课件22张PPT。静
电
场 电
荷
守
恒
定
律 静
电
场 电
荷
守
恒
定
律 等量点电荷形成的电场特点 应用牛顿运动定律处理带电体在电场中的运动 综合检测(一)
第1章 静电场
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)
1．挂在绝缘细线下的两带电金属球，由于相互吸引而相互靠近且接触，则最终状态可能是( )
【解析】 两球接触后，电荷先中和，再分配而带同种电荷，排斥．带等量异种电荷时完全中和，C也对．
【答案】 AC
2．(2012·海南昌江期末)如图分别是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷q之间的函数关系图象，其中正确的是( )
【解析】 电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定，与放入该点的试探电荷无关，A正确，B错误；试探电荷在该点受的电场力F＝qE，F正比于q，C错误，D正确．
【答案】 AD
图1
3. (2012·福建龙岩一中高二检测)如图1所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘丝线系一带电小球，小球的质量为m、电荷量为q，为了保证当丝线与竖直方向的夹角为θ＝60°时，小球处于平衡状态，则匀强电场的电场强度大小可能为( )
A. B.
C. D.
【解析】
取小球为研究对象，它受到重力mg、丝线的拉力F和电场力Eq的作用．因小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零，由平衡条件知，F和Eq的合力与mg是一对平衡力，根据力的平行四边形定则可知，当电场力Eq的方向与丝线的拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示，则Eq＝mgsin θ得E＝＝.
所以，该匀强电场的场强大小可能值为E≥.
【答案】 ACD
4．真空中距点电荷(电荷量为Q)为r的A点处，放一个带电荷量为q(q ?Q)的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为( )
A．F/Q B．F/q
C．k D．k
【解析】 Q为场源电荷，q为试探电荷，根据E＝，B正确，根据E＝k，D正确．
【答案】 BD
5．(2012·福建长乐一中高二检测)如图2所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则下面关于验电器箔片的说法正确的是( )
图2
A．箔片张开
B．箔片不张开
C．带电金属球电荷量足够大时才会张开
D．箔片不张开的原因是金属网罩屏蔽了带电金属球产生的电场
【解析】 金属网罩屏蔽了外部的电场，无法使验电器上的金属球发生静电感应，则箔片不张开，所以选项A、C错误，选项B、D正确．
【答案】 BD
图3
6.如图3所示，均匀带正电的金属圆环竖直放置，其中心有一电子以速度v0沿轴线水平向右运动，则此后电子将( )
A．做匀速直线运动
B．做匀加速直线运动
C．做匀减速直线运动
D．以圆环的圆心为中心来回运动
【解析】 电子在圆盘右侧受力向左，在圆盘左侧受力向右，故正确选项为D.
【答案】 D
7．如图4所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常数为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( )
图4
A．l＋ B．l－
C．l－ D．l－
【解析】 取左侧电荷为研究对象，由平衡状态得k0x＝＋，所以x＝，故弹簧原长为l0＝l－x＝l－，C选项正确．
【答案】 C
二、非选择题(本题共5个小题，共58分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
图5
8. (8分)如图5所示，一个带电液滴带电荷量为q，质量为m，在两水平放置的场强为E的平行金属板之间静止．这个液滴带______电，电荷量______．当两板间场强突然变为原来的时，液滴将向______运动，其加速度为______．
【解析】 由题意知，带电液滴在平行金属板之间静止，所以液滴所受的电场力一定与重力大小相等，方向相反，故该液滴带负电；由F＝qE＝mg可以得到q＝；当两板间场强突然变为原来的时，液滴所受的电场力也突然变为原来的，即F＝＝，所以液滴将向下运动，加速度为.
【答案】 负 下
图6
9. (8分)如图6所示，用绝缘细线拴一个质量为m的小球，小球在竖直向下的场强为E的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动，则小球带________电荷，所带电荷量为________．
【解析】
对小球的受力分析如图所示，重力与电场力均在竖直方向上，是一对平衡力，对小球的匀速圆周运动所需要的向心力没有贡献．小球受电场力方向向上，而电场线方向竖直向下，所以小球带负电．由平衡条件知mg＝Eq，所以q＝.
【答案】 负
10．(12分)真空中两个静止点电荷相距10 cm.它们之间相互作用力大小为9×10－4 N．当它们合在一起时，成为一个带电荷量为3×10－8 C的点电荷．问原来两电荷的带电荷量各为多少？某同学求解如下：根据电荷守恒定律：q1＋q2＝3×10－8 C＝a ①
根据库仑定律：q1q2＝F＝×9×10－4 C2＝1×10－15 C2＝b ②
由①②式得：q－aq1＋b＝0
解得：q1＝(a± )＝(3×10－8± ) C
根号中的数值小于0，经检查，运算无误．试指出求解过程中的问题并给出正确的解答．
【解析】 题中仅给出两电荷之间的作用力大小，并没有给出带电的性质，所以两电荷可能为异种电荷：由q1－q2＝3×10－8 C＝a
由库仑定律可得
q1q2＝＝ C2＝1×10－15 C2＝b
联立解得q－aq1－b＝0
由此代入数据解得q1＝5×10－8 C q2＝2×10－8 C(q1、q2为异号电荷)．
【答案】 电荷量分别为5×10－8 C和2×10－8 C，q1、q2为异号电荷
图7
11. (14分)如图7所示，在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中的竖直平面内，有一个绝缘光滑的半圆形轨道．在轨道的最高点A处有一质量为m、电荷量为q带正电的小球．使小球由静止开始滑下，试求小球经过最低点B时，对轨道的压力N的大小．
【解析】 小球由A运动到B的过程中，由动能定理可得：(qE＋mg)·R＝mv①
在B点，小球加速度竖直向上指向圆心有
N－qE－mg＝②
由①②解得N＝3(mg＋qE)，由牛顿第三定律可知，对轨道的压力为3(mg＋qE)．
【答案】 3(mg＋qE)
图8
12. (16分)如图8所示，一绝缘细杆竖直立在水平向右的匀强电场中，电场强度为E，一质量为m的细环(带电荷量为)套在细杆上，恰好可以匀速下滑，试求细环与细杆的动摩擦因数．如果要使细环以加速度a＝g匀加速下滑，电场强度E′应为多大？
【解析】 对细环受力分析如图所示：
竖直方向：由平衡条件可知：
mg＝f ①
水平方向：由平衡得
Eq＝N ②
又f＝μN ③
解①②③联立得μ＝0.5
由牛顿第二定律得
mg－μE′＝ma
解得E′＝E.
【答案】 0.5 E
