人教版物理高二选修2-1第一章第一节电场同步训练

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人教版物理高二选修2-1第一章
第一节电场同步训练
一．选择题
1．一电荷量为q的正点电荷位于电场中A点，受到电场力为F，则A点的电场强度大小，方向与F相同．若把该点电荷换成电荷量为2q的负电荷，则A点的电场强度（　　）
A． 大小仍为E，方向与原来相反
B． 大小仍为E，方向与原来相同
C． 大小变为，方向与原来相反
D． 大小仍为，方向与原来相同
答案：B
解析：
解答：根据电场强度的物理意义：电场强度反映电场本身性质的物理量，仅电场本身决定，与试探电荷无关．可知，将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，A点的场强大小和方向均不变，故B正确．
故选：B
分析：电场强度反映电场本身性质的物理量，仅电场本身决定，与试探电荷无关．根据电场强度的物理意义进行解答．
2．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（　　）
A． B． C． D．
答案：D
解析：
解答：A、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向．故A错误．
B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符．故B错误．
C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动．故C错误．
D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意．故D正确．
故选D
分析：根据物体做曲线运动的条件和受力特点分析电荷受的电场力方向，再由负电荷所受的电场力方向与场强方向相反进行选择．
3．关于点电荷，下列表述正确的是（　　）
A． 任何带电体都能看作点电荷
B． 点电荷是实际带电体的理想化模型
C． 只有带电量很小的带电体才能看作点电荷
D． 只有质量很小的带电体才能看作点电荷
答案：B
解析：
解答： A、当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，电荷量对原来的电场不会产生影响的时候，该电荷就可以看做点电荷，故A错误
B、点电荷是实际带电体的理想化模型，故B正确
C、点电荷是一种理想化的物理模型，其带电荷量并不一定是最小的，故C错误；
D、点电荷是一种理想化的物理模型，其质量并不一定是最小的，故D错误；
故选B．
分析：当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，电荷量对原来的电场不会产生影响的时候，该电荷就可以看做点电荷，根据点电荷的条件分析可以得出结论．
4．两金属小球所带电荷量分别为+3Q和﹣Q，将两小球接触后，它们所带的电荷量一共为（　　）
A． +3Q B． +2Q C． +Q D． ﹣Q
答案：B
解析：
解答：两金属小球所带电荷量分别为+3Q和﹣Q，将两小球接触后，根据电荷守恒定律，带电总量为：
Q总=（+3Q）+（﹣Q）=+2Q
故选：B．
分析：两个相同的带电金属球接触再分开后带电的原则是先中和再平分，本题中两球接触是直接中和．
5．下列对电现象及规律的认识中，正确的是（　　）
A． 摩擦起电说明了电荷可以创生
B． 点电荷间的静电力随它们的距离增大而增大
C． 同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
D． 自然界中只存在正、负两种电荷
答案：D
解析：
解答： A、摩擦起电是由于电子的转移引起，并非说明了电荷可以创生，故A错误；
B、利用库仑定律：得点电荷间的静电力随它们的距离增大而减小，故B错误
C、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故C错误
D、自然界中只存在正、负两种电荷，故D正确
故选D．
分析：解本题需要掌握：摩擦起电是电子转移引起的，并非说明了电荷可以创生；
正确利用库仑定律：分析库仑力的大小变化；
6．关于摩擦起电、传导起电、感应起电，下列说法错误的是（　　）
A． 这是起电的三种不同方式
B． 这三种方式都产生了电荷
C． 这三种起电方式的实质是一样的，都是电子在转移
D． 这三种方式都符合电荷守恒定律
答案：B
解析：
解答：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷．电荷只是发生转移．感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一个部分．感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分．电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电．
A、摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式，故A正确．
B、这三种方式都没有产生电荷，故B错误．
C、这三种起电方式的实质是一样的，都是电子的转移，故C正确．
D、这三种方式都符合电荷守恒定律，故D正确．
本题选择错误的．
故选：B．
分析：摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷．感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分．
7．两个相同的金属小球M、N，带电量分别为﹣4q和﹢2q．两球接触后分开，M、N的带电量分别为（　　）
A． ﹢3q，﹣3q B． ﹣2q，﹢4q C． ﹢2q，﹣4q D． ﹣q，﹣q
答案：D
解析：
解答：两个完全相同的金属小球接触，电荷先中和后均分，故：
故选：D
分析：两个完全相同的金属小球接触后，电荷会重新分布，由于两个金属小球完全相同，电量相等．
8．真空中两个同性的点电荷q1、q2，它们相距较近，保持静止．释放q2 且q2只在q1的库仑力作用下运动，则q2在运动过程中受到的库仑力（　　）
A． 不断减小 B． 不断增加 C． 始终保持不变 D． 先增大后减小
答案：A
解析：
解答：带电相同的小球受斥力作用，因此距离越来越远，由于电量保持不变，根据可知距离增大，电场力将逐渐减小，故BCD错误，A正确．
故选A．
分析：本题比较简单，由题可知小球受斥力，距离越来越远，因此直接利用库仑定律公式即可求解．
9．有三个相同的金属小球A、B、C，其中A、B两球带电情况完全相同，C球不带电．将A、B两球相隔一定距离固定起来，两球间的库仑力是F，若使C球先和A接触，再与B接触，移去C，则A、B间的库仑力变为（　　）
A． B． C． D．
答案：C
解析：
解答：假设A带电量为Q，B带电量也为Q，
两球之间的相互吸引力的大小是
第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为
C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为
这时，A、B两球之间的相互作用力的大小
故选C．
分析：理解库仑定律的内容．知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．
10．两个相同的金属小球（均可看做点电荷），原来所带的电荷量分别为+5q和﹣q，相互间的库仑力大小为F．现将它们相接触，再分别放回原处，则两金属小球间的库仑力大小变为（　　）
A． B． F C． D．
答案：C
解析：
解答：设两个球之间的距离为r，根据库仑定律可得，
在它们相接触之前，相互间的库仑力大小F为，，
当将它们相接触之后，它们的电荷量先中和，再平分，此时每个球的电荷量为+2q，
所以，此时两个球之间的相互的排斥力为F′，
则，
所以C正确，
故选C．
分析：两个完全相同的小球带的是异种电荷，那么当它们接触后，它们带的电荷将先中和，之后再将剩余的电荷量平分．找到小球带的电量的关系之后，根据库仑力的公式就可以求得作用力的大小．
11．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的4倍，那么它们之间静电力的大小变为（　　）
A． B． C． 16F D． 4F
答案：C
解析：
解答：距离改变之前：①
当电荷量都变为原来的3倍时： ②
联立①②可得：F′=16F，故ABD错误，C正确．
故选C．
分析：本题比较简单，直接利用库仑定律进行计算讨论即可．
12．绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图．下列关于M、N带电情况表述正确的是（　　）
A． M一定带正电 B． M、N都带正电
C． M、N都带负电 D． M、N带异种电荷
答案：
解析：
解答：绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，
对求N受力分析，根据平衡条件得：球N受重力、细线的拉力和水平向左的引力，所以M、N带异种电荷．
故选D．
分析：对求N受力分析，根据平衡条件得小球N受M的吸引，所以M、N带异种电荷．
13．真空中有两个点电荷q1与q2，若将它们的电荷量和间距都变为原来的2倍，则它们间的库仑力变为原来的（　　）
A．倍 B． 1倍 C． 2倍 D． 4倍
答案：B
解析：
解答：真空中有两个固定点电荷之间的电荷量和间距都变为原来的2倍，当电荷量都变为原来的2倍，电荷量的乘积变为原来的4倍，
根据库仑定律可知，库仑力不变．
故选：B．
分析：真空中有两个固定点电荷之间的距离变为原来2倍，电荷量也都变为原来的2倍，根据库仑定律分析库仑力的变化．
14．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的4倍，那么它们之间静电力的大小变为（　　）
A． B． C． 4F D． 16F
答案：D
解析：
解答：距离改变之前：…①
当电荷量都变为原来的4倍时：…②
联立①②可得：F′=16F，故ABC错误，D正确．
故选：D．
分析：本题比较简单，直接利用库仑定律进行计算讨论即可．
15．对电现象及规律的认识中，下列说法中正确是（　　）
A． 丝绸和玻璃棒摩擦后，玻璃棒带正电是由于丝绸上一些正电荷转移到玻璃棒上
B． 真空中两个点电荷电荷量均增加为原来的2倍，距离不变，则它们之间的作用力变为原来的4倍
C． 真空中两个点电荷间距离增为原来的2倍，电荷量均不变，则它们之间的作用力变为原来的一半
D． 电场线是电场中实际存在的曲线
答案：B
解析：
解答：丝绸和玻璃棒摩擦时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，从而使丝绸带负电，玻璃棒带正电，摩擦起电是由于电子的转移引起，而非正电荷的转移，故A错误；
根据库仑定律可知：两个点电荷电荷量均增加为原来的2倍，距离不变，它们之间的作用力变为原来的4倍，若距离增为原来的2倍，电荷量均不变，则作用力变为原来的四分之一，故B正确，C错误；
电场线是为了形象的描述电场而引人的假象的线，不是真实存在的，故D错误．
故选B．
分析：解本题需要掌握：摩擦起电是电子转移引起的，并非正电荷的转移引起的；
正确利用库仑定律：分析库仑力的大小变化；
电场线不是真实存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线．
二．填空题
16．两个点电荷甲和乙同处于真空中．
①甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的　　　　　　倍．
②若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的　　　　　　倍；
③保持其中一电荷的电量不变，另一个电荷的电量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的　　　　　　倍．
答案： 1|4|2
解析：
解答：（1）甲对乙的作用力和乙对甲的作用是一对作用力和反作用力，一定等大的．（2）由库仑定律，若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为，是原来的4倍．（3）保持其中一电荷的电量不变，另一个电荷的电量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，由库仑定律：，解得：r′=2r，则它们之间的距离应变为原来的2倍．
故答案为：（1）1；（2）4；（3）2
分析：由库仑定律可以分析对应量改变后库仑力的变化．
17．静电场是　　　　　　周围空间存在的一种物质；通常用　　　　　　来描述电场的能的性质．
答案：静止电荷|电势
解析：
解答：静电场是静止电荷周围空间存在的一种物质；通常用电势来描述电场的能的．
故答案为：静止电荷，电势．
分析：电荷周围存在着一种特殊物质，这种物质叫电场，其能的性质可由电势描述．
18．如图所示，小球A固定在绝缘支架上，小球B用丝线悬挂，静止时小球B处于图示的位置，由此可知，A、B两球带　　　　　　（填“同种”或“异种”）电荷；现将A向右移近B，观察到丝线与竖直方向的夹角　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”），这表明电荷间的作用力随距离的减小而　　　　　　（填“减小”或“增大”）
答案：同种|增大|增大
解析：
解答： A球与B球相互排斥，说明A、B两球带同种电荷；
将A向右移近B，距离减小，静电力增加，故可以观察到丝线与竖直方向的夹角增加；
表明电荷间的作用力随距离的减小而增大；
故答案为：同种，增大，增大．
分析：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引；丝线与竖直方向的夹角增大，说明电荷间的作用力增大，故AB电荷间的库仑力随距离减小而增大．
19．如图所示，A、B是电场中的两点，由图可知，电场强度EA　　　　　　EB（填“＞”或“＜”）．将一点电荷先后放在A、B两点，它所受的电场力大小FA　　　　　　FB（填“＞”或“＜”）．
答案：＞|＞
解析：
解答：根据图象很容的发现，在电场的A点的电场线较密，所以，在A点的电场的强度要比B点的电场的强度大，即EA＞EB；
由于EA＞EB，并且是同一个试探电荷，电荷的电荷量大小相同，由F=qE可知，电荷在A点时受到的电场力要在B点时受到的电场力大，即FA＞FB，；
故答案为：＞；＞
分析：电场线是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，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．
20．在电场中某处放入电荷量为1×10﹣10C的点电荷，它所受电场力的大小为1×10﹣5N，则该处电场强度的大小是　　　　　　N/C，若将这个点电荷移走，该处的电场强度大小是　　　　　　N/C．
答案：1×105|1×105
解析：
解答：电场强度的定义式：，据场强方向的规定可知：场强方向与正电荷受力方向相同．
电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以该点的场强仍为1×105N/C．
故答案为：1×105，1×105．
分析：用电场强度的定义式：，采用比值法定义；电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关．
21．电荷量为3.2×10﹣8C的点电荷在电场强度大小为200N/C的匀强电场中所受电场力大小为　　　　　　N；电容器两极板间的电压为8V时，电容器所带电量为4 0×10﹣6C，则该电容器的电容　　　　　　F；处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度处为　　　　　　．
答案：6.4×10﹣6|5×10﹣7|0
解析：
解答：电荷量为3.2×10﹣8C的点电荷在电场强度大小为200N/C的匀强电场中所受电场力大小为 F=qE=3.2×10﹣8×200N=6.4×10﹣6N
电容器两极板间的电压为8V时，电容器所带电量为4 0×10﹣6C，则该电容器的电容为；处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度处处为 0．
故答案为：6.4×10﹣6，5×10﹣7，0．
分析：已知电荷量和场强，根据公式F=qE求解电场力大小．电容器的电容根据电容的定义式求解．处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度处处为零．
三．解答题
22．真空中两点电荷的距离为4m，带电量分别为Q1=4.0×10﹣5C，Q2=﹣4.0×10﹣4C，求：
（1）两点电荷间的库仑力大小为多少；
答案：根据库仑定律，代入数据得：；
（2）若将两点电荷间的距离减小到2m，则库仑力大小又为多少．
答案：当将两点电荷间的距离减小到2m，则库仑力大小为：
解析：
解答：①根据库仑定律，代入数据得：；
②当将两点电荷间的距离减小到2m，则库仑力大小为：
分析：根据库仑定律的公式，直接带入数据计算即可．
23．在真空中A点有一正电荷Q=2.0×10﹣4C，把检验电荷q=2.0×10﹣5C的负电荷置于B点，他们相距离r=2m，如图所示．求：
（1）q受到的电场力；
答案：根据库仑定律得：
（2）q所在点的电场强度；
答案：根据电场强度的定义：
（3）只将B处的检验电荷q移走，求此时B点的电场强度．
答案：电场强度由电场本身决定，故仍为：E=4.5×105N/C．
解析：
解答：①根据库仑定律得：
②根据电场强度的定义：
③电场强度由电场本身决定，故仍为：E=4.5×105N/C．
分析：①根据库仑定律，代入数据计算即可．
②根据电场强度的定义，代入数据计算即可．
③电场强度由电场本身决定，故场强不变．
24．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电的小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ=30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中．求：
（1） AB间库仑力多大；
答案：以小球为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态可知F，故：
…
（2）A、B两球间的距离．
答案：而小球所受库仑力大小为：
…（2）
联立（1）（2）解得A、B两球之间的距离为：
解析：
解答：①以小球为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态可知F，故：
…（1）
②而小球所受库仑力大小为：
…（2）
联立（1）（2）解得A、B两球之间的距离为：
．
分析：根据B球的状态可以求出B球的受力情况，从而求出两球之间的库仑力，再根据库仑定律求出两球之间的距离．
25．在如图所示的电场中，A点的电场强度E=1.0×104N/C．将电荷量q=+1.0×10﹣8C的点电荷放在电场中的A点．
（1）求该点电荷在A点所受电场力F的大小；
答案：点电荷在A点所受电场力的大小
F=qE=1.0×10﹣8×1.0×104 N=1.0×10﹣4 N
（2）在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向．
答案：
解析：
解答：（1）点电荷在A点所受电场力的大小
F=qE=1.0×10﹣8×1.0×104 N=1.0×10﹣4 N（2）正电荷在电场中 受力的方向与电场线的方向相同，所以点电荷在A点所受电场力的方向如图所示：
分析：由电场强度的定义可求得点电荷在A点所受电场力的大小；
由题意可知，该电荷带正电，则所受力的方向即为该点场强的方向．
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