宁阳第四中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-1：静电场 单元测评（含解析）

静电场
1．图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．真空中有两个静止的点电荷q1和q2，它们之间的距离若保持不变，而把它们的电荷量都变为原来的4倍，则这两个电荷间的静电力变为原来的（　　）
A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍
3．水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为
A． B． C． D．
4．在两个固定电荷+q和－q之间放入两个原来不带电的导体． 1，2，3，4为导体上的四个点，达到静电平衡后，各点的电势分别是，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．下列关于电荷的说法正确的是（ ）
A．同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
B．电荷既不会消失，也不会被创造，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到物体的另一部分
C．摩擦起电的过程就是电荷被创造的过程
D．电荷的多少叫电量，电量的单位是法拉
6．真空中有两个点电荷所带的电量分别是Q和2Q，相距为r时相互作用的静电力为F。如果它们之间的距离减少为，其余条件不变，则它们之间的静电力大小变为（ ）
A． B．2F C． D．4F
7．在国际单位制中，电荷量的单位是( )
A．牛顿 B．安培 C．库仑 D．伏特
8．下列措施是为了防止静电产生的危害？（　　）
A．在高大的建筑物顶端装上避雷针
B．静电复印
C．在高大的烟囱中安装静电除尘器
D．静电喷漆
9．如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（ ）
A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零
C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高
10．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中δ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电荷量为Q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小E和两极板间相互的静电引力大小F分别为（ ）
A．E= B．E= C．F= D．F=
11．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为r，则金属球上的感应电荷在球心处激发的电场强度大小为_____________，方向___________。
12．真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为的检验电荷，它受到的电场力为，则P点的场强为________；
13．带有8.0×10-8C电荷量的等量异种点电荷相距20cm，则连线中点处的电场强度是______ N/C，与这两个点电荷距离都为20cm处的电场强度大小是______N/C．
14．有两个完全相同的带电绝缘体金属小球A、B，分别带有电荷量QA=6.4×10-9C，QB=-3.2×10-9C．让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子由______球转移到______球，共转移了__________C的电荷量，共转移了_______________个电子．
15．两个小球都带正电，总共有电荷5.0×10C，当两个小球相距3.0m，它们之间的斥力为0.4N，问总电荷在两个小球上是怎样分配的?
16．一绝缘细绳的上端固定在天花板上，下端挂一个带电小球，其电荷量为2×10-6C．小球所处的空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小为2×104N/C．如图所示，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为30o.求：
（1）该带电小球的电性
（2）小球所受的电场力的大小
（3）细绳拉力的大小
17．如图所示，A、B、C是点电荷Q激发的电场中的三个点．现在A点放入一电荷量q=1.0×10-9C的正试探电荷，q受到的电场力F=9.0×10-6N．
（1）求A点电场强度EA的大小；
（2）若将q从A点移动到B点，q受到的电场力变大还是变小？
（3）若EC=2.0×103N/C，求q在C点受到电场力的大小．
18．在电场中某点放入一正点电荷，电量为q1=1.0×10-10C,受到的电场力F=1.8×10-5N，方向向东。求：
（1）电场中该点的场强大小和方向。
（2）若在该点放入另一负点电荷，电量为q2=-2.0×10-10C，求q2受到的电场力大小和方向。
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
电场线越密集则场强越大，a点最稀疏，c点最密集，可知；
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
2．D
【解析】
由库仑定律有
故D正确，ABC错误。
故选D。
3．C
【解析】
试题分析：对其中小球受力分析，由共点力的平衡条件可得出小球所受重力的大小和小球受到的库仑力，由库仑力公式可得出小球所带电荷量．
对小球进行受力分析，小球受重力和A，B，C处正点电荷施加的库仑力．将A，B，C处正点电荷施加的库仑力正交分解到水平方向和竖直方向．设是A，B，C处正点电荷施加的库仑力方向与竖直方向的夹角，将库仑力分解到水平方向与竖直方向，根据竖直方向平衡条件得：在竖直方向，，根据几何关系得，解得，A正确．
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到，，由于正电荷在右边，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以越往右电势越高，所以，故 B正确，ACD错误．
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故A错误；
B．电荷既不能被创造也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，总量是守恒的，故B正确；
C．摩擦起电的过程就是电荷被转移的过程，故C错误；
D．电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑，故D错误。
故选B。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
由库仑定律可得，原来它们之间的库仑力为
变化之后它们之间的库仑力为
故ABC错误，D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
在国际单位制中，电荷量的单位是库伦，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，故A正确；静电复印是利用静电现象将墨粉印在纸上，属于静电的应用；故B错误；静电除尘时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，属于静电应用，故C错误．静电喷漆采用静电作用给金属等物体喷上均匀的漆；故属于静电的应用；故D错误；故选A．
9．AC
【解析】
【详解】
AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；
CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；
故选AC。
10．AD
【解析】
【分析】
【详解】
两极板均看作无穷大导体板，极板上单位面积上的电荷量
则单个极板形成的场强
两极板间的电场强度为
两极板间的相互引力
故AD正确，BC错误。
故选AD。
11． 向右
【解析】金属球内部合电场为零，电荷+Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小，方向相反，即为，方向两球心连线向右。
12．
【解析】根据电场强度的定义式有：
13．1.44×105 1.8×104
【解析】
【分析】
【详解】
[1]．两个等量异种点电荷在中点产生的电场强度大小相等，方向相同．大小为
则合场强
E=2E1=1.44×105N/C．
[2]．等量异种点电荷在与这两个点电荷距离都为20cm处产生的电场强度大小相等，方向夹角是120°，场强为
14． B A 4.8×10-9 3.0×1010
【解析】试题分析：属导体中能自由移动的是自由电子，完全相同的带电小球接触时，若是同种电荷则将总电量平分，若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分，故电子从B向A移动．每个电子带的电荷量为e=1.6×10-19C，根据转移的电荷量计算转移的电子的数目．
金属导体中能自由移动的是自由电子，当完全相同的带电绝缘体金属小球A、B接触时，B带负电，自由电子多，所以B向A转移，先中和后平均分配．最后两球带等量同种的电荷，均为： ，所以B向A转移的电荷量为，每个电子带的电荷量为，所以转移的电子数为个
15．q1=4.0×10C ；q2=1.0×10C
【解析】由于均带正电，设一电量为，则另一电量为，则．
根据库仑定律，得：
联立解得： ， 。
点睛：根据库仑定律，结合均带正电，从而列式求解。
16．（1）负电荷（2）（3）
【解析】(1)小球受重力、绳的拉力、水平向左的电场力而平衡，故小球带负电
(2)由电场力
(3)受力分析如图：
由平衡知识得：
【点睛】本题关键是对小球受力分析，然后根据共点力平衡条件并通过合成法求解．
17．（1）9×103N/C（2）变小（3）2×10-6N
【解析】（1）根据电场强度的定义式知，A点的电场强度．
（2）从A点到B点电场线越来越疏，则电场强度越来越小，可知q所受的电场力变小．
（3）q在C点所受的电场力．
18．（1）1.8x105N/C， 方向向东； （2）3.6×10-5N/C， 方向向西；
【解析】在电场中放入一点电荷q=1.0×10-10C，电荷受到的电场力为F=1.8×10-5N，则
N/C=1.8x105N/C， 方向向东；
若在该点放一个电荷量为q′=-2.0×10-10C的点电荷，电荷受到的电场力：
=1.8×105×2.0×10-10=3.6×10-5N/C， 方向向西。