人教版选修3-1第一章 静电场填空练习题（含答案）．

第一章 静电场
填空练习题.
1.O是一个带正电的物体．把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3的位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，图中受力由大到小的三个位置的排序为____________．

2.带正电荷为1.0×10﹣3C的粒子，不计重力，在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10 J，飞经B点时动能为4 J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了　　J，AB两点电势差为　　V．
3.如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900 N/C，在电场内一水平面上作半径为10 cm的圆，圆上取A、B两点，AO沿电场方向，BO⊥OA，另在圆心处放一电荷量为10－9C的正点电荷，则A处场强大小EA＝________ N/C，B处场强大小EB＝________ N/C.

4.如图所示，ABCD为放在E＝1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中BCD部分是直径为20 cm的半圆环，AB＝15 cm，今有m＝10 g、q＝10－4C的小球从静止由A点沿轨道运动，它运动到图中C处时的速度是______ m/s，在C处时对轨道的压力是______ N；要使小球能运动到D点，开始时小球的位置应离B点________m.

5.真空中距带电量为Q的点电荷为r的A点处，放一个带电量为q（q远小于Q）的点电荷，q受到的电场力大小为F，则A点的场强为　　．（写出两种表达式中的任一种）
6.如图所示，两平行板相距10 cm，板间有A、B两点相距 4 cm，现将一带电量q＝－3×10－4C的电荷，从A点移到B点，电场力做了7.2×10－3J的正功，则A、B两点的电势差UAB＝________ V.

7.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．

实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；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，B球悬线的偏角越大．
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的__________而增大，随其所带电荷量的__________而增大．
此同学在探究中应用的科学方法是____________(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)．
8.将一个电荷量为5×10－8C的正电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功3×10－6J，则A、B两点的电势差为________ V，A、B两点电势φA________φB(填“＞”或“＜”)．若B点为零电势点，则A点电势为________ V.
9.在电场强度为600 N/C的匀强电场中，A、B两点相距5 cm，若A、B两点连线是沿着电场方向时，则A、B两点的电势差是________ V．若A、B两点连线与电场方向成60°时，则A、B两点的电势差是________ V；若A、B两点连线与电场方向垂直时，则A、B两点的电势差是________ V.
10.长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________．

11.如图，A、B、C为一条电场线上的三点，以A点为电势零点，一个质子从A点移到B点和C点静电力分别做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，则电场线的方向____________，B、C两点的电势差UBC＝__________ V.

12.N(N＞1)个电荷量均为q(q＞0)的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，如图所示．向右移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为________，方向________．(已知静电力常量为k)

13.电子伏是研究微观粒子时常用的能量单位，1 eV就是在电势差为1 V的两点间移动一个元电荷电场力所做的功，则1 eV＝_________ J，一个带正电的质点电量q＝2e，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为5 000 eV，质点的动能增加了8 000 eV，则A、B两点间的电势差Uab为________ V.
14.如图所示，在电场强度为E的匀强电场中有间距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，静电力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，静电力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，静电力做的功W3＝________.由此可知，电荷在电场中移动时，静电力做功的特点是________．

15.如图所示，电场中某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，电荷q1＝10－8C，从B点移到A点时静电力做了10－7J的功；电荷q2＝－10－8C，在B点的电势能比在C点时大10－7J，那么：

(1)比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是________；
(2)A、C两点间的电势差是________ V；
(3)若设B点的电势为零，电荷q2在A点的电势能是________ J.
16.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连．

(1)使电容器带电后与电源断开
①上移左极板，可观察到静电计指针偏转角________(选填“变大”“变小”或“不变”);
②将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角________(选填“变大”“变小”或“不变”)；
③两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
(2)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有(　　)
A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B．使用静电计的目的是测量电容器电荷量的变化情况
C．静电计可以用电压表替代
D．静电计可以用电流表替代
17.在真空中两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为2×10-8C，相距20 cm，则它们之间的相互作用力为________N，在两者连线的中点处，电场强度大小为_____N/C.（静电力常量）
18.如图电路中，电源有内阻，开关S1、S2、S3、S4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，

(1)若只断开S1，则P将________．
(2)若只断开S2，则P将________．
(3)若只断开S3，则P将________．
(4)若只断开S4，则P将________．
19.如图倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L，处在粗糙的水平面上，一质量为m带正电的小物块恰好能在斜面上匀速下滑，O为底边中点，OD垂直AB，沿OD上方与A等高的位置E处固定一带正电的点电荷，物块在下滑至底端的过程中，斜面保持静止不动，当物块在DB之间时，斜面受到地面的摩擦力　　（填“不变”、“先变大后变小”，“先变小后变大”）；若斜面是光滑的，测得它滑到D受到的库仑力大小为F，则它滑到B处的加速度的大小　　．

20.如图是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点．

(1)带电粒子在________区域是加速的，在________区域是偏转的．
(2)若UYY′＞0，UXX′＝0，则粒子向________板偏移，若UYY′＝0，UXX′＝0，则粒子打在荧光屏上________点，若UYY′＝0，UXX′＞0，则粒子向________板偏移．




答案解析
1.【答案】P1、P2、P3
【解析】带电小球受到重力、电场力和拉力作用，根据共点力平衡，F电＝mgtanθ，所以张角越大，电场力越大．
2.【答案】6 －6 000
【解析】根据能量守恒定律得到，带电粒子从A点到B点的过程中电势能的增加等于动能的减小，即Ep=10 J﹣4 J=6 J．电场力做功为W=﹣Ep=﹣6 J，AB两点的电势差UAB==V=－6 000 V．
3.【答案】0　1.27×103
【解析】由E＝k，得点电荷在A处产生的场强EA＝900 N/C，方向向左，所以A处合场强为零．点电荷在B处产生的场强EB＝900 N/C，方向向下，所以B处合场强为1.27×103N/C.
4.【答案】　　0.4　0.25
【解析】　由Eq(＋)－mg＝mv可得vC＝m/s；在C处由FN－Eq＝得FN＝0.4 N，根据牛顿第三定律得在C处时对轨道的压力为0.4 N；要使小球能运动到D点，vD＝＝1 m/s，由Eq·－mg·＝mv，得＝0.25 m.
5.【答案】或k
【解析】电场强度等于放入电场中的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值．由场强的定义式求解电场强度的大小．
Q是场源电荷，q是试探电荷．A点的电场强度大小由Q产生，所以A点的场强．
6.【答案】－24
【解析】UAB＝＝V＝－24 V.
7.【答案】减小　增大　控制变量法
【解析】偏角的大小，可以反映电荷间相互作用力的大小．所以可以分析出相互作用力与间距、电荷量的关系．本题考察电荷间相互作用力与哪些因素有关，猜想有两方面，分组测量，所以本题的科学方法为控制变量法．
8.【答案】60，＞，60
【解析】根据公式WAB＝qUAB，可得A、B两点的电势差为：
UAB＝＝V＝60 V
根据UAB＝φA－φB＝60 V，可知：φA＞φB
若φB＝0，则有：φA＝UAB＋φB＝60 V
9.【答案】30　15　0
【解析】根据匀强电场中的电势差与电场强度的关系：U＝Ed，
若A、B两点连线是沿着电场方向时，d＝LAB＝0.05 m，所以U＝600×0.05 V＝30 V.
若A、B两点连线与电场方向成60°时，d＝LABcos 60°＝0.05×0.5 m＝0.025 m，所以U＝600×0.05×0.5 V＝15 V.
若A、B两点连线与电场方向垂直时，A、B两点是等电势点，故A、B间的电势差为零．
10.【答案】　向左
【解析】导体棒在点电荷＋q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任何一点都有两个电场，即外电场：＋q在该点形成的电场E0；附加电场：棒上感应电荷在该点形成的电场E′，达到静电平衡时E′＝E0.
题中所求的即为E′，于是我们通过上述等式转化为求E0.于是有E′＝E0＝.
E′和E0方向相反，方向向左．
11.【答案】从A到C　4
【解析】质子带正电，从A点移到B点和C点静电力分别做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，电场力做正功，说明电场线的方向从A到C；
UAB＝；UAC＝；
所以UBC＝UAC－UAB＝
＝＝4 V.
12.【答案】k　沿OP指向P
【解析】P点的带电小球在圆心O处的电场强度大小为E1＝k，方向沿PO指向O；N个小球在O点处电场强度叠加后，合场强为零；移去P点的小球后，则剩余N－1个小球在圆心O处的电场强度与P点的小球在圆心O处的电场强度等大反向，即E＝E1＝k，方向沿OP指向P.
13.【答案】1.6×10－19　1500
【解析】根据公式W＝qU得：1 eV＝1.6×10－19×1 J＝1.6×10－19J.
根据动能定理：W其他＋W电＝ΔEk
得：W电＝3 000 eV
又W电＝qU，
则：Uab＝＝＝1 500 V
14.【答案】qElcosθ　qElcosθ　qElcosθ　与路径无关，只与初、末位置有关
【解析】
15.【答案】(1)φC＞φB＞φA　(2)－20　(3)10－7
【解析】从B点移到A点时静电力做正功，电势能减小，根据电荷的电性可以判断A点电势最低，C点电势最高．
16.【答案】(1)①变大　②变小　③变小　(2)A
【解析】(1)根据电容的定义式C＝和电容的决定式C＝得U＝，当上移左极板时，S减小，则U增大，静电计指针偏转角变大；减小板间距离d时，则U减小，静电计指针偏转角变小；插入玻璃后，相对介电常数εr增大，则U减小，静电计指针偏转角变小．
(2)静电计是用来观察电容器两端电压变化情况的，不可以用电压表代替，也不可以用电流表代替，因为电流表和电压表在构成电流通路时才有示数．
17.【答案】9×10－53.6×104
【解析】已知真空中两点电荷的电量均为q=,距离r=0.2 m，根据库仑定律得电荷间的作用力F=两点电荷在中点处产生的场强大小均为，方向相同，则在两者连续的中点处，电场强度大小为N/C.
18.【答案】(1)静止　(2)向上做匀加速直线运动　(3)向下做加速直线运动　(4)静止
【解析】(1)只断开S1，电容器两端电压保持不变，故P将静止．
(2)只断开S2，电容器两端电压变大，极板间场强变大，油滴P向上做匀加速直线运动．
(3)只断开S3，电容器将放电，电场逐渐消失，油滴P向下做加速直线运动．
(4)只断开S4，电容器两端电压保持不变，故油滴P将静止．
19.【答案】不变+
【解析】开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，是竖直向上的；根据牛顿第三定律，压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的；增加电场力后，小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加，故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍然是竖直向下的；再对斜面体分析，受重力,故滑块对斜面体的压力和摩擦力、支持力，不受地面的摩擦力，否则合力不为零；即当物块在DB之间时，斜面受到地面的摩擦力为0，保持不变；
在D点，电场力为：F=k=；在B点电场力F为：FB=k=；在B点，电荷q受重力、电场力和支持力，在平行AB杆的方向，根据牛顿第二定律，有：mgsin30°+cos30°=ma，解得：a=+．
20.【答案】(1)Ⅰ　Ⅱ　(2)Y　O　X
【解析】