第一章 静电力与电场强度 单元测试题（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第一章
静电力与电场强度
单元测试题（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．关于物理学史，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿通过扭秤实验测出了引力常量
B．密立根最早测出了元电荷的数值
C．开普勒发现了万有引力定律
D．富兰克林通过扭秤实验发现了电荷间相互作用的规律
2．如图，在真空中把一不带电的绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近（不接触）过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导体A端将感应出负电荷
B．导体内部电场强度越来越大
C．导体两端带上异种电荷，说明静电感应在导体上创造了电荷
D．导体的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度
3．某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（　　）
A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织
B．乙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使身体能够导电，对人体起保护作用
C．丙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使体内场强保持为零，对人体起保护作用
D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
4．如图所示，质量分别是m1和m2带电量分别为q1和q2的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β（α>β），两小球恰在同一水平线上，那么（　　）
A．两球一定带异种电荷
B．q1一定大于q2
C．m1不一定小于m2
D．m1所受库仑力一定大于m2所受的库仑力
5．三个点电荷依次在一直线上，q2与q3的距离为q1与q2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，三个电荷的电量之比为（　　）
A．-9:4:-36
B．9:4:36
C．-3:2:6
D．3:2:6
6．带电荷量分别为和的两个相同的金属小球，相距一定距离r时，相互作用力大小为F。若只将它们的距离变为2r，则相互作用力大小变为（　　）
A．2F
B．4F
C．
D．
7．如图所示，图中曲线表示电场中的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（　　）
A．这个电场可能是负电荷的电场
B．这个电场可能是匀强电场
C．点电荷在A点时的受到的电场力比在点时受到的电场力大
D．负点电荷在点时受到的电场力方向沿点的切线方向
8．如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是（　　）
A．C棒的电势一定高于D棒的电势
B．用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流
C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地
D．若将B球接地，B一定带正电荷
9．如图所示为点电荷Q的电场中的三条电场线，下列说法正确的是（
）
A．若Q为负电荷，EA＜EB
B．若Q为负电荷，EA＞EB
C．若Q为正电荷，EA＜EB
D．若Q为正电荷，EA＞EB
10．在库仑扭秤实验中，对于库仑力的研究，所使用的思想方法是（　　）
A．均分思想
B．放大法
C．控制变量法
D．补偿法
11．如图所示，两根绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的带正电小球(可视为质点)系于同一点，A球靠在绝缘墙壁上，B球保持静止状态。两球所带电荷量分别为qA=2q和qB=4q。现将B球与A球接触后再次释放，稳定后两球均静止，下列说法中正确的是（　　）
A．B球的电荷量不变
B．轻绳对B球的拉力大小不变
C．A、B两球间库仑力变大
D．A、B两球间距离变小
12．如图所示，a、b、c、d
四个质量均为
m
的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中
a、b、c
三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕
O
点做半径为
R
的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球
d
位于
O
点正上方
h
处，且在外力
F
作用下恰处于静止状态，已知
a、b、c
三小球的电荷量大小均为
q，小球
d
的电荷量大小为
6q，h＝R。重力加速度为
g，静电力常量为
k。则（
）
A．小球
a
一定带正电
B．小球
c
的加速度大小为
C．小球
b
的周期为
D．外力
F
竖直向上，大小等于mg＋
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．电荷A是如何对电荷B产生作用力的？电荷B是如何对电荷A产生作用力的？
14．真空中有两个点电荷A和B，A带点量q1=-8×10-9C，B带电量q2=+3.2×10-9C，A和B距离r=40cm，求：
(1)B对A的电场力的大小和方向.
(2)A在B处的电场强度的大小和方向.
15．如图所示，，，A、B相距3cm；在水平方向匀强电场的作用下A、B保持相对静止，绝缘悬线沿竖直方向。（A、B两球可视为点电荷）求：
(1)外电场场强大小及方向；
(2)A、B中点处电场的场强大小及方向。
16．将电荷量q1=
+2.0×10-6C的试探电荷放置于匀强电场中的A点，受到电场力的大小F1=6.0×10-3N，方向竖直向上。
(1)求电场强度E的大小和方向；
(2)若在A点放置q2=-4.0×10-6C的试探电荷，求它所受的电场力F2的大小和方向。
参考答案
1．B
【详解】
A．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，故A错误；
B．密立根最早测出了元电荷的数值，故B正确；
C．牛顿在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律，故C错误；
D．库伦通过扭秤实验发现了电荷间相互作用的规律，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
A．因为P带负电，则导体A端将感应出正电荷，选项A错误；
B．导体处于静电平衡时，内部电场强度均为零，选项B错误；
C．导体两端带上异种电荷，只是电荷的转移，不是静电感应在导体上创造了电荷，选项C错误；
D．因MN两点的合场强为零，而MN两点的场强均等于P在该点的场强与感应电荷的场强的和，因P在M点的场强大于N点的场强，则导体的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度，选项D正确。
故选D。
3．C
【详解】
电工穿的铜丝编织的高压作业量可以有效避免电工受到电击，使内部场强处处为零，对人体起到保护作用，主要应用了静电屏蔽原理，选项C正确，ABD错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．两球相互吸引必定是异种电荷。故A正确；
B．根据牛顿第三定律，两球间的库仑力大小相等，无法判断电量的大小，故B错误；
C．设两球间库仑力大小为F，对m1研究，得到
F=m1gtanα
同理，对m2研究，得到
则有
因α＞β，得到
m1＜m2
故C错误；
D．根据牛顿第三定律，m1所受库仑力一定等于m2所受的库仑力，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
要三个电荷所受合力均为零，q1、q3必为同种电荷，且q2与q1、q3电性相反；设q1、q2之间的距离为L，q2、q3之间的距离为2L．因为每个电荷所受静电力的合力均为零
对q1列平衡方程得
对q2列平衡方程得
由以上解得
三个电荷的电量之比为-9:4:-36，所以A正确，BCD错误。
故选A。
6．C
【详解】
根据库仑定律得
，
解得
故选C。
7．C
【详解】
A．负点电荷的电场线是自四周无限远出发，从不同方向指向负点电荷的直线，而题图中的电场线是曲线，故A错误；
B．由于匀强电场的电场强度处处相同，它的电场线应该是处处疏密均匀且相互平行的直线，故B错误；
C．由题图电场线的疏密程度可知，A处的电场强度大于B处的电场强度，所以点电荷在A点时的受到的电场力比在点时受到的电场力大，故C正确；
D．电场线的切线方向为该点场强的方向，负点电荷在点时受到的电场力方向与场强方向相反，所以负点电荷在点时受到的电场力方向沿点的切线相反方向，故D错误。
故选C。
8．AB
【详解】
A．A、B间的电场由A指向B，沿电场方向电势降低，故C棒的电势一定高于D棒的电势，A正确；
B．C的左右两端分别感应处负、正电荷，D的左右两端分别感应出正、负电荷，用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，C、D将变成一个等势体，C右端的正电荷与D左端的负电荷将中和掉，故将有从y流向x的电子流，B正确；
CD．若将B球接地，B的部分负电荷将流入大地，由于静电感应，B的左侧仍有部分负电荷，B带负电，CD错误。
故选AB。
9．BD
【详解】
由于不知道电场线的方向，所以不能判断该电场是正电荷还是负电荷产生的，但是无论是正电荷还是负电荷，都是A点的电场线密，B点的电场线疏，则EA＞EB.
A．若Q为负电荷，EA＜EB，与结论不相符，选项A错误；
B．若Q为负电荷，EA＞EB，与结论相符，选项B正确；
C．若Q为正电荷，EA＜EB，与结论不相符，选项C错误；
D．若Q为正电荷，EA＞EB，与结论相符，选项D正确；
10．ABC
【详解】
A．在库仑扭秤实验中，库仑是利用电量减半，再减半，观察力是不是随之减半再减半，而不是真正测出了力的大小，他使用的思想方法是均分思想，故A符合题意；
B．库仑通过扭秤实验的研究运用了微小量放大法，即当入射角改变α时，反射角改变2α的原理，将扭秤转动的角度通过反射光线在屏上光斑移动显示出来，故B符合题意；
C．库仑通过扭秤实验的研究运用了控制变量法，即控制入射光线不变的条件下，当入射角改变α时，反射角改变2α的原理，将扭秤转动的角度通过反射光线在屏上光斑移动显示出来，故C符合题意；
D．在库仑扭秤实验中，库仑没有用到补偿的物理思想，故D不符合题意。
故选ABC。
11．BC
【详解】
A．两个完全相同的小球接触后带电量平方，则两个小球后来的带电量
B球的带电量减小，故A错误；
BCD．对B球受力分析，受重力、拉力和库仑力，如图所示
根据平衡条件并结合相似三角形法，则有
由于与不变，小球的质量不变，绳子的拉力不变，设开始时之间的即可为，接触后之间的距离为，则开始时有
后来平衡时有
联立可得
可得A、B两球间距离变大，A、B两球间库仑力变大，故BC正确，D错误。
故选BC。
12．BD
【详解】
A．a、b、c三小球所带电荷量相同，要使三个做匀速圆周运动，d球与a、b、c三小球一定是异种电荷，由于d球的电性未知，所以a球不一定带正电，故A错误。
BC．设
db连线与水平方向的夹角为α，则
对b球，根据牛顿第二定律和向心力得：
解得
则小球c的加速度大小为，故B正确，C错误。
D．对d球，由平衡条件得
故D正确。
故选BD。
13．见解析
【详解】
电荷A在周围产生电场，该电场对电荷B有力的作用，电荷B在周围产生电场，该电场对电荷A有力的作用．
14．（1）14.4×10-7N，由A指向B（2）4.5×102N/C　由B指向A
【解析】
【详解】
(1)B对A的电场力大小即为A受到B的库仑力
?A、B两个点电荷带异种电荷相互吸引，A受到B的电场力方向为：由A指向B；
(2)A在B处的电场强度的大小为:
A带负电荷在B点产生的场强方向为由B指向A.
【点睛】
本题考查点电荷电场力和电场强度的计算，注意：判断方向时，电场力同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；正点电荷受力方向为该点场强方向．
15．(1)2×105N/C，方向向左；(2)1.4×106
N/C，方向向右
【详解】
(1)由于带电两球等量异种电荷，以A球为研究对象，小球没有受到外电场的作用时，两带电小球会相互吸引，故小球会往右摆，因此，要小球悬线竖直方向，必须有一向左的水平电场力作用才能保持，所以外电场的方向是水平向左。这时根据库仑定律得：小球A受到B的电场力为
同时小球A也受到外电场的电场力为
由小球保持平衡，故
即
所以外电场的电场强度大小为
方向水平向左。
(2)A、B中点处的电场强度由E外与A、B两电荷的电场叠加而成，则A、B中点的电场强度的大小为
方向水平向右。
16．(1)，方向竖直向上；(2)，，方向竖直向下
【详解】
(1)根据电场强度的定义式，可知
因正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同，故场强竖直向上。
(2)由电场力的计算式可得，负电荷在A点的电场力为
因负的试探电荷所受电场力与场强方向相反，故电场力竖直向下。