[解]a m E q=,质子带正电且沿曲线作加速运动,有向心加速度和切线加速度。

存在向心加速度,即有向心力,指向运动曲线弯屈的方向,因此质子受到的库仑力有指向曲线弯屈方向的分量,而库仑力与电场强度方向平行(相同或相反),因此A 和B 错;质子沿曲线ACB 运动,而且是加速运动,所以质子受到的库仑力还有一个沿ACB 方向的分量(在C 点是沿右上方),而质子带正电荷,库仑力与电场强度方向相同,所以,C 错,D 正确。

3.带电量均为q +的两个点电荷分别位于X 轴上的a +和a -位置,如图所示,则Y 轴上各点电场强度的表示式为E = ,场强最大值的位置在y = 。

答案:y a qy23220)(2+=πε,2/a y ±= [解]21E E += )(422021y a qE E +==πε关于y 轴对称:θcos 2,01E E E y x ==j y a qyj E E y 2322)(2+==∴πεy y a y y a dy dE 2)(23)(2522222⨯+-+∝-- 2/a y = 2/a y ±=处电场最强。

物理选修第一章 静电场知识点与习题答案

物理选修第一章 静电场知识点与习题答案

物理选修3-1教案〔一〕第一章静电场1.1 电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究1.物体有了吸引轻小物体的性质,就说物体带了电或有了电荷。

2.两种电荷自然界中的电荷有2种,即正电荷和负电荷.如:丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷;用枯燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷.同种电荷相斥,异种电荷相吸.〔相互吸引的肯定是带异种电荷的物体吗?〕不肯定,除了带异种电荷的物体相互吸引之外,带电体有吸引轻小物体的性质,这里的“轻小物体〞可能不带电.3.起电的方法使物体起电的方法有三种:摩擦起电、接触起电、感应起电○1摩擦起电:两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同.两种物体相互摩擦时,束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电,束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电.〔正负电荷的分开与转移〕○2接触起电:带电物体由于缺少(或多余)电子,当带电体与不带电的物体接触时,就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子),从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电).〔电荷从一个物体转移到另一个物体〕○3感应起电:当带电体靠近导体时,导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.〔电荷从物体的一局部转移到另一局部〕三种起电的方法不同,但实质都是发生电子的转移,使多余电子的物体(局部)带负电,使缺少电子的物体(局部)带正电.在电子转移的过程中,电荷的总量保持不变.二、电荷守恒定律1、电荷量:电荷的多少。

在国际单位制中,它的单位是库仑,符号是C.2、元电荷:电子和质子所带电荷的绝对值均为1.6×10-19C,全部带电体的电荷量等于e或e的整数倍。

〔元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗?提示:不是,元电荷是一个抽象的概念,不是指的某一个带电体,它是指电荷的电荷量.其它任何带电体所带电荷量是1.6×10-19C的整数倍.〕3、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。

4、电荷守恒定律表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消逝,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一局部转移到另一局部,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。

高中物理第一章静电场节同步训练新人教版选修

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第一章 静电场(1~4节)(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 1.关于电荷量,下列说法错误的是 A.物体的带电荷量可以是任意值 B.物体的带电荷量只能是某些值C.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 答案:A解析:物体带电荷量的最小值为元电荷e=1.6×10-19C,物体带电荷量只能是元电荷的整数倍.物体带电实质是电子的转移,而每个电子带1.6×10-19C 的负电荷,所以D 项正确,只有A 项错误.D.一个物体带1.6×10-9C 的正电荷,这是它失去了1.0×1010个电子的缘故 2.下列哪些物体可视为点电荷A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B.均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷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 答案:BC解析:由点电荷的定义可知B 、C 正确. 3.对于库仑定律,下列说法正确的是A.凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式221rQ Q kF = B.两个带电小球即使相距非常近,也能用库仑定律C.相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等D.当两个半径为r 的带电金属球中心相距为4r 时,对于它们之间的静电作用力大小,只取决于它们各自所带的电荷量 答案:AC解析:由库仑定律和牛顿第三定律可知A 、C 正确.两金属球之间的静电作用力大小还与球所带电荷的性质有关,即与电荷分布有关,所以D 错误.库仑定律适用于真空中的点电荷,带电小球相距非常近时不能看做点电荷,故库仑定律不适用,B 错. 4.关于电场,下列说法正确的是 A.电场并不是客观存在的物质 B.描述电场的电场线是客观存在的 C.电场对放入其中的电荷有力的作用 D.电场对放入其中的电荷没有力的作用 答案:C解析:电场是客观存在的物质,电场线是人为假想的,电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,只有C 正确.5.有关对电场强度的理解,下述正确的是 A.由qFE =可知,电场强度E 跟放入的电荷q 所受的电场力成正比 B.当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度 C.由2r kQE =可知,在离点电荷很近,r 接近于零时,电场强度达无穷大D.电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关 答案:D 解析:电场对处于其中的电荷施加电场力的作用是电场的一个基本性质,反映电场具有这一力的性质,引入了物理量电场强度E,E 反映了电荷周围存在的特殊物质——电场本身的特性,试探电荷的引入仅仅是用来检验这一特性,因此与试探电荷存在与否无关.物理学中的点电荷是一种理想化的模型,对实际的带电体在满足它本身的线度远小于问题中所涉及的空间距离时,都可看成是点电荷,但当r→0时,再也不能把电荷看成是点电荷了,即E=kQ/r 2,在r→0时已不适用. 6.在点电荷形成的电场中,其电场强度 A.处处相等B.与场源电荷等距的各点的电场强度都相等C.与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等,但方向不同D.场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离r 成反比 答案:C解析:本题考查电场强度的矢量性和点电荷的场强公式,2rQkE 正确选项是C. 7.关于电势的高低,下列说法正确的是 A.沿电场线方向电势逐渐降低B.电势降低的方向一定是电场线的方向C.正电荷在只受电场力作用下,一定向电势低的地方运动D.负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方运动 答案:AD解析:电场线方向一定是电势降落的方向,反之不一定成立,仅有电势降落最快的方向才是电场线的方向.故A 对,B 错.对CD 可先判断出电场的方向,再判断电势的高低,C 错,D 对. 8.关于电势与电势能的说法,正确的是 A.电荷在电势越高的地方,电势能也越大B.电荷在电势越高的地方,它的电荷量越大,所具有的电势能也越大C.在正点电荷电场中的任一处,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负点电荷电场中的任一点,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 答案:CD解析:电荷具有的电势能跟带电荷量的多少和电荷的正负以及电势的高低均有关.9.右图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M 点,再经过N 点,可以判定A.M 点的电势大于N 点的电势B.M 点的电势小于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 点受到的电场力小于在N 点受到的电场力 答案:AD解析:电场线由高电势指向低电势,电场线密的地方场强大,粒子受力大.故选AD.10.如图所示,在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q ,在x 轴上C 点有点电荷-Q ,且CO=OD ,∠ADO=60°.下列判断正确的是A.O 点电场强度为零B.D 点电场强度为零C.若将点电荷+q 从O 移向C ,电势能增大D.若将点电荷-q 从O 移向C ,电势能增大 答案:BD解析:电场是矢量,叠加遵循平行四边形定则,由2r QkE =和几何关系可以得出,A 错,B 对.在O→C 之间合场强的方向向左.把负电荷从O 移到C,电场力做负功,电势能增加,C 错,D 对. 二、填空题(本题共4小题,每小题4分,共16分)11.如图所示,一束β粒子自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转,则电场方向为_______,进入电场后,β粒子的动能_________(填“增加”“减少”或“不变”).答案:水平向左 增加解析:因β粒子带负电,粒子进入电场后向右偏转,电场力向右,故电场方向水平向左;因电场力做正功,故β粒子动能增加.12.密立根是美国物理学家,他在1917年最早用实验测出了电子的电荷量e=1.64×10-19C,与现在电子电荷量的精确值很接近.密立根设计的测电荷量的装置原理是让一个很小的带电液滴悬在场强为E 的电场中,调节E,使作用在液滴上的电场力与液滴的重力平衡.如果E=1.92×105 N/C,液滴的重力G=2.84×10-13N,则液滴的电荷量为_____________.答案:1.48×10-18C解析:由于液滴受的电场力与液滴的重力平衡,因此有:qE=G.C 1048.1C 0192.11084.218513--⨯=⨯⨯==E G q 13.如左下图所示,A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A 、B 两点放置两点电荷q A 、q B ,测得C 点场强的方向与AB 平行,则q A 带__________电,q A ∶q B =___________.答案:负 1∶8解析:放在A 点和B 点的点电荷在C 处产生的场强方向在AC 和BC 的连线上,因C 点场强方向与BA 方向平行,故放在A 点的点电荷和放在B 点的点电荷产生的场强方向只能如图所示,由C→A 和由B→C,故q A 带负电,q B 带正电,且E B =2E A ,即,222ACq kBCq kA B =又由几何关系知,2AC BC =所以q A ∶q B =1∶8.14.右上图中a 、b 和c 表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为Φ、32Φ和41Φ.一带电粒子从等势面a 上某处由静止释放后,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b 时的速率为v,则它经过等势面c 时的速率为___________. 答案:v 23 解析:设带电粒子的电荷量为q,质量为m,由动能定理得:2221)41(;21)32(c mv q mv q =-=-ϕϕϕϕ 联立两式即得经过等势面c 时的速率.23v v c =三、解答题(本题共4小题,15、16题各10分,17、18题各12分,共44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)15.真空中相距3 m 的光滑绝缘平面上,分别放置两个电荷量为-Q 、+4Q 的点电荷A 、B,然后再在某一位置放置点电荷C,这时三个点电荷都处于平衡状态.求C 的电荷量以及相对A 的位置. 答案:4Q,BA 的延长线上距A3 m 处解析:根据题意,三个点电荷中每个点电荷都处于平衡状态,由此可知,三个点电荷应位于同一条直线上,设-Q 、+4Q 如图放置,为保证三个电荷都平衡,经代入数据分析,C 应放在A 、B 延长线左侧,且C 应带正电,设电荷量为q c .A 、B 之间距离为r,A 、C 之间距离为r′,则以A 为研究对象,224'rQQ k r Q q k c ⋅= 以B 为研究对象,则224)'(4r QkQ r r Q kq C ⋅=+⋅ 以C 为研究对象,则22)'(4'r r q Q k r q kQ CC +⋅⋅=⋅ 由以上任意两个方程可得出q C =4Q,r′=r=3 m.16.空中有竖直向上的电场,电场强度的大小处处相等.一个质量为m=2.0×10-7kg 的带电微粒,其带电荷量是6.0×10-8C,它在空中下落的加速度为0.1g.设微粒的带电荷量不变,空气阻力不计,取g=10 m/s 2,求空中电场强度的大小. 答案:30 N/C解析:由题意mg -qE=ma 解得qmamg E -=30N/C.N/C 100.6101.0100.210100.2877=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=--- 17.在真空中的O 点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,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,求:(1)q 在M 点受到的电场力. (2)M 点的场强.(3)试分析M 、N 两点哪点的电势高,依据什么;q 在哪点的电势能大,依据什么.答案:(1)1.0×10-8N,方向水平向左 (2)100 N/C,方向水平向右(3)M 点电势高.因为顺着电场线方向电势降低.q 在N 点的电势能大.因为把-q 从M 移到N 的过程中电场力做负功,电势能增加.解析:(1)N 3.0100.1100.1109210992--⨯⨯⨯⨯⨯==r Qq k F =1.0×10-8N,方向水平向左.(2)29923.0100.1109-⨯⨯⨯==r Q k E N/C=100 N/C,方向水平向右.(3)M 点电势高.因为顺着电场线方向电势降低.q 在N 点的电势能大.因为把-q 从M 移到N 的过程中电场力做负功,电势能增加.18.(2009江苏苏州中学期中,28)如图所示,一根长为l 的不可伸长的细丝线一端固定于O 点,另一端系住一个质量为m 的带电小球.将此装置放在水平向右的匀强电场E 中,待小球稳定后,细丝线与竖直方向夹角为α.求:(1)小球带什么电,电荷量为多少?(2)保持小球带电荷量不变,用力将小球缓慢拉到竖直方向的最低点,外力对小球做多少功? 答案:(1)正电 Emg q αtan = (2))1cos 1(-=αmgl W解析:(1)由于小球受电场力水平,故小球带正电.小球受力如图,qE=mgtanα 即.tan Emg q α=(2)将小球缓慢地拉到竖直方向最低点的过程中,小球的动能的变化量为零.设外力做功为W,由动能定理可得:W +mgl(1-cosα)-Eql·sinα=0 得:).1cos 1(-=αmgl W高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

第一章 静电场假期作业

第一章 静电场假期作业

第一章静电场第一课时电荷及其守恒定律1.自然界中存在着两种电荷,即____________和____________。

要使原来不带电的物体带电有三种方法,分别是____________、____________、____________。

它们的实质都是______________________________。

2.用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷,则绸子带______电,其原因是_____________________________________________。

把电荷移近不带电导体,在导体上离电荷近的一端带_____________,离电荷远的一端带_________________,这种现象叫静电感应。

3.电荷守恒定律的内容是:电荷既不能_________,也不能_________,只能_________________________,或者______________________________________________ ___________;在转移过程中,________________保持不变。

它的另一种表述是:在一个____________________________的系统,_____________________总是不变的。

4.下列关于电荷、电荷量的说法正确的是A.自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷B.物体所带的电荷量可以是任意值C.物体所带的电荷量只能是某些特定的值D.物体的带电量可以是2×10-19C5.下列关于元电荷的说法正确的是A.元电荷是是电荷的最小单元B.元电荷就是质子C.元电荷的电荷量是1.6×10-19CD.自然界所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍6.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是A.摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了7.一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该金属小球上的净电荷几乎不存在了,这说明A.金属小球上原来的负电荷消失了B.此过程中电荷不守恒C.金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了D.该现象是由于电子的转移引起,仍遵守电荷守恒定律8.把两个完全相同的小球接触后分开,两球相互排斥,则两球原来带电情况可能是A.只有一个小球原来带电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9.一验电器原来带正电,当一个金属球A靠近验电器上的金属球时,验电器中的金箔张角减小,则说明A.金属球A可能不带电B.金属球可能带正电C.金属球A可能带负电D .金属球A 一定带负电10.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN ,在其两端下面都悬挂着金属验电箔,若使带负电的绝缘金属球A 靠近导体的M 端,可能看到的现象是A .只有M 端验电箔张开,且M 端带正电B .只有N 端验电箔张开,且N 端带负电C .两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电D .两端的验电箔都不张开,且左端带正电,右端带负电11.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜,在a 的近旁有一金属球b ,开始时a .b 都不带电,如图所示,现使b 带电,则A .ab 之间不发生相互作用B .b 将吸引a ,吸在一起不分开C .b 立即把a 排斥开D .b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开12.真空中有两个大小相同的带电金属球A 和B ,带电量分别为 -q 和2q 。

高中物理 第一章 静电场练习题

高中物理 第一章 静电场练习题

点囤市安抚阳光实验学校市第十三中学高中物理第一章静电场练习题 3-11、 a,b点处分别固有量异种点电荷+Q和-Q,c是线段ab的中点,d是ac 的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,将一个正点电荷先后放在d\,c\,e 点,它所受的电场力分别为F d\,F c\,F e,则下列说法中正确的 ( ).A.F d\,F c\,F e的方向都是水平向右 B.F d\,F c的方向水平向右,F e 的方向竖直向上C.F d\,F e的方向水平向右,F c=0 D.F d\,F c\,F e的大小都相2、光滑绝缘细杆与水平面成θ角固,杆上套有一带正电小球,质量为m,带电量为q,为使小球静止在杆上,可加一匀强电场,所加电场的场强满足什么条件时,小球可在杆上保持静止( )A .垂直于杆斜向上,场强大小为B.竖直向上,场强大小为C .垂直于杆斜向上,场强大小为D .水平向右,场强大小为3、如图所示,真空中O点有一点电荷,在它产生的电场中有a、b两点,a点的场强大小为E a,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角。

关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是( )A. B. C. D.4、真空中有一个点电荷+Q1,在距其r处的P点放一电荷量为+Q2的试探电荷,试探电荷受到的电场力为F,则下列答案中正确的是:()A.P点的场强大小为F/Q1B.P点的场强大小于F/Q2也于kQ2/r2C.试探电荷的电荷量变为2Q2时,Q2受到的电场力将变为2F,而P处的场强为F/Q2D.若在P点不放试探电荷,则该点的场强方向将发生变化。

5、如图,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。

已知在P、Q 连线至某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ。

则()A.q1=2q2 B.q1=4q2C.q1=-2q2 D.q1=-4q26、如图,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>O)的固点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量) ( )A.kB. kC. kD. k7、如图,在场强为的匀强电场中有一个质量为的带正电小球悬挂在绝缘细线上,当小球静止时,细线与竖直方向成角,已知此电场方向正好与垂直,则小球所带的电量为()A. B. C. D.8、如图所示,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,下列说法正确的是( )A.点电荷Q带正电B.点电荷Q带负电C.b 点的场强大小为 D.b点的场强大小为3E9、一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a减速运动到c。

高中物理第一章静电场2库仑定律课时作业新人教版选修3-1(2021年整理)

高中物理第一章静电场2库仑定律课时作业新人教版选修3-1(2021年整理)

2018-2019学年高中物理第一章静电场2 库仑定律课时作业新人教版选修3-1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018-2019学年高中物理第一章静电场2 库仑定律课时作业新人教版选修3-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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2 库仑定律[课时作业][A组基础巩固]一、单项选择题1.下列关于点电荷的说法中,正确的是()A.点电荷就是体积足够小的电荷B.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体C.根据F=k Q1Q2r2可知,当r→0时,F→∞D.静电力常量的数值是由实验得到的解析:带电体能否看成点电荷,不能以体积大小、电荷量多少而论,A、B错误.当r→0时,电荷不能再被看成点电荷,F=k错误!不能应用,C错误.静电力常量的数值是库仑利用扭秤实验测出来的,D正确.答案:D2.真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F.如果保持它们所带的电荷量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,则它们之间作用力的大小等于( )A.F B.2FC.错误!D.错误!解析:由F=k错误!,知F∝错误!,当r增大为原来的2倍时,F变为原来的错误!,选项D正确.答案:D3.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是( ) A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变B.保持点电荷的电荷量不变,使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍C.一个点电荷的电荷量加倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两个点电荷间的距离减小为原来的错误!D.保持两个点电荷的电荷量不变,将两个点电荷间的距离减小为原来的错误!解析:根据库仑定律F=k错误!可知,当r不变时,q1、q2均变为原来的2倍,F变为原来的4倍,选项A正确;同理可知选项B、C、D均不满足条件,故选项B、C、D错误.答案:A4。

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第一章 静电场
1. 已知空气中,某种球对称分布的电荷产生的电位在球坐标系中的表达式为
()e br a
r r
ϕ=(a ,b 均为常数),单位V ,求体电荷密度ρ。

2. 已知某空间电场强度(2)x y z E yz x e xze xye =-++
,问:(1)该电场可能是静态电场吗?(2)如果是静电场,求与之对应的电位分布。

3. 一个半径为6cm 的导体球,要使得它在空气中带电且不放电,试求导体球所能带的最大电荷量及导体球表面电位。

已知空气的击穿场强为6310V/m ⨯。

4. 从静电场基本方程出发,证明当电介质均匀时,极化电荷密度p ρ存在的条件是自由电荷的体密度ρ不为零,且有关系式0(1/)p ρεερ=--。

5. 试证明不均匀电介质在没有自由电荷体密度时可能有极化电荷体密度,并导出极化电荷体密度p ρ的表达式。

6. 一个半径为R 介质球,介电常数为ε,球内的极化强度r K P e r
=
,其中K 为常
数。

试计算(1)束缚电荷体密度和面密度;(2)自由电荷密度;(3)球内、外的电场和电位分布。

(说明:虽然介质是均匀的,但极化强度P
不是常矢量,所以介质的极化是非均
匀的。

因此,介质体内可能有极化电荷,此即意味着介质内有自由电荷分布,但介质表面上通常不存在面分布的自由电荷)
7. 一个空气平行板电容器的板间距为d ,极板面积为S ,两板之间所加电压为
0U 。

如果保持所加电源不变,使两板的间距扩大到10d 。

求下面每一个量变化
的倍数:0U 、C 、E 、D 、Q 、极板面电荷密度σ、电容器储存的能量e W 。

8. 高压同轴线的最佳尺寸设计:一个高压同轴圆柱电缆,外导体的内半径为
2cm ,内外导体间电介质的击穿场强为200kV/cm 。

内导体的半径a ,其值可以自由选定,但有一最佳值。

因为若a 太大,内外导体的间隙就变得很小,以至在给定的电压下,最大的E 会超过电介质的击穿场强。

另一方面,由于E 的最大值
m E 总是在内导体表面上,当a 很小时,其表面的E 必定很大。

试问a 为何值时,
该电缆能承受最大电压?并求此最大电压值?
(击穿场强:当电场增大到某一数值时,使得电介质中的束缚电荷能够脱离它们的分子而自由移动,这时电介质就丧失了它的绝缘性能,称为被击穿。

某种材料能安全地承受的最大电场强度就称为该材料的击穿场强)。

9. 有一分区均匀电介质电场,区域1(0z <)中的相对介电常数为1r ε,区域2(0z >)
中的相对介电常数为2r ε。

已知1201050x y z E e e e =-+
,求1D ,2E 和2D 。

10. 已知某平行平面场00
x x a y ϕϕϕ=====,0y a
σ
σ==,写出该边值问题的方程。

10. 静电场边值问题中,第一类齐次边界条件处电场强度的方向与边界成什么关系?
11. 静电场边值问题中,第二类齐次边界条件处电场强度的方向与边界成什么关系?
12. 两个点电荷分别位于两种介质中,两种介质的分界面为无限大平面,介电常数分别为10εε=和202εε=,点电荷1q 与2q 相对于界面为镜像位置,相距为2h 。

求(1)点电荷1q 与边界距离一半处的电位;(2)1q 所受的力。

13. 若将某对称的三芯电缆中三个导体相联,测得导体与铅皮间的电容为
0.051F μ,若将电缆中的两导体与铅皮相联,它们与另一导体间的电容为
0.037F μ,求:(1)电缆的各部分电容;(2)每一相的工作电容;(3)若在导体1、2之间加直流电压100V ,求导体每单位长度的电荷量。

14. (选作)电缆为什么要制成多层绝缘的结构,即在内、外导体间用介电常数各不相同的多层介质?各层介质的介电常数的选取遵循什么原则?为什么? 15. (选作)三导体与大地组成了静电独立系统,这是测量部分电容的原理图。


铅皮
问可以通过测量导体____________上的___________值来得知部分电容
C。

31。

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