(人教版)高中物理选修3-1(全册)课时同步练习汇总
2021年秋高二物理(人教版)选修3-1课时同步练习：1.2库仑定律含答案解析
【最新】秋高二物理（人教版）选修3-1课时同步练习：1.2库仑定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，在电场强度大小为E 0的水平匀强电场中，a 、b 、和c 三个点电荷分别固定在光滑水平面上的同一直线上，ab 之间的距离为L ，c 在ab 的中点上．当a 、b 、和c 的电量均为+Q 时，水平面内与a 、b 两点电荷距离均为L 的O 点处有一电量为+q 的点电荷恰好处于平衡状态．如果仅让点电荷a 带负电，电量大小不变，其他条件都不变，则O 点处电荷的受力变为( )A ．24)13qEB ．24)13qEC ．024)11qED ．24)11qE2．人类已探明某星球带负电，假设它是一个均匀带电的球体，将一带负电的粉尘置于该星球表面h 处，恰处于悬浮状态．现设科学家将同样的带电粉尘带到距星球表面2h 处，无初速释放，则此带电粉尘将（ ） A ．向星球地心方向下落 B ．飞向太空C ．仍在那里悬浮D ．沿星球自转的线速度方向飞出3．如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a 、b 、c 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c 位于圆环最高点，ac 连线与竖直方向成60°角，bc 连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。
下列说法正确的是（ ）A ．a 、b 、c 小球带同种电荷B ．a 、b 小球带异种电荷，b 、c 小球带同种电荷C ．a 、b 小球电量之比为6D ．a 、b 4．如图所示，用两根等长的细线各悬挂一个小球，并系于同一点，已知两小球的质量相同，当它们带上同种点电荷时，相距r 1而平衡．若使它们的电荷量都减少一半，待它们重新平衡后，两小球间的距离将A ．大于12r B ．等于12r C ．小于12rD ．不能确定5．如图所示，真空中AB 两点相距24r ，在AB 两点分别固定带电量均为+Q 的点电荷，AB 连线的中点为O ．质量为m 、带电量为-q 的粒子恰好能绕0点做匀速圆周运动，运动半径为5r ，不计粒子的重力，则粒子做圆周运动的速度大小为A B C D6．固定在M 、N 两点的两个完全相同的带正电实心铜质小球球心间距为l ，半径为r ，一质量为m ，电荷量为q ，已知l =3r ，静电力常量为k ，万有引力常量为G ，下列说法正确的是A ．两小球均可视为质点且二者间的万有引力可直接通过万有引力定律求解B ．两小球均可视为点电荷且二者间的电场力可直接通过库仑定律求解C ．二者间的万有引力大小为229m G r ，二者间的电场力大小为229q k rD ．二者间的万有引力大小为229m G r ，二者间的电场力小于229q k r7．如图所示，两个带电量分别为Q 1与Q 2的小球固定于相距为d 的水平面上，另有一个质量为m ，带电量为q 的带电粒子A ，悬浮于空中不动，此时A 离Q 1，离Q 2的距离为12d ．已知重力加速度为g ，静电力常量为k ．则A．Q1与Q2可能为异种电荷B．Q1=3Q2C．Q1=9Q2D．Q1=2 38 mgdkq8．两个可自由移动的点电荷，分别放在A、B两处，如图所示，A处电荷带负电Q1，B处电荷带正电Q2，且Q2＝4Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在A、B直线上，欲使Q1、Q2、Q3三者均处于平衡状态，则（）A．Q3为负电荷，且放于A的左方B．Q3为负电荷，且放于B右方C．Q3为正电荷，且放于A左方D．Q3为正电荷，且放于B右方9．两个电荷量均为Q的正点电荷固定于A、B两点，A、B两点间的距离为r，A、B两点连线的中垂线上有一点M，M到A、B两点的距离均为r，从M点以一定的初速度垂直MAB平面射出一电量大小为q、质量为m的负点电荷，该负点电荷在电场中恰好做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，负点电荷的重力不计，则负点电荷从M点射出的速度大小为A B C D10．如图所示，水平光滑的绝缘细管中，两相同的带电金属小球相向运动，当相距L时，加速度大小均为a，速度大小均为v，相互作用力大小为F，已知A球带电荷量为+q，B球带电荷量为-3q，两球相碰后分开，则下列有关说法正确的是A．两球相碰位置为L的中点B．当两球相碰后再次相互L时，两球间相互作用力大小为FC．当两球相碰后再次相互为L时，两球加速度大小均为aD．当两球相碰后再次相互L时，两球速度大小均为v11．用等长的两根轻质绝缘细线，把两个带异种电荷的小球a、b悬挂起来，已知2a b m m =，3a b q q =，如果该区间加一水平向右的匀强电场，且绳始终拉紧．最后达到的平衡状态可以表示为图中的（ ）A ．B ．C ．D ．12．如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab =5cm ，bc =3cm ，ca =4cm ．小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线．设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则（ ）A ．a 、b 的电荷同号，169k =B．a、b的电荷异号，169 k=C．a、b的电荷同号，6427 k=D．a、b的电荷异号，6427 k=二、多选题13．如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B．现给B一个垂直AB方向的速度v0，B球将A．若A、B为异种电荷，B球可能做圆周运动B．若A、B为异种电荷，B球一定做加速度、速度均变小的曲线运动C．若A、B为同种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动D．若A、B为同种电荷，B球的动能一定会减小14．如图所示，光滑绝缘的水平面上M、N两点有完全相同的金属球A和B，带有不等量的同种电荷．现使A、B以大小相等的初动量相向运动，不计一切能量损失，碰后返回M、N两点，则A．碰撞发生在M、N中点之外B．两球同时返回M、N两点C．两球回到原位置时动能比原来大些D．两球回到原位置时动能不变15．如图所示，用等长的绝缘线分别悬挂两个质量、电量都相同的带电小球A和B，两线上端固定于O点，B球固定在O点正下方。
人教版高中物理选修3-1：第1章第3节时同步训练及解析.docx
高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1 同步训练1.下列关于点电荷和元电荷的说法中，不．正确的是( ) A ．只有体积很小的带电体才可以看成点电荷B ．带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们间的相互作用力的影响可忽略不计时，带电体就可以视为点电荷C ．把1.6×10－19C 的电荷量叫元电荷D ．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍解析：选A.带电体能否被看成点电荷，不是因为带电体的大小问题，而是要考虑带电体的形状和体积对所研究问题有无影响． 2.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电量为q ，球2的带电量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变．由此可知( ) A ．n ＝3 B ．n ＝4 C ．n ＝5 D ．n ＝6解析：选D.由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电时可视为点电荷．由库仑定律F ＝kq 1q 2r 2知两点电荷间距离不变时，相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比．又由于三小球相同，则接触时平分总电荷量，故有q ×nq ＝nq 2×⎝ ⎛⎭⎪⎫q ＋nq 22，解之可得n ＝6，D 正确． 3.图1－2－11如图1－2－11所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 和b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离 l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q ，那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l2解析：选D.由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又l ＝3r ，不满足l ≫r 的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F 库≠k Q 2l 2.虽然不满足l ≫r ，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看成质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故F 引＝G m 2l2.4.图1－2－12(2013·河北衡水检测)两个可自由移动的点电荷，分别放在A 、B 两处，如图1－2－12所示，A 处电荷带正电Q 1，B 处电荷带负电Q 2，且Q 2＝4Q 1，另取一个可以自由移动的点电荷Q 3放在A 、B 直线上，欲使Q 1、Q 2、Q 3三者均处于平衡状态，则( ) A ．Q 3为负电荷，且放于A 左方 B ．Q 3为负电荷，且放于B 右方 C ．Q 3为正电荷，且放于A 、B 之间 D ．Q 3为正电荷，且放于B 右方解析：选A.“两同夹一异”即由“同性在两边，异性在中间”．若Q 3为负电荷，必放于A 点左方；若Q 3为正电荷，则必处于B 点右方，排除B 、C.由“两大夹一小”知，Q 2不能处于中间位置，排除D ，所以选A. 5.图1－2－13如图1－2－13所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B ，静止在图示位置，若固定的带正电小球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． 解析：小球B 的受力情况如图所示． 则小球所受库仑力F ＝mg tan θ又由库仑定律得F ＝k Qq r2所以两球间距离r ＝kQq F＝3kQqmg.答案：3kQqmg课后作业一、单项选择题1.设星球带负电，一带电粉尘悬浮在距星球表面1000 km 的地方，又若将同样的带电粉尘带到距星球表面2000 km 的地方相对于该星球无初速释放，则此带电粉尘( ) A ．向星球下落 B ．仍在原处悬浮 C ．推向太空 D ．无法判断解析：选B.设粉尘距球心为r ，粉尘质量为m ，星球质量为M ，粉尘电荷量为q ，星球电荷量为Q ，则有k Qq r 2＝G Mm r2.由等式可看出r 再大，等式仍成立，故选B.2.(原创题)如图1－2－14所示，光滑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( )图1－2－14A ．x 2＝12x 1B ．x 2＝14x 1C ．x 2>14x 1D ．x 2<14x 1解析：选C.以B 球为研究对象，因B 球先后平衡，于是有弹簧弹力等于库仑力，则 漏电前，有：k 0x 1＝k q 2（L 0＋x 1）2漏电后，有：k 0x 2＝k ⎝ ⎛⎭⎪⎫12q 2（L 0＋x 2）2联立解得：x 1x 2＝4（L 0＋x 2）2（L 0＋x 1）2由于L 0＋x 2<L 0＋x 1，则x 1x 2<4，故选C. 3.图1－2－15如图1－2－15所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q 1∶q 2∶q 3为( )A ．－9∶4∶－36B ．9∶4∶36C ．－3∶2∶－6D ．3∶2∶6解析：选A.每个电荷都受到另外两个电荷对它的静电力的作用，其合力为零，这两个力必须满足的条件为：大小相等，方向相反．由分析可知：三者电性不可能相同，只能是如图所示两种情况．考虑q 2的平衡： 由r 12∶r 23＝1∶2 据库仑定律得q 3＝4q 1考虑q 1的平衡：由r 12∶r 13＝1∶3 同理得：q 1∶q 2∶q 3＝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．4.(2012·广雅中学高二检测)如图1－2－16所示，电荷量为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点，两点相距L ，在以L 为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球q (视为点电荷)，在P 点平衡，若不计小球的重力，那么PA 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系满足( )图1－2－16A ．tan 2α＝Q 1Q 2 B ．tan 2α＝Q 2Q 1 C ．tan 3α＝Q 1Q 2D ．tan 3α＝Q 2Q 1解析：选D.带电小球q 在P 点平衡时，沿切线方向受力平衡，即F AP sin α＝F BP cos α， 根据库仑定律：F AP ＝k Q 1q （L cos α）2，F BP ＝k Q 2q（L sin α）2由以上两式可得D 项正确．二、双项选择题5.关于库仑定律的公式F ＝kQ 1Q 2r 2，下列说法中正确的是( ) A ．当真空中的两个点电荷间的距离r →∞时，它们之间的静电力F →0 B ．当真空中的两个点电荷间的距离r →0时，它们之间的静电力F →∞C ．当两个点电荷之间的距离r →∞时，库仑定律的公式就不适用了D ．当两个点电荷之间的距离r →0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用 答案：AD6.(2013·山东济南期中)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做点电荷C ．点电荷不一定是电量很小的电荷D ．体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷解析：选CD.一个带电体能否被视为点电荷完全取决于自身的几何形状大小和带电体距离之间的比较，与带电体的大小无关． 7.两个完全相同的金属球，带电荷量之比为1∶7，两球相距为r ，两者接触后再放回原位置，则它们之间的库仑力可能是原来的( ) A.47 B.37 C.97D.167解析：选CD.设原来所带电荷量分别为Q 和7Q ，则两球间的库仑力为F ＝7kQ2r2，若两球带同种电荷，则分开后带电荷量分别为4Q ，则F ′＝16kQ2r2，D 正确；若两球带异种电荷，则分开后带电荷量分别为3Q ，则F ″＝9kQ2r2，C 正确．8.图1－2－17两个质量分别为m 1、m 2的小球，各用长为L 的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q 1、q 2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图1－2－17所示，则下列说法正确的是( ) A ．若m 1>m 2，则θ1>θ2 B ．若m 1＝m 2，则θ1＝θ2 C ．若m 1<m 2，则θ1>θ2 D ．若q 1＝q 2，则θ1＝θ2 答案：BC9.为使真空中两个点电荷间的相互作用力变为原来的1/4，可采用的方法是( ) A ．两个点电荷所带电荷量都减少为原来的1/4 B ．电荷之间的距离增大为原来的2倍 C ．电荷之间的距离减小为原来的1/2D ．电荷间距和其中一个电荷所带的电荷量都增大为原来的4倍解析：选BD.根据库仑定律公式：F ＝kq 1q 2/r 2，分别考察四个选项可知，B 、D 选项正确． 三、非选择题10.图1－2－18如图1－2－18所示，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．求：两球之间的距离．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 q2x2由平衡条件得：F cos45°＝mg sin45° 由以上两式解得：x ＝q k mg. 答案：q k mg11.图1－2－19一带电荷量为＋Q 、半径为R 的球，电荷在其内部能均匀分布且保持不变，现在其内部挖去一半径为R /2的小球后，如图1－2－19所示，求剩余部分对放在两球心连线上一点P 处电荷量为＋q 的电荷的静电力．已知P 距大球球心距离为4R . 解析：未挖去之前，＋Q 对＋q 的斥力为F ＝kQq（4R ）2挖去的小球带电荷量为Q ′＝Q4πR 33×4π⎝ ⎛⎭⎪⎫R 233＝Q8挖去的小球原来对＋q 的斥力为F 1＝k Q 8q ⎝⎛⎭⎪⎫4R －R 22＝kQq98R 2 剩余部分对＋q 的斥力为F 2＝F －F 1＝41kQq784R2，方向向右． 答案：41kQq 784R 2 方向向右12.图1－2－20长为L 的绝缘细线下系一带正电的小球，其带电荷量为Q ，悬于O 点，如图1－2－20所示．当在O 点另外固定一个正电荷时，如果球静止在A 处，则细线拉力是重力mg 的两倍．现将球拉至图中B 处(θ＝60°)，放开球让它摆动，问： (1)固定在O 处的正电荷的带电荷量为多少？ (2)球摆回到A 处时悬线拉力为多少？解析：(1)球静止在A 处受三个力作用：重力mg 、静电力F 和细线拉力F 拉，由受力平衡和库仑定律列式得：F 拉＝F ＋mg ，F ＝k QqL 2，F 拉＝2mg联立解得：q ＝mgL 2kQ.(2)摆回的过程只有重力做功，所以机械能守恒，规定最低点重力势能等于零，则：mgL (1－cos θ)＝12mv 2由牛顿第二定律和圆周运动规律得F 拉′－mg －F ＝m v 2L由(1)知静电力F ＝mg ， 联立解得：F 拉′＝3mg .答案：(1)mgL 2kQ(2)3mg。
人教版高中物理选修3-1第一章第1节课时跟踪训练(含答案解析).docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）[课时跟踪训练]一、选择题(每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜。
由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图1甲、乙所示，则()A．甲图中两球一定带异种电荷B．乙图中两球一定带同种电荷图1 C．甲图中至少有一个带电D．乙图中两球至多有一个带电解析：两球相互吸引的可能有两个：一是带异种电荷；二是一个带电，另一个被感应带电后吸引，因此A错误，C正确；两球相斥一定是带同种电荷，故B正确，D错误。
答案：BC2．下列说法中正确的是()A．摩擦起电是创造电荷的过程B．接触起电是电荷转移的过程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解析：摩擦起电的实质是电荷发生转移，而不是创造电荷，A错误；接触起电就是通过物体接触而转移电荷，B正确；两种物体摩擦，对核外电子束缚能力弱的物体在摩擦中易失去电子而带正电，是否容易失去电子由两物体的材料决定，因此玻璃棒不一定带正电，C错；等量异种电荷可以中和但不会消失，只是宏观上显中性，D错。
答案：B3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。
图2中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图 2解析：把带电金属球移近不带电的验电器，若金属球带正电，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电，箔片带正电；若金属球带负电，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电，箔片带负电，所以B正确。
答案：B4.如图3所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。
当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()图 3A．A端金箔张开，B端金箔闭合B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D．选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷解析：根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，金箔上各带同种电荷相斥而张开，选项A错误；用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合，选项B正确；用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开，选项C正确；由以上分析看出，选项D正确。
人教版高中物理选修3-1：第3章第5节时同步训练及解析.docx
高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1 同步训练1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是( ) A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析：选B.洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的动能，因此B正确．2.(2013石家庄)在赤道平面上无风的时候，雨滴是竖直下落的．若雨滴带负电，则它的下落方向将偏向( )A．东方B．西方C．南方D．北方解析：选B.在赤道处地磁场水平由南向北，带负电的雨滴竖直向下运动，由左手定则可知，雨滴受向西的洛伦兹力作用，故B项正确．图3－5－93.阴极射线管中粒子流向由左向右，其上方放置一根通有如图3－5－9所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将( )A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转D．向纸外偏转解析：选B.由安培定则，电流在其下方所产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则，电子流所受洛伦兹力向下，故向下偏转，故选B.4.在图3－5－10所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( )图3－5－10解析：选BC.电子必受与电场反向的电场力，当其运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力，当其运动方向与磁场垂直时必受与磁场垂直的洛伦兹力．电子做直线运动合力可能为零，若不为零则必与速度共线．由此可判知，B、C正确．5.如图3－5－11所示，运动电荷电荷量为q＝2×10－8C，电性已在图中标明，运动速度v＝4×105 m/s，匀强磁场磁感应强度为B＝0.5 T，分别求出三个电荷受到的洛伦兹力的大小．图3－5－11解析：对于A、B.电性不同，速度方向也不同，但速度方向与磁感应强度方向垂直，所以可以用F＝qvB求出F＝2×10－8×4×105×0.5 N＝4×10－3N.对C，v沿垂直于B方向的分量为v′＝v cos30°，所受洛伦兹力大小则为F＝qv′B＝2×10－8×4×105×cos30°×0.5 N＝3.5×10－3N.答案：4×10－3N 4×10－3N 3.5×10－3N课后作业一、单项选择题1.关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是( )A．F、B、v三者必定相互垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B解析：选B.根据左手定则可知，F一定垂直于B、v，但B与v不一定垂直，选项B正确．图3－5－122.如图3－5－12所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，所加匀强电场的方向为( )A．沿＋y方向B．沿－y方向C．沿－x方向D．因不知粒子的正负、无法确定解析：选B.若粒子带正电，由左手定则可知洛伦兹力方向沿y轴的正方向，要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，电场力与洛伦兹力一定等大、反向，则电场方向应沿y轴的负方向；若粒子带负电，同理可知电场方向仍沿y轴的负方向．故选项B正确．图3－5－133.(2012·成都四中高二检测)如图3－5－13所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒AB从高h处自由下落，则( )A．A端先着地B．B端先着地C．两端同时着地D．以上说法均不正确解析：选B.AB棒中自由电子随棒一起下落，有向下的速度，并受到向左的洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，B端带正电．A端受到向上的电场力，B端受到向下的电场力，B端先着地．图3－5－144.从地面上方A点处自由落下一带电荷量为＋q、质量为m的粒子，地面附近有如图3－5－14所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度大小为v1，若电场不变，只将磁场的方向改为垂直纸面向外，粒子落地的速度大小为v2，则( )A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．无法判定解析：选A.带电粒子落下后，受重力、电场力、洛伦兹力的作用，洛伦兹力的方向跟运动方向垂直，不做功．重力做功都一样，但电场力做功有区别．若磁场方向向里，粒子落下后沿电场力方向移动的距离大，电场力做功多，故v1＞v2.故答案A正确．二、双项选择题5.(2013安徽检测)下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )图3－5－15解析：选AB.根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向应向下，故A、B对．C、D中都是v∥B，F＝0，故C、D都错．图3－5－166.如图3－5－16所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速度v0开始运动．已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是( )A．若物块带正电，可能受两个力，做匀速直线运动B．若物块带负电，可能受两个力，做匀速直线运动C．若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动D．若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动解析：选AD.若物块带正电，则受到的洛伦兹力竖直向上，如果洛伦兹力小于重力，则物块还会受到支持力和摩擦力，做变减速运动；如果恰好洛伦兹力等于重力，则物块只受这两个力而做匀速直线运动，故A对，C错．若物块带负电，洛伦兹力竖直向下，物块受四个力而做减速运动，故B错D对．图3－5－177.如图3－5－17所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中．现给滑环一个水平向右的瞬时速度，则滑环在杆上的运动情况可能是( )A．始终做匀速运动B．先做减速运动，最后静止在杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．以上都有可能解析：选AB.带电滑环向右运动所受洛伦兹力的方向向上，其大小与滑环的初速度大小有关．由于滑环的初速度大小未具体给出，所以洛伦兹力与滑环的重力可能出现三种不同的关系，但不会先加速，C不可能，故选A、B.图3－5－188.如图3－5－18所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时( )A．小球的动能相同B．丝线所受的拉力相同C．小球所受的洛伦兹力相同D ．小球的向心加速度相同解析：选AD.带电小球受到的洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O 点时速度大小不变，动能相同，A 正确；小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动且两次经过O 点时速度方向相反，由左手定则可知两次过O 点时洛伦兹力方向相反，绳的拉力大小也就不同，故B 、C 错；由a ＝v 2R 可知向心加速度相同，D 正确．9.(2012·斗门一中高二检测)如图3－5－19所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的．两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M 、N 为轨道的最低点，则( )图3－5－19A ．两小球到达轨道最低点的速度v M ＝v NB ．两小球到达轨道最低点的速度v M >v NC ．小球第一次到达M 点的时间大于小球第一次到达N 点的时间D ．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端解析：选BD.小球在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以满足机械能守恒．在电场中受的电场力向左，下滑过程中电场力做负功，所以到达最低点时速度关系为v M >v N ，同理，电场中的小球不能到达轨道的另一端．故A 错，B 、D 对．整个过程的平均速度v M >v N ，所以时间t M <t N ，C 错．三、非选择题10.一初速度为零的质子，经过电压为1880 V 的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×10－4T 的匀强磁场中，质子受到的洛伦兹力多大？(质子质量m ＝1.67×10－27kg) 解析：质子在电场中加速，设末速度为v ，则12mv 2＝eU ① 质子垂直进入磁场中，受到的洛伦兹力F ＝evB ②由①②两式得F ＝eB ·2eU m ， 代入数据得F ＝4.8×10－17N.答案：4.8×10－17N图3－5－2011.有一质量为m ，电荷量为q 的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图3－5－20所示．为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少？方向如何？解析：带电小球不动，而磁场运动，也可以看做带电小球相对于磁场沿相反方向运动，故带电小球仍受洛伦兹力的作用．欲使小球飘起，而带电小球仅受重力和洛伦兹力作用．那么带电小球所受的最小洛伦兹力的方向竖直向上，大小为F ＝mg ，由左手定则可以判断出小球相对磁场的运动方向为水平向右，所以带电小球不动时，磁场应水平向左平移．设磁场向左平移的最小速度为v ，由F ＝qvB 及F ＝mg ，得：v ＝F qB ＝mg qB . 答案：mgqB方向水平向左图3－5－2112.一个质量为m ＝0.1 g 的小滑块，带有q ＝5×10－4C 的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图3－5－21所示，小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？解析：(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg 、斜面支持力F N 和洛伦兹力F .若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F 方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷．(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有qvB ＋F N －mg cos α＝0，当F N ＝0时，小滑块开始脱离斜面，所以v ＝mg cos αBq＝0.1×10－3×10×320.5×5×10－4 m/s ＝2 3 m/s ≈3.46 m/s. (3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得： mgs sin α＝12mv 2，斜面的长度至少应是s ＝v 22g sin α＝（23）22×10×0.5m ＝1.2 m. 法二：下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块：由牛顿第二定律得：mg sin α＝ma ， 由运动学公式得：v 2＝2as .解得s ＝v 22g sin α＝1.2 m. 答案：(1)带负电 (2)3.46 m/s(3)1.2 m。
高中物理选修3-1第一章第一节电荷静电现象同步练习课后练习随堂练习
静电现象及其微观解释同步练习1．将不带电的导体A和带负电的导体B接触后，导体A中的质子数目() A．增加B．减少C．不变D．先增加后减少2．下列关于物体带电的说法，正确的是()A．静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一部分转移到另外一部分B．摩擦起电前，两物体都不带电，说明两物体内都没有电荷C．摩擦起电时，一个物体得到一些电子而带正电，另一物体失去一些电子而带负电D．一个带电体跟一个不带电物体接触，两物体可能带上异种电荷3．毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为()A．毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上B．毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上C．橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上D．.橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上4．(2013·莆田一中高二检测)有一金属小球a带电荷量为Q，另一形状完全相同的中性金属小球b与它接触后，b的带电荷量为Q/2.两球分开后，对a补充电荷使其电荷量仍为Q，再让b球与a接触，如此往复无穷多次，则最后b球的带电荷量为()A．Q B．Q/2C．Q/3 D．2Q/35．(2012·厦门双十中学高二检测)使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()6. (多选)如图1－1－6所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则()图1－1－6A．金属球可能不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电7．(多选)原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是() A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C8．把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这是因为()A．A球的正电荷移到B球上B．B球的负电荷移到A球上C．A球的负电荷移到B球上D．B球的正电荷移到A球上9．(多选)(2012·海南五指期末)挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图1－1－7甲、乙所示，则()甲乙图1－1－7A．甲图中两球一定带异种电荷B．乙图中两球一定带同种电荷C．甲图中两球至少有一个带电D．乙图中两球至多有一个带电10．(多选)(2012·海南国兴中学高二检测)如图1－1－8所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体，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()图1－1－8A．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B．若A不动，将B沿图中虚线aa'分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关C．若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且发生变化D．若A、B接触一下，A、B两金属体所带总电荷量保持不变11．用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带________电荷，毛皮带________电荷．当橡胶棒带有 2.7×10－9库仑的电荷量时，电荷量为 1.6×10－19库仑的电子有________个是从________移到________上．12．有两个完全相同的金属球A和B，带电荷量分别为q和－q，现要让A、B均带有q4的正电荷量，应该怎么办？答案及解析1【解析】在接触带电的过程中，发生转移的电荷是自由电子，质子并不发生移动，故C正确．【答案】 C2【解析】不管哪种起电方式，都不能创造电荷，带电的本质都是电荷从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，在起电过程中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，电荷仍是守恒的，所以A对，C错；两个相互摩擦的物体，摩擦前不带电，是因为每个物体内正、负电荷总数都相等，物体呈电中性，并不是物体内没有电荷，故B错；一个带电体和一个不带电体接触起电时，只能带同种电荷，故D错．故正确答案为A.【答案】 A3【解析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电．由于毛皮的原子核束缚电子的本领比橡胶棒弱，在摩擦的过程中，毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，从而使失去电子的毛皮带正电，得到电子的橡胶棒带负电，故A正确．【答案】 A4【解析】由题意可知两金属小球接触后，总电荷量等量平分，两金属小球的电荷量相等，所以最后b球的带电荷量为Q，故选项A对．【答案】 A5【解析】把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象规律，若金属球带正电荷，则导体上的自由电子被吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷．B项正确．【答案】 B6【解析】验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使验电器的金属球B上的电子逐渐下移，从而使两金箔张角减小，选项B正确，选项C不正确．如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上的感应电荷与验电器上的电子发生相互作用，使验电器的金属球B上的电子逐渐下移，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D.【答案】AB7【解析】由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有静电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C而带正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．【答案】AD8【解析】金属球中能够自由移动的电荷是自由电子，则B球上的自由电子受A球上所带正电荷的吸引而转移到A球上，B球因缺少电子就带上了正电荷．【答案】 B9【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球，带电物体具有吸引轻小物体的性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以可以判断出甲图的现象可以是两个带异种电荷的小球，也可以是一个小球带电而另一个小球不带电；两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象，则必须都带电且是同种电荷．【答案】BC10【解析】由于B导体中存在大量自由电子，在带正电的A的作用下，B 中部分电子会被A吸引到左端而出现负电荷，右端由于缺少同样数量的电子而出现正电荷，所以A选项正确．根据电荷守恒定律，B中总电荷量仍为零．即使沿aa'分开B，只要B与外界没有电荷交换，B的左右两部分的电荷量总是等量异种，所以B选项错误．A向B逐渐靠近的过程中，B的左右部分异种电荷数量总是同步变化，所以C选项正确．A、B接触后，A中部分正电荷转移到B上，这就发生了接触起电现象，虽然B的净电荷增加，但A、B的总电荷量保持不变．所以D选项正确．【答案】ACD11【解析】用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒因得到从毛皮转移来的电子，带上了负电荷，毛皮因丢失了电子，带上了正电荷，这是摩擦起电的现象，从毛皮转移到橡胶棒上的电子数为n＝qe＝2.7×10－91.6×10－19个＝1.7×1010个．【答案】负正 1.7×1010毛皮橡胶棒12【解析】应用电荷均分规律，方法多样，现举两种：方法一：先用手摸一下金属球B，将B上的电荷放掉，再把金属球A、B接触后再分开，则A、B两球均分电荷量q，各带有q2电荷量．再用手摸一下A(或B)，让两球再接触后分开，此时两球各带有q4的电荷量．方法二：用一个与A、B均相同的小球C先与B接触分开，则B带有－q 2电荷量，再让A、B两球接触后分开，则A、B都带有q4的电荷量．【答案】见解析。
高中物理选修3-1同步练习题
高中物理第1章第1节电荷及其守恒定律练习新人教版选修3-11．物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷．2．自然界中只存在正电荷和负电荷两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(1)正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷．(2)负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷．3．物体的三种起电的方式是：摩擦起电、接触起电、感应起电．4．物体带电的实质是得失电子．5．电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变．另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．6．电荷量：表示电荷的多少，单位是库仑，简称库，用C表示．元电荷：与电子(或质子)电荷量绝对值相等的电荷，用e表示．e＝1.6×10－19_C；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．7．电子的电荷量与质量的比叫做电子的比荷，电子的比荷为em e＝1.76×1011_C/kg．►基础巩固1．(多选)下列说法正确的是(CD)A．电子和质子都是元电荷B．一个带电体的电荷量为205.5倍元电荷C．元电荷是最小的带电单位D．元电荷没有正、负之分解析：元电荷是最小的带电单位，带电体的带电荷量均为元电荷的整数倍；元电荷不是带电粒子，没有电性之说，故C、D正确．2．如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，这种现象产生的原因是(C)A．人身体上产生电流 B．接触带电造成的C．摩擦起电造成的 D．感应起电造成的3．关于摩擦起电和感应起电，以下说法正确的是(C)A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C．不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移D．以上说法均不正确解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷．感应起电过程电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，所以ABD错误，C正确．4．(多选)对物体带电现象的叙述，下列说法正确的是(CD)A．一个不带电的物体内一定没有电荷B．物体带电一定具有多余的电子C．物体带电的过程就是电荷移动的过程D．带电体发生中和的现象是等量异种电荷完全相互抵消的结果解析：一个物体不带电并不是内部没有电荷，而是由于正、负电荷一样多，从而对外显示电中性．当正电荷多于负电荷时对外显示带正电；当负电荷多于正电荷时外显示带负电，故A、B错误．物体带电实质就是得失电子，即电荷移动，故C正确．带等量异种电荷的物体相接触时，带负电的物体中的多余电子全部移动到带正电的物体上与正电荷相互抵消，从而使两物体都呈电中性．故D正确．正确答案C、D.5．(多选)如图所示，挂在绝缘细线下的轻质带电小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以(BC)A．甲图中两球一定带异种电荷B．乙图中两球一定带同种电荷C．甲图中两球至少有一个带电D．乙图中两球至少有一个带电解析：两球相互吸引的可能有两个：一是带异种电荷；二是一个带电，另一个被感应带电后吸引，因此A错误、C正确；两球相斥一定是带同种电荷，故B正确、D错误．6. 两金属小球所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为(B)A．＋3Q B．＋2Q C．＋Q D．－Q解析：由电荷守恒定律知，两小球接触后总带电量为中和后剩余量，即为ΔQ＝＋3Q－Q＝＋2Q，故选项B正确．►能力提升7．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断(C)A．验电器所带电荷量部分被中和B．验电器所带电荷量部分跑掉了C．验电器一定带正电D．验电器一定带负电解析：验电器的张角与所带电量的多少有关，电量大张角大，根据题意张角变小，所以说明验电器所带的电性与橡胶棒所带的电性相反，又因为毛皮摩擦过的橡胶棒带负电所以验下列说法正确的是(AD )A ．π＋由u 和d 组成B ．π＋由d 和u 组成C ．π－由u 和d 组成D ．π－由d 和u 组成解析：π＋带电荷量为＋e ，u 带电荷量为＋23e ，d 带电荷量为＋13e ，故π＋由u 和d 组成，A 对、B 错．π－带电荷量为－e ，d 带电荷量为－13e ，u 带电荷量为－23e ，故π－由d 和u 组成，D 对、C 错．9．如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中不能使两球都带电的是(B )A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒D ．先使乙球瞬时接地，再移走棒解析：由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以A 正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B 错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触起电而都带上负电荷，所以C 正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的正电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D 正确．10．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A 、B ，分别带有电荷量Q 1＝6.4×10－9 C ，Q 2＝－3.2×10－9 C ，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少？解析：当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q ′A ＝Q′B ＝Q 1＋Q 22 ＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C.在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B 球带Q′B 的正电荷量，这样，共转移的电子电荷量为ΔQ ＝－Q B ＋Q′B ＝(3.2×10－9＋1.6×10－9)C ＝4.8×10－9 C.转移的电子数n ＝ΔQ e ＝4.8×10－91.6×10－19＝3.0×1010(个)．答案：电子由B 球转移到A 球，转移了3.0×1010个电子．第2节 库 仑 定 律1．库仑是法国物理学家，库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．库仑定律公式：F ＝k q 1q 2r． 静电力常量k ＝9.0×109N ·m 2/C 2.3．库仑定律适用条件：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力．4．点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至其形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响可以忽略．5．两个电荷之间的相互作用力，是作用力与反作用力，遵循牛顿第三定律．6．实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个电荷的作用力等于各个点电荷对这个电荷的作用力的矢量和．7．如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则，就可以求出带电体间的静电力的大小和方向．►基础巩固1．下列说法中正确的是(C )A ．点电荷是指体积很小的电荷B ．根据F ＝k q 1q 2r2知，当两电荷间的距离趋近于零时，静电力将趋于无穷大 C ．若两点电荷的电荷量q 1＞q 2，则q 1对q 2的静电力等于q 2对q 1的静电力D ．用库仑定律计算出的两电荷间的作用力是两者受力的总和2．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”)．答案：减小 增大 控制变量法3．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 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(C )A.112FB.34FC.43F D ．12F 解析：由库仑定律得：F ＝k 3Q 2r 2，两球相互接触后各自带电荷量Q′＝（＋3Q －Q ）2＝Q ，故当二者间距为r 2时，两球间库仑力F′＝k Q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝k 4Q 2r 2，故F′＝43F ，C 正确． 4．两个半径均为1 cm 的导体球，分别带上＋Q 和－3Q 的电荷量，两球心相距90 cm ，相互作用力大小为F.现将它们碰一下后又分开，两球心间相距3 cm ，则它们的相互作用力大小变为(D)A ．3 000FB ．1 200FC ．900FD ．无法确定解析：两球心相距90 cm 时，两球距离比球本身大得多，由库仑定律，F ＝k Q 1Q 2r 2＝k Q ×3Q 0.92；两球相碰后，电荷量变为－Q 、－Q ，但两球心距离变为3 cm ，这时两球不能再被看作点电荷，所以不能用库仑定律计算．但可定性分析，由于同性相斥、异性相吸原理，电荷向远端移动，所以距离大于3 cm ，F ＜k Q 20.032. 5．(多选)两个完全相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两球相互接触后再放回原来位置，则它们的库仑力可能为原来的(CD)A. 47B.37C. 97D.167解析：设两小球的电荷量分别为Q 和7Q ，则在接触前它们的库仑力大小为F ＝k Q ×7Q r 2.当两球带同种的电荷时，接触后它们的电荷量要平均分配，各为4Q ，库仑力大小为F ＝k 4Q ×4Q r 2，此时的库仑力为原来的167倍．当两球带异种电性的电荷时，接触后它们的电荷要先中和，再平均分配其余的电荷量，各为3Q ，库仑力大小为F ＝k 3Q ×3Q r 2，是原来的97倍． ►能力提升6．如图所示，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 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(B )A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析：据“同电性相斥，异电性相吸”规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力F ac 、F bc 的方向，若F bc ＝F ac ，则两力的合力沿水平方向，考虑到a 的带电荷量小于b 的带电荷量，故F bc 大于F ac ，F bc 与F ac 的合力只能为F 2.故选B.7．两个大小相同的小球带有同种电荷(可看做点电荷)，质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与重垂线方向的夹角为α1和α2，且两球处于同一水平线上，如右图所示，若α1＝α2，则下述结论正确的是(C )A ．q 1一定等于q 2B ．一定满足q 1m 1＝q 2m 2C ．m 1一定等于m 2D ．必须同时满足q 1＝q 2，m 1＝m 2解析：由于小球所处的状态是静止的，故用平衡条件去分析．以小球m 1为研究对象，则小球m 1受三个力F T 、F 、m 1g 作用，以水平和竖直方向建立直角坐标系，如下图所示，此时只需分解F T ，由平衡条件⎩⎪⎨⎪⎧F x 合＝0F y 合＝0 得⎩⎪⎨⎪⎧F T sin α1－k q 1q 2r 2＝0F T cos α1－m 1g ＝0则tan α1＝kq 1q 2m 1gr 2. 同理，对m 2分析得tan α2＝kq 1q 2m 2gr 2.由于α1＝α2， 故tan α1＝tan α2，可得m 1＝m 2.可见，只要m 1＝m 2，不管q 1、q 2如何，α1都等于α2，故正确选项为C.8．(多选)如图所示，两根绝缘丝线挂着两个质量相同的小球A 、B ，此时上、下丝线的受力分别为T A 和T B ；如果使A 带正电，使B 带负电，上下丝线的受力分别为T A ′和T B ′，则下列关于T A ′和T B ′的关系判断正确的是(AD )A ．T A ′＝T AB ．T A ′<T AC ．T A ′>T AD ．T B ′<T B解析：以A 、B 两球组成的整体为研究对象，无论是小球带电还是小球不带电，分析其受力情况并根据平衡条件可知：上方丝线的拉力大小总是等于下面两球的重力之和，但是以B 球为对象分析其受力情况可知，当A 、B 球不带电时：T B ＝m B g ，当A 、B 球分别带正电和负电时：T B ′＝m B g －F.故选项A 、D 正确．9．如图所示，A 、B 两个点电荷的电荷量分别为＋Q 和＋q ，放在光滑绝缘水平面上，A 、B 之间用绝缘的轻弹簧相连接，当系统平衡时，弹簧的伸长量为x 0，若弹簧发生的均是弹性形变，则(B )A ．保持Q 不变，将q 变为2q ，平衡时弹簧的伸长量为2x 0B ．保持q 不变，将Q 变为2Q ，平衡时弹簧的伸长量小于2x 0C ．保持Q 不变，将q 变为－q ，平衡时弹簧缩短量等于x 0D ．保持q 不变，将Q 变为－Q ，平衡时弹簧缩短量小于x 0解析：由库仑定律F ＝k Q 1Q 2r 2和胡克定律F ＝kx 以及同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可得B 正确．10．如图，A 、B 是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，其中m A ＝0.3 kg ，现将绝缘细线绕过O 点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，OA 的线长等于OB 的线长，A 球紧靠在光滑绝缘竖直墙上，B 球悬线OB 偏离竖直方向60°角，求：B 球的质量和细绳中的拉力大小．解析：如图受力分析．设AB 球间作用力为F ，绳拉力为T ，墙对A 球支持力为N 对A 球：Fcos 60°＋m A g ＝T对B 球：Tsin 60°＝Fsin 60°，Tcos 60°＋Fcos 60°＝m B g联立解得：T ＝6 N ，m B ＝0.6 kg第3节 电 场 强 度1．电场：电荷的周围空间存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫静电力，电荷间的相互作用是通过电场发生的．2．电场强度．(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力与电荷量的比值，叫该点的电场强度，简称场强．(2)定义式：E ＝F q，其单位是N/C 或V/m ． (3)方向：场强的方向与正电荷受静电力的方向相同，与负电荷受静电力的方向相反．(4)特例：①点电荷的场强：E ＝kQ r． 如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就相互叠加形成合电场，这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，叫做电场的叠加．②匀强电场：场强大小、方向处处相同．3．电场线．电场发自于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷． 电场线的疏密定性地反映了电场的强弱，电场线上每一点的切线方向表示了该点场强方向．点电荷的电场线是发散(或会聚)的直线，匀强电场的电场线是间隔相等的平行直线．4．E ＝F q中的E 是利用比值法定义的物理量，E 的大小、方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放试探电荷，以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关．既不能认为E 与F 成正比，也不能认为E 与q 成反比．►基础巩固1．有关对电场强度的理解，下述正确的是(D )A ．由E ＝F q可知，电场强度E 跟放入电荷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E ＝kQ r2可知，在离点电荷很近，r 接近于零时，电场强度接近无穷大 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2. 下列关于电场的叙述中，正确的是(D )A ．点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强都相同B ．正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大C ．取走电场中某点的试探电荷后，该点的场强为零D ．电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强的方向不一定相同解析：A.点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强大小都相等，方向不同，故场强不同，所以A 错误；B.电场强度大小是由某点电荷所受电场力与其电荷量的比值来确定，而与所带的电性无关，故B 错误；C.某点处的场强与试探电荷无关，只与场源电荷有关，故C 错误；D.电场强度的方向为正电荷所受电场力的方向，也可以是负电荷在该点受力的反方向，所以正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反，故D 正确．3．(多选)图为点电荷Q 产生的电场的三条电场线，下面说法正确的是(AC )A ．若Q 为负电荷，E A ＞E BB ．若Q 为负电荷，E A ＜E BC ．若Q 为正电荷，E A ＞E BD ．若Q 为正电荷，E A ＜E B解析：因电场线越密场强越大，所以无论Q 是何种电荷都有E A ＞E B .4．如图，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点．已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零，且PR ＝2RQ.则 (B)A ．q 1＝2q 2B ．q 1＝4q 2C ．q 1＝－2q 2D ．q 1＝－4q 2解析：已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零，根据点电荷的电场强度公式得： kq 1（PR ）2＝kq 2（RQ ）2且PR ＝2RQ ，解得：q 1＝4q 2，故选B. 5．(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点，B 、C 和A 、D 也相对O 对称．则(AC )A ．B 、C 两点场强大小和方向都相同B ．A 、D 两点场强大小相等，方向相反C ．E 、O 、F 三点比较，O 的场强最强D ．B 、O 、C 三点比较，O 点场强最强解析：由对称性可知，B 、C 两点场强大小和方向均相同，A 正确；A 、D 两点场强大小相同，方向也相同，B 错误；在两电荷连线的中垂线上，O 点场强最强，在两点电荷连线上，O 点场强最弱，C 正确．►能力提升6．(多选)如图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为m 、电荷量为q ，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E ，下列说法正确的是(AD )A ．小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切值为qE mgB ．若剪断悬线，则小球做曲线运动C ．若剪断悬线，则小球做匀速运动D ．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动解析：对小球受力分析如图可知tan α＝qE mg，A 正确．剪断悬线后，小球受qE 和mg 的合力为定值，所以小球做匀加速直线运动，D 正确．7．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的初速度从a 点沿电场线运动到b 点，其速度v 与时间t 的关系图象如图甲所示．则此电场的电场线分布可能是图乙中的(A )解析：选A.从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从a 到b 电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.8．(多选)一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则 (BD )A ．粒子带正电B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的速度小于B 点的速度D ．粒子的初速度不为零解析：由于带电粒子运动的方向与电场线不平行，故初速度不为零，粒子受电场力方向与场强方向相反，故粒子带负电，A 错， D 正确，因A 点的电场线比B 点密，故加速度逐渐减小，B 正确．带电粒子从A 运动到B 的过程中，电场力对它做负功，动能减小，速度减小，C 错误．9．如右图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加有如右图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的12，求(1)原来的电场强度为多大？(2)物体运动的加速度大小．(3)沿斜面下滑距离为l 时物体的速度．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2)解析：(1)对小物块受力分析如右图所示，物块静止于斜面上，则mgsin 37°＝qEcos 37°，E ＝mgtan 37°q. (2)当场强变为原来的12时，小物块的合外力 F 合＝mgsin 37°－12qEcos 37°＝12mgsin 37°. 又F 合＝ma ，所以a ＝3 m/s 2，方向沿斜面向下．(3)由动能定理得F 合·l ＝12mv 2－0， 所以12mgsin 37°·l ＝12mv 2， 所以v ＝6l.答案：(1)mgtan 37°q(2)3 m/s 2，方向沿斜面向下 (3)6l第4节 电势能和电势1．静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷的运动路径无关．2．静电力做功与电荷电势能变化的关系．(1)静电力做多少正功，电荷的电势能就减少多少，克服静电力做多少功，电荷的电势能就增加多少．静电力做功与电荷电势能改变的关系式：W AB ＝E pA －E pB ．(2)电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能点所做的功．零势能点的选取：通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零．3．电势．(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势．(2)公式： φ＝E p q．(3)单位：V.(4)电势只有大小，没有方向，是标量．(5)电场线指向电势降低的方向．4．等势面．(1)电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面．(2)等势面的疏密可以表示电场的强弱；等势面密的地方电场强，等势面疏的地方电场弱．(3)电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．(4)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面，匀强电场的等势面是相互平行的一簇平面．►基础巩固1．下列说法正确的是(BD)A．电场强度为零的地方，电势一定为零B．电势为零的地方，电场强度不一定为零C．电场强度相同的地方，电势一定相等D．电势相等的地方，电场强度一定相等解析：电场强度和电势的大小没有必然的联系．电场强度为零的地方，电势不一定为零，如对于等势体而言，内部的场强为零，但内部的电势不为零．电场强度相等的地方，电势也不一定相等，如匀强电场，场强处处相等，但电势并不处处相等．2．(多选)下列说法中正确的是(BD)A．沿电场线的指向，场强一定越来越小B．沿电场线的指向，电势一定越来越低C．沿电场线方向移动电荷电势能逐渐减少D．在只受电场力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动3．(多选)a、b为电场中的两点，且a点电势高于点b，则可知(AB)A．把负电荷从a点移到b点电场力做负功，电势能增加B．把正电荷从a点移到b点电场力做正功，电势能减少C．无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D．无论是否有电荷移动，a点的电势能总是大于b点的电势能解析：电势能是电场中的电荷和电场共同具有的能，电势能的改变与电荷量及两点间的电势差有关，负电荷从高电势点移动到低电势点电场力做负功，电势能增加，正电荷与之相反．4．(多选)一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度E A、E B及该电荷在A、B两点的电势能E pA、E pB之间的关系为(AD)A．E A＝E B B．E A＜E BC．E pA＝E pB D．E pA＞E pB解析：负电荷在电场中只受电场力作用而做匀加速直线运动，可知电场是匀强电场，故A对．由于电场力对负电荷做正功，动能增加，则电势能减少，故D对．5．在两个等量负点电荷所形成的电场中，设这两个点电荷连线中点为a，该连线的中垂线上有一点b，这两点的电势分别为φa、φb，＋q在a、b两点的电势能为E pa、E pb，则下列说法中正确的是(D)A．a点场强为零φa<φb，E pa>E pbB．a点场强不为零φa<φb，E pa>E pbC．a点场强不为零φa＝φb，E pa＝E pbD．a点场强为零φa<φb，E pa<E pb解析：a点为电荷连线的中点，a点的场强是两个完全相同的电荷在该点处产生场强的矢量和，故E a＝0；从两等量负电荷的等势面可知，a点处的电势最低，所以φa<φb；电势越低的地方，其电势能越低，故E pa<E pb，所以选项D正确．6．如图为一头大一头小的导体周围等势面和电场线(带有箭头的线为电场线)示意图，已知两个相邻等势面间的电势差相等，则(B)A．a点和d点的电场强度一定相同B．a点的电势一定低于b点的电势C．将负电荷从c点移到d点，电场力做正功D．将正电荷从c点沿虚线移到e点，电势能先减小后增大解析：a点和d点的电场强度大小相等，方向不同，A错误；根据沿着电场线的方向电势逐渐降低和同一等势面上的各点电势相等，可判断B正确；c点、d点在同一等势面上，将负电荷从c点移到d点，电场力不做功，C错误；将正电荷从c点沿虚线移到e点，电场力先做负功再做正功，电势能先增大后减小，D错误．►能力提升7．如题图所示，高速运动的α粒子(带正电)被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则(B)A．α粒子在M点的速率比在Q点的大B．三点中，α粒子在N点的电势能最大C．在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低D．α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功解析：高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，离原子核越近，速率越小，电势能越大，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，三点中，α粒子在N点的电势能最大，。
人教版高中物理选修3-1高一同步训练
（精心整理，诚意制作）金陵高级中学20xx高一同步训练四电势能和电势1如图所示，a、b、c是某电场中一条电场线AB上的三点，且Aa=ab=bc=cB，用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示三点的电势和电场强度大小，（1）若该电场是匀强电场，则φa、φb、φc的大小关系为φa>φb》>φc，E a、E b、E c的大小关系为E a=E b=E c；（2）若该电场是A处的点电荷产生的，则φa、φb、φc的大小关系为φa>φb》>φc，E a、E b、E c的大小关系为E a>E b>E c；（3）若该电场是B处的点电荷产生的，则φa、φb、φc的大小关系为φa>φb》>φc，E a、E b、E c的大小关系为E a<E b<E c；（4）若A、B处分别为两个等量异种电荷，则φa、φb、φc的大小关系为φa>φb》φc，>E a、E b、E c的大小关系为E a=E c>E b。
2如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线AB移动该电荷，电场力做功为W3，则( c )A．W1＞W2＞W3 B．W1＜W3＜W2C．W1= W2= W3 D．W1= W2＜W33如图3所示，A、B是电场中两点，一个带负电的点电荷Q在A点所受的电场力要比它在B点所受的电场力_____大_，该负电荷在A点的电势能要比它在B 点的电势能___小___，A点的电场强度要___大__于B点的电场强度，A点的电势要___大___于B点的电势.4．如图41所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和-q的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是( AD )A．放上+q时，它们的电势能EPA ＞EPB＞EPCB．放上+q时，它们的电势能EPA ＜EPB＜EPCC．放上－q时，它们的电势能EPA ＞EPB＞EPCD．放上－q时，它们的电势能EPA ＜EPB＜EPC5．如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断( CD ) A．该电场一定是匀强电场B．场强E a一定小于E bC．电子具有的电势能E Pa一定大于E Pb D．两点的电势φa一定低于φb6如图6所示，Q是带正电的点电荷，P和P为其电场中的两点．若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则( A )A．E1 > E2，φ1>φ2 B．E1 > E2，φ1<φ2C．E1< E2，φ1>φ2 D．E1< E2，φ1<φ27．如图7所示的电场线，可判定 ( C )A．该电场一定是匀强电场B．A点的电势一定低于B点电势C．负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大D．负电荷放在B点所受电场力方向向右8．图8为某个电场中的部分电场线，如A、B两点的场强分别记为E A E B，电势分别记为ϕA、ϕB，则 ( B )A．E A > E B、ϕA > ϕB B．E A < E B、ϕA > ϕBC．E A <E B、ϕA <ϕB D．E A > E B、ϕA <ϕB9.关于电场中的电场线，下列说法正确的是( C )A.带正电的点电荷在电场力作用下，运动的轨迹和电场线重合B.沿电场线方向电场强度逐渐减小C.沿电场线方向电势逐渐降低D.电荷沿电场线方向运动，电势能减少10下列说法中，正确的是( AB )A.当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大B.当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大C.一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大D.一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力减小，它们的电势能也减小11．如图11所示，虚线a、b、c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa 、φb、φc，且φa>φb>φc，一带正电的粒子射人电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示．由图可知ACA．粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B．粒子从L到M的过程中，电场力做负功。
人教版高中物理选修3-1第一章第七节静电现象的应用同步习题(附详解答案).docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第一章第七节静电现象的应用同步习题（附详解答案）1.导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( )A．导体内部没有电场B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面C．导体内部没有电荷的运动D．以上说法均不对答案：D2．如图所示，某同学在桌上放两摞书，然后把一块洁净的玻璃板放在上面，使玻璃板离开桌面2～3cm，在宽约0.5cm的纸条上画出各种舞姿的人形，用剪刀把它们剪下来，放在玻璃板下面，再用一块硬泡沫塑料在玻璃上来回擦动，此时会看到小纸人翩翩起舞．下列哪种做法能使实验效果更好( )A．将玻璃板换成钢板B．向舞区哈一口气C．将玻璃板和地面用导线连接D．用一根火柴把舞区烤一烤答案：D3．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法正确的是( )①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备③固定电话和手提电话均可正常使用④在旷野，应远离树木和电线杆A．①②③B．①②④C．①③④ D．②③④答案：B解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电．固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用．4．金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连，验电器的金属箔( )A．不会张开B．一定会张开C．先张开后闭合D．可能会张开答案：B5．(2009·长沙市一中高二检测)如图所示，棒AB上均匀分布着正电荷，它的中点正上方有一P点，则P点的场强方向为( )A．垂直于AB向上B．垂直于AB向下C．平行于AB向左D．平行于AB向右答案：A6．如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时，(1)比较A端和B端电势的高低．(2)比较A点和B点场强大小．(3)比较A、B端外表面场强大小．(4)若A端接地，AB导体带什么电？(5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？答案：(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，φA＝φB(2)A点和B点场强均为零，E A＝E B＝0(3)利用电场线分布可知A端分布密，E′A>E′B(4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关(5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和7．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？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＝＋2×10－6C1.在具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，图中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是( )答案：D2．随着人们生活水平的提高，各种家用电器日益走入我们的居家生活，而家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰．由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响．心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重．过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽．我们平时生活中就应当采取措施，有效防止静电，下列可行的是( )①室内要勤拖地、勤洒些水②要勤洗澡、勤换衣服③选择柔软、光滑的化纤类衣物④尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具A．①②③ B．①③④C．①②④ D．②③④答案：C解析：室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些水；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷．对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织衣物，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度；尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具，以防止摩擦起电．3．如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则( )A．B的空腔内电场强度为零B．B不带电C．B的外表面带正电D．B的内表面带负电答案：D4．如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是( )答案：ABD解析：A图中，由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A对；B图中金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用；C中电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错；将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D对．5．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是( )A．导体腔内任意点的场强B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量答案：ABD解析：静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，且内表面不带电，故选项A、D正确．由于导体接地，故整个导体的电势为零，选项B正确．导体外表面受带电体Q的影响，所带电荷不为零，故选项C不正确．6．如图所示，绝缘开口空心金属球壳A已带电，今把验电器甲的小金属球与A的内部用导线连接，用带绝缘柄的金属小球B与A内壁接触后再与验电器乙的小球接触，甲、乙验电器离球壳A足够远．那么甲验电器的箔片________，乙验电器的箔片______．(填“张开”或“不张开”)答案：张开；不张开7．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)．解析：金属圆盘A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即金属圆盘A 内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在该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，如图所示．8．如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连．开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到，不再有烟从玻璃管中冒出来了．过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘．请思考一下：这是什么原因？答案：当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场．烟尘颗粒都是带电的，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在管壁上．。
人教版高中物理选修3-1：第2章第2节时同步训练及解析.docx
高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1 同步训练1．电源电动势的大小反映的是( )A．电源把电势能转化成其他形式的能的本领的大小B．电源把其他形式的能转化为电势能的本领的大小C．电源单位时间内传送电荷量的多少D．电流做功的快慢解析：选B.电源电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电势能的本领大小．故A、C、D错，B对．2．某电源的电动势为3.6 V，这表示( )A．电路通过1 C的电荷量，电源把3.6 J其他形式的能转化为电势能B．电源在每秒内把3.6 J其他形式的能转化为电势能C．该电源比电动势为1.5 V的电源做功多D．该电源与电动势为1.5 V的电源相比，通过1 C电荷量时转化的电势能多解析：选AD.电路每通过1 C的电量，非静电力做功W＝qE＝3.6 J，A对，B错.3.6 V大于1.5 V，只能说明做功本领大，不一定做功多，但通过1 C电荷时，电动势为3.6 V的电源一定做功多，D对．3．(2013河北唐山测试)以下为某电池的铭牌，由铭牌可以知道( )⇦××电池产品名称：锂离子电池电池型号：D9@9CL105额定容量：1050 mA·h标称电压：3.6 V充电限制电压：4.2 V生产日期：2012.06.10A.电池的电动势是3.6 VB．电池的容量是1050 mA·hC．电池的电动势是4.2 VD．电池的最长使用时间是1050 h解析：选AB.电池上的3.6 V表示电动势，1050 mA·h表示电荷容量，可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间，由于不知放电电流大小，故放电时间无法确定，D错．4．国家大力推广节能环保汽车，电动汽车是许多家庭的首选．已知电动汽车的电源是由30组蓄电池串联组成的，当正常行驶时，电路中的电流为5 A，在10 min内电源做功1.8×105 J，则这组蓄电池的总电动势是多少？每组的电动势为多少？解析：电源移送电量为：q＝It＝5×600 C＝3000 C这组蓄电池的总电动势为：E ＝W q ＝1.8×1053000V ＝60 V 每组的电动势为：E 1＝E n ＝6030V ＝2 V. 答案：60 V 2 V课后作业一、选择题1．关于电源的说法正确的是( )A ．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B ．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D ．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能解析：选BCD.无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极，故A 错，在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B 、C 、D 正确．2．关于电源的电动势，下列说法正确的是( )A ．电源的电动势等于电源两端的电压B ．电源不接入电路时，电源两极间的电压大小等于电动势C ．电动势的国际单位是安培D ．常见的铅蓄电池电动势为1.5 V答案：B3．如图2－2－2为电源和导线内移送电荷的情况．则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于( )图2－2－2A ．电源电动势B ．电路中电流的大小C ．电源的内阻D ．电源的容量解析：选A.移送电荷一周所释放的能量，就是电源提供给它的电势能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即W ＝Eq .题干中限定了单位正电荷，可见W 的数值只取决于E ，故A 对，B 、C 、D 错．4．(2013合肥检测)下列关于电池的说法正确的是( )A ．同一种干电池，旧电池比新电池的电动势小、内阻大、容量小B ．电源电动势E 与通过电源的电流I 的乘积EI 表示电源内部电场力的功率C ．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大D ．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V 的蓄电池比1.5 V 的干电池提供的电势能多解析：选AD.对于干电池，在使用一段时间之后，由于内部发生化学反应释放电荷的物质逐渐减少，因而电动势、容量要变小；同时反应生成物要阻碍电荷的移动，故使电池的内阻变大．电源电动势E 与I 的乘积EI 表示电源内非静电力的功率.1号干电池与5号干电池的电动势都是1.5 V ，容量不相同，两者体积也有差异．电动势反映非静电力做功本领的大小，电动势越大，移动相同的电荷量时提供的电势能就越多．故选项A 、D 正确．5．有关电动势的说法中正确的是( )A ．电源的电动势等于内、外电路电势降之和B．电源提供的电势能越多，电源的电动势越大C．当外电路断开时，电源的路端电压与电源电动势相等D．当电路中通过1库仑电量时，电源将其他形式的能转化为电势能的数值等于电源电动势的值解析：选ACD.外电路断路时U＝E，C对．通路时E＝U内＋U外，A对．电动势E表示通过1 C 电量电源将其他形式能转化为电势能的多少，D对．电动势越大，表示电源非静电力做功本领大，但提供电势能不一定多，B错．6．(2012·杭州学军中学高二期中)以下说法中正确的是( )A．在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D．静电力移动电荷做功，电势能减少，非静电力移动电荷做功，电势能增加解析：选D.电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领．而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，D项对．7．关于电源的电动势，下面说法正确的是( )A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量B．电动势在数值上等于电路中通过1 C 电荷量时电源提供的能量C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关D．电动势有方向，因此电动势是矢量解析：选AB.由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，也等于电路中通过1 C 电荷量时电源所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关；电动势虽然有方向，但电动势是标量．综上所述，正确选项是A、B.8．手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，小灯泡只能发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3 V，再把它们作为一个电子钟的电源，电子钟能正常工作．下列说法正确的是( )A．这两节干电池的电动势减小了很多B．这两节干电池的内电阻增加较大C．这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小D．这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小解析：选BD.旧电池与新电池相比较，电动势几乎不变，但内阻增大许多，A错B对；新旧电池均能使电子钟正常工作，虽然电池内阻变化，但输出电压几乎不变，只能是电子钟电阻很大，额定电流很小，故C错D对．9．(2012·山东实验中学高二检测)某柴油发电机工作时，电流为5 A，经过2 min，发电机产生电势能为1.32×105 J，则该发电机的电动势为( )A．1100 V B．550 VC．220 V D．110 V解析：选C.此段时间通过电量为q＝600 C，由E＝W/q即得．二、非选择题10．某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池，当它正常工作时，其工作电流为0.3 A．某同学在一次使用该MP3时，若他用了10 s，则这段时间内电池将多少化学能转化为电势能？解析：已知工作电流I＝0.3 A,10 s时间内通过导体横截面的电荷量q＝It＝0.3×10 C＝3 C.7号干电池电动势为1.5 V．则根据能量守恒定律，电池将化学能转化为电势能的量等于非静电力移动电荷所做的功：W＝qE＝3×1.5 J＝4.5 J.答案：4.5 J11．如下表所示是某一手机电池上的铭牌，仔细阅读铭牌上的数据，回答以下问题：科健BL—528MKEJIAN 700 mA·h标准3.7 V锂离子电池充电限制电压：4.2 V执行标准：GB/T 18287－2000待机时间：48 h(1)该电池的电动势是多少？(2)该手机待机状态下的平均工作电流是多少？(3)每次完全放电过程中，该电池将多少其他形式的能转化为电势能？解析：(1)由铭牌数据可知，电源电动势为E ＝3.7 V(2)该电池容量q ＝700×10－3×3600 C 根据I ＝q t得，I ＝700×10－3×360048×3600A ＝1.5×10－2 A (3)W ＝E ·q ＝3.7×700×10－3×3600 J ＝9324 J.答案：(1)3.7 V (2)1.5×10－2 A (3)9324 J12．将电动势为3.0 V 的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为 2.4 V ，当电路中有6 C 的电荷流过时，求：(1)有多少其他形式的能转化为电势能．(2)外电路中有多少电势能转化为其他形式的能．(3)内电路中有多少电势能转化为其他形式的能．解析：(1)W ＝Eq ＝3.0×6 J ＝18 J电源中共有18 J 其他形式的能转化为电势能．(2)W 1＝U 1q ＝2.4×6 J ＝14.4 J外电路中共有14.4 J 电势能转化为其他形式的能．(3)内电压U 2＝E －U 1＝3.0 V －2.4 V ＝0.6 V所以W 2＝U 2q ＝0.6×6 J ＝3.6 J内电路中共有3.6 J 电势能转化为其他形式的能．也可由能量守恒求出：W 2＝W －W 1＝3.6 J. 答案：(1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J。
人教版版2018-2019学年高中物理选修3-1全套课时作业含解析
三、非选择题
9.如图所示，大球A原来的电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到稳定状态时，发现A、B两球所带的电荷量与体积成正比，小球获得的电荷量为q.现给A球补充电荷，使其电荷量再次为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，经过反复多次接触后，小球的带电荷量不再发生变化，求此时小球的带电荷量．
解析：根据同种电荷相互排斥可知，金属球A上的负电荷将排斥金属导体MN上的自由电子，使其向N端移动，N端带负电，M端带正电，故两端的金箔片均张开，C正确，A、B、D均错误．
答案：C
5.绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a近旁放一绝缘金属球b.开始时，a、b都不带电，如图所示．现使b带电，则( )
答案：D
4.如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂有金属验电箔片，若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象( )
A．只有M端验电箔片张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔片张开，且N端带负电
C．两端的验电箔片都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔片都张开，且两端都带正电或负电
答案：B
二、多项选择题
6．用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )
A．摩擦使笔套带电
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷
答案：BC
8．如图所示，在真空中把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近．关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是( )
A．两端的感应电荷越来越多
高中物理,选修3---1,全册新课教学,课时同步强化训练汇总,(附参考答案)
高中物理选修3----1全册新课教学课时同步强化训练汇总（附详细参考答案）一、第一章《静电场》1.《电荷及其守恒定律》2.《库仑定律》3.《电场强度》4.《电势能和电势》5.《电势差》6.《电势差与电场强度的关系》7.《静电现象的应用》8.《电容器的电容》9.《带电粒子在电场中的运动》10、★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（一）11、★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（二）二、第二章《恒定电流》1.《电源和电流》2.《电动势》3.《欧姆定律》4.《串联电路和并联电路》5.《焦耳定律》6.《导体的电阻》7.《闭合电路的欧姆定律》8.《多用电表的原理》9.《实验：练习使用多用电表》10.《实验：测定电池的电动势和内阻》11.《简单的逻辑电路》12、★★选修3--1第二章《恒定电流》单元质量检测试卷（一）13、★★选修3--1第二章《恒定电流》单元质量检测试卷（二）三、第三章《磁场》1.《磁现象和磁场》2.《磁感应强度》3.《几种常见的磁场》4.《通电导线在磁场中受到的力》5.《运动电荷在磁场中受到的力》6.《带电粒子在匀强磁场中的运动》7、★★选修3--1第三章《磁场》单元质量检测试卷（一）8、★★选修3--1第三章《磁场》单元质量检测试卷（二）§§1.1《电荷及其守恒定律》课时同步强化训练班级：_________ 姓名：__________ 成绩：___________(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(多选)当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后,金属箔片张开,此时,金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是( )A.正电荷B.负电荷C.接触起电D.感应起电2.下列说法正确的是( )A.物体所带的电荷量可以为任意实数B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷C.摩擦起电的过程,是靠克服摩擦力做功产生了电荷D.利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体3.导体A带5Q的正电荷,另一完全相同的导体B带Q的负电荷,将两导体接触后再分开,则B导体的带电荷量为( )A.-QB.QC.2QD.4Q4.(多选)挂在绝缘细线下的通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,如图甲、乙所示。
人教版高中物理选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动同步习题(附详解答案)
（精心整理，诚意制作）第一章第九节带电粒子在电场中的运动同步习题（附详解答案）夯实基础1.一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：因为粒子只受到电场力的作用，所以不可能做匀速直线运动．2．如图所示，在场强为E，方向水平向右的匀强电场中，A、B为一竖直线上的两点，相距为L，外力F将质量为m，带电量为－q的微粒，从A点匀速移到B点，重力不能忽略，则下面说法中正确的是( )A．外力的方向水平B．外力的方向竖直向上C．外力的大小等于qE＋mgD．外力的大小等于(qE)2＋(mg)2答案：D解析：分析微粒受力，重力mg、电场力qE、外力F，由于微粒作匀速运动，三个力的合力为零，外力的大小和重力与电场力的合力大小相等．F＝(qE)2＋(mg)2F的方向应和重力与电场力的合力方向相反，选项D正确．3．平行板间加如图(a)所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．如图(b)中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是( )答案：A解析：粒子在第一个T2内，做匀加速直线运动，T2时刻速度最大，在第二个T2内，电场反向，粒子做匀减速直线运动，到T时刻速度为零，以后粒子的运动要重复这个过程．4．(20xx·济南模拟)如图所示，质子(1H)和α粒子(42He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( )A．1 1 B．1 2C．2 1 D．1 4答案：B解析：由y＝12EqmL2v20和E k0＝12m v20，得：y＝EL2q4Ek0可知，y与q成正比，B正确．5．如图所示，一电荷量为＋q，质量为m的带电粒子以初速度为v0，方向与极板平行射入一对平行金属板之间．已知两极板的长度l，相距为d，极板间的电压为U，试回答下列问题．(粒子只受电场力作用且上极板带正电)(1)粒子在电场中所受的电场力的大小为________，方向__________，加速度大小为__________，方向________．(2)粒子在x方向上做________运动，在电场中的运动时间为________．(3)粒子在y方向上做________运动，离开电场时，在y方向上偏离的距离为_ _______．当其他条件不变，d增大时偏离距离将________．(4)粒子离开电场时，在y方向上的分速度为________，如果偏转的角度为θ，那么tanθ＝________.当其他条件不变，U增大时θ角将________答案：(1)qUd垂直v0方向向下qUmd垂直v0方向向下(2)匀速直线lv0(3)初速度为零的匀加速直线ql22mv20dU减小(4)qlmv0dUqlmv20dU增大6．如图所示，abcd 是一个正方形盒子．cd 边的中点有一个小孔e .盒子中有沿ad 方向的匀强电场．一个质量为m 带电量为q 的粒子从a 处的小孔沿ab 方向以初速度v 0射入盒内，并恰好从e 处的小孔射出．(忽略粒子重力)求：(1)该带电粒子从e 孔射出的速度大小．(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功．(3)若正方形的边长为l ，试求该电场的场强．答案：(1)17v 0 (2)8m v 20 (3)8mv20ql解析：(1)设粒子在e 孔的竖直速度为v y .则水平方向：l /2＝v 0t竖直方向：l ＝vy 2·t 得：v y ＝4v 0v e ＝v20＋v2y ＝17v 0(2)由动能定理得：W 电＝12m v 2e －12m v 20＝8m v 20 (3)由W 电＝Eq ·l 和W 电＝8m v 20得：E ＝8mv20ql. 7．如图所示是示波管工作原理示意图，电子经加速电压U 1加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏转量为h ，两平行板间的距离为d ，电势差为U 2，板长为l .为了提高示波管的灵敏度(单位偏转电压引起的偏转量)可采取哪些措施？解析：电子经U 1加速后，设以v 0的速度垂直进入偏转电场，由动能定理得：12m v 20－0＝eU 1①电子在偏转电场中运动的时间t 为：t ＝l v0② 电子在偏转电场中的加速度a 为：a ＝U2e dm③ 电子在偏转电场中的偏转量h 为：h ＝12at 2④ 由①②③④式联立解得到示波管的灵敏度h U2为：h U2＝l24dU1可见增大l 、减小U 1或d 均可提高示波管的灵敏度.能力提升1.(20xx·××市一中高二检测)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点( ) A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B．三小球在电场中运动的时间相等C．三小球到达正极板时动能关系：E kA>E kB>E kCD．三小球在电场中运动的加速度关系：a A>a B>a C答案：A解析：带负电的小球受到的合力为：mg＋F电，带正电的小球受到的合力为：mg－F电，不带电小球仅受重力mg，小球在板间运动时间：t＝xv0，所以t C<t B<t A，故a C>a B>a A；落在C点的小球带负电，落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电．因为电场对带负电的小球C做正功，对带正电的小球A做负功，所以落在板上动能的大小：E kC>E kB>E kA.2．示波器是一种常用的电学仪器．可以在荧屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．电子经电压u1加速后进入偏转电场．下列关于所加竖直偏转电压u2、水平偏转电压u3与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是( )A．如果只在u2上加上甲图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(a)所示B．如果只在u3上加上乙图所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(b)所示C．如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(c)所示D．如果同时在u2和u3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图(d)所示答案：ABD3．(20xx·××市一中高二检测)如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子向B板方向运动，下列对电子的描述中错误的是( )A．电子到达B板时的动能是eUB．电子从B板到C板时动能变化为零C．电子到达D板时动能是3eUD．电子在A板和D板之间往复运动答案：C4．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴．油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是( )A．2v、向下 B．2v、向上C．3v、向下D．3v、向上答案：C解析：由题意知，未加电压时mg＝k v①加电压U时，电场力向上，设为F，则有F＝mg＋k v②当加电压(－U)时，电场力向下，匀速运动时有F＋mg＝k v′③联立①②③得：v′＝3v方向向下，C选项正确．5．如图所示，在两极板中间有一静止的电子，在交变电压作用下电子的运动情况是(不计重力，t＝0时，M板电势为正，板间距离足够长)( )A．一直向M板运动B．一直向N板运动C．先向M板运动，再一直向N板运动D．在M、N间做周期性的来回运动答案：D解析：0―→1s末，电子向左做匀加速直线运动，在1s末获得速度为v；1s 末―→2s末，电子向左做匀减速直线运动，2s末速度为0；2s末―→3s末，电子向右做匀加速直线运动，3s末电子获得速度v；3s末―→4s末电子向右做匀减速直线运动.4s末速度为零，刚好为一个周期．以后周而复始，所以，电子在M、N之间做周期性的来回运动．6．(新题快递)如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量为m ＝4×10－5kg ，电量q ＝＋1×10－8C.(g ＝10m/s 2)求：(1)微粒入射速度v 0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U 应取什么范围？答案：(1)10m/s (2)与负极相连 120V<U <200V解析：(1)L 2＝v 0t d 2＝12gt 2 可解得v 0＝L 2g d＝10m/s (2)电容器的上板应接电源的负极当所加的电压为U 1时，微粒恰好从下板的右边缘射出d 2＝12a 1⎝ ⎛⎭⎪⎫L v02 a 1＝mg －q U1d m解得：U 1＝120V当所加的电压为U 2时，微粒恰好从上板的右边缘射出d 2＝12a 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L v02 a 2＝q U2d －mg m解得U 2＝200V 所以120V<U <200V.7．如图所示，为一个从上向下看的俯视图，在光滑绝缘的水平桌面上，固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD ，AB 段为直线，BCD 段是半径为R 的一部分圆弧(两部分相切于B 点)，挡板处于场强为E 的匀强电场中，电场方向与圆的直径MN 平行．现使一带电量为＋q 、质量为m 的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放，为使小球沿挡板内侧运动，最后从D 点抛出，试求：(1)小球从释放到N 点沿电场强度方向的最小距离s ；(2)在上述条件下小球经过N 点时对挡板的压力大小．解析：(1)根据题意分析可知，小球过M 点对挡板恰好无压力时，s 最小，根据牛顿第二定律有qE ＝m v2M R，。
2021年高中物理选修3-1：第1章第1节时同步训练及解析
高中物理选修3-1 同步训练1.下列说法正确的是()A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体解析：选 A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确．2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是()A．物体上一定有多余的电子B．物体上一定缺少电子C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍D．物体的带电量可以是任意的一个值解析：选 C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3.图1－1－4(2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则() A．金属球可能不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D.4.图1－1－5(2012·合肥一中高二检测)如图1－1－5所示，A 、B 是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C 靠近A (C 与A 不接触)，然后先将A 、B 分开，再将C 移走．关于A 、B 的带电情况，下列判断正确的是( )A ．A 带正电，B 带负电B ．A 带负电，B 带正电C ．A 、B 均不带电D ．A 、B 均带正电解析：选A.C 接近A 后A 带正电，B 带负电．分开A 、B 后，A 带正电，B 带负电，所以选A.5.半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C ，先后与A 、B 接触后移开．(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？(2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？解析：(1)A 、B 带同种电荷，设电荷量为Q ，C 与A 接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A 、C 所带的电荷量均为12Q ，C 与B 接触后平分二者电荷量，则B 、C 的电荷量均为12⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q ＋Q ＝34Q ，A 、B 最终的电荷量之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q ∶⎝ ⎛⎭⎪⎫34Q ＝2∶3.(2)A 、B 带异种电荷，设电荷量分别为Q 、－Q ，A 、C 接触后，平分电荷量Q ，A 、C 的电荷量均变为12Q ；C 再与B 接触，平分二者的总电荷量，C 、B 的电荷量均为12⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q －Q ＝－14Q ，则A 、B 最终的电荷量之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫12Q ∶⎪⎪⎪⎪⎪⎪－14Q ＝2∶1. 答案：(1)2∶3 (2)2∶1一、单项选择题1.把一不带电的金属小球移近一个带电的金箔验电器，金箔的张角将( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．不能确定答案：B2.图1－1－6(2012·中山一中高二检测)如图1－1－6所示，金属棒A带正电，让其靠近验电器B，则()A．验电器金属箔片不张开，因为棒A没有和B接触B．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了正电C．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了负电D．验电器金属箔片张开，因为验电器下部箔片都带了正电解析：选D.根据静电感应原理可知，金属棒A靠近验电器B时，会使验电器上端的金属球产生静电感应而带上负电，同时金属箔片带上等量正电荷，金属箔片便张开，故只有D正确．3.(2012·肇庆一中高二检测)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能是() A．两球原来带有等量异种电荷B．两球原来带有同种电荷C．两球原来带有不等量异种电荷D．两球中原来只有一个带电解析：选 A.当两球带有等量异种电荷时，两者接触，发生中和，之后两者无作用力，故A不可能互相排斥，B、C、D三种情况相互接触再分开都带同种电荷，相互排斥．故本题选A.4.图1－1－7绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b不带电，如图1－1－7所示，现使b球带电，则() A．a、b之间不发生相互作用B．b将吸引a，吸在一起不分开C．b立即把a排斥开D．b先吸引a，接触后又把a排斥开解析：选D.b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b 球带同种电荷，然后就要相互排斥．因此本题突出“近旁”，以表达吸引并能接触．二、双项选择题5.关于元电荷，下列说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由法国物理学家库仑用实验测得的解析：选BC.元电荷是最小电荷量单位，不是指具体的带电体，所以A错B对；由美国物理学家密立根测得电子的电量，故C对、D错．6.下列说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C．摩擦起电过程，是靠摩擦发生了电荷转移D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体解析：选CD.自然界中的电荷量不是任意无限可分的，其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10－19C，故A项错．物体不带电，是由于其内部正、负电荷的量值相等，对外不显电性，故B项错．电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的转移过程，故C项正确．自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确．7.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1－1－8解析：选BD.把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象的规律，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷，D对；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，B项正确．8.原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C解析：选AD.由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C而带正电，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电为 1.6×10－15C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．9.(2012·杭州二中高二检测)如图1－1－9所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是()图1－1－9A．沿虚线d切开，A带正电，B带负电B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q A＝Q BC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q A<Q BD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关解析：选AD.静电感应使得A带正电，B带负电．导体原来不带电，只是在导体球C静电感应的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分带了多余的电子，而带负电；A部分少了电子，而带正电．根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值Q A、Q B是不同的，故A、D正确．三、非选择题10.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律.实验操作步骤一：手持有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开步骤二：将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球)步骤三：将两块板同时插入空心金属球实验图解实验现象箔片张开箔片闭合(1)步骤二的实验现象说明_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________；(2)步骤三的实验现象说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)该研究性实验________(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律．解析：用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了等量异种电荷．步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开，步骤三中两块板同时插入空心金属球，总电荷量为零，不发生静电感应现象，故箔片不张开，该实验能验证电荷守恒定律．答案：(1)起电板使验电器感应起电 (2)两块板带有等量异种电荷 (3)能11.图1－1－10如图1－1－10所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C 的电荷量，求：(1)金属瓶上收集到多少个电子？(2)实验的时间为多长？解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为：N ＝Q e ＝－8×10－12 C －1.6×10－19 C ＝5×107(个)． (2)实验的时间：t ＝5×107104 s－1＝5000 s. 答案：(1)5×107个 (2)5000 s12.图1－1－11。
人教版高二物理选修3-1 2.1电源和电流 同步课时作业(10)(带解析)
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1同步课时作业（10）电源和电流1.某导线中的电流是37.510⨯－A ，则通过导线横截面的电荷量为15 C 所需要的时间为( )A.42.010s ⨯B.62.010s ⨯C.52.010s ⨯D.32.010s ⨯2.如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒,其横截面积为S ,由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电,若已知该橡胶棒每米长度所带的电荷量为q ,则当该棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时,形成的等效电流为( )A. vqB. q vC. qvSD. qv S3.重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射+5价重离子束,其电流强度为51.210A -⨯,则在1s 内发射的重离子个数为(191.610e C -=⨯)( )A. 123.010⨯B. 131.510⨯C. 137.510⨯D. 143.7510⨯4.有一根横截面积为S 的铜导线，通过的电流为I .已知铜的密度为ρ，摩尔质量 为M ，阿伏加德罗常数为N A ，电子的电荷量为e.若认 为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中. 自由电子定向移动的速率可表示为( ) A.A IM SN ρ B.A IM SN e ρ C.A IMS N e ρ D.A IM SN eρ5.如图所示，电 解槽内有一价的电解溶液，t 时间内通过溶液内横截面S 的正离子数是1n ，负离子数是2n ，设元电荷的电荷量为e ，以下解释正确的是（ ）A.正离子定向移动形成电流， 方向从A 到B ,负离子定向 移动形成电流，方向从B到AB.溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C.溶液内电流方向从A 到B ，电流1n e I t= D.溶液内电流方向从A 到S ，电流12()n n e I t+= 6.一段粗细均匀的导线的横截面积是S ,导线内自由电子的电荷量为e ,导线单位长度内自由电子数目为n ,自由电子做无规则运动的速率为v ,单位时间内通过某一横截面的自由电子数为N ,则导线中的电流为( )A.neSvB.nevC.ND.Ne7.电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过的电量是多少？通过电阻横截面的电子数为多少？8.半径为R 的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q ,现使圆环绕垂直于环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流应有( )A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则电流也将变为原来的2倍C.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使半径增大,电流将变大D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使半径增大,电流将变小9.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I;设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为e,此电子的定向移动速率为v,在t∆时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A.nvS t∆B.nv t∆∆C.I tSe∆D.I te参考答案1.答案：D 解析：由qI=t 可知： 通过导线横截面的电荷量为15C 所需要的时间为33q 15I= 2.010s t 7.510-==⨯⨯；故选：D.2.答案：A 解析：橡胶棒沿轴线方向以速度v 做匀速直线运动时，t ∆内通过的距离为v t ⋅∆.橡胶棒上的电荷都通过该棒的横截面，t ∆内通过横截面的电荷量ΔQ qv t =,根据电流的定义式，QI t =∆，得到等效电流I qv =，A 正确。
1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1 同步练习
静电现象的应用学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.干燥的冬天开车门时手与金属车门之间容易“触电”，为了防止“触电”，在淘宝上出现了名叫“静电消除器”的产品，手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下如图所示，就可以防止“触电”。
关于这一现象及这一产品，下列说法不．正．确．的是A. 这种“触电”现象是一种静电现象B. “静电消除器”应该为导体C. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体上的电荷都被“静电消除器”吸收而消失D. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体最终构成一个等势体2.在电力行业，有一种“超高压带电作业法”。
这种作业方法是施工人员穿上由金属丝和棉纱制成的“均压服”，使人体在接近高压带电体的过程中，逐步减小人体与高压带电体间的电势差，最终使人体的电势与高压带电体的电势相等。
下列说法正确的是A. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内电场强度为零，可以保护人体B. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内的电势为零，可以保护人体C. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷定向移动的速率很小，因此人体无危险D. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷在“均压服”上移动，因此人体无危险3.据新闻媒体报道：2018年8月31日下午，武汉工程职业技术学院一名大二学生骆某被雷击倒地，不幸身亡。
这一事件告诫我们，防雷十分重要。
在野外遇到电闪雷呜时，应当A. 躲进小山洞B. 躲在大树下C. 撑着钢柄雨伞D. 站在避雷针旁边4.如图所示，金属球A的半径为R，球外一个点电荷带电量为q，到球心的距离为L，则金属球上感应电荷在球心O产生电场的电场强度大小为A. B. C. D.5.如图所示为空腔球形导体不带电，现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E和电势的关系是A. ，B. ，C. ，D. ，6.一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的电场分别为、、，三者相比有A. 最大B. 最大C. 最大D.7.金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将A. 不会张开B. 一定会张开C. 先张开，后闭合D. 可能会张开8.图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属壳，在图示情况下，放在绝缘板上的小纸屑图中会被吸引的是A. B. C. D.9.如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则A. B的空腔内电场强度为零B. B不带电C. B的内表面带负电D. 将A移走后，B的外表面带负电10.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。
高中物理新人教版选修3-1同步练习：第2章 第4节 串联电路和并联电路 Word版含答案
第4节串联电路和并联电路1．串联电路特点：(1)各点的电流强度：I＝ I1＝I2＝…＝In．(2)电路两端的总电压：U＝U1＋U2＋…＋Un．(3)电路等效总电阻：R＝ R1＋R2＋…＋Rn．(4)各导体电压分配(分压原理)：U1R1＝U2R2＝…＝UnRn．2．并联电路特点：(1)电路两端的总电压：U1＝U2＝…＝Un．(2)电流的总电流：I＝I1＋I2＋…＋In．(3)电路电阻关系：1R＝1R1＋1R2＋…＋1Rn．(4)各支路电流分配(分流原理)：I1R1＝I2R2＝…＝InRn.(5)并联电路的几个重要结论：①并联电路的总电阻小于任何一个支路电阻；②并联电路中 ,当某一电阻增大(其余支路电阻不变) ,电路的总电阻增大；③每增加一个支路并联电路的总电阻都减小 ,每减小一个支路并联电路的总电阻都增大；④并联的两电阻阻值之和一定 ,当两电阻阻值相等时 ,并联总电阻最|大．3．小量程的电流表G要改装成量程较大的电压表时需串联一个电阻 ,要改装成量程较大的电流表时需并联一个电阻．电流表G的电阻Rg 叫电流表的内阻 ,指针偏转到最|大刻度时的电流Ig叫做满偏电流 ,此时加在它两端的电压Ug 叫做满偏电压．由欧姆定律可知Ug＝IgRg．►根底稳固1．以下说法错误的选项是(D)A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联 ,总电阻为零B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最|小的电阻C．在并联电路中 ,任意支路电阻增大或减小时 ,总电阻将随之增大或减小D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联 ,总电阻为无穷大解析：此题考查的是电阻的并联问题．并联电路的总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和 ,如果电阻R与电阻为零的导线并联 ,电阻那么被短路 ,总电阻为零 ,所以A正确．由1R总＝1R1＋1R2＋…＋1Rn,1R总＞1Rn,故Rn＞R总,所以总电阻小于支路中最|小电阻 ,当Rn 减小时 ,那么1Rn增大 ,1R总增大 ,故R总减小；同理 ,Rn增大 ,R总增大 ,所以B、C正确 ,D错．2．(多项选择)将分压电阻串联在电流表上 ,改装成电压表 ,以下说法中正确的选项是(BD)A．接上分压电阻后 ,增大了原电流表的满偏电压B．接上分压电阻后 ,电压按一定比例分别降在电流表和分压电阻上 ,电流表的满偏电压不变C．如分压电阻是表头内阻的n倍 ,那么电压表量程扩大到n倍D．通电时 ,电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析：此题考查的是电流表的改装问题．电流表改装成电压表后 ,电压按一定比例分别降在电流表和分压电阻上 ,电流表的满偏电压并不改变 ,并且电流表和分压电阻是串联关系 ,通过的电流一定相等 ,故A错 ,B、D正确．如分压电阻是表头内阻的n倍 ,那么电压表量程扩大到(n＋1)倍 ,故C错．3．(多项选择)三个阻值都为R的电阻 ,它们任意连接、组合 ,得到的电阻值可能是(BCD)A．0.5R B．3R C．1.5R D.2 3 R解析：全部串联R1＝3R ,全部并联R2＝R3；两并一串R3＝R＋R2＝32R＝1.5R.两串一并R4＝2R·R2R＋R＝23R ,综上正确选项为BCD.4．(多项选择)某同学在研究串联电路电压特点的实验 ,所用电路如下图 ,接通S后 ,将有内阻的电压表并联在A、C两点时 ,电压表的读数为U ,当并联在A、B两点时 ,读数为零 ,故障的原因可能是(BC)A．AB段断路 B．BC段断路C．AB段短路 D．BC段短路解析：接通S后 ,将电压表并联在A、C两点间的电压表读数为U ,说明电源没有故障．当并联在A、B两点时 ,读数为零 ,可能BC之间没有故障 ,但是AB之间短路 ,无电压 ,C正确 ,A错误 ,也可能是AB之间没有故障 ,BC短路 ,导致无电流 ,B正确 ,D错误．5．电阻R1、R2、R3串联在电路中 ,R1＝10 Ω ,R3＝5 Ω.R1两端电压为6 V ,R2两端电压为12 V ,那么以下说法错误的选项是(D) A．电路中的电流为0.6 AB．电阻R2的阻值为20 ΩC．三只电阻两端的总电压为21 VD．电阻R3两端的电压为4 V解析：电路中电流I＝U1R1＝610A＝0.6 A ,A对；R 2阻值为R2＝U2I＝120.6Ω＝20 Ω ,B对；三只电阻两端的总电压U＝I(R1＋R2＋R3)＝21 V ,C对；电阻R3两端的电压U 3＝IR3＝×5 V＝3 V ,D错．6．如下图 ,图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线 ,那么(BC)A．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域B．R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域C．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域D．R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅱ区域解析：I－U图象的斜率k表示电阻的倒数 ,由图象可知k1<k2,可得：R1＜R2.当R1和R2串联后的总电阻R＝R1＋R2＞R2,故k<k2,I－U图线应在Ⅲ区域 ,B正确；当R1和R2并联后的总电阻R＝R1R2R1＋R2<R1,故k>k1,I－U图线应在Ⅰ区域 , C正确．►能力提升7．(多项选择)利用滑动变阻器来改变用电器R上所得到的电压可以有图中甲、乙两种电路．用R表示滑动变阻器的全部阻值．选择哪个电路更适宜 , 以下表达正确的选项是(AC)A．假设R≫R ,那么采用电路甲比拟适宜B．假设R≫R ,那么采用电路乙比拟适宜C．假设R≈R ,那么甲、乙电路都适宜D．两种电路都能使R上的电压改变 ,因此两种电路都适合解析：假设R0≫R ,用分压式可调出大的变压范围 ,而限流式不能．假设R≈R ,那么分压式、限流式均可调出较大变压范围 ,故A、C正确．8．(多项选择)如下图的电路中 ,电压表和电流表的读数分别为10 V A ,电流表的内阻为0.2 Ω ,那么有关待测电阻Rx的以下说法正确的选项是(AC)A．Rx的测量值比真实值大B．Rx的测量值比真实值小C．Rx的真实值为99.8 ΩD．Rx的真实值为100.2 Ω解析：因为电流表和Rx 直接串联 ,所以电流表读数I′等于流过Rx的真实电流I ,电压表并联在电流表和Rx 串联电路的两端 ,故电压表读数U′大于Rx两端的真实电压U ,所以Rx 的测量值Rx′＝U′I′大于真实值Rx＝UI,故A对．Rx的真实值为：Rx ＝UI＝U′－I′RAI′＝10－0.1×0.20.1Ω＝99.8 Ω ,故C对．9．如下图 ,电路中的R1和R2相等 ,滑动变阻器的滑片P自左至|右滑动过程中 ,AB间的总电阻将(B)A．逐渐增大B．先增大 ,后减小C．逐渐减小D．先减小 ,后增大解析：从图中容易看出滑片P在变阻器的左端与右端时AB间总电阻是相等的 ,因此只要能比拟出滑片P在变阻器中间某一位置时的总电阻与滑片P在变阻器端点时的总电阻的大小 ,即可作出判断 ,又因为变阻器的阻值没有限定 ,所以可赋予各种可能值 ,因此用赋值法来解更为简捷．设R1和R2的阻值为R,滑动变阻器的阻值为2R,C为变阻器的中点．(1)当P位于变阻器左(或右)端时 ,R1(或R2)短接．R AB ＝2R·R2R＋R＝23R.(2)当P位于C点时RAB ＝R2＋R2＝R,故B项正确．10．欲用伏安法测定一段阻值约为5 Ω左右的金属导线的电阻 ,要求测量结果尽量准确 ,现备有以下器材：A．电池组(3 V ,内阻1 Ω)B．电流表(0～3 A ,内阻0.012 5 Ω)C．电流表(0～0.6 A ,内阻0.125 Ω)D．电压表(0～3 V ,内阻3 kΩ)E．电压表(0～15 V ,内阻15 kΩ)F．滑动变阻器(0～20 Ω ,额定电流1 A)G．滑动变阻器(0～2 000 Ω ,额定电流0.3 A)H．开关、导线(1)上述器材中应选用的是________________．(填写各器材的字母代号)(2)实验电路应采用电流表________(填 "内〞或 "外〞)接法．(3)设实验中 ,电流表、电压表的某组示数如以下图所示 ,图示中I＝________A ,U＝________V.(4)为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5 A范围内改变 ,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图 ,然后根据你设计的原理电路将以下图中给定的器材连成实验电路．解析：电源电动势3 V ,内阻1 Ω,待测电阻约为5 Ω,直接接在电源两极 ,电流约为0.5 A ,滑动变阻器串联接入电路中后电流会变小 ,所以电流表量程选0～0.6 A即可 ,这样电流表选C.由于电源电动势为3 V ,所以电压表量程满足0～3 V即可 ,这样电压表选D.选用滑动变阻器G时最|大电流超过0.3 A会烧毁 ,所以不能用 ,必须选滑动变阻器F.电压表D的内阻RV 为3 kΩ ,电流表内阻Rg为0.125 Ω ,而待测电阻约为5 Ω ,这样电压表D的内阻远大于待测电阻 ,所以选用电流表外接法时相对误差较小．为使电流能在0～0.5 A范围内改变 , 所以选用分压式接法．答案：(1)A、C、D、F、H(2)外(4)见以下图。
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（人教版）高中物理选修3-1（全册）课时同步练习汇总第1节电荷及其守恒定律练习1．物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷．2．自然界中只存在正电荷和负电荷两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．(1)正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷．(2)负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷．3．物体的三种起电的方式是：摩擦起电、接触起电、感应起电．4．物体带电的实质是得失电子．5．电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变．另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变．6．电荷量：表示电荷的多少，单位是库仑，简称库，用C表示．元电荷：与电子(或质子)电荷量绝对值相等的电荷，用e表示．e＝1.6×10－19_C；所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．7．电子的电荷量与质量的比叫做电子的比荷，电子的比荷为eme ＝1.76×1011_C/kg．►基础巩固1．(多选)下列说法正确的是(CD)A．电子和质子都是元电荷B．一个带电体的电荷量为205.5倍元电荷C．元电荷是最小的带电单位D．元电荷没有正、负之分解析：元电荷是最小的带电单位，带电体的带电荷量均为元电荷的整数倍；元电荷不是带电粒子，没有电性之说，故C、D正确．2．如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到“噼啪”的响声，还会看到电火花，这种现象产生的原因是(C)A．人身体上产生电流 B．接触带电造成的C．摩擦起电造成的 D．感应起电造成的3．关于摩擦起电和感应起电，以下说法正确的是(C)A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C．不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移D．以上说法均不正确解析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷．感应起电过程电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，所以ABD错误，C正确．4．(多选)对物体带电现象的叙述，下列说法正确的是(CD)A．一个不带电的物体内一定没有电荷B．物体带电一定具有多余的电子C．物体带电的过程就是电荷移动的过程D．带电体发生中和的现象是等量异种电荷完全相互抵消的结果解析：一个物体不带电并不是内部没有电荷，而是由于正、负电荷一样多，从而对外显示电中性．当正电荷多于负电荷时对外显示带正电；当负电荷多于正电荷时外显示带负电，故A、B错误．物体带电实质就是得失电子，即电荷移动，故C正确．带等量异种电荷的物体相接触时，带负电的物体中的多余电子全部移动到带正电的物体上与正电荷相互抵消，从而使两物体都呈电中性．故D正确．正确答案C、D.5．(多选)如图所示，挂在绝缘细线下的轻质带电小球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以(BC)A．甲图中两球一定带异种电荷B．乙图中两球一定带同种电荷C．甲图中两球至少有一个带电D．乙图中两球至少有一个带电解析：两球相互吸引的可能有两个：一是带异种电荷；二是一个带电，另一个被感应带电后吸引，因此A错误、C正确；两球相斥一定是带同种电荷，故B正确、D错误．6. 两金属小球所带电荷量分别为＋3Q和－Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为(B)A．＋3Q B．＋2Q C．＋Q D．－Q解析：由电荷守恒定律知，两小球接触后总带电量为中和后剩余量，即为ΔQ＝＋3Q－Q＝＋2Q，故选项B正确．►能力提升7．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断(C)A．验电器所带电荷量部分被中和B．验电器所带电荷量部分跑掉了C．验电器一定带正电D．验电器一定带负电解析：验电器的张角与所带电量的多少有关，电量大张角大，根据题意张角变小，所以说明验电器所带的电性与橡胶棒所带的电性相反，又因为毛皮摩擦过的橡胶棒带负电所以验电器带正电；橡胶棒没接触验电器，所以电荷不会被中和，只是被吸引到玻璃球一端，从而使金属箔片电量变少．故C正确．8．(多选)已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克u或反夸克d)组成的，它们带的电荷量如下表所示，表中e为元π＋π－u d u d带电荷量＋e －e ＋23e －13e －23e ＋13eA．π＋由u和d组成 B．π＋由d和u组成C．π－由u和d组成 D．π－由d和u组成解析：π＋带电荷量为＋e ，u 带电荷量为＋23e ，d 带电荷量为＋13e ，故π＋由u 和d 组成，A 对、B 错．π－带电荷量为－e ，d 带电荷量为－13e ，u 带电荷量为－23e ，故π－由d 和u 组成，D 对、C 错．9．如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列方法中不能使两球都带电的是(B)A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．使棒与甲球瞬时接触，再移走棒D ．先使乙球瞬时接地，再移走棒解析：由于静电感应，甲球感应出正电荷，乙球感应出负电荷，把两球分开后，它们带上了等量异种电荷，所以A 正确；若先将棒移走，则两球不会有静电感应现象产生，所以不会带上电荷，B 错误；使棒与甲球接触，则两球会因接触起电而都带上负电荷，所以C 正确；若使乙球瞬时接地，则乙球上感应出的负电荷因受斥力而被导走，再将棒移走，由于甲、乙是接触的，所以甲球上的正电荷会重新分布在甲、乙两球上，结果是两球都带上了正电荷，所以D 正确．10．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A 、B ，分别带有电荷量Q 1＝6.4×10－9 C ，Q 2＝－3.2×10－9 C ，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少？解析：当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q ′A ＝Q′B ＝Q 1＋Q 22＝6.4×10－9－3.2×10－92 C＝1.6×10－9 C.在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带Q′B 的正电荷量，这样，共转移的电子电荷量为ΔQ＝－QB＋Q′B＝(3.2×10－9＋1.6×10－9) C＝4.8×10－9 C.转移的电子数n＝ΔQe＝4.8×10－91.6×10－19＝3.0×1010(个)．答案：电子由B球转移到A球，转移了3.0×1010个电子．第2节库仑定律1．库仑是法国物理学家，库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．库仑定律公式：F＝k q1q2r．静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2.3．库仑定律适用条件：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力．4．点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至其形状、大小及电荷分布状况对相互作用力的影响可以忽略．5．两个电荷之间的相互作用力，是作用力与反作用力，遵循牛顿第三定律．6．实验证明：两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个电荷的作用力等于各个点电荷对这个电荷的作用力的矢量和．7．如果知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则，就可以求出带电体间的静电力的大小和方向．►基础巩固1．下列说法中正确的是(C)A．点电荷是指体积很小的电荷B．根据F＝k q1q2r2知，当两电荷间的距离趋近于零时，静电力将趋于无穷大C．若两点电荷的电荷量q1＞q2，则q1对q2的静电力等于q2对q1的静电力D．用库仑定律计算出的两电荷间的作用力是两者受力的总和2．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”)．答案：减小 增大 控制变量法3．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 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r2，则两球间库仑力的大小为(C)A.112F B.34F C.43F D ．12F 解析：由库仑定律得：F ＝k 3Q 2r 2，两球相互接触后各自带电荷量Q′＝（＋3Q －Q ）2＝Q ，故当二者间距为r 2时，两球间库仑力F′＝k Q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝k 4Q 2r 2，故F′＝43F ，C 正确．4．两个半径均为1 cm 的导体球，分别带上＋Q 和－3Q 的电荷量，两球心相距90 cm ，相互作用力大小为F.现将它们碰一下后又分开，两球心间相距3 cm ，则它们的相互作用力大小变为(D)A ．3 000FB ．1 200FC ．900FD ．无法确定解析：两球心相距90 cm 时，两球距离比球本身大得多，由库仑定律，F ＝kQ 1Q 2r 2＝k Q ×3Q 0.92；两球相碰后，电荷量变为－Q 、－Q ，但两球心距离变为3 cm ，这时两球不能再被看作点电荷，所以不能用库仑定律计算．但可定性分析，由于同性相斥、异性相吸原理，电荷向远端移动，所以距离大于3 cm，F＜kQ20.032.5．(多选)两个完全相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两球相互接触后再放回原来位置，则它们的库仑力可能为原来的(CD)A. 47B.37C.97D.167解析：设两小球的电荷量分别为Q和7Q，则在接触前它们的库仑力大小为F＝k Q×7Qr2.当两球带同种的电荷时，接触后它们的电荷量要平均分配，各为4Q，库仑力大小为F＝k 4Q×4Qr2，此时的库仑力为原来的167倍．当两球带异种电性的电荷时，接触后它们的电荷要先中和，再平均分配其余的电荷量，各为3Q，库仑力大小为F＝k 3Q×3Qr2，是原来的97倍．►能力提升6．如图所示，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所带电荷量的大小比b的小．已知c受到a 和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是(B)A．F1 B．F2C．F3 D．F4解析：据“同电性相斥，异电性相吸”规律，确定电荷c受到a和b的库仑力Fac 、Fbc的方向，若Fbc＝Fac，则两力的合力沿水平方向，考虑到a的带电荷量小于b的带电荷量，故Fbc 大于Fac，Fbc与Fac的合力只能为F2.故选B.7．两个大小相同的小球带有同种电荷(可看做点电荷)，质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与重垂线方向的夹角为α1和α2，且两球处于同一水平线上，如右图所示，若α1＝α2，则下述结论正确的是(C)A ．q 1一定等于q 2B ．一定满足q 1m 1＝q 2m 2C ．m 1一定等于m 2D ．必须同时满足q 1＝q 2，m 1＝m 2解析：由于小球所处的状态是静止的，故用平衡条件去分析．以小球m 1为研究对象，则小球m 1受三个力F T 、F 、m 1g 作用，以水平和竖直方向建立直角坐标系，如下图所示，此时只需分解F T ，由平衡条件⎩⎨⎧F x 合＝0F y 合＝0得⎩⎨⎧F T sin α1－k q 1q 2r 2＝0F T cos α1－m 1g ＝0则tan α1＝kq 1q 2m 1gr 2. 同理，对m 2分析得tan α2＝kq 1q 2m 2gr 2.由于α1＝α2，故tan α1＝tan α2，可得m 1＝m 2.可见，只要m 1＝m 2，不管q 1、q 2如何，α1都等于α2，故正确选项为C.8．(多选)如图所示，两根绝缘丝线挂着两个质量相同的小球A、B，此时上、下丝线的受力分别为TA 和TB；如果使A带正电，使B带负电，上下丝线的受力分别为TA ′和TB′，则下列关于TA′和TB′的关系判断正确的是(AD)A．TA ′＝TAB．TA′<TAC．TA ′>TAD．TB′<TB解析：以A、B两球组成的整体为研究对象，无论是小球带电还是小球不带电，分析其受力情况并根据平衡条件可知：上方丝线的拉力大小总是等于下面两球的重力之和，但是以B球为对象分析其受力情况可知，当A、B球不带电时：TB ＝mBg，当A、B球分别带正电和负电时：TB′＝mBg－F.故选项A、D正确．9．如图所示，A、B两个点电荷的电荷量分别为＋Q和＋q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧相连接，当系统平衡时，弹簧的伸长量为x，若弹簧发生的均是弹性形变，则(B)A．保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量为2xB．保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0 C．保持Q不变，将q变为－q，平衡时弹簧缩短量等于xD．保持q不变，将Q变为－Q，平衡时弹簧缩短量小于x解析：由库仑定律F＝k Q1Q2r2和胡克定律F＝kx以及同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可得B正确．10．如图，A、B是系在绝缘细线两端，带有等量同种电荷的小球，其中mA ＝0.3 kg，现将绝缘细线绕过O点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，OA的线长等于OB的线长，A球紧靠在光滑绝缘竖直墙上，B球悬线OB偏离竖直方向60°角，求：B球的质量和细绳中的拉力大小．解析：如图受力分析．设AB球间作用力为F，绳拉力为T，墙对A球支持力为N对A球：Fcos 60°＋mAg＝T对B球：Tsin 60°＝Fsin 60°，Tcos 60°＋Fcos 60°＝mBg联立解得：T＝6 N，mB＝0.6 kg第3节电场强度1．电场：电荷的周围空间存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫静电力，电荷间的相互作用是通过电场发生的．2．电场强度．(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力与电荷量的比值，叫该点的电场强度，简称场强．(2)定义式：E＝Fq，其单位是N/C或V/m．(3)方向：场强的方向与正电荷受静电力的方向相同，与负电荷受静电力的方向相反．(4)特例：①点电荷的场强：E＝kQ r．如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就相互叠加形成合电场，这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和，叫做电场的叠加．②匀强电场：场强大小、方向处处相同．3．电场线．电场发自于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷．电场线的疏密定性地反映了电场的强弱，电场线上每一点的切线方向表示了该点场强方向．点电荷的电场线是发散(或会聚)的直线，匀强电场的电场线是间隔相等的平行直线．4．E＝Fq中的E是利用比值法定义的物理量，E的大小、方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放试探电荷，以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关．既不能认为E与F成正比，也不能认为E与q成反比．►基础巩固1．有关对电场强度的理解，下述正确的是(D)A．由E＝Fq可知，电场强度E跟放入电荷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E＝kQr2可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度接近无穷大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2. 下列关于电场的叙述中，正确的是(D)A．点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同B．正电荷周围的场强一定比负电荷周围的场强大C．取走电场中某点的试探电荷后，该点的场强为零D．电荷在电场中某点所受电场力的方向与该点场强的方向不一定相同解析：A.点电荷产生的电场中，以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强大小都相等，方向不同，故场强不同，所以A错误；B.电场强度大小是由某点电荷所受电场力与其电荷量的比值来确定，而与所带的电性无关，故B错误；C.某点处的场强与试探电荷无关，只与场源电荷有关，故C错误；D.电场强度的方向为正电荷所受电场力的方向，也可以是负电荷在该点受力的反方向，所以正、负电荷在电场中的同一点所受的电场力方向相反，故D正确．3．(多选)图为点电荷Q产生的电场的三条电场线，下面说法正确的是(AC)A．若Q为负电荷，EA ＞EBB．若Q为负电荷，EA ＜EBC．若Q为正电荷，EA ＞EBD．若Q为正电荷，EA ＜EB解析：因电场线越密场强越大，所以无论Q是何种电荷都有EA ＞EB.4．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连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ.则 (B)A．q1＝2q2B．q1＝4q2C．q1＝－2q2D．q1＝－4q2解析：已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，根据点电荷的电场强度公式得：kq1（PR）2＝kq2（RQ）2且PR＝2RQ，解得：q1＝4q2，故选B.5．(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱．如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称．则(AC)A．B、C两点场强大小和方向都相同B．A、D两点场强大小相等，方向相反C．E、O、F三点比较，O的场强最强D．B、O、C三点比较，O点场强最强解析：由对称性可知，B、C两点场强大小和方向均相同，A正确；A、D两点场强大小相同，方向也相同，B错误；在两电荷连线的中垂线上，O点场强最强，在两点电荷连线上，O点场强最弱，C正确．►能力提升6．(多选)如图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为m、电荷量为q，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E，下列说法正确的是(AD)A．小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切值为qE mgB．若剪断悬线，则小球做曲线运动C．若剪断悬线，则小球做匀速运动D．若剪断悬线，则小球做匀加速直线运动解析：对小球受力分析如图可知tan α＝qEmg，A正确．剪断悬线后，小球受qE和mg的合力为定值，所以小球做匀加速直线运动，D正确．7．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的初速度从a点沿电场线运动到b点，其速度v与时间t的关系图象如图甲所示．则此电场的电场线分布可能是图乙中的(A)解析：选A.从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从a到b电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.8．(多选)一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则 (BD)A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的速度小于B点的速度D．粒子的初速度不为零解析：由于带电粒子运动的方向与电场线不平行，故初速度不为零，粒子受电场力方向与场强方向相反，故粒子带负电，A错， D正确，因A点的电场线比B点密，故加速度逐渐减小，B正确．带电粒子从A运动到B的过程中，电场力对它做负功，动能减小，速度减小，C错误．9．如右图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加有如右图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的12，求(1)原来的电场强度为多大？(2)物体运动的加速度大小．(3)沿斜面下滑距离为l时物体的速度．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)解析：(1)对小物块受力分析如右图所示，物块静止于斜面上，则mgsin 37°＝qEcos 37°，E＝mgtan 37°q.(2)当场强变为原来的12时，小物块的合外力F合＝mgsin 37°－12qEcos 37°＝12mgsin 37°.又F合＝ma，所以a＝3 m/s2，方向沿斜面向下．(3)由动能定理得F合·l＝12mv2－0，所以12mgsin 37°·l＝12mv2，所以v＝6l.答案：(1)mgtan 37°q(2)3 m/s2，方向沿斜面向下(3)6l第1节电源和电流1．形成电流的条件．(1)导体中有能够自由移动的电荷．(2)导体两端存在电压．2．电流的方向．与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．电流虽然有方向，但它是标量．3．电流．(1)定义式：I＝qt .(2)微观表达式：I＝nqSv．(3)单位：安培(安)，符号A, 1 A＝1_C/s．►基础巩固1．关于电源和电流，下列说法中正确的是(C)A．电流是由大量电荷的无规则运动形成的B．电路中只要有电源，就一定会有电流C．在电源外部，电流从电源的正极流向负极D．电流的方向总是从电源的正极流向负极解析：A.电荷的定向移动方向形成电流，电荷的无规则运动不会形成电流；故A错误；B.电路中有电源，如果电路没有闭合，则电路中没有电流，故B 错误；C.在电源外部，电流由电源正极流向电源负极，故C正确；D.在电源的内部，电流由电源的负极流向正极；故D错误．故选C.2．下列说法不正确的是(A)A．自由电荷运动时必定形成电流B．形成电流必须要有自由电荷C．形成电流必须要有电压D．电源的作用是维持导体两端的电压解析：A.自由电荷的定向移动形成电流，故A错误．BC.形成电流的条件：有自由电荷，两端要有电压，二者缺一不可，故BC正确． D.电源是提供能源的装置，电动势是表征电源的物理量，电源是给用电器提供电压的，故D正确．本题是选不正确的，故选A.3．关于电流的方向，下列说法中正确的是(C)A．在金属导体中电流的方向是自由电子定向移动的方向B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成电流，所以电流有两个方向解析：电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故选项C正确．4．关于电流的说法中正确的是(D)A．根据I＝qt，可知I与q成正比B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位解析：依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然选项A是错误的；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B也是错误的．电流是标量，故选项C也不对．5．电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m2的导线，那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10－19 C)(D)A．0.016 μA B．1.6 mAC．16 μA D．0.16 μA解析：由电流的定义式I＝qt可知，电流大小与横截面积无关，代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA.6．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA，也就是说(B) A．1 h电池供给8 C的电荷量B．1 000 s电池供给8 C的电荷量C．1 s电池供给8 C的电荷量D．1 min电池供给8 C的电荷量解析：由公式I＝qt，供给8 C电荷量时的通电时间t＝qI＝88×10－3s＝1 000s．故选B.►能力提升7．关于稳恒电场，下列说法不正确的是(A)A．稳恒电场的电场强度随时间而变化B．稳恒电场的电场强度不随时间而变化C．稳恒电场是导体中形成电流的条件D．电源可以使导体中形成稳恒电场解析：稳恒电场是指电场强度的大小方向随时间均不变化的电场；A错，B 对；稳恒电场保持恒定的电压，是电路中形成电流的必要条件，C对；电源的作用是提供电能，使正负极产生稳定的电压，形成稳定的电场．D对．故答案选A.8．如果在导体中产生了电流，则下列说法中正确的是(C)A．导体两端的电压为0，导体内部的场强不为0B．导体两端的电压为0，导体内部的场强为0C．导体两端的电压不为0，导体内部的场强不为0D．导体两端的电压不为0，导体内部的场强为0解析：在导体内产生了电流，说明自由电荷在静电力的作用下发生定向移动，因此导体内部的场强不为零，导体两端的电压也不为零，选项C正确．9．铜的相对原子质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为(D)A．光速c B.IneSC.ρIneSmD.mIneSρ。