第一章 静电力与电场场强综合练习（Word版含答案）

第一章、静电力与电场场强
一、单选题
1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是（ ）
A．元电荷就是电子 B．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
C．元电荷就是质子 D．元电荷就是自由电荷的简称
2．下列说法中正确的是
A．沿电场线方向场强一定减小
B．沿电场线方向电势一定降低
C．电场中电场线上每点的切线方向都和该点的场强方向一致或相反．
D．在电场力作用下，正电荷一定从电势高处移向电势低处移动
3．下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电使不带电的物体带上了电，这说明电荷可以凭空产生
B．库仑通过库仑扭秤实验得到电荷间相互作用规律
C．密立根通过油滴实验验证了电荷守恒定律
D．卡文迪什测出了静电力常量的数值
4．真空中有两个静止的点电荷q1、q2，相距R，它们间相互作用的静电力的大小为F。若它们的带电量分别变为2q1、4q2，而距离增大为原来的4倍，则它们间的静电力的大小将变为（　　）
A． B． C．2F D．8F
5．关于元电荷，下列说法错误的是（　　）
A．所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍
B．带电粒子的电荷量与其质量的比值叫该带电粒子的比荷
C．元电荷实际上是指电子和质子本身
D．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
6．如图所示，用起电机使金属球带上正电，靠近验电器，则（　　）
A．验电器金箔不张开，因为球没有和验电器接触
B．验电器金箔不张开，因为验电器被屏蔽了
C．验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D．验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电而相互排斥
7．在以下举例中，属于静电应用的是（　　）
A．在油罐车下拖一个铁链
B．在以煤为燃料的工厂的烟筒中加装电极除尘
C．纺织车间内空气保持适当湿度
D．在地毯中夹杂导电纤维
8．如图所示为一正点电荷M和一光滑金属板N形成的电场线，a，b、c为电场中的三点，则下列说法正确的是（　　）
A．a、c两点的电场强度大小关系为Ea B．a、b两点的电势关系为φa<φb
C．一负点电荷在a点处的电势能大于它在b点处的电势能
D．若带正电的绝缘小球以初速度v0冲上金属板表面，做匀速直线运动
9．下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针（图甲）、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线（图乙）、燃气灶中的针尖状点火器（图丙）、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业（图丁），关于这四幅图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽
B．图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的
C．图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
D．图乙中与大地相连的两条导线所起的作用和图丁中工作服内的金属丝所起的作用是相同的
10．如图所示，真空中有A、B、C、D四个点在同一直线上等间距地排列，点电荷Q位于A点，点电荷q位于C点，已知D点的电场强度为零，下列说法正确的是（　　）
A．两点电荷的带同种电荷，电荷量大小之比Q：q=9：1
B．BC段的电场方向可能与CD段的电场方向相同
C．若将点电荷q从C点移至D点，q所受的电场力为零
D．若将点电荷q移除，B点的电场强度大小是原来的0.9倍
11．在平行于纸面内的匀强电场中，有一电荷量为q的带正电粒子，仅在电场力作用下，粒子从电场中A点运动到B点，速度大小由变为，粒子的初、末速度与AB连线的夹角均为30°，如图所示，已知A、B两点间的距离为d，则该匀强电场的电场强度为（　　）
A．，方向竖直向上 B．，方向斜向左下方
C．，方向竖直向上 D．，方向斜向左下方
12．如图所示，一块粗糙薄绝缘板水平放置，距离薄板上、下处依次有电荷量为和的两个点电荷，一个电荷量为的绝缘小滑块从绝缘板的左端以初速度向右运动，并一直沿着绝缘板表面到达板的右端，则在滑块通过薄板的过程中（　　）
A．一直减速运动
B．先加速运动，后减速运动
C．先减速运动，后加速运动，再减速运动
D．先减速运动，后加速运动
13．场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。如图所示，假设地球质量分布均匀，其质量为M，地球外B点有一质量为m的质点，B点到球心O的距离为r。已知该质点受到地球对它的万有引力大小为，其中G为引力常量。类比电场强度的定义式，可以推知地球在B点的引力场强度大小E 为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
14．在光滑水平上面有两个带电小球相距一定的距离，从静止开始释放时，左球的加速度为a，在库仑力的作用下经过一段时间后，左球的加速度变为，运动中它们的电量保持不变，则下列说法正确的是（　　）
A．两球带同种电荷 B．两球带异种电荷
C．两球组成的系统动量守恒 D．两球组成的系统机械能守恒
15．如图所示，一电子沿等量同种点电荷的中垂线由某点A向O点运动，则电子所受等量同种点电荷的电场力的大小和方向可能变化情况是（　　）
A．先变大后变小，方向由A指向O
B．先变小后变大，方向由O指向A
C．一直变小，方向由A指向O
D．一直变大，方向由O指向A
16．经典电磁场理论明确地给出了场中导体对静电场的影响，若把一个金属球壳置于匀强电场中，周围电场线分布会出现如图所示的情况，其中有a、b、c、d四个位置，a、d两点对称分布在球壳两侧，b位于球壳上，c位于球壳中心，则（　　）
A．四个位置的电势高低排列为a>b=c>d
B．四个位置的场强大小排列为Ea=Ed>Eb=Ec
C．球壳表面的电场线与球壳表面都垂直
D．感应电荷在球壳内部c处的场强为零
三、填空题
17．元电荷：最小的电荷量，e=____________C，由____________测得。所有带电体的电荷量都是e的____________。
18．如图所示，一带负电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止时，丝线与竖直方向成角，由此推断小球N带_______电荷（选填“正”或“负”）。现用另一与M完全相同的不带电导体球与M接触后移开，则丝线与竖直方向的夹角将_________（选填“变大”或“变小”）。
19．如图所示，实直线是某电场中的一条电场线，虚圆弧线是两条该电场的等势线，由图可以得出的结论是：_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若在M点放一电子，它由静止向N点运动，则电场方向_____。
20．验电器可以用来检测带电体带电种类和相对数量。
（1）当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，与金属球相连的两个金属箔片张开一定角度。如图甲所示。这种使金属箔片带电的方式称为______；当带电体靠近验电器的金属球时与金属球相连的两个金属箔片张开一定角度。如图乙所示。这种使金属箔片带电的方式称为___________。
（2）如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫__________，可以用来定性描述电容器两极间的电势差。
四、解答题
21．在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电的电火花来点燃气体。点火器的放电电极是钉尖形（图）。这是为什么？与此相反，验电器的金属杆上端却固定一个金属球而不做成针尖状，这又是为什么？
22．在某电场中的P点，放一带电量的检验电荷，测得该电荷受到的电场力大小为，方向水平向右，求：
（1）P点的场强大小和方向
（2）在P点放一电量为的检验电荷，求受到的电场力的大小F2
23．在长方形光滑的绝缘水平桌面上，用绝缘细线拴住一带电小球A，用绝缘轻杆固定带电小球B、C。平衡后，A、C和杆位于同一直线，如图所示。已知AB=AC=L，OA、AB、AC相互之间的夹角均为120°，QA=q，，C球电荷量与A、B相等，但电性不明，静电力常数为k，求：
（1）小球C所带电荷的电性；
（2）A、B两带电小球之间的库仑力大小；
（3）静止时绝缘细线对A球的拉力大小。
五、作图题
24．画出图中小球A的受力示意图，并标出A球带电性质。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
AB. 元电荷是自然界最小的电量，元电荷是与电子的电荷量数值相等的电荷量，但不是电子，故A错误，B正确；
C. 元电荷是与质子的电荷量数值相等的电荷量，但不是质子，故C错误；
D. 自由电荷通常指存在于物质内部，在外电场作用下能作定向运动的电荷，元电荷不是自由电荷的简称，故D错误．
2．B
【解析】
【详解】
A．沿电场线方向场强不一定减小，例如匀强电场，选项A错误；
B．沿电场线方向电势一定降低，选项B正确；
C．电场中电场线上每点的切线方向都和该点的场强方向一致，选项C错误；
D．若正电荷有一定的初速度，在电场力作用下，正电荷可以从电势低处向电势低高处移动，故D错误．
3．B
【解析】
【详解】
A．摩擦起电使不带电的物体带上了电，是电荷在物体之间发生了转移，并不是凭空产生了电荷，A错误；
B．库仑通过库仑扭秤实验得到电荷间相互作用规律，B正确；
C．通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量的科学家是密立根，C错误；
D．卡文迪什测出了引力常量G，D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
当两个点电荷相距为R时，由库仑定律可得它们之间的库仑力为
变化之后，它们之间的库仑力变为
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A．所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍，选项A正确，但不符合题意；
B．由比荷的定义知，带电粒子的电荷量与其质量的比值叫该带电粒子的比荷，选项B正确，但不符合题意；
C．元电荷是基本的电量单位，不是指电子和质子本身，选项C错误，但符合题意；
D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，选项D正确，但不符合题意。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
用起电机使金属球带上正电，靠近验电器，验电器的金属小球由于感应会带上负电荷，金属箔会带上正电荷，验电器金箔张开，而整个验电器不带电，故ABC错误D正确。
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
A．在油罐车下拖一个铁链是防止静电，选项A错误；
B．在以煤为燃料的工厂的烟筒中加装电极除尘是静电的应用，选项B正确；
C．纺织车间内空气保持适当湿度是防止静电，选项C错误；
D．在地毯中夹杂导电纤维是防止静电，选项D错误。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
A．电场线越密，电场强度越大，则Ea >Ec，A错误；
B．沿着电场线的方向电势逐点降低，则φa>φb，B错误；
C．负电荷从a点运动到b点，电场力做负功，电势能增加，负点电荷在a点处的电势能小于它在b点处的电势能，C错误；
D．处于静电平衡状态的导体，其表面是个等势面，电场线与等势面垂直，所以电场线垂直于金属板的上表面，小球在金属板的表面上运动时，电场力始终与速度垂直，水平方向不受力的作用，小球做匀速直线运动，D正确。
故选D。
9．D
【解析】
【详解】
A．避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击，A错误；
B．放电电极做成针尖状，更容易累积电荷从而发生尖端放电现象，B错误；
C．点火器是利用高压尖端放电的原理，而工作服内掺入的金属丝，是利用了静电屏蔽的原理，C错误；
D．高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，与工作服内掺入的金属丝，都是利用了静电屏蔽的原理，D正确。
故选D。
10．D
【解析】
【详解】
A．因D点场强为零，故Q和q在D点的场强等大反向，有
得
Q=9q
且带异种电荷，故A错误；
B．无论是Q正q负，或是Q负q正，BC段的电场方向与CD段的电场方向一定相反，故B错误；
C．q从C点移至D点，q所受电场力为
显然不为零，故C错误；
D．电荷q移除前，由场强叠加原理可得，B点电场强度大小为
电荷q移除后，B点电场
B点的电场强度大小是原来的0.9倍，D正确；
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
以向右为x轴正方向，向下为y轴正方向建立直角坐标系，x轴方向的速度由减为 ，故向左，y轴方向的速度由0增加到 ，故向下，故电场强度方向斜向左下方。利用以及牛顿第二定律，有
电场强度
解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
因为绝缘板处于该电场的零势面上，因此绝缘板表面附近的电场强度与板处处垂直，小球在水平方向上只受摩擦力，因此一直做减速运动，故BCD错误，A正确。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
地球引力场强为
可得
故选D。
14．AC
【解析】
【详解】
AB．根据牛顿第二定律可得
依题意，当左球的加速度减小时，说明两球间的距离增大了，即两球带同种电荷，相互作用力为斥力。故A正确；B错误；
CD．两球组成的系统水平方向不受外力作用，竖直方向合外力为零，系统动量守恒；两球之间库伦斥力做正功，系统的电势能减小，机械能增加。故C正确；D错误。
故选AC。
15．AC
【解析】
【分析】
【详解】
等量同种点电荷的电场线如图所示，一电子沿等量同种点电荷的中垂线由某点A向O点运动，电场力的方向与电场强度方向相反，故受力方向由A指向O；等量同种点电荷的中垂线上由无限远向O点靠近的过程中，场强先变大后减小，因起始点A位置未知，故电场力大小变化可能为先变大后变小，也可能一直变小，故AC正确。
故选AC。
16．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．置于匀强电场中的金属球壳为等势体，则
φb=φc
又依据沿着电场线方向电势是降低的可知
φa＞φb=φc＞φd
故A正确；
B．依据电场线的疏密体现电场强度的强弱知a、d点的电场强度相等，金属壳内场强为零，则
Ea=Ed＞Eb=Ec
故B正确；
C．根据电场线与等势线垂直可知小球表面的电场线与为等势体的小球的表面垂直，故C正确；
D．小球内部c处的合场强为零，由向右的外电场和向左的感应电场叠加而成，而感应电荷在球壳内部c处的场强不为零，故D错误。
故选ABC。
17． 1.60×10-19 密立根 整数倍
【解析】
略
18． 负 变小
【解析】
【详解】
[1]因M对N有斥力作用，因M带负电，则由此推断小球N带负电荷。
[2]现用另一与M完全相同的不带电导体球与M接触后移开，则M带电量减小，则对N的斥力减小，则丝线与竖直方向的夹角将变小。
19． 大于 由N指向M
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 电场线密处，场强大，M处比N处密，所以
[2]负电荷受到的电场力的方向和场强方向相反，M点放一电子，它由静止向N点运动，则电子受到的电场力方向是M指向N，则电场方向由N指向M
20． 接触起（带）电 感应起电 静电计
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]当带电的物体与验电器上面的金属球接触时，与金属球相连的两个金属箔片张开一定角度。如图甲所示。这种使金属箔片带电的方式称为接触起（带）电；当带电体靠近验电器的金属球时与金属球相连的两个金属箔片张开一定角度。如图乙所示。这种使金属箔片带电的方式称为感应起电。
（2）[3]如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计，可以用来定性描述电容器两极间的电势差。
21．见解析
【解析】
【详解】
在尖端处，电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然需要电荷密集，所以点火器的放电电极做成了针尖形，容易使空气电离形成电火花而放电。验电器的金属杆上端固定的电极要尽可能减少放电，所以固定一个金属球，是为了防止空气电离放电。
22．（1） 方向水平向右 （2）
【解析】
【详解】
（1）由电场强度的定义可知，P点的场强为
方向水平向右；
（2）由场强公式可得电场力为
23．（1）负电荷；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）对小球A的受力分析如图所示，可知A一定受到C的库仑引力，因此C带负电荷。
（2）根据库仑定律可得
（3）静止时绝缘细线对A球的拉力与B、C对A球的库仑力的合力平衡，根据对称性可得
24．见解析
【解析】
【详解】
小球A被排斥，所以小球带正电。受到重力、电场力以及绳子的拉力。受力分析如图所示
答案第1页，共2页
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