2020—2021高中物理教科版选修3—1第1章 静电场练习含答案

2020—2021高中物理教科版选修3—1第1章
静电场练习含答案
教科版选修3—1第一章
静电场
1、下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　　)
A．根据电场强度的定义式E＝可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．根据电容的定义式C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据真空中点电荷的电场强度公式E＝k可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D．根据电势差的定义式UAB＝可知，带电荷量为1
C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1
J，则A、B两点间的电势差为－1
V
2、电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为(　　)
A．这是灰尘的自然堆积
B．玻璃有极强的吸附灰尘的能力
C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘
D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
3、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1和q2，其间距为r时，它们之间相互作用力的大小为F＝k，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为(　　)
A．kg·A2·m3　　
B．kg·A－2·m3·s－4
C．kg·m2·C－2
D．N·m2·A－2
4、在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，检验电荷受到的静电力为F，则该点的电场强度为E＝，那么下列说法中正确的是(　　)
A．若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零
B．若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为
C．若在该点放一个电荷量为－2q的检验电荷，则该点的电场强度大小仍为E，但电场强度的方向与原来相反
D．若在该点放一个电荷量为－的检验电荷，则该点的电场强度的大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的电场强度的方向
5、如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，在A点由静止释放一个正的点电荷，点电荷仅在电场力的作用下沿着电场线从A点运动到B点，点电荷的速度随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)
A．该电场可能是匀强电场
B．A点的电势高于B点的电势
C．从A点到B点，点电荷的电势能逐渐增大
D．点电荷在A点所受的电场力大于在B点所受的电场力
6、如图所示，一带负电的粒子以某一初速度垂直于匀强电场方向飞入极板间，不计重力，下列说法中正确的是(　　)
A．粒子向正极板偏转
B．电场力对粒子做负功
C．粒子在电场中做匀速直线运动
D．粒子在电场中运动的轨迹是圆弧
7、(双选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是(　　)
A　　　　B　　　
　C　　　D
8、保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的哪一个(　　)
A．6.2×10－19
C　　
B．6.4×10－19
C
C．6.6×10－19
C
D．6.8×10－19
C
9、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷，已知q1＝3q2，两球心相距10r，其相互作用力大小为F1，现将两球接触后分开，再放回原处，这时两球间的相互作用力大小为F2，则(　　)
A．F2＝F1
B．F2＝
C．F2＞
D．F2＜
10、电场中有一点P，下列说法正确的是(　　)
A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零
C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大
D．P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向
11、(双选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图，图乙是等量同号点电荷的电场线分布图．AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线的中点．现把正试探电荷分别在甲、乙两图中，从O点沿OA移动到无限远处，下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是(　　)
A．在甲图中，静电力做正功，电势能减小
B．在甲图中，静电力不做功，电势能不变
C．在乙图中，静电力做正功，电势能减小
D．在乙图中，静电力不做功，电势能不变
12、如图所示，大球A原来的电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q；现给A球补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？
13、如图所示，水平放置的平行金属板A、B的距离为d，开始两板都不带电，现将电荷量为＋q、质量为m的液滴从小孔正上方h处无初速度滴下，通过小孔落向B板并把电荷全部传给B板，若第N滴液滴在A、B间恰好做匀速运动，求电容器的电容．
2020—2021高中物理教科版选修3—1第1章
静电场练习含答案
教科版选修3—1第一章
静电场
1、下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　　)
A．根据电场强度的定义式E＝可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．根据电容的定义式C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据真空中点电荷的电场强度公式E＝k可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D．根据电势差的定义式UAB＝可知，带电荷量为1
C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1
J，则A、B两点间的电势差为－1
V
D　[电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，A错误；电容C与Q、U无关，由电容器本身决定，B错误；E＝k是电场强度的决定式，故C错误；在电场中，克服电场力做功，电场力做负功，由UAB＝可知D正确．]
2、电视机的玻璃光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为(　　)
A．这是灰尘的自然堆积
B．玻璃有极强的吸附灰尘的能力
C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘
D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
D　[该现象是一种静电现象，即电视机在工作的时候，屏幕表面由于有静电而吸附轻小物体灰尘，即D选项正确．]
3、由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1和q2，其间距为r时，它们之间相互作用力的大小为F＝k，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为(　　)
A．kg·A2·m3　　
B．kg·A－2·m3·s－4
C．kg·m2·C－2
D．N·m2·A－2
B　[由公式F＝k得，k＝，故k的单位为，又由公式q＝It得1
C＝1
A·s，由F＝ma可知1
N＝1
kg·m·s－2，故1＝1
kg·A－2·m3·s－4，选项B正确．]
4、在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，检验电荷受到的静电力为F，则该点的电场强度为E＝，那么下列说法中正确的是(　　)
A．若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零
B．若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为
C．若在该点放一个电荷量为－2q的检验电荷，则该点的电场强度大小仍为E，但电场强度的方向与原来相反
D．若在该点放一个电荷量为－的检验电荷，则该点的电场强度的大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的电场强度的方向
D　[电场对处于其中的电荷有力的作用是电场的基本性质．为了反映电场具有这一力的性质，引入了电场强度E这一物理量．E是电场本身的一种特性．检验电荷的引入仅仅是用来检验这一特性，因此与检验电荷存在与否无关．它是由产生电场的电荷以及在电场中各点的位置决定的，与该点有无检验电荷、检验电荷电荷量的多少、电性的正负无关，故D正确．]
5、如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，在A点由静止释放一个正的点电荷，点电荷仅在电场力的作用下沿着电场线从A点运动到B点，点电荷的速度随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)
A．该电场可能是匀强电场
B．A点的电势高于B点的电势
C．从A点到B点，点电荷的电势能逐渐增大
D．点电荷在A点所受的电场力大于在B点所受的电场力
B　[由题图乙可知，点电荷做初速度为零的变加速直线运动，加速度逐渐增大，说明该点电荷所受的电场力逐渐增大，即该点电荷在A点所受的电场力小于在B点所受的电场力，则电场强度是逐渐增大的，故该电场一定是非匀强电场，选项A、D错误；由于点电荷由静止开始运动，仅受电场力作用从A运动到B，且点电荷带正电，所以电场线方向由A指向B，又因沿电场线方向电势逐渐降低，则φA＞φB，选项B正确；由题图乙可知，点电荷的动能增加，根据能量守恒可知，其电势能必定减少，则选项C错误．]
6、如图所示，一带负电的粒子以某一初速度垂直于匀强电场方向飞入极板间，不计重力，下列说法中正确的是(　　)
A．粒子向正极板偏转
B．电场力对粒子做负功
C．粒子在电场中做匀速直线运动
D．粒子在电场中运动的轨迹是圆弧
A　[粒子在电场中受力如图所示，所以粒子将向正极板偏转，电场力对粒子做正功，故A项正确，B项错误；由于电场力方向与初速度方向不在一条直线上，故粒子做曲线运动，又电场为匀强电场，其加速度不变，故其运动为匀变速曲线运动，C、D两项均错误．
]
7、(双选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像，其中正确的是(　　)
A　　　　B　　　
　C　　　D
CD　[电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故D正确，A、B错误．而C图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，其比值为电容器的电容，故C正确．]
8、保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的哪一个(　　)
A．6.2×10－19
C　　
B．6.4×10－19
C
C．6.6×10－19
C
D．6.8×10－19
C
B　[因任何带电体所带电荷量都是元电荷1.6×10－19
C的整数倍，因6.4×10－19
C＝4×1.6×10－19
C，故选项B正确．]
9、两个半径为r的相同金属球带上异种电荷，已知q1＝3q2，两球心相距10r，其相互作用力大小为F1，现将两球接触后分开，再放回原处，这时两球间的相互作用力大小为F2，则(　　)
A．F2＝F1
B．F2＝
C．F2＞
D．F2＜
D
[根据题意，两球接触后分开，每个球的带电荷量应是q2.由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，当两球带异种电荷时，由于电荷间的吸引，电荷在金属球表面不再均匀分布，两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定小于10r，如图甲所示．
甲
应用库仑定律，则
F1＞k＝k.
同理，当两球带同种电荷时，两球表面所带电荷的“等效中心”位置之间的距离必定大于10r，如图乙所示．
乙
则F2<＝.
因此F2必小于F1，故应选D.]
10、电场中有一点P，下列说法正确的是(　　)
A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零
C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大
D．P点的场强方向为检验电荷在该点的受力方向
C　[为了检验电场中某点的电场强度，可以把一个检验电荷放入该点，其受到的电场力F与自身的电荷量q的比值可反映该点场强的大小，但该点的场强大小与电荷量的大小、有无检验电荷无关，选项A、B错误，选项C正确．电场的方向为正检验电荷在该点的受力方向，选项D错误．]
11、(双选)图甲是等量异号点电荷的电场线分布图，图乙是等量同号点电荷的电场线分布图．AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线的中点．现把正试探电荷分别在甲、乙两图中，从O点沿OA移动到无限远处，下列关于该过程中静电力做功和电势能变化情况的说法正确的是(　　)
A．在甲图中，静电力做正功，电势能减小
B．在甲图中，静电力不做功，电势能不变
C．在乙图中，静电力做正功，电势能减小
D．在乙图中，静电力不做功，电势能不变
BC　[在甲图中，因为静电力方向与位移方向始终垂直，静电力不做功，所以电荷的电势能不变，故A错，B对；在乙图中，因为静电力方向沿OA方向，与位移方向一致，所以静电力做正功，电势能变小，故C对，D错．]
12、如图所示，大球A原来的电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q；现给A球补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？
解析：由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．
根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知，此比例为(Q－q)∶q，经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B球带电荷量为q′，则有＝
解得q′＝.
答案：
13、如图所示，水平放置的平行金属板A、B的距离为d，开始两板都不带电，现将电荷量为＋q、质量为m的液滴从小孔正上方h处无初速度滴下，通过小孔落向B板并把电荷全部传给B板，若第N滴液滴在A、B间恰好做匀速运动，求电容器的电容．
解析：第N滴液滴做匀速运动时，板上电荷量
Q＝(N－1)q
①
由平衡条件得qE＝mg
②
两极板间电压U＝Ed
③
电容器电容C＝
④
由①②③④联立解得C＝.
答案：