第九章静电场及其应用 单元训练（word版含答案）

第九章静电场及其应用
一、选择题（共15题）
1．下列各图中，描绘单个点电荷的电场线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．冬天，脱下毛纤衣服时会听到“噼啪”声，有关这个现象的说法正确的是（ ）
A．这种毛纤质量差，有触电危险，不能用做贴身衣服
B．衣服产生了静电，而且是很高的电压
C．衣服与皮肤摩擦，使衣服起电，同时，人体也带上了等量的异种电荷
D．与静电现象无关
3．如图是某区域的电场线分布，A、B、C、D四点中电场强度最大的是（　　）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
4．在电场中某点处放入一正电荷，其所受电场力方向为水平向左，则下列说法中正确的是（ ）
A．只有当该点放正电荷时，该点的场强方向才向左
B．只有当该点放负电荷时，该点的场强方向才向右
C．该点的场强方向一定向左，与所放电荷的正负无关
D．该点场强方向可能向左，也可能向右
5．下列关于点电荷的说法中，正确的是（　　）
A．体积大的带电体一定不是点电荷
B．当两个带电体的大小、形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷
C．点电荷就是体积足够小的电荷
D．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
6．如图所示，真空中两个等量带正电的点电荷分别固定P、Q两点，O为P、Q的中点，MO垂直P、Q连线，a点位于P、Q连线上，b点位于连线的中垂线MO上，下列说法正确的是（　　）
A．若将一电子从a点由静止释放，则电子做往复运动
B．若将一电子从b点由静止释放，则电子做往复运动
C．若一质子从O点以某一初速度沿OM运动，质子可能回到原处
D．一电子从b点以某一初速度垂直纸面向里运动，电子不可能做圆周运动
7．关于电场线的理解，正确的是（ ）
A．电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向不一样
B．在匀强电场中，电场线不平行
C．负的点电荷的电场线不是直线
D．电场线越密的地方，场强越大，电场线越疏的地方，场强越小
8．如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种正电荷的小球，用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上，使两球均处于静止状态。现将A球向竖直杆NO方向缓慢移动一小段距离后，A、B两小球可以重新平衡，则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，下列说法中正确的是（　　）
A．A、B两小球间的库仑力变小 B．A、B两小球间的库仑力变大
C．A球对MO杆的压力变小 D．B球对NO杆的压力变大
9．如图所示，两个可以视为点电荷的带正电小球A和B，A球系在一根不可以伸长的绝缘细绳的一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力F，B球固定在绝缘底座上，位于定滑轮的正下方。现缓慢松动细绳，使A球缓慢向下移动一小段距离，此过程中，B球始终静止，忽略定滑轮大小和摩擦，下列判断正确的是
A．A球的电势能先不变后减少
B．地面对绝缘座的摩擦力一直减少
C．B球受到的库仑力先增大后减小
D．拉力F一直增大
10．下列说法正确的是（　　）
A．在无人自助加油站给汽车加油时，由于没有人员看管，可接打手机
B．发电厂的变压器发生火灾时，应先断开电源再灭火
C．随着科技的发展，电荷是可以消灭的
D．太阳发出的能量射到地球上转化为其他能量射到宇宙中的能量则会消失
11．套有三个带电小环的光滑大圆环放在水平面桌面上,小环可在大环上自由滑动且电荷量保持不变，平衡后,三个小环构成一个等腰锐角三角形,三角形的边长大小关系是 AB=AC>BC,可以判断( )
A．三个小环电荷量的代数和可能为0
B．三个小环所受大环的弹力大小关系为FA>FB=FC
C．A 环可能与B,C 环的电性相反
D．三个小环带电荷量的大小为QA＜QB=QC
12．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动
A．半径越小，周期越大 B．半径越小，角速度越小
C．半径越大，线速度越小 D．半径越大，向心加速度越大
13．以下各项措施中属于利用良好接地来防范静电的是：（ ）
A．高楼顶上装避雷针 B．油罐车后装一根拖地的铁链
C．飞机起落架的轮胎用导电橡胶制成 D．电工带电作业时应穿绝缘底的鞋子
14．现有一质量分布均匀的星球带有大量负电荷且电荷也均匀分布，将一个带电微粒在离该星球表面一定高度处无初速度释放，发现微粒恰好能静止。若给微粒一个如图所示的初速度，不计阻力作用，则下列说法正确的是（　　）
A．微粒将做圆周运动 B．微粒将做平抛运动
C．微粒将做匀速直线运动 D．微粒带负电荷
15．如图甲所示，AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线，图乙所示是放在电场线上a、b处检验电荷的电荷量与所受静电力大小之间的函数图象（F-q图象），由此可以判定（　　）
A．场源电荷可能是正电荷，位置在A侧 B．场源电荷可能是正电荷，位置在B侧
C．场源电荷可能是负电荷，位置在A侧 D．场源电荷可能是负电荷，位置在B侧
二、填空题
16．把一带电量为q1=3.2×10-19C的点电荷放在某电场中的P点，受到的电场力F=9.6×10-17N，则P点的电场强度为___________N/C；如果再把此电荷从P点移走，放上另一个点电荷q2=6.4×10-19C，那么P点的电场强度为____________N/C．
17．在x轴上，x=0处放置一个电荷为+4q的点电荷，x=6cm处放置一个电荷为-q的点电荷，合场强为零的点在x=______cm处．
18．电场和电场线都不是真实存在的，是假想出来的东西．________ （判断对错）
19．两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B板带负电，两板间匀强电场的场强E，一带电油滴静止在两板间，油滴质量为m，那么油滴带______电荷，它的电量为______。
三、综合题
20．如图所示，匀强电场方向与水平线夹角θ=30°，方向斜向右上方，电场强度为E，质量为m的小球带负电，以初速度开始运动，初速度方向与电场方向一致．
（1）若小球的带电荷量为，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力的大小和方向各如何？
（2）若小球的带电荷量为，为使小球能做直线运动，应对小球施加的恒力的最小值和方向各如何？
21．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，在x轴与虚线MN之间有平行于x轴的匀强电场，从y轴上的P点将质量为m，电荷量为+q的小球以初速度v0沿平行于x轴方向抛出，并从MN上的Q点进入电场。已知P点到虚线MN的距离为h，电场沿x轴正方向，且小球在电场中做直线运动，并从x轴上某点（图中未画出）离开电场。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求电场的电场强度大小。
22．如图所示,水平绝缘桌面上固定两个等量同种负点电荷,A、O、B在两电荷连线的中垂线上,O为两电荷连线中点,AO=OB=L,现将一带正电的小滑块由A点静止释放,小滑块可最远运动至O点.已知小滑块的质量为m、电量为q.若在A点给小滑块一初速度,则小滑块沿中垂线最远运动至B点.已知小滑块与桌面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.求:
（1）AO两点的电势差
（2）该小滑块从A点运动到B点的过程中经过O点时速度大小
23．如图为水平匀强电场，一个质量为0.1㎏带电量为0.1C的带负电小球，用一根细线悬挂在 电场中，静止时悬线与竖直方向成370角．(sin37．=0.6 cos37．=0.8) 求:
（1） 判断电场方向
（2）电场力的大小
（3）电场强度大小．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
对于单个正电荷来说，电场线为由电荷出发的直线；而对于负电荷，电场线为由无穷远处指向电荷的直线，故B正确，A、C、D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A：毛纤衣服与其它衣服相互摩擦，产生静电现象；与毛纤质量无关．且此时电压较高但电荷量很低，不会有触电危险．故A项错误．
B：衣服产生了静电，而且是很高的电压．故B项正确．
C：毛纤衣服与其它衣服相互摩擦，产生静电现象．故C项错误．
D：毛纤衣服与其它衣服相互摩擦，产生静电现象．故D项错误．
3．A
【详解】
电场线的疏密反映场强的大小，因A点电场线最密集，可知A点的场强最大。
故选A。
4．C
【详解】
场强方向的规定为：正电荷在某点所受电场力的方向，所以该处的场强方向向左，与所放电荷的正负无关，C正确，其他错误；
故选C。
5．B
【详解】
带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状及带电荷量的多少无具体关系。
故选B。
6．B
【详解】
A．等量同种电荷连线的中点场强为0，向两边逐渐增大，中垂线上的场强由O点向外，先增大后减小，若将电子从a点由静止释放，电子受力指向P点，向P点运动，故A错误；
B．等量同种电荷中垂线上中点场强为0，中垂线上的场强由O点向外，若将一电子从b点静止释放，电子受力指向O点，电子先做加速运动，过O点后做减速运动，电子终将往复运动，故B正确；
C．若将一质子从O点以某一初速度沿OM运动，质子受力由O指向M，质子不可能回到原处，故C错误；
D．若将一电子从b点以某一速度垂直纸面向内运动，电场力指向O，与速度方向垂直，若电场力刚好等于圆周运动所需要的向心力，则电子做匀速圆周运动，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．电场线上每一点的切线方向和该点的场强方向一致，故A错误；
B．在匀强电场中，电场线是等间距的平行线，故B错误；
C．负的点电荷的电场线从无穷远指向负电荷的是直线，故C错误；
D．电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密的地方，场强越大，电场线越疏的地方，场强越小，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
ABD．如下图所示，图甲是、两小球整体受力图，图乙是球受力图，单独分析B球受力如图乙所示，由平衡条件可得
　　　
库＝
A球向右缓慢移动一小段距离后，增大，库减小， 减小，由牛顿第三定律可知，故A正确，BD错误。
C．分析A、B两小球整体的受力如图甲所示，由平衡条件得：
可见的大小与、两小球间距及图中无关，由牛顿第三定律可知，C错误。
故选A。
9．D
【详解】
ACD．对A球进行受力分析，如图所示
细绳拉力F与AB间的库仑斥力N的合力与mg等大反向，力的三角形与相似，对应边长成比例，因此
由又于库伦斥力
可得
由于OB长度不变，mg不变，因此比值不变，在A球缓慢向下移动过程中，OA长度变大，因此F逐渐变大，带电量不变，因此AB间距离不变，导致A球的电势能不变，B球受到的库仑力大小不变，AC错误，D正确；
B．由于B球受到的库仑力大小不变，方向逐渐由竖直向水平方向转动，对B进行受力分析，可知地面对绝缘座的摩擦力一直增加，B错误。
故选D。
10．B
【详解】
A．在自助加油站给汽车加油时，静止接打移动电话，避免因接打移动电话产生的静电火花引起火灾，故A错误；
B．发电厂的变压器发生火灾时应先断开电源，防止触电，然后再灭火，故B正确；
C．根据电荷守恒定律可知电荷不能被创造和消灭，只能发生转移或得失，故C错误；
D．根据能量守恒定律可知能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上， 故太阳发出光射到射到宇宙中的能量也转化成了其它形式的能而并没有消失，故D错误。
故选B。
11．B
【详解】
对A分析，弹力过圆心，根据平衡条件，要么B与C对A引力，要么对A斥力，才能处于平衡状态，因此A不可能受到一个斥力一个引力，所以BC带同种电荷，分析B根据平衡条件可得AC同种电荷，可得三个同种电荷，故AC错误；依据弹力等于两个库仑力的径向分量之和，显然FAB=FAC＞FBC，所以A的弹力最大，B的弹力为FAB和FBC径向分量之和，C的弹力为FAC和FBC径向分量之和，显然FAC=FAB，所以弹力FA＞FB=FC ，故B正确；A受到两斥力，AB=AC＞BC，可得受A力更大，又离B远，可得A电量大于C，所以电荷量的关系为：QA>QB=QC，故D错误．所以B正确，ACD错误．
12．C
【详解】
原子核与核外电子的库仑力提供向心力；
A．根据
，
可得
，
故半径越小，周期越小，A错误；
B．根据
，
可得
，
故半径越小，角速度越大，B错误；
C．根据
，
可得
，
故半径越大，线速度越小，C正确；
D．根据
，
可得
，
故半径越大，加速度越小，D错误。
故选C。
13．ABC
【详解】
AB．高楼顶上装避雷针能够让静电流向大地，同理选项B也是这个道理，选项AB正确；
C．飞机起落架的轮胎用导电橡胶制成，能也够让静电流向大地，选项C正确；
D．电工带电作业时应穿绝缘底的鞋子，这样防止电流导通形成通路流过人体，造成伤害，D错误；
故选ABC。
14．CD
【详解】
由题意可知微粒所受静电力与万有引力平衡，则微粒带负电荷。根据万有引力定律和库仑定律有
由上式可知，无论粒子到星球中心的距离r如何变化，万有引力和库仑力始终平衡，所以若给微粒一个如图所示的初速度，微粒将做匀速直线运动.
故选CD。
15．BD
【详解】
F-q图象的斜率表示电场强度大小，图线a的斜率小于b的斜率，说明a处场强小于b处的场强，若电场是由点电荷产生的，说明a距离场源较远，无论场源是正电荷还是负电荷，都应位于B侧。由于不知道电场线方向，由此可以，场源电荷可能是正电荷，也可能是负电荷。
故选BD。
16． 300 300
【详解】
由场强公式可得电场强度为
电场强度由电场本身来决定，与引入的试探电荷无关，故P点的场强不变，仍为300N/C。
17．12cm
【详解】
根据电场的叠加原理可知合场强为零的点应在两个点电荷的连线上-q的外侧，设其横坐标为x，根据平衡条件有
解得：
18．错误
【详解】
电场是客观存在的，是一种特殊的物质形态，而电场线是假想的，通过电场线的疏密来体现电场的强弱，故题目的叙述错误．
19． 负
【详解】
对带电油滴受力平衡可得，电场力向上，负电荷的电场力与场强方向相反，故油滴带负电；
根据平衡条件有：
所以
20．（1），与水平方向夹角60°向右上方 （2）与水平线成60°角斜向左上方
【详解】
（1）欲使小球做匀速直线运动，必须使其合外力为0，如图所示
设对小球施加的力和水平方向夹角为，则
解得
方向与水平成斜向右上方；
（2）为使小球做直线运动，则小球的合力必须与运动方向在同一直线上，故要求力和的合力和电场力在一条直线上，当电场力与此直线垂直时，施加的恒力最小，如图所示：
则
方向斜向左上与水平夹角为．
21．
【详解】
带电小球从P点到Q点过程做平抛运动
①
②
由于带电小球在电场中做直线运动，则需满足小球所受合外力的方向与小球进入电场中的速度方向在同一直线上，则有
③
联立①②③可得
22．（1） （2）
【详解】
（1）由题意知从A到O，电场力做正功，由动能定理：-μmgL+qUAO=0
解得：
（2）设经过O点时速度大小为v．根据对称性可知，OB间的电势差等于OA间的电势差．
从O到B，再由动能定理，则有：
其中：
联立解得：
23．（1）水平向右（2）0.75N（3）7.5N/C
【详解】
（1）负电荷受到向左的电场力，可知电场方向水平向右；
（2）由受力图可知：F=mgtan370=0.1×10×0.75N=0.75N.
（3）根据F=Eq可得
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