2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册 第一章 静电场与电场强度 单元检测（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第一章
静电场与电场强度
单元检测（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．电场强度是矢量。电场中某点的电场方向（　　）
A．与正电荷在该点所受的静电力的方向相同
B．与负电荷在该点所受的静电力的方向相同
C．与正电荷在该点所受的静电力的方向垂直
D．与负电荷在该点所受的静电力的方向垂直
2．绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示。下列关于
M、N带电情况表述正确的是（　　）
A．M一定带正电
B．M、N都带正电
C．M、N都带负电
D．M、N可能带异种电
3．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示a、b两点的电场强度大小，则（　　）
A．电场线从a指向b，所以EaB．电场线从a指向b，所以Ea>Eb
C．电场线是直线，所以Ea=Eb
D．不知a、b附近的电场线分布，Ea、Eb大小关系不能确定
4．如图、两带电小球用绝缘细线悬挂在点，平衡时两小球刚好在同一高度上，。悬线长度不相等，两小球质量为，，电量，，下列说法正确的是（　　）
A．、两带电小球一定带异种电荷
B．两小球带电量必然有
C．两小球质量必然有
D．上述情况下，不改变、的质量及带电量而使两悬线长度变得相等，重新平衡时悬挂、的悬线与竖直方向的夹角分别为、会有
5．如图所示，粗细均匀的绝缘棒组成一直径为r的圆形线框，线框上均匀地分布着正电荷，O是线框的圆心，现在线框上A处取下足够短的带电量为q的一小段，将其沿AO连线向右移动到距圆心O点2r的B点处，若线框的其他部分的带电量与电荷分布保持不变，则此时O点的电场强度大小为（　　）
A．0
B．
C．
D．
6．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O，将电荷量分别为＋q和-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示。要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（　　）
A．应放在A点，Q=2q
B．应放在B点，Q=-2q
C．应放在C点，Q=-q
D．应放在D点，Q=-q
7．两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，电荷量Q1，B处电荷带负电电荷量Q2，且Q2
=
5Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则（
）
A．Q3为负电荷，且放于B右方
B．Q3为负电荷，且放于A左方
C．Q3为正电荷，且放于A、B之间
D．Q3为正电荷，且放于B右方
8．如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q|?|q|）由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是（　　）
A．若Q为正电荷，则q带正电，Fa>Fb
B．若Q为正电荷，则q带正电，FaC．若Q为负电荷，则q带负电，Fa>Fb
D．若Q为负电荷，则q带正电，Fa9．如图所示，两个带电量分别为Q1与Q2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的小球A，悬浮于空中不动，此时A离Q1的距离为，离Q2的距离为d。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则（　　）
A．Q1与Q2为同种电荷
B．Q1=3Q2
C．
D．
10．如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷，、是金属板右侧表面的两点，其中到的距离较小。下列说法正确的是（　　）
A．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电
B．由于静电感应，金属板右侧表面带正电，左侧表面带负电
C．整个导体，包括表面上的、点，是一个等势体，且电势等于零
D．、两点的电场强度不为零，且、两点场强方向相同，但点的场强比点的场强要强（大）
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．如图所示为一个密立根油滴实验的示意图．实验中用喷雾器向一个透明的小盒子里喷入带电油滴．小盒子中的上下板分别连接电池的两极，让上板成为正极板、下板成为负极板．带电油滴在上下板之间受力的作用而运动，运动的速度可以通过改变极板间的电压来控制．
（1）现观察到一个油滴正在匀速下降，这时AB两板间的匀强电场强度为E，现测得油滴的质量为m，则这个油滴带_______电，带电荷量为________．(用E、m、g表示)
（2）密立根不断改变电压，仔细观察油滴的运动，经过反复试验得出大量数据，得到如下表所示数据：
油滴带电量（）
q1
q2
q3
q4
q5
q6
q6
……
qn
3.2
4.8
6.4
8.0
11.2
9.6
17.6
……
12.8
你从密立根所测得的大量数据中可得出的结论是：____________________________
12．某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用与哪些因素有关时，设计了以下实验：
（1）该组同学首先将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上．把系在绝缘细线上的带正电的小球B（图中未画出）先后挂在图中P1、P2、P3位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小．同学们根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小，小球B所受带电球体A的作用力__________（填“越大”或“越小”或“不变”），实验发现小球B在位置______细线偏离竖直方向的角度最大（填“P1或P2或P3”）
（2）接着该组同学使小球处于同一位置，增大或减少小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化．如图，悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B．在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A．当A球到达悬点P1的正下方并与B在同一水平线上B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ．若两次实验中A的电量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为（___）
A．2
B．3
C．2
D．3
三、解答题（共45分）
13．如图用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球质量为1.0×10-3kg，所带电荷量为2.0×10-8C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为30°。求：
（1）小球受到的电场力大小；
（2）匀强电场的电场强度大小。
14．如图所示，真空中有两个固定的点电荷Q14.0108C和Q28.0108C。求它们连线上P点的场强的大小和方向。
15．如图，若此电场为正点电荷Q的电场，在距Q的距离为r处放一试探电荷q，求q受到的静电力F与q的比值；该比值与q有关吗？
16．如图所示，以O为圆心，r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，空间有与x轴正方向相同的匀强电场，同时在O点固定一个电荷量为的点电荷。如果把一个电荷量为的试探电荷放在c点，则恰好平衡。已知静电力常量为k，求：
(1)匀强电场的场强大小为多少？
(2)d点的场强大小为多少？
参考答案
1．A
【详解】
电场中某点的电场方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同，与负电荷在该点所受的静电力的方向相反。
故选A。
2．D
【详解】
绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，对N受力分析，根据平衡条件得：球N受重力、细线的拉力和水平向左的引力，所以M、N带异种电荷，所以M可能带正电，也可能带负电
故选D。
3．D
【详解】
a、b在一条电场线上，无法判断电场线的疏密，也就无法判断a、b两点电场强度的大小。
故选D。
4．D
【详解】
AB．对小球受力分析，重力、库仑力与拉力，两小球之间的库仑力大小相等，方向相反，两带电小球的电荷量无法判断，根据平衡条件可知，两小球之间的力为斥力，故、两带电小球一定带同种电荷，故AB错误；
C．由平衡条件得
由于
故
故C错误；
D．假设平衡时如下图所示
将两小球看成一个整体，则整体受力平衡，则可以当成一个以O为支点的杠杆，杠杆平衡的条件是
设轻绳长为L，由几何关系知
即
整理得
故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
线框上剩余的电荷在O点产生的电场的场强等效为线框上与A关于O对称的位置的带电量为q的电荷在O点产生的场强，故
E1＝
方向水平向左；将A处的带电量为q的一小段移到B点时，其在O点产生的电场的场为：、
E2＝
方向水平向左；由场强的叠加可知O点的场强
E＝E1＋E2＝
方向向左，ABC错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
两个点电荷在O点产生的场强大小都为
?，两个场强的方向互成120°，根据平行四边形定则，合场强大小为，方向水平向右，所以最后一个电荷在O点产生的场强大小为，方向水平向左，才能使圆心处的电场强度为零，所以，应在C点放电荷
的电荷。
故选C。
7．C
【详解】
A．若Q3为负电荷，且放于B右方，则Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向均向右，整个系统不可能处于平衡状态，A错误；
B．若Q3为负电荷，且放于A左方，则Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向均向左，整个系统不可能处于平衡状态，A错误；
C．若Q3为正电荷，且放于A、B之间，则Q1对Q3的电场力向左，Q2对Q3的电场力方向向右，对于以A、B做研究对象也同理，则整个系统可能处于平衡状态，C正确；
D．若Q3为正电荷，且放于B右方，则Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向均向左，整个系统不可能处于平衡状态，D错误。
故选C。
8．AC
【详解】
根据电场线的疏密可知，Ea＞Eb，则Fa＞Fb；带电粒子由a点到b点电场力做正功，若场源Q为负电荷，可知该带电粒子带负电；若场源Q为正电荷，可知该带电粒子带正电；综上可知，AC正确，BD错误。
故选AC。
9．AD
【详解】
A．对于小球A悬浮于空中，因此Q1对A的排斥力与Q2对A的排斥力的合力，一定以A所受的重力等大反向，故Q1与Q2与A都带同种电荷，A正确；
BCD．利用三角形的边角关系可知
，
根据库仑定律和平衡条件，可得
解得
，
因此BC错误，D正确。
故选AD。
10．CD
【详解】
画出电场线如图所示
AB．根据静电感应的原理可知，同种电荷相斥，异种电荷相吸，又因右侧接地，由于右侧表面右边有正点电荷，金属板右侧表面仍带负电，那么左侧表面多余电荷被中和，因此不带正电，故AB错误；
C．导体在电荷Q的电场中处于静电平衡状态时，在导体内部任意一点，感应电荷产生的附加电场的场强与电荷Q产生的场强与大小相等，方向相反，此时导体的内部场强处处为0，电荷只分布在导体的外表面，且整个导体是一个等势体，故C正确；
D．静电平衡的导体，电荷分布在外表面，则a、b两点的电场强度不为零，根据电场线的分布可知，a、b两点电场强度方向相同，但a点的电场强度比b点的电场强度要强（大）一些，故D正确。
故选CD。
11．负
mg/E
油滴所带电量是1.6×10－19C的整数倍
【详解】
（1）该油滴竖直向下做匀速直线运动，受重力和电场力，二力平衡；故电场力向上，而场强向下，故油滴带负电荷；匀速运动是平衡状态，重力和电场力平衡：mg=F=qE，解得：．
（2）从密立根所测得的大量数据中可得出的结论是：油滴所带电量是1.6×10-19C的整数倍．
12．越小
P1
C
【详解】
（1）[1][2]．小球受重力、拉力和库仑力的作用，当库仑力越大，细线的偏角越大，库仑力越小，细线的偏角越小；根据库仑定律可知距离越远，库仑力越小，偏角越小，故在P1位置处偏角最大．
（2）[3]．设小球质量为m，电量为q，与b球的距离为r，当A球带电量为q1时，由平衡条件得
当A球带电量为q2时，由平衡条件得：
联立解得
故选项C正确．
13．（1）；（2）N/C
【详解】
（1）根据受力分析得
解得
（2）根据电场力公式
解得N/C
14．1000N/C，方向向右．
【解析】
【详解】
点电荷Q1=4.0×10-8C在P点的场强大小为：，方向向右；
点电荷Q2=8.0×10-8C在P点的场强大小为：，方向向左；
根据电场的叠加原理得：P点的场强的大小
E=E1-E2=1000N/C，方向向右．
15．
；无关
【详解】
略
16．(1)；(2)?
【详解】
(1)把一个带电荷量为-q的检验电荷放在c点，恰好平衡，有：
解得匀强电场的场强大小为：
(2)匀强电场与+Q点电荷在d处形成的电场方向相互垂直，因而，d点的场强大小为：
?