2020--2021学年教科版高二物理选修3—1第1章 静电场练习含答案

2020--2021教科版物理选修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、真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷增加了原来的，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电量一定减少了原来的(　　)
A．　　　　B．　　　　C．　　　　D．
2、关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是(　　)
A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷
B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移
C．不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
D．以上说法均不正确
3、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为(　　)
A．l＋
　
B．l－
　
C．l－
　
D．l－
4、直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示．M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)
A．，沿y轴正向　
B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向
D．，沿y轴负向
5、在电场中，A、B两点间的电势差UAB＝75
V，B、C两点间的电势差为UBC＝－200
V，则A、B、C三点电势高低关系为(　　)
A．φA＞φB＞φC　　　
B．φA＜φC＜φB
C．φC＞φA＞φB
D．φC＞φB＞φA
6、如图所示，电源A两端的电压恒为6
V，电源B两端的电压恒为8
V，当开关S从左扳到右时，通过电流计的电荷量为1.2×10－5
C，则电容器的电容约为(　　)
A．2×10－5
F
B．1.5×10－6
F
C．6×10－6
F
D．8.6×10－7
F
7、(双选)平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图所示，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是(　　)
A．A板向上移动
B．B板向右移动
C．A、B板之间插入电介质
D．使两极板带的电荷量减小
8、(双选)如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是
(　　)
A．导体B将带负电
B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等
D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零
9、如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态，电荷量分别为qA、qB，相距为L.则A对B的库仑力为(　　)
A．FAB＝k，方向由A指向B
B．FAB＝k，方向由A指向B
C．FAB＝k，方向由B指向A
D．FAB＝k，方向由B指向A
10、真空中有一个电场，在这个电场中的某一点放入电荷量为5.0×10－9
C的点电荷，它受到的电场力为3.0×10－4
N，那么这一点处的电场强度的大小等于(　　)
A．8.0×10－5
N/C　
B．6.0×104
N/C
C．1.7×10－5
N/C
D．2.0×10－5
N/C
11、(双选)如果在某电场中将5.0×10－8
C的电荷由A点移到B点(如图所示)，电场力做6.0×10－3
J的功，则(　　)
A．A、B两点间的电势差为3.0×10－10
V
B．A、B两点间的电势差为1.2×105
V
C．若将2.5×10－8
C的电荷由A点移到B点，电场力做3.0×10－3
J的功
D．若将2.5×10－8
C的电荷由A点移到B点，电场力做3.0×10－17
J的功
12、如图所示，匀强电场的场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场线的夹角为α，则A、B两点间的电势差为(　　)
A．Ed　
B．Edcos
α
C．Edsin
α
D．Edtan
α
13、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r?R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)
14、如图所示平行金属板A、B之间有匀强电场，A、B间电压为600
V，A板带正电并接地，A、B两板间距为12
cm，C点离A板4
cm.求：
(1)C点的电势；
(2)若将一电子从场外移到C点，电场力做多少功？做正功还是做负功？
2020--2021教科版物理选修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、真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷增加了原来的，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电量一定减少了原来的(　　)
A．　　　　B．　　　　C．　　　　D．
B　[设原来的电荷量分别为Q1、Q2，则F＝k，由题意知k＝k，解得Q2′＝Q2，所以电荷量减少了原来的，故B正确．]
2、关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是(　　)
A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷
B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移
C．不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
D．以上说法均不正确
C　[无论哪种起电方式，其本质都是电子在物体内部或物体间发生转移，其过程中不会有电荷产生或消失，故C对，A、B、D错．]
3、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为(　　)
A．l＋
　
B．l－
　
C．l－
　
D．l－
C　[取左侧电荷为研究对象，由平衡状态得k0x＝＋，解得x＝，故弹簧原长为l0＝l－x＝l－，C正确．]
4、直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示．M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为(　　)
A．，沿y轴正向　
B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向
D．，沿y轴负向
B　[处于O点的正点电荷在G点处产生的场强E1＝k，方向沿y轴负向；又因为G点处场强为零，所以M、N处两负点电荷在G点共同产生的场强E2＝E1＝k，方向沿y轴正向；根据对称性，M、N处两负点电荷在H点共同产生的场强E3＝E2＝k，方向沿y轴负向；将该正点电荷移到G处，该正点电荷在H点产生的场强E4＝k，方向沿y轴正向，所以H点的场强E＝E3－E4＝，方向沿y轴负向．]
5、在电场中，A、B两点间的电势差UAB＝75
V，B、C两点间的电势差为UBC＝－200
V，则A、B、C三点电势高低关系为(　　)
A．φA＞φB＞φC　　　
B．φA＜φC＜φB
C．φC＞φA＞φB
D．φC＞φB＞φA
C　[因为UAB＝φA－φB＝75
V＞0，所以φA＞φB.又UBC＝φB－φC＝－200
V＜0，所以φB＜φC.又UAC＝UAB＋UBC＝75
V＋(－200
V)＝－125
V＜0，所以φA＜φC.则φC＞φA＞φB.故正确答案为C.]
6、如图所示，电源A两端的电压恒为6
V，电源B两端的电压恒为8
V，当开关S从左扳到右时，通过电流计的电荷量为1.2×10－5
C，则电容器的电容约为(　　)
A．2×10－5
F
B．1.5×10－6
F
C．6×10－6
F
D．8.6×10－7
F
D　[当开关S接左边时，电容器上极板带正电，所带电荷量Q＝CUA，当开关S扳到右边时，电容器上极板带负电，所带电荷量Q′＝CUB，该过程中通过电流计的电荷量ΔQ＝Q＋Q′＝C(UA＋UB)＝1.2×10－5
C，解得电容约为8.6×10－7
F，选项D正确．]
7、(双选)平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图所示，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是(　　)
A．A板向上移动
B．B板向右移动
C．A、B板之间插入电介质
D．使两极板带的电荷量减小
AB　[由公式C＝和U＝得U＝.电容器充电后，与静电计相连，电容器带电荷量Q几乎不变，A板上移，两板的正对面积S减小，U增大，静电计指针张角变大，A正确；B板向右移，d增大，U增大，指针张角变大，B正确；A、B板之间插入电介质，U减小，指针张角变小，C错误；Q减小，U减小，指针张角变小，D错误．]
8、(双选)如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是
(　　)
A．导体B将带负电
B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等
D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零
BD　[由于静电感应，导体B左端带负电，右端带正电，导体总电荷量为零，故A错误，D正确．B的左端感应出负电荷，右端出现正电荷，电荷量的大小相等，故B正确．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小相等，与划分的位置无关，故C错误．]
9、如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态，电荷量分别为qA、qB，相距为L.则A对B的库仑力为(　　)
A．FAB＝k，方向由A指向B
B．FAB＝k，方向由A指向B
C．FAB＝k，方向由B指向A
D．FAB＝k，方向由B指向A
C　[由于两小球相互吸引，所以A对B的库仑力方向由B指向A，根据库仑定律可得FAB＝k，故选项C正确．]
10、真空中有一个电场，在这个电场中的某一点放入电荷量为5.0×10－9
C的点电荷，它受到的电场力为3.0×10－4
N，那么这一点处的电场强度的大小等于(　　)
A．8.0×10－5
N/C　
B．6.0×104
N/C
C．1.7×10－5
N/C
D．2.0×10－5
N/C
B　[根据公式E＝可得E＝＝6.0×104
N/C，B正确．]
11、(双选)如果在某电场中将5.0×10－8
C的电荷由A点移到B点(如图所示)，电场力做6.0×10－3
J的功，则(　　)
A．A、B两点间的电势差为3.0×10－10
V
B．A、B两点间的电势差为1.2×105
V
C．若将2.5×10－8
C的电荷由A点移到B点，电场力做3.0×10－3
J的功
D．若将2.5×10－8
C的电荷由A点移到B点，电场力做3.0×10－17
J的功
BC　[A、B两点间的电势差UAB＝＝1.2×105
V，故B正确，A错误；在A、B两点间移动2.5×10－8
C的电荷时，A、B间的电势差不变，则电场力做功为W′AB＝q′UAB＝2.5×10－8×1.2×105
J＝3.0×10－3
J，故C正确，D错误．]
12、如图所示，匀强电场的场强为E，A与B两点间的距离为d，AB与电场线的夹角为α，则A、B两点间的电势差为(　　)
A．Ed　
B．Edcos
α
C．Edsin
α
D．Edtan
α
B　[图中A、B两点之间沿电场方向的距离为dcos
α，电势差UAB＝E·dcos
α，故B正确，A、C、D错误．]
13、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷，另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零．现在球壳上挖去半径为r(r?R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量为k)
解析：在球壳上与小圆孔相对的小圆面的电荷量q′≈Q＝Q.根据库仑定律，它对球心的点电荷＋q的作用力大小F＝k＝k＝，其方向由球心指向小圆孔中心．
答案：k　由球心指向小圆孔中心
14、如图所示平行金属板A、B之间有匀强电场，A、B间电压为600
V，A板带正电并接地，A、B两板间距为12
cm，C点离A板4
cm.求：
(1)C点的电势；
(2)若将一电子从场外移到C点，电场力做多少功？做正功还是做负功？
解析：(1)板间场强为
E＝＝
V/m＝5×103
V/m
已知A板与C点间的距离为d′＝0.04
m
则UAC＝Ed′＝5×103×0.04
V＝200
V.
因为A板接地，φA＝0，且沿电场方向电势降低，所以可得φC＝－200
V.
(2)“场外”可理解为离电场无穷远，此处电势也为零．
由W＝qU可得将电子从场外移到C点，电场力做的功为W＝e(0－φC)＝－1.6×10－19×200
J＝－200
eV.负号说明电场力做的是负功．
答案：(1)－200
V　(2)－200
eV　做负功