9 静电场及其应用 达标检测 （word版含答案）

9 静电场及其应用 达标检测
一、单项选择题（共6小题）
1. 下面关于电现象的说法正确的是
A. 玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电
B. 相互摩擦的两个物体一定能起电
C. 带电现象的本质是电子的转移，物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性
D. 自然界中电荷总量不变
2. 如图 ， 、 是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从 点由静止释放，仅在静电力的作用下从 点运动到 点，其运动的 图象如图 所示。则 、 附近的电场线分布情况可能是
A. B.
C. D.
3. 下列有关电场线的说法中，不正确的是
A. 电场线上任一点的切线方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同
B. 电场线越密，表示该处电场越强
C. 电场线是电场中确实存在的线
D. 电场线不可能相交
4. 真空中有两个静止的点电荷，它们之间的库仑力为 ，若它们的带电量都增大为原来的 倍，距离增大为原来的 倍，它们之间的库仑力变为
A. B. C. D.
5. 如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心 处电场强度大小等于 ，两个平面通过同一条直径，夹角为 ，从半球中分出一部分球面，则所分出的这部分球面上（在“小瓣”上）的电荷在 处的电场强度大小为
A. B. C. D.
6. 真空中， 、 两点与孤立点电荷 的距离分别为 和 ，则 、 两点的电场强度大小之比为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共3小题）
7. 两个相同的金属小球（可视为点电荷），所带电量之比为 ，在真空中相距 ，把它们接触后再放回原处，则它们间的静电力可能为原来的
A. B. C. D.
8. 如图，在正电荷 的电场中有 、 、 、 四点， 、 、 为直角三角形的三个顶点， 为 的中点， ， 、 、 、 四点处的电势分别用 、 、 、 表示，已知 、 ，点电荷 在 、 、 三点所在平面内，则
A. 点电荷 一定在 的连线上
B. 连接 的线段一定在同一等势面上
C. 将正试探电荷从 点搬运到 点，电场力做负功
D.
9. 如图所示，用一根细线系住重力为 、半径为 的球，其与倾角为 的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，细线悬点 固定不动，在斜面劈从图示位置缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下述正确的是
A. 细绳对球的拉力先减小后增大
B. 细绳对球的拉力先增大后减小
C. 细绳对球的拉力一直减小
D. 细绳对球的拉力最小值等于
三、解答题（共4小题）
10. 如图所示，长为 的绝缘细线，一端固定在 点，一端拴着质量为 、电荷量为 的小球，小球所处的空间存在场强大小为 （ 为重力加速度）方向竖直向上的匀强电场。现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球的速度沿水平方向时，细线被拉断，之后小球继续运动并经过 点（图中未画出），已知 点与 点间的水平距离为 ，不计阻力，求：
（1）细线被拉断前瞬间的拉力大小。
（2） 、 两点间的电势差。
11. 质量为 的砝码悬挂在轻绳 和 的结点上并处于静止状态， 与竖直方向的夹角 ， 沿水平方向，质量为 的木块与 相连，静止时倾角为 的斜面上，如图所示（取 ，，）求：
（1）轻绳 拉力的大小。
（2）木块所受斜面的摩擦力和弹力大小。
12. 如图所示，相距为 的 和 两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为 和 。在 、 连线的中垂线上取一点 ，垂足为 ，，求：
（1） 处的点电荷在 点产生的场强的大小和方向；
（2） 点的场强的大小和方向。
13. 在水平面上用绳子拉一只重 的箱子，绳子与水平方向的夹角为 ，如图所示。当绳子的拉力为 时，箱子处于静止状态， 取 ，，。求：
（1）箱子受到的摩擦力 ；
（2）箱子受到的支持力 。
四、实验题（共2小题）
14. [小制作]制作一个简易验电器
如图所示，在一块小木板中间钉一枚铁钉，钉尖朝上作为底座，在钉子上插入一段蜡烛，蜡烛是良好的绝缘体。再将一根裸铜丝对折后一端弯成圆环状，作为接受电荷的验电器金属球，另一端分开成两个相互平行的轴，如图所示，将铜丝拧在蜡烛上端加以固定。再取一张香烟盒内的铝箔，抹平后剪成两条长方条。将铝箔上端卷成筒状后分别套入裸铜丝的两个平行轴，到此简易灵敏验电器就做奷了。当你用尼龙袜与塑料直尺摩擦后，再用塑料直尺与裸铜丝圆环接触，铝箔就会张开。比一比谁的验电器效果好
15. 某同学选用两个完全相同的小球 、 来验证库仑定律。使小球 和 带上同种电荷， 球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上， 球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒 点，如图。实验时，保证 、 两球球心在同一水平线上，待 球平衡后悬线偏离竖直方向的角度为 ， 球质量为 ，重力加速度为 ；先保持两球电荷量不变，使 球从远处逐渐向 球靠近，观察到两球距离越小，悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大， 球悬线的偏角越大。
（1）实验中采用的科学方法是 。
（2）根据平衡关系， 、 两球之间的静电力 （用 、 、 表示）。
（3）在阅读教材后，该同学知道了库仑定律的表达式，并知道了一个均匀带电球体可以等效为一个位于球心、电荷量相等的点电荷。他使两个半径为 的金属小球分别带上了 和 的正电，并使其球心相距 ，应用库仑定律，计算了两球之间的库仑力，则该同学的计算结果 （选填“偏大”“偏小”或“正确”）。
答案
1. D
【解析】玻璃棒与丝绸摩擦后会失去电子，因而带正电，但玻璃棒与其他物体摩擦后不一定是得到或失去电子，因而不能确定其电性，橡胶棒与玻璃棒的情形相似，故A错；
并不是任意两个物体间摩擦时都能带电，故B错；
物体如果原来带正电，则得到电子后，可能带正电，也可能带负电，故C错；
根据电荷守恒定律可知D对。
2. B
3. C
【解析】电场线上任一点的切线方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同，故A正确；
电场线的疏密程度表示场强的大小，电场线越密，表示该处电场越强，故B正确；
电场线是假想的，实际并不存在，故C错误；
因为电场线的切线方向跟该点的场强方向一致，该点场强只能有一个方向。电场线不可能相交，故D正确。
4. A
【解析】根据库仑定律可知变化前：，变化后：，故BCD错误，A正确。
5. C
【解析】根据对称性，作出球面上的电荷在 点产生的电场分布，如图所示，由平行四边形定则得到“小瓣”球面上的电荷在 处的电场强度 ，故选项C正确，A 、B 、D错误。
6. D
【解析】根据点电荷的电场强度 可知，距离为 和 的电场强度比是 。ABC错误；D正确。
7. C， D
【解析】若两电荷同性，设一个球的带电量为 ，则另一个球的带电量为 ，此时 ，接触后再分开，带电量各为 ，
则两球的库仑力大小
若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为 ，此时两球的库仑力 ，故CD正确，AB错误。
8. A， D
【解析】点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆、圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在 的中垂线和 的中垂线的交点上，在 的连线上，如图所示，故A正确；
，线段 是 、 所在等势面（圆）的一个弦，故B错误；
在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从 点搬运到 点，电势能降低，故电场力做正功，故C错误；
在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，故 ，故D正确。
9. C， D
【解析】以小球为研究对象，其受力分析如图所示，因题中“缓慢”移动，故小球处于动态平衡，
由图知在题设的过程中， 一直减小，当绳子与斜面平行时， 与 垂直， 有最小值，且 ，故CD正确，AB错误。
10. （1）
（2）
11. （1）
【解析】如图所示分析点受力，由平衡条件可得：。
（2） ；
【解析】再分析的受力情况，如图所示，由物体的平衡条件可得：，
。
12. （1） ，方向由 指向
【解析】负电荷在 点产生的电场强度大小为：，且 ，
解得：，方向由 指向 。
（2） ，方向向右
【解析】如图所示，
点电场强度是正、负电荷在 点产生的电场强度的矢量和，
由图可知，，方向向右。
13. （1）
【解析】，解得：。
（2）
【解析】，解得：。
14. 制作时，绝缘物可以用塑料等替代。
15. （1） 控制变量法
【解析】由实验步骤可看出本实验采用了控制变量法。
（2）
【解析】 球受重力、绳的拉力和静电力三力平衡，根据平衡关系， 、 两球之间的静电力 。
（3） 偏大
【解析】当两小球球心相距 时，两小球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致两球上电荷间距大于 ，根据库仑定律公式 ，可知两球间实际的库仑力大小 ，即该同学的计算结果偏大。
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