怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-1：静电场 单元测试（含解析）

静电场
1．关于电场的场强，下列说法正确的是（ ）
A．在电场中某点放一检验电荷后，该点的电场强度会发生改变
B．由电场强度定义式E=可知，电场中某点的E与q成反比，与q所受电场力F成正比
C．电荷在电场中某点所受力的方向即为该点的电场强度方向
D．只受电场力的正电荷在电场中运动时的加速度放向一定是该点场强方向
2．下列属于理想物理模型的是（ ）
A．电场 B．电场线
C．元电荷 D．点电荷
3．如图所示，、是两个点电荷，P是这两个点电荷连线中垂线上的一点图中所画P点的电场强度方向可能正确的是　　
A． B．
C． D．
4．真空中有两个点电荷带同种电荷q1、q2，它们相距较近，保持静止状态，今释放q2，且q2只在q1的库仑力的作用下运动，则q2在运动过程中受到的库仑力（ ）
A．不断减小 B．不断增大
C．始终保持不变 D．先增大后减小
5．如图所示，带电小球A附近有用绝缘支架支撑着的金属导体B，当开关、断开时，导体B左端带有负电荷，右端带有正电荷。下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关，则导体B左端不再带有电荷
B．闭合开关，则导体B两端不再带有电荷
C．闭合开关，则导体B左端不再带有电荷
D．闭合开关，则导体B右端不再带有电荷
6．两个分别带有电荷量－2Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为(　　)
A． F B． F C．12F D．
7．下列属于防范静电的是( )
A．避雷针
B．喷涂
C．静电复印
D．静电除尘
8．在静电场中，下列有关电场与电势的说法正确的是（ ）
A．电场线越密的地方，电场强度越强，电势也越高
B．电场线越密的地方，电场强度越弱，电势也越低
C．沿着电场线的方向，电势越低
D．沿着电场线的方向，电场强度越弱
9．把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线，在图中描绘正确的是 （ ）
A．B．C．D．
10．吉尔伯特制作了第一只验电器，后来，英国人格雷改进了验电器，其结构如图1所示．验电器原来带正电，如果用一根带大量负电的金属棒接触验电器的金属球，金属箔的张角将（ ）
A．先变小后变大 B．变大
C．变小 D．先变大后变小
11．如图所示， 、、分别表示在一条直线上的三个自由点电荷，且每个电荷都处于平衡状态．如果为正电荷，则为__________电荷， 为__________电荷（填“正”或“负”），且__________（填“<”“=”“>”）
12．真空中有两个静止的点电荷，电荷量分别为＋5.0×10－8C和－2×10－8C，相距10cm，则电荷间的相互作用力大小为_____________N，该力是_____________（填“引力”或“斥力”）。（静电力常量k＝9×l09Nm2C2）
13．真空中有一个静电场，在电场中的P点放一个点电荷，它受到的电场力为7×10-4N。已知P点的场强为2×106N/C，则该点电荷的电量__________C。
14．电荷之间是通过_____发生相互作用的；为了探究电场中P点的电场强度，在P点做一个电荷量为4.0×10﹣9C的试探电荷，测得它受到的电场力为2.0×10﹣5N，则P点的场强大小为_____N/C；若将一个电荷量为2.0×10﹣7C的试探电荷放在该电场中的P点，该试探电荷受到的电场力大小为_____N．
15．如图所示，真空中，带电荷量分别为+Q与一Q的点电荷A、B相距，则：
(1)两点电荷在它们连线的中点O的场强分别是多大?
(2)两点电荷连线的中点O的场强多大? 方向如何?
16．真空中有两个点电荷， ， ，当它们的距离时，两电荷之间的库仑力为多大？是引力还是斥力？（静电力常量）
17．如图所示，在水平向左、电场强度为的匀强电场中，竖直固定着一根足够长的粗糙绝缘杆，杆上套着一个质量为、带有电荷量的小圆环，圆环与杆间的动摩擦因数为．
（）由静止释放圆环，圆环沿杆下滑，求圆环下滑过程中受到的摩擦力．
（）若在匀强电场的空间内再加上磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，圆环仍由静止开始沿杆下滑．求：
①圆环刚开始运动时加速度的大小．
②圆环下滑过程中的最大动能．
18．心形物体带电情况关于MN对称，如图所示，A、B、C、O在一条直线上，且该直线与MN垂直。在距离O点为的B点固定一均匀带电的小球B，小球所带电荷量为+q，如果在距离O点的A点电场强度为0，求距离O点的C点的电场强度大小。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．检验电荷的引入是为了研究电场的方便，引入后，不会影响原电场，即该点的场强不会发生改变，故A错误；
B．电场强度的定义式是比值法，场强取决于电场本身，并不是与电场中某点的E与q成反比，与q所受电场力F成正比，故B错误；
C．根据场强方向的规定可知，正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，负电荷所受电场力的方向与场强方向相反，故C错误；
D．正电荷电场力方向与场强同向，所以只受电场力的正电荷在电场中运动时的加速度放向一定是该点场强方向，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．电场是客观存在的物质，不是理想物理模型，故A错误，不符合题意；
B．电场线是为了形象的描述电场的强度和方向引入的假想的曲线，不是理想物理模型，故B错误，不符合题意；
C．元电荷是最小的电量的单位，不是理想物理模型，故C错误，不符合题意；
D．点电荷是忽略了带电体的大小和形状，抽象成的带电的点，是理想物理模型，故D正确，符合题意。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
P点场强是两个点电荷单独存在时产生场强的矢量和，故合场强应该在P点与两个点电荷连线之间的范围，如图
故A正确，BCD错误．
故选A.
【点睛】
场强是矢量，空间某点的场强是由各个点电荷单独存在时产生的场强的矢量和，遵循平行四边形定则．
4．A
【解析】
【详解】
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。
5．D
【解析】
【详解】
当开关、断开时，因为静电感应，导体B左端带有负电荷，右端带有正电荷。当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体；故闭合开关S1或者闭合开关S2，大地上的电子都会和右端的正电荷中和，使得导体B右端不再带有电荷，故D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
相距为r时，根据库仑定律得：，接触后，各自带电量变为，则有：。
A．F．故选项A不符合题意．
B．F．故选项B不符合题意．
C．12F．故选项C不符合题意．
D．．故选项D符合题意．
7．A
【解析】
【详解】
A．避雷针是为了导走房屋静电，防止带电云层打雷击中，属于静电防范，故A正确；
B．喷涂时利用高压静电电场，使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料吸附在工件表面的喷涂方法，属于静电的利用，故B错误；
C．复印机复印文件资料，属于静电利用，故C错误；
D．静电除尘利用的是除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电利用，D错误。
8．C
【解析】
【详解】
AB、电场线越密的地方，电场强度越强，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，故A、B错误；
C、沿着电场线的方向，电势降低，电势越来越小，故C正确；
D、电场线疏密表示电场强度的相对大小，沿电场线方向场强不一定减小，故D错误；
故选C。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
静电平衡状态下，整个金属板是个等势体，所以金属板附近电场线与金属板表面垂直，选项A、D错误；金属板接地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，选项B正确，C错误．
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
带大量负电的金属棒接触验电器的金属球是，验电器上所带的正电荷先辈负电荷中和，验电器带电减少，金属箔张角变小；中和完后，多余的负电荷又会转移到验电器上，是金属箔的张角再次变大．
故选A
【点睛】
容易题．带异种电荷的导体接触后电荷先中和，剩余的净电荷再重新分布到两个带电体上．
11． 负 负 大于
【解析】假设带正电，要使平衡则也应带正电，但此时因都受斥力而不平衡，故假设不成立，即带负电，同理分析带负电；
设之间的距离为， 之间的距离为，由于三个电荷均处于平衡状态，
所以对有： ①
对有： ②
对有： ③
联立①②③可解得： ，由此可以看出 的电荷量均大于的电荷量。
点睛：本题考察了库仑定律在电荷平衡中的应用，对于三个电荷平衡可以利用“两同夹异，近小远大”的规律进行电性判断，本题的难点在于计算，学生列出方程容易，但是计算正确难。
12． 9×10-4 引力
【解析】两个电荷的电荷量分别为：q1=5.0×10-5C，q2=-2.0×10-10C；间距为0.1m；
根据库仑定律，有： ；异种电荷相互吸引，故是吸引力；
【点睛】本题关键是根据库仑定律公式列式求解，记住公式即可，注意同种电荷相吸，异种电荷相斥．
13．3.5╳10-10
【解析】由电场力的表达式可得： .
【点睛】明确场强取决于电场本身，场强公式定义式是采用比值法下的定义．
14． 电场 5×103 1.0×10﹣5
【解析】电荷之间是通过电场发生相互作用的；由电场强度公式可得P点的场强为： ，当将检验电荷的电量减小为2.0×10﹣9C，则P点的场强仍然是5×103N/C，所受的电场力为：F′=q′E=2.0×10﹣9C×5×103N=1×10﹣5N。
15．（1）AB两点电荷在0点产生的电场强度：
（2）0点的合场强为： 方向由A指向B。
【解析】【分析】根据点电荷产生的场强公式求解各个点电荷在某点产生的场强，再根据矢量合力原则求解即可。
解：(1)AB两点电荷在0点产生的电场强度：
(2)故0点的合场强为：
方向由A指向B
16．（1） (2)引力
【解析】由库仑定律
得
因Q1和Q2是异种电荷，相互吸引，所以它们间的库仑力为引力。
综上所述本题答案是：（1） (2)引力
点睛：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用这点来判断力的方向
17．（1）（2）
【解析】试题分析：（1）在水平方向圆环受到的弹力
则摩擦力（3分）
（2）①圆环刚开始运动时不受洛伦兹力，因此，摩擦力大小
在竖直方向，由牛顿第二定律（1分）
解得（2分）
②当重力与滑动摩擦力平衡时，圆环速度最大，动能最大。
即（1分）
最大速度（2分）
最大动能（1分）
考点：带电粒子在匀强电场中的运动
18．
【解析】因为A点场强为0，即小球在A点产生的电场强度E1与心形物体在A点产生的电场强度E2大小相等：E1 =E2
又因为
而A和C关于心形物体对称，所以心形物体在C点产生的电场强度E3与A点的大小相等
E3 =E2
所以C点的电场强度为心形物体产生的E3和小球在C点产生的E4之和：EC= E3+ E4
又有
联立以上各式得
点睛：此题是电场的叠加问题；关键是掌握电场的叠加原理，知道点电荷场强的公式，并且灵活运用对称性解答.