（高二）人教物理选修3—1第一章 静电场练习含答案

（高二）人教物理选修3—1第一章
静电场练习含答案
人教选修3—1第一章
静电场
1、(双选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开。此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是(　　)
A．正电荷　　　
B．负电荷
C．接触起电
D．感应起电
2、如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A，用原长为L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有(　　)
A.x2＝x1
B．x2＝x1
C．x2＞x1
D．x2＜x1
3、如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(　　)
A．k
B．k
C．k
D．k
4、如图所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其产生的电场中的两点，若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势，则(　　)
A．E1>E2，φ1>φ2
B．E1>E2，φ1<φ2
C．E1φ2
D．E15、(多选)如图所示的等量异号电荷中，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则(　　)
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相等
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷沿AB中垂线移动时，电场力不做功
6、a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20
V，b点的电势为24
V，d点的电势为4
V，如图所示，由此可知c点的电势为(　　)
A．4
V
B．8
V
C．12
V
D．24
V
7、如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则(　　)
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
C．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
8、如图所示，两个带同种电荷的小球质量分别为m1和m2，带电荷量分别为q1和q2，用两段绝缘细线悬挂在天花板上的O点，平衡时两球间的连线水平，两段绝缘细线与竖直线的夹角分别为α和β，α<β，则下列说法正确的是(　　)
A．若q1>q2，则m1>m2
B．若q1>q2，则m1C．一定有m1D．一定有m1>m2
9、关于电场强度，下列说法正确的是(　　)
A．在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度都相同
B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C．若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右
D．电荷所受到的静电力很大，说明该点的电场强度很大
10、在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是(　　)
A　　
B　　
C　　
　　D
11、(双选)如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变小，则(　　)
A．电荷带正电
B．电荷带负电
C．电流表中将有从a到b的电流
D．电流表中将有从b到a的电流
12、(双选)一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是(　　)
A．加速电压偏大　　　
B．加速电压偏小
C．偏转电压偏大
D．偏转电压偏小
13、如图所示，一个半径为R的圆环均匀带电，ab为一段极小的缺口，缺口长为L(L?R)，圆环带的电荷量为QL(正电荷)，在圆心处放置一带电荷量为q的负点电荷，试求负点电荷受到的库仑力的大小和方向。
14、如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角θ＝30°，不计粒子重力，求：
(1)粒子的末速度大小；
(2)匀强电场的场强大小；
(3)两板间的距离。
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静电场练习含答案
人教选修3—1第一章
静电场
1、(双选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开。此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是(　　)
A．正电荷　　　
B．负电荷
C．接触起电
D．感应起电
AC　[用丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷，故A对，B错；玻璃棒与验电器接触，起电方式为接触起电，故C对，D错。]
2、如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A，用原长为L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有(　　)
A.x2＝x1
B．x2＝x1
C．x2＞x1
D．x2＜x1
C　[库仑力等于弹力，两球电荷量各减半时，若不考虑两球距离的变化对库仑力的影响，库仑力减为原来的，则x2＝x1，但实际是距离减小后库仑力又会增大，故正确答案是x2＞x1，C正确。]
3、如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零，则d点处电场强度的大小为(k为静电力常量)(　　)
A．k
B．k
C．k
D．k
B　[由于在a点放置一点电荷q后，b点电场强度为零，说明点电荷q在b点产生的电场强度与圆盘上Q在b点产生的电场强度大小相等，即EQ＝Eq＝k。根据对称性可知Q在d点产生的电场强度大小EQ′＝k，则Ed＝EQ′＋Eq′＝k＋k＝k，故选项B正确。]
4、如图所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其产生的电场中的两点，若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势，则(　　)
A．E1>E2，φ1>φ2
B．E1>E2，φ1<φ2
C．E1φ2
D．E1A　[由正电荷周围电场线的特点可知E1>E2，沿电场线方向电势逐渐降低，可知φ1>φ2，选项A正确。]
5、(多选)如图所示的等量异号电荷中，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则(　　)
A．a点与c点的电场强度相同
B．a点与c点的电势相等
C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
D．点电荷沿AB中垂线移动时，电场力不做功
ACD　[由于a、c两点关于b点对称，电场强度的大小和方向均相同，A正确；电场线由a点指向c点，所以有φa>φc，B错误；由于ab＝bc，电荷由a点移到b点和由b点移到c点时，电场力做功相等，故Uab＝Ubc，C正确；A、B连线的中垂线为等势线，在等势线上移动电荷时，电场力不做功，D正确。]
6、a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20
V，b点的电势为24
V，d点的电势为4
V，如图所示，由此可知c点的电势为(　　)
A．4
V
B．8
V
C．12
V
D．24
V
B　[根据匀强电场的特点，Uad＝Ubc，即φa－φd＝φb－φc，解得φc＝8
V，B正确。]
7、如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则(　　)
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
C．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
A　[处于静电平衡状态的导体，其内部场强为零，即Ea＝0；由于静电屏蔽，球内空腔的场强也为零，则Eb＝0，选项A正确。]
8、如图所示，两个带同种电荷的小球质量分别为m1和m2，带电荷量分别为q1和q2，用两段绝缘细线悬挂在天花板上的O点，平衡时两球间的连线水平，两段绝缘细线与竖直线的夹角分别为α和β，α<β，则下列说法正确的是(　　)
A．若q1>q2，则m1>m2
B．若q1>q2，则m1C．一定有m1D．一定有m1>m2
D　[以m1为研究对象进行受力分析，结合库仑定律，由平衡条件得k＝m1g
tan
α；再以m2为研究对象，同理得k＝m2g
tan
β，因α<β，则m1>m2。]
9、关于电场强度，下列说法正确的是(　　)
A．在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度都相同
B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C．若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右
D．电荷所受到的静电力很大，说明该点的电场强度很大
C　[电场强度是矢量，在以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的电场强度的大小是相同的，但是方向不同，所以不能说电场强度相同，选项A错误；判定场强大小的方法是在该处放置一试探电荷，根据E＝来比较，与产生电场的场源电荷的正负没有关系，选项B错误；电场强度的方向与试探电荷无关，选项C正确；虽然电场强度的大小可以用E＝来计算，但E＝并不是电场强度的决定式，电场中某点的电场强度大小是一个定值，与所放入的试探电荷及电荷的受力情况无关，选项D错误。]
10、在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是(　　)
A　　
B　　
C　　
　　D
C　[因为电势是标量，并且a、b在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的，而电场强度是矢量，A图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反；B图中两个场强叠加后，a点的场强方向斜向右上方，b点的场强方向斜向右下方；C图中两对称点的场强大小相等，方向都是水平向右；D图中a点的场强方向向上，b点的场强方向向下，因此只有选项C正确。]
11、(双选)如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变小，则(　　)
A．电荷带正电
B．电荷带负电
C．电流表中将有从a到b的电流
D．电流表中将有从b到a的电流
BC　[电荷q处于静止状态，受到重力与电场力而平衡，电容器上极板带正电，电场方向向下，而电场力方向向上，故电荷带负电，故A错误，B正确；将两极板的间距变小，而电容器的电压不变，根据电容的决定式C＝可知，电容增大，电容器的电压U不变，由电容的定义式C＝分析得知，电容器的电荷量增大，电容器充电，而电容器上极板带正电，则电流表中将有从a到b的电流，故D错误，C正确。]
12、(双选)一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是(　　)
A．加速电压偏大　　　
B．加速电压偏小
C．偏转电压偏大
D．偏转电压偏小
AD　[画面高度缩小，说明电子从偏转电场射出时偏转角θ减小，由qU0＝mv，tan
θ＝
eq
\f(qU1L,mdv)，得tan
θ＝，则引起θ变小的原因可能是加速电压U0偏大或偏转电压U1偏小，A、D正确。]
13、如图所示，一个半径为R的圆环均匀带电，ab为一段极小的缺口，缺口长为L(L?R)，圆环带的电荷量为QL(正电荷)，在圆心处放置一带电荷量为q的负点电荷，试求负点电荷受到的库仑力的大小和方向。
[解析]　如图甲所示，在环上任取对称的两点(或两小段)P、Q，P对O点处的负电荷产生吸引力FP，同样Q对O点处的负电荷产生吸引力FQ，这两个力大小相同，方向相反，合力为零，同理还可取P′、Q′等相互对称的点，都具有相同的结论。而圆正是由无数这样的对称点组成的，所以在这样的圆环中心处的点电荷受力为零。
甲　　　　乙
再回到题图，只有与ab缺口相对称的一小段没有与之相对称的对象存在。因此处于O点处的点电荷受到的力就是与ab缺口相对称的一小段a′b′(如图乙所示)对它产生的吸引力，由于a′b′很短(L?R)，可将其视为点电荷，其带电荷量为Q′＝·L，由库仑定律可得F＝k＝k，受力方向由圆心指向a′b′(a′b′为带缺口的圆环上，与ab缺口相对称的一小段)。
[答案]　k　受力方向由圆心指向a′b′(a′b′为带缺口的圆环上，与ab缺口相对称的一小段)
14、如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角θ＝30°，不计粒子重力，求：
(1)粒子的末速度大小；
(2)匀强电场的场强大小；
(3)两板间的距离。
[解析]　(1)粒子在平行金属板间做类平抛运动，把射出极板的速度分解，如图所示，则粒子的末速度v＝＝v0。
(2)竖直分速度vy＝v0tan
30°＝v0
由牛顿第二定律得qE＝ma
由类平抛运动规律得L＝v0t，vy＝at，解得E＝
eq
\f(\r(3)mv,3qL)。
(3)由类平抛运动规律得tan
30°＝，解得d＝。
[答案]　(1)　(2)
eq
\f(\r(3)mv,3qL)　(3)