高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册 第一章静电场的描述 单元训练(Word版含答案)

第一章静电场的描述
一、选择题（共15题）
1．如图所示，是点电荷电场中的一条电场线，下面说法中正确的是（ ）
A．A点的场强一定大于B点的场强
B．A、B两点的场强方向相同
C．这个电场一定是正电荷形成的
D．在B点处静止释放一个电子，它一定向右运动
2．真空中有两个相同的带等量异种电荷的小球A和B（A和B均可看作点电荷），分别固定在两处，两小球间的库仑力为F，现用一个不带电的同样小球C先和A接触，再与B接触，然后移去C，再使A、B球之间的距离增大一倍，则它们间的库仑力变为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，a、b是电场中某条电场线上的两点，用、和、分别表示a、b两点的电场强度与电势，则下列关系式一定成立的是（　　）
A． B． C． D．
4．下列说法正确的是（ ）
A．电场是为了研究问题的方便而设想的一种物质，实际上不存在
B．电荷所受的电场力越大，该点的电场强度一定越大
C．以点电荷为球心，r为半径的球面上各点的场强都相同
D．在电场中某点放入试探电荷q，受电场力F，该点的场强为，取走q后，该点的场强不变
5．关于电荷量，下列说法错误的是（　　）
A．一个物体带的正电荷，这是它失去了个电子的缘故
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
D．物体的带电荷量可以是任意值
6．三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为、，电势分别为
、则（　　）
A．>> B．> C．<< D．<>
7．将电荷量为q的点电荷放在电场中的A点，它受到的电场力为F，则A点的电场强度的大小等于（　　）
A． B． C．Fq D．F
8．下列说法正确的是：（ ）
A．牛顿在得出力不是维持物体运动的原因这一结论的过程中运用了理想实验的方法
B．在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”，那么由加速度的定义 ，当非常小的时候，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度，上述论断就运用了“微元法”
C．用比值法定义物理量是物理学中一种重要的物理科学方法，公式就运用了比值定义法
D．万有引力可以理解为任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场，而一个有质量的物体在其它有质量的物体所产生的引力场中都要受到该引力场的引力（即万有引力）作用，这情况可以与电场相类比，那么在地球的引力场中的重力加速度就可以与电场中的电场强度相类比
9．如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则
A．a点的电场强度较大
B．同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力小
C．正电荷在a点静止释放，它在电场力作用下运动的轨迹与电场线一致
D．电荷在a点受到电场力方向必定与场强方向一致
10．如图所示，真空中有一正方形ABCD，M、N分别是AB和CD的中点，现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、-Q的等量异种点电荷，下列说法中正确的是（　　）
A．将试探电荷-q从C点移到D点，电场力做负功，试探电荷-q的电势能减少
B．将试探电荷+q从M点移到N点，电场力做负功，试探电荷+q的电势能增加
C．N点的电场强度方向跟CD垂直且由M指向N
D．C、D两点的电场强度不相同
11．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两点电荷连线上各点电势φ随坐标x变化的关系图象如图所示，其中P点电势最高，且xAPA．q1和q2是异种电荷
B．q1的电荷量大于q2的电荷量
C．在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧，电势能先减小后增大
D．一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，加速度逐渐变小
12．在静电场中的某一固定点P处放置一个电荷量为q的试探电荷，其所受静电力为F，P点的电场强度为E．则关于P点的电场强度，下列说法中正确的是（　　）
A．移去该试探电荷q，P点的电场强度变为零
B．移去该试探电荷q，P点的电场强度不改变
C．将试探电荷换为2q，P点的电场强度将变为2E
D．将试探电荷换为－q，P点的电场强度E的方向发生改变
13．如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等．一个质子在A点的电势能小于其在B点的电势能，下列说法中正确的是（ ）
A．A点的电势比B点的高
B．A点的电势比B点的低
C．质子在A点所受的电场力比B点的大
D．质子在A点所受的电场力比B点的小
14．如图所示，边长为2a的正方形ABCD的中心在直角坐标系xOy的原点O，AD平行于x轴，电荷量为-q的点电荷固定在G点（-2a，0），电荷量为+q的点电荷固定在H点（2a，0）。电荷量为+Q的点电荷在外力作用下从A点沿AD运动到D点，再沿DC运动到C点。则（　　）
A．A、B两点的电场强度大小相等
B．A、B两点的电场强度方向相同
C．点电荷+Q从A到D的过程中，电势能增加
D．点电荷+Q从D到C的过程中，电势能保持不变
15．在正点电荷q的电场中有O、M、N、P、Q五点，OM=ON，OP=OQ，且MN与PQ平行，点电荷q在五点所在的平面内，如图所示．一电子由M点分别运动到P点和Q点的过程中，电场力所做的负功相等，下列说法正确的是（ ）
A．点电荷q位于O点
B．M点电势高于P点
C．Q点电场强度大于N点电场强度
D．电子由Q点运动到N点，电场力做正功
二、填空题
16．自然界的电荷只有正电荷和负电荷两种，且同种电荷相互_____；异种电荷相互_____。（选填“吸引”或“排斥”）
17．.如图所示，在真空中相距为R的A、B两点分别放置电量大小均为Q的正负点电荷，那么在离A、B两点距离都相等的中点的电场强度大小为________．
18．2020年12月4日；中国环流器二号M装置首次实现成功发电。这种利用强磁场约束氘、氚离子产生聚变的过程可以产生巨大的能量。假设在此过程中两正离子相互靠近时，它们间的库仑力逐渐___________；两个粒子组成的系统电势能逐渐___________。（选填“变小”、“变大”或“不变”）
19．如图所示，A、B、C三点在同一匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=30°，BC=20cm．把一个电荷量q=2×10﹣5C的正电荷从A移到B电场力做功为零，从B移到C克服电场力做功1.0×10﹣3J．则该电场的电场强度大小为_____V/m，方向为_____．若把C点的电势规定为零，则该电荷在B点电势能为_____．
三、综合题
20．如图所示是库仑扭秤的原理图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的两端分别固定带电量为Q的带正电小球A和不带电小球B。把另一个带电量为的金属小球C靠近A，A、C两球相互排斥至距离为。已知静电力常量为，忽略球的大小。问：
(1)C球带正电还是负电？
(2)A、C两球间库仑力多大？
(3)若一个不带电的相同金属小球D与C球接触后再移开，调节A、C两球间距离仍为，则A、C两球间库仑力是增大了还是减小了？
21．真空中有两个点电荷，所带电量分别为+和+，相距2cm，求它们之间的相互作用力，是引力还是斥力．（=9.0×109Nm2/C2）
22．如图所示为匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2㎝，P点到A点距离为1.4㎝，e =－1.6×10―19C。 求：
(1)场强的大小与方向；
(2)P点的电势；
(3)电子在P点的电势能。
23．有两个带电小球，电荷量分别为+Q和+9Q．在真空中相距0.4m．如果引入第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态．求第三个小球带的是哪种电荷？应放在什么地方？电荷量是Q的多少倍？
参考答案：
1．B
【详解】
试题分析：电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，一条电场线无法判定电场线的疏密；电场线的方向不是电场的方向，因此即可判断出AB两点的方向关系；条电场线无法判定是哪一种点电荷产生的电场线；根据电子的受力判定运动的方向．
解：A、只有一条电场线不能判断电荷的情况，所以不能判断是不是正电荷产生的，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由于只有一条电场线，不能判断电场线的疏密情况，所以不能判断场强的大小，故A错误；
B、电场线的方向不是电场的 方向，由图可知，A、B两点的场强方向相同．故B正确；
C、只有一条电场线不能判断电荷的情况，所以不能判断是不是正电荷产生的，故C错误；
D、由图可以知道的电场的方向向右，所以当由静止释放一个电子时，电子的受力的方向向左，所以电子将一定向左运动，所以D错误．
故选B
2．D
【详解】
设两电荷带电量分别为+Q和-Q，则开始时
用一个不带电的同样小球C先和A接触，再与B接触，则此时A带电量为，B带电量为 ，则
故选D。
3．B
【详解】
BD．根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知
故B正确，D错误；
AC．图中只有一条电场线，无法比较电场强度的大小，故AC错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的媒介，是不同与实物的另一种物质存在的方式．故A错误；
B．电场中的场强取决于电场本身，电场强度只由场源电荷电量和位置决定，与电荷受到的电场力的大小无关．故B错误；
C．以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同．故C错误；
D．电场强度是由产生电场的源电荷决定的，在电场中某点放一检验电荷后，不会影响该点的电场强度，故D正确；
故选D。
5．D
【详解】
A．一个物体带电量为Q=4.8×10-9C的正电荷，一个电子带电量大小为e=1.6×10-19C，这是它失去了
A正确；
BD．根据密立根等科学家研究结果可知，物体的带电荷量只能不连续的某些值，D错误B正确；
C．物体所带电荷量的最小值是1.6×10-19C，C正确。
故选D。
6．B
【详解】
根据电场线的疏密表示场强大小，可得＞；根据电场线与等势线垂直，在b点所在电场线上找到与a点电势相等的，依据沿电场线电势降低，可知＜。
故选B。
7．B
【详解】
试题分析：由电场的定义式可知，A、C、D错误，B正确．
8．D
【详解】
伽利略通过理想斜面实验，得出力不是维持物体运动原因的结论，力是改变物体运动状态的原因，故A错误；由加速度的定义，当△t非常小的时候，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度，上述论断运用了“极限思维法”，故B错误；公式是牛顿第二定律的表达式，不是运用了比值定义法，故C错误；将万有引力可以理解为任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场，与电场相类比，那么在地球的引力场中的重力加速度就可以与电场中的电场强度相类比，故D正确；故选D．
9．A
【详解】
由图可知，a点处电场线较密，电场强度较大，同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力大，故A正确，B错误．正电荷放在a点受到的电场力沿电场线的切线方向，由静止释放后，正电荷将离开电场线，所以其运动轨迹与电场线不一致，故C错误．负电荷在a点所受电场力的方向与该点场强的方向相反．故D错误．故选A．
10．D
【详解】
A．如图所示，等量异种电荷中垂线MN为电势为零的等势面，C在负电荷一侧，电势低于零，D在正电荷一侧，电势高于零，故从C到D电势升高，据可知，负电荷-q的电势能减小，电场力做正功，A错误；
B．MN为电势为零的等势面，将试探电荷+q从M点移到N点，电场力不做功，电势能不变，B错误；
C．由场强的叠加原理可知，N点的电场强度方向跟MN垂直且由D指向C，C错误；
D．由场强的叠加原理可知，C、D两点的电场强度大小相等，方向不同，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．沿着电场线电势逐渐降低，故AP间的场强向左，PB间的场强向右，故q1和q2是同种负电荷，A错误；
B．由题意知，P点场强为零，xAPC．在A、B之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧，电场力先做正功再做负功，电势能先减小后增大，C正确；
D．φ-x图线的斜率表示场强大小，电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点，场强变大，加速度变大，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
电场强度由电场本身决定，是电场的性质，跟试探电荷无关， 故ACD错误，B正确。
故选B。
13．BD
【详解】
AB．正电荷在电场中电势高的位置，电势能大，由于带正电的质子在A点的电势能小于其在B点的电势能，则知A点的电势比B点的低，故A错误，B正确；
CD．等差等势面的疏密代表场强的大小，故B点的场强大于A点的场强，质子在A点所受的电场力比B点的小，故C错误，D正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
AB．由对称可知，A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，故A正确，B错误；
C．D点电势高于A点，则点电荷+Q从A到D的过程中，电势能增加，故C正确；
D．从D到C电势先升高后降低，则点电荷+Q从D到C的过程中，电势能先增加后减小，故D错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
一电子由M点分别运动到P点和Q点的过程中，电场力所做的负功相等，说明M点电势高于P、Q，且P、Q两点电势相等，可知点电荷在PQ连线的垂直平分线上，且在PQ的上方，则A错误，B正确；由以上分析可知，Q点离点电荷的位置比N点较远，则Q点电场强度小于N点电场强度，选项C错误；因Q点电势低于N点，则电子由Q点运动到N点，电势能减小，电场力做正功，选项D正确；故选BD.
16． 排斥 吸引
【详解】
同种电荷相互排斥；
异种电荷相互吸引。
17．
【详解】
两个等量异种点电荷在中点产生的电场强度大小相等，方向相同，大小均为
根据电场的叠加原理，可得，中点的电场强度大小．
18． 变大 变大
【详解】
根据库仑定律
可知，两正离子相互靠近时，它们间距离越来越小，则它们间的库仑力逐渐变大。
两正离子相互靠近时，它们间的库仑力做负功，根据功能关系可得，两个粒子组成的系统电势能逐渐变大。
19． 500 垂直AB向下 ﹣1.0×10﹣3J
【详解】
据题正电荷从A移到B，电场力做功为零，则由电场力做功的特点可知，AB两点电势相等，故AB应为等势线
因电场线与等势面相互垂直，故过C作AB的垂线，该垂线一定是一条电场线，如图所示
正电荷从B到C过程，由
可知，BC两点的电势差
即C点电势高于B点的电势，故电场线垂直于AB向下
BC间沿电场线的距离
由
可知：电场强度
电荷从B移到C克服电场力做功1.0×10﹣3J，其电势能增加1.0×10﹣3J，若把C点的电势规定为零，该电荷在B点电势能为﹣1.0×10﹣3J
20．(1)正电；(2)；(3)减小
【详解】
（1）两球相互排斥，可知两球带同种电荷，则C球带正电；
（2）根据库仑定律可知，AC之间的库仑力为
（3）若一个不带电的相同金属小球D与C球接触后再移开，则C球带电量将减小，则调节A、C两球间距离仍为，则A、C两球间库仑力将减小。
21．，斥力
【详解】
根据库仑定律，则有：；
同种电荷相互排斥，所以该力为“斥力”．
22．(1)100V/m；方向垂直等势面与AD夹60°角向左上；(2)-0.3V；(3)4.8×10-18J
【详解】
(1)如下图所示，电场线和等势面是垂直的关系，而且从高电势指向低电势。从示意图读出任意相邻两点间的电势差，沿电场线方向的距离
所以匀强电场的强度
方向与AD成60°角斜向左上方。
(2)由于
带入数据即
整理得
(3)电子在P点的电势能
23．第三个带负电，两电荷之间距离+Q为0.1m处，
【详解】
根据题述规律可知，引入的第三个小球必须带负电，放在前两个小球的连线上且离+Q较近.
设第三个小球带电量为q，放在距离+Q为x处，
由平衡条件和库仑定律有
解得：x=0.1m
以+Q为研究对象，由平衡条件得
得
即第三个小球带负电，电荷量为Q的倍。