山东省东营市胜利第三十九中学2020-2021学年鲁科版(2019)必修第三册:第1章 静电力与电场强度 课时作业(共5份 含解析)

文档属性

名称 山东省东营市胜利第三十九中学2020-2021学年鲁科版(2019)必修第三册:第1章 静电力与电场强度 课时作业(共5份 含解析)
格式 zip
文件大小 789.0KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-12-10 23:23:36

文档简介

1.3电场和电场强度
课时作业(含解析)
1.关于电场,下列说法正确的是(

A.由知,若q减半,则该处电场强度为原来的2倍
B.由知,E与Q成正比,而与成反比
C.由知,在以Q为球心,以r为半径的球面上,各处场强均相同
D.电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向
2.和为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O将电量分别为和的两点电荷放在圆周上,其位置关于对称且距离等于圆的半径,如图所示,此时圆心O处电场强度为E。要使圆心处的电场强度大小为,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q(  )
A.应放在A点,
B.应放在B点,
C.应放在C点,
D.应放在D点,
3.在电场中的某点放入电荷量为-q的试探电荷时,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电荷量为+2q的试探电荷,其它条件不变,此时测得该点的电场强度为(  )
A.大小为2E,方向和E相反
B.大小为E,方向和E相同
C.大小为2E,方向和E相同
D.大小为E,方向和E相反
4.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.根据电场强度定义式可知,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.根据真空中点电荷电场强度公式可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关
C.根据电势差定义式可知,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
D.根据电容定义式可知,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
5.直角坐标系xOy中,A、B两点位于x轴上,坐标如图所示,C、D位于y轴上,C、D两点各固定一等量正点电荷,另一电荷量为Q的负点电荷置于O点时,B点处的电场强度恰好为零,若将该负点电荷移到A点,则B点处场强的大小和方向分别为(静电力常量为k)(  )
A.,沿x轴正方向
B.,沿x轴负方向
C.,沿x轴正方向
D.,沿x轴负方向
6.如图所示,金属板带电量为+Q,质量为m的金属小球带电量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L下列说法正确的是(  )
A.+Q在小球处产生的场强为
B.+Q在小球处产生的场强为
C.+q在O点产生的场强为
D.+q在O点产生的场强为
7.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.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
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向左
D.电荷所受的静电力很大,说明该点的电场强度很大
8.下列说法正确的是(  )
A.电场强度反映了电场力的性质,因此电场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B.电场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力的大小及其电荷量无关
C.电场中某点的场强方向与该点电荷受力方向相同
D.公式E=
与E=k
对于任何静电场都是适用的
9.下列公式中,既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场的有(

①场强;②场强;③场强;④电场力做功W=qU
A.①④
B.②③
C.②④
D.①③
10.如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,相互绝缘且质量均为2
kg,A带负电,电荷量为0.2C,B不带电。开始处于静止状态,若突然加沿竖直方向的匀强电场,此瞬间A对B的压力大小变为8N,g=10
m/s2,则(  )
A.电场强度为60
N/C,方向竖直向上
B.电场强度为90N/C,方向竖直向下
C.电场强度为120
N/C,方向竖直向下
D.电场强度为150
N/C,方向竖直向上
11.在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个点电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C.如图所示,拿走B处的电荷后,A处电场强度的情况将是(  )
A.大小仍为E,方向由A指向C
B.大小仍为E,方向沿C指向A向外
C.大小变为,方向不变
D.无法确定
12.在真空中,电量为q1的点电荷产生的电场中有一个点P,P点与q1的距离为r,把一个电量为q2的检验电荷放在P点,它受的静电力为F,则q1在P点产生的电场的电场强度的大小等于(  )
A.
B.
C.
D.
13.下列说法中正确的是
(  )
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
D.场强的定义式E=中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷
14.如图,空间有水平方向的匀强电场,场强大小为E,将一可视为点电荷的电荷置于O点,虚线是以O为圆心,半径为r的圆周,ab连线、cd连线是相互垂直的两直径,若a点的场强为零,则关于四点处的场强情况,说法正确的是(  )
A.电荷带负电
B.b点的场强最大
C.c点的场强大小为2E
D.d点的场强大小为
15.图(a)中AB是一个点电荷电场中的一条电场线,图(b)则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力的值之间的函数关系图线,则下列情况可能的是(

A.场源是正电荷,位于A点
B.场源是正电荷,位于B点
C.场源是负电荷,位于A点
D.场源是负电荷,位于B点
16.将一个电荷量为的试探电荷放入电场中某处,受到的电场力为
F,则该点的电场强度为_____,若在该位置放一电荷量为的试探电荷,则该电荷所受电场力为_______。
17.如图(a)所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),A、B两点的坐标分别为0.2m和0.5m。放在A、B两点的检验电荷q1、q2受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图(b)所示。则A点的电场强度大小为___N/C,B点的电场强度大小为____N/C,点电荷Q的位置坐标为x=__________m。
18.电荷量为Q1=3.0×10﹣10C的负电荷,在电场中某点受到的电场力F=6.3×10-7N,方向竖直向上,则该点的场强大小为________N/C,场强方向为________;如果将负电荷Q1改换为Q2=6.0×10﹣10C的正电荷,那么正电荷受到的电场力大小为________N;如果该点不放电荷,该点场强大小为________N/C。
参考答案
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.电场中某点的电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷的电量无关,选项A错误;
B.由
知,E与Q成正比,而与成反比,选项B正确;
C.由
知,在以Q为球心,以r为半径的球面上,各处场强大小均相同,但是方向不同,选项C错误;
D.电场中某点场强方向就是该点所放正电荷受到的静电力的方向,选项D错误。
故选B。
2.A
【解析】
【分析】
【详解】
根据库仑定律,两个点电荷在O点产生的场强大小都为,两个场强的方向互成120°,根据平行四边形定则,合场强大小为
方向水平向右,现要使圆心处的电场强度大小为,则
A.若放在A点,,则Q在O点产生的场强为
方向向下,则合场强为
选项A正确;
B.若放在B点,,则Q在O点产生的场强为
方向向下,则合场强为
选项B错误;
C.若放在C点,,则Q在O点产生的场强为
方向向右,则合场强为
选项C错误;
D.若放在D点,,则Q在O点产生的场强为
方向向右,则合场强为
选项D错误;
故选A。
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
电场强度是只与电场本身有关,与放入的试探电荷无关,所以电场强度不变,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
电场中某点的电场强度是由电场本身决定的物理量,与试探电荷所带的电荷量无关,选项A错误;根据真空中点电荷电场强度公式可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关,选项B正确;根据电势差定义式可知,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,选项C错误;电容器的电容由本身决定,与其所带电荷量以及两极板间的电压无关,选项D错误;故选B.
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
B点处的电场强度恰好为零,说明负电荷在B点产生的场强与正电荷在B点产生的场强大小相等方向相反,根据点电荷的场强公式可得,负电荷在B点的场强为,两正电荷在B点的合场强也为,当负点电荷移到A点时,负电荷与B点的距离为2l,负电荷在B点产生的场强为,方向沿x轴负方向,由于CD对称,所以两正电荷在B点产生的合场强的大小为,方向沿x轴正方向,所以B点处场合强的大小为
方向沿x轴正方向
故选C。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.因带电板不是点电荷,则不能用点电荷场强公式计算场强,即+Q在小球处产生的场强
E1≠
对金属小球受力分析,如图所示,根据平衡条件,有
故+Q在小球处产生的场强为
选项AB错误;
CD.根据点电荷的场强公式,+q在O点产生的场强为
选项C正确,D错误。
故选C。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.在以点电荷为球心、r为半径的球面上,各点的电场强度大小相等,方向不同,A错误;
BC.电场中某点的电场强度的方向与试探电荷的电性无关,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,B正确,C错误;
D.电场中某点的电场强度大小与试探电荷所受静电力大小无关,因此电荷所受的静电力很大,说明该点的电场强度不一定很大,D错误;
故选B。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.电场强度定义式为,电场中某点的场强由电场本身决定,与检验电荷的电荷量和检验电荷受到的力无关,故A错误,B正确;
C.电场强度的方向为正电荷在该点的受力方向,故C错误;
D.适用于所有电场,只适用于点电荷或电荷分布均匀的球体外部,故D错误;
故选B。
9.A
【解析】
【分析】
【详解】
场强是电场强度的定义式,适用于一切电场,场强仅适用于匀强电场,场强适用于点电荷产生的电场,W=qU适用于一切电场。可知既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场是①④。
故选A。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
开始时物体B平衡,A对B的压力大小等于A的重力大小,为20N;加上电场后瞬间A对B的压力大小变为8N,而弹簧的弹力和重力不变,故合力为12N,方向向上,根据牛顿第二定律,有
再对物体A受力分析,设电场力为F(向上),根据牛顿第二定律,有
FN+F-mg=ma
解得
F=24N
电场强度大小为
负电荷受到电场力方向向上,所以电场强度的方向竖直向下,故C正确,BCD错误。
故选C
11.A
【解析】
【分析】
【详解】
A处的电场强度大小为E,以E为对角线做平行四边形,是两个等边三角形组成的菱形,两个分场强大小也是E,
拿走B处的电荷后,A处电场强度大小仍为E,方向由A指向C,A正确,BCD错误;
故选A。
12.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.根据场强定义式得
故A错误,B正确;
CD.根据点电荷周围场强公式得
故C正确,D错误。
故选BC。
13.ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场,A正确;
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西,B正确;
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的,电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用,C正确;
D.场强的定义式E=中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷所带的电量,D错误;
故选ABC。
14.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.A点场强为零,点电荷的a点的电场方向一定向左,点电荷一定带正电,A错误;
B.点电荷和匀强电场的方向都向右,场强最大为2E,B正确;
C.A点场强为零,点电荷的a点的电场强度大小为E,点电荷的abcd各点的电场强度大小都为E,在c点的场强方向向上,则c点场强大小为,C错误;
D.点电荷在d点的场强大小为E,方向向下,合场强为,D正确。
故选BD。
15.AC
【解析】
【分析】
【详解】
由图象可知,斜率表示电场强度,斜率越大,电场强度越大,则a点的电场强度大;由点电荷的场强公式知,场强越大离场源电荷越近,则a点离场源电荷近,AC正确,BD错误。
故选AC。
16.
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由电场强度的定义可得,该点的电场强度
[2]电场强度反映电场本身的特性,与试探电荷无关,所以将试探电荷的电荷量减半,电场强度不变,则电荷量为的试探电荷所受电场力为
17.2×103
500
0.3
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图可知,A点的电场强度
[2]B点的电场强度大小为
[3]由上分析可知A、B两点的电场强度大小之比为4:1,设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的电场得

联立解得
18.2.1×103
竖直向下
1.26×10-6
2.1×103
【解析】
【分析】
【详解】
[1].该点的场强为
[2].方向与负电荷受到的电场力方向相反,即竖直向下;
[3].Q2受到的电场力为
F2=Q2E=6.0×10-10×2.1×103N=1.26×10-6N;
[4].如果该点不放电荷,该点场强大小仍为2.1×103N/C。1.4点电荷的电场匀强电场
课时作业(含解析)
1.下列关于电场线的说法,正确的是(  )
A.沿着电场线的方向电场强度越来越小
B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都会相交
C.电场线是点电荷在电场中自由运动的轨迹
D.电场线是始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远
2.下列关于电场线的说法,正确的是(  )
A.沿着电场线的方向电场强度越来越小
B.在没有电荷的地方,任何两条电场线都会相交
C.电场线是点电荷在电场中自由运动的轨迹
D.电场线始于正电荷或无穷远,止于无穷远或负电荷
3.如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。
设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为、,则A、B两点(  )
A.,电场方向相同
B.,电场方向相同
C.,电场方向不同
D.,电场方向不同
4.在相距为r的A、B两点分别固定两个点电荷,C为AB的中点,如图所示,现引入带正电的检验电荷q,则下列说法正确的是(  )
A.如果q在C点受力为零,则两个点电荷一定是等量异种电荷
B.如果q在AC段上的某一点受力为零,则一定是QA和QB一定是异种电荷,且电量大小QA>QB
C.如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零,则QA和QB一定是异种电荷,且电量大小QA>QB
D.如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变,则和一定是等量同种电荷
5.关于电场线的说法,正确的是(  )
A.静电场的电场线不可能是闭合的
B.电场线的方向,就是电荷受力的方向
C.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
D.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越小
6.如图所示,一电子在外力作用下沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速运动,A、B两点关于两电荷连线对称,电子重力不计,则电子运动过程中说法错误的是(  )
A.电子受外力先变大后变小,方向水平向右
B.电子受外力先变小后变大,方向水平向左
C.电子在A、B两点电场强度相等
D.电子受合力为零
7.若正电荷q在电场中由P向Q做加速运动且加速度越来越大,则可以判定它所在的电场一定是图中的(  )
A.
B.
C.
D.
8.下列说法正确的是(  )
A.根据,可知,电场中某点的场强与电场力成正比
B.根据场强的叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强
C.电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹
D.根据E=,可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
9.图中带箭头的直线指向右方,是某电场的一条电场线,可做出肯定结论的是(  )
A.A、B两点的电场强度关系为
B.A、B两点的电场强度关系为
C.电荷在A、B之间的某点可能不受电场力作用
D.负电荷在A处受的电场力一定向左
10.如图所示,A、B是某点电荷电场中的一条电场线。在电场线上P处自由释放一个负检验电荷时,它沿直线向B点运动。对此现象,下列判断正确的是(不计电荷重力)(  )
A.电荷向B做匀速运动
B.电荷向B做加速度越来越小的运动
C.电荷向B做加速度越来越大的运动
D.电荷向B做加速运动,加速度的变化情况不能确定
11.关于电场线的叙述,下列说法正确的是(  )
A.电场线是直线的地方一定是匀强电场
B.点电荷只受电场力作用时,加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合
C.电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向
D.画有电场线的地方有电场,没画电场线的地方就不存在电场
12.如图所示是某电场中的电场线,在该电场中有A、B两点,下列结论正确的是(  )
A.A点的场强比B点的场强小
B.A点的场强方向与B点的场强方向相同
C.将同一点电荷分别放在A、B两点,在A点受到的电场力大于B点受到的电场力
D.因为A、B两点没有电场线通过,所以电荷放在这两点不会受电场力作用
13.下列说法正确的是(  )
A.伽利略发现了自由落体规律,牛顿提出了把实验和逻辑推理有机结合的科学研究方法
B.开普勒提出了行星运动的三大规律,第谷测定了万有引力常量
C.库仑精确测定了元电荷的数值,并提出库仑定律
D.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第最早提出了电场中“场”的概念
14.如图所示,A、B为两个等量的正点电荷,在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q(不计重力),由静止释放后,下列说法中一定正确的是(  )
A.点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速度越来越小
B.点电荷在从P点到O点运动的过程中,速度越来越大
C.点电荷运动到O点时加速度为零,速度达到最大值
D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大
15.如图所示,实线为三个电荷量相同的带正电的点电荷Q1、Q2、Q3的电场线分布,虚线为某试探电荷从a点运动到b点的轨迹,则下列说法正确的是
A.该试探电荷为负电荷
B.b点的电场强度比a点的电场强度大
C.该试探电荷从a点到b点的过程中电势能先增加后减少
D.该试探电荷从a点到b点的过程中动能先增加后减少
16.图中a、b是两个点电荷,它们的电量分别为、,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向垂直MN
(  )
A.、都是正电荷,且=
B.是正电荷,是负电荷,且=||
C.是负电荷,是正电荷,且||=
D.、都是负电荷,且||=||
17.两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A点为MN上的一点。一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动。则(  )
A.q由A向O运动的过程加速度一定是先减小后增大
B.q运动到O点时加速度一定是逐渐增大
C.q由A向O的运动一定是直线运动
D.q运动到O点时的动能一定是最大
18.如图所示,等量正点电荷固定在A、B两点,MN是连线的中垂线,O点是垂足,下列说法正确的是(  )
A.O点的电场强度为零
B.若将一正试探电荷从O点出发沿OM移动的过程中其电势能增加
C.若将一负试探电荷(不计重力)从MN上的某点C静止释放,其在向O点运动过程中加速度一定一直减小
D.若将一负试探电荷(不计重力)从MN上的某点C以垂直于纸面向里的初速度射入,负电荷可能做匀速圆周运动
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.沿着电场线方向,电场线的疏密无法判断,故A错误;
B.任何两条电场线都不会相交,否则相交的地方的场强方向有两个,故B错误;
C.电场线实际并不存在,用来描述电场分布的物理量,电荷在电场中运动不会总沿电场线运动的;故电场线不是点电荷在电场中的运动轨迹,故C错误。
D.电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,故D正确。
故选D。
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.电场线的疏密表示电场强度的强弱,沿着电场线方向电场线的疏密无法确定,因此电场强度的变化无法确定,故A错误;
B.因为电场线的疏密表示场强的强弱,如果两条不同的电场线相交的话,意味着在交点处距离为零,场强无穷大,与实际不符;另外交点处两条电场线各有一条切线,电场线的切线方向代表场强的方向,同一点有两条不同的切线,意味着同一点有两个不同的场强方向,同样与实际不符,故B错误;
C.电荷的运动轨迹与初速度和受力有关,电场线和电荷运动轨迹重合的条件:电场线为直线,初速度为零或初速度方向与电场线共线,不满足条件时电场线与电荷在电场中的运动轨迹不重合,故C错误;
D.电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,符合客观事实,故D正确。
故选D。
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
电场线的疏密表示电场强弱,由图可知,B点密集,A点稀疏,故有
又电场方向在电场线的切线方向,A、B两点的电场方向不同,故A、B、D错误,C正确;
故选C。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.如果q在C点受力为零,则QA和QB对q的力方向相反,所以QA和QB一定是等量同种电荷,故A错误;
B.如果q在AC段上的某一点受力为零,则
,所以QAC.如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零,则QA和QB一定是异种电荷,根据库仑定律,对q有
,所以QA>QB,故C正确;
D.如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变,即水平方向,所以QA和QB一定是等量异种电荷,故D错误;
故选C。
5.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.静电场的电场线不可能是闭合的,选项A正确;
B.电场线的方向,就是正电荷受力的方向,选项B错误;
C.正电荷如果沿电场线运动必须满足的条件:①电场线是直线;②合外力沿电场线方向;③初速度为零或者与电场线共线;所以正电荷只在电场力的作用下不一定沿电场线运动,故C错误。
D.电场线越密的地方场强越大,则同一电荷所受电场力越大,选项D错误。
故选A。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.根据等量异种电荷周围的电场线分布知,从A→O→B,电场强度的方向不变,水平向右,电场强度的大小先增大后减小,则电子所受电场力的大小先变大后变小,方向水平向左,则由平衡条件可知,外力的大小先变大后变小,方向水平向右,故A正确,B错误;
C.根据等量异种电荷中垂线上电场线的分布情况和对称性可知,A、B两处电场线疏密程度相同,方向都指向负电荷一侧,故A、B两点电场强度相等,故C正确;
D.由题意知,电子在外力作用下,由A→O→B匀速运动,故合力为零,故D正确。
本题选错误的,故选B。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
正电荷在电场中由向做加速运动,电场力方向与速度相同,与电场强度方向也相同,则可知,电场强度方向由;根据牛顿第二定律得知,加速度与电场强度成正比,电荷的加速度增大,场强增大,电场线越来越来密,故C正确,A、B、D错误;
故选C。
8.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据
是电场强度的定义式,采用了比值定义法,电场强度E反映电场本身的力的性质,与试探电荷q所受的电场力无关,故A错误;
B.电场叠加遵守平行四边形定则,合场强介于两个分场强之差与之和之间,可能小于分电场的场强,故B错误;
C.电场线表示电场强度的强弱和方向,与点电荷在电场中的运动轨迹不一定重合,故C错误;
D.根据
E=
中Q是场源电荷,则知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比,故D正确。
故选D。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.A、B在一条电场线上,无法判断电场线的疏密,也就无法判断A、B两点电场强度的大小,故AB错误;
C.因为电场线没有中断,在A、B之间电场不为零,电荷在A、B之间的任意点均受电场力作用,故C错误;
D.负电荷在A处受的电场力与该点的电场强度方向相反,故向左,故D正确。
故选D。
10.D
【解析】
【分析】
【详解】
电荷自由释放必定在电场力作用下加速运动;加速度由电场力决定,电场强度大小未知,力的大小未知,加速度变化情况未知。
故选D。
11.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.电场线是直线的地方不一定是匀强电场,例如点电荷电场,A错误;
B.点电荷只受电场力作用时,因电场力的方向沿电场线的切线方向,则加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合,B正确;
C.电场线的方向是正电荷所受电场力的方向,与负电荷所受电场力的方向相反,并不一定是电荷的运动方向,C错误。
D.画有电场线的地方有电场,没画电场线的地方不一定不存在电场,D错误。
故选B。
12.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.电场线的疏密表示场强大小,由于A处电场线较密,则A处场强大于B处场强,故A错误;
B.电场线的切线方向为场强方向,A点的场强方向与B点的场强方向不同,故B错误;
C.将同一点电荷分别放在A、B两点,由于A处场强大于B处场强,所以放A点受到的电场力大于B点,故C正确;
D.没有电场线通过的地方不代表没有电场,故D错误。
故选C。
13.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.
利略发现了自由落体规律,也是伽利略提出了把实验和逻辑推理有机结合的科学研究方法,A错误;
B.开普勒提出了行星运动的三大规律,卡文迪许测定了万有引力常量,B错误;
C.库仑提出库仑定律,密立根精确测定了元电荷的数值,C错误;
D.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第最早提出了电场中“场”的概念,D正确;
故选D。
14.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→P,负点电荷q从P点到O点运动的过程中,电场力方向P→O,速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定,电场强度大小变化情况不确定,则电荷所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况无法判断,故A错误,故B正确;???
C.越过O点后,负电荷q做减速运动,则点电荷运动到O点时速度最大。电场力为零,加速度为零,故C正确;
?D.根据电场线的对称性可知,越过O点后,负电荷q做减速运动,加速度的变化情况无法判断,故D错误。
故选BC。
15.BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.电场力方向指向曲线凹处,该试探电荷为正电荷,故A错误
B.根据电场线的疏密可知,b点的电场强度比a点的电场强度大,选项B正确;
C.该试探电荷从a点到b点的过程中,电场力与速度方向的夹角先是钝角后变成锐角,即电场力先做负功后做正功,试探电荷的电势能先増加后减少,动能先减少后增加,选项C正确
D.根据选项C的分析,D错误.
16.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AD.等量同种电荷的中垂线上各个点的场强方向与两个电荷的连线垂直,沿MN方向,故AD错误;
BC.等量异种电荷的连线的中垂线上各个点的场强方向与两个电荷的连线平行,即P点场强方向垂直MN,故BC正确;
故选BC。
17.CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.两等量正电荷周围部分电场线如图所示,其中P、Q连线的中垂线MN上,从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小,且方向始终指向无穷远方向,试探电荷所受的电场力是变化的,q由A向O的加速度可能先增大后减小,也可能一直减小,故AB错误;
C.由于等量正电荷连线中垂线上的电场强度方向与中垂线重合,所受电场力方向也在中垂线上,则q由A向O的运动一定是直线运动,故C正确;
D.从A到O过程,电场力做正功,动能增大,从O到N过程中,电场力做负功,动能减小,故在O点试探电荷的动能最大,速度最大,故D正确。
故选CD。
18.AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电场的叠加原理可知,O点的电场强度为零,故A正确;
B.等量正点电荷连线中垂线在O点上场强方向沿向上,则若将一正试探电荷从O点出发沿OM移动的过程中,电场力做正功,电势能减小,故B错误;
C.等量正点电荷连线中垂线上的O点场强为0,无穷远处场强接近0,所以在OM之间存在一个场强最大的位置,由于不知道C点的具体位置,则若将一负试探电荷(不计重力)从MN上的某点C静止释放,其在向O点运动过程中加速度可能一直减小,也可能先增大后减小,故C错误;
D.等量正点电荷连线中垂线在O点上场强方向沿向上,在O点下方向向下,则负电荷在C点受指向O点的电场力,与初速度方向垂直,根据等量正点电荷的电场线分布可知,若将一负试探电荷(不计重力)从MN上的某点C以垂直于纸面向里的初速度射入,负电荷可能做匀速圆周运动,故D正确。
故选AD。1.5静电的利用与防护
课时作业(含解析)
1.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
2.如图所示,一个不带电的枕型导体AB,放在带正电的导体C附近(它们均与地绝缘)达到静电平衡后,下列说法正确的是
A.A端带正电
B.B端带正电
C.电势
D.电势
3.如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是
A.闭合S1,有电子从枕形导体流向地
B.闭合S2,有电子从枕形导体流向地
C.闭合S1,有电子从地流向枕形导体
D.闭合S2,没有电子通过S2
4.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷,达到静电平衡后(  )
A.a端电势比b端低
B.b端电势与d点的电势相等
C.a端电势一定不比d点低
D.感应电荷在杆内c处的场强方向由a指向b
5.带正电的空心金属球壳置于绝缘支架上,将4个原来不带电的金属小球按图示位置放置,A球用绝缘轻绳竖直悬挂,B球接地,C球用导线与球壳内部相连,D球与球壳内部接触。当达到静电平衡时,下列说法正确的是(  )
A.A球带负电
B.B球不带电
C.C球不带电
D.D球不带电
6.把一个导体放入匀强电场中,静电平衡时(

A.把一个负电荷从A移动到B,电场力做正功
B.三点的场强相比,EA=EB=EC
C.三点的电势相比,φA>φB>φC
D.导体内感应电荷的电场方向向左
7.如图所示,在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触时),下列说法中正确的是(  )
A.导体内部场强越来越大
B.导体内部场强越来越小
C.导体的感应电荷在M、N点产生的场强相等
D.B端的感应电荷越来越多
8.下列属于防止静电危害的是(  )
A.静电除尘
B.油罐车拖铁链
C.静电喷漆
D.静电复印机
9.如图所示,将一原来不带电的绝缘导体B移近一带正电的绝缘导体A,导体B内部有一点P,以下说法正确的是(  )
A.感应电荷在P点的场强为零
B.导体B上左端的负电荷比右端的正电荷要多
C.导体B上右端的电势比左端的电势要高
D.导体B上左右端的电势相等
10.下列说法中不正确的是(  )
A.利用静电处理种子,可使种子抗病能力增强
B.电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘
C.利用静电处理水,既能杀菌又不易产生水垢
D.老年人有效防止静电的途径之一是选择穿柔软、光滑的化纤类衣物
11.如图所示,在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷,则A、B、C三点的场强为(  )
A.EA≠0,EB=0,EC=0
B.EA≠0,EB≠0,EC≠0
C.EA≠0,EB≠0,EC=0
D.EA=0,EB≠0,EC=0
12.矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中,静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线形状正确的是(  )
A.
B.
C.
D.感应电荷的电场在导体内部的电场强度为零
13.在一个原来不带电的孤立导体球壳的球心处放一正点电荷,则图中能正确地表示球壳内外的电场线分布情况的是(  )
A.
B.
C.
D.
14.阴极射线管电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为(  )
A.灰尘的自然堆积
B.电视机工作时,屏表面温度较高而吸附
C.灰尘玻璃有较强的吸附灰尘的能力
D.电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘
15.如图所示,在一电场强度为E的匀强电场中放有一个球形金属空腔导体,图中a、b分别为导体壳壁内部与空腔中的两点,则(  )
A.a点的电场强度为零
B.b点的电场强度为零
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
16.以下说法中正确的是(  )
A.印刷厂里,纸页之间的摩擦起电会使纸页粘在一起
B.干净的人造纤维服装,穿不了多大工夫就会蒙上一层灰尘,是静电吸引尘埃的缘故
C.在地毯上行走的人,与地毯摩擦过多,当他伸手拉金属门把手时,会产生火花放电,严重时会使他痉挛
D.油罐车有一条拖在地上的铁链,这根铁链是油罐车的标记,没有其他作用
17.如图所示,一个不带电的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近,但不接触,也没有发生放电现象,是导体P左、右两端内的点,则下列说法正确的是(  )
A.右端的感应电荷正电荷
B.导体内场强越来越大
C.感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强
D.用手摸一下导体P的左端可使导体P带正电
18.如图所示,两个互相接触的导体A和B不带电,现将带正电的导体C靠近A端放置,三者均有绝缘支架。下列说法正确的是(  )
A.导体A的左端感应出负电荷,导体B的右端感应出的正电荷,但正、负电荷不一定等量
B.若先将A、B分开,再移走C,则A带负电,B带正电
C.若先将C移走,再把A、B分开,则A带负电,B带正电
D.若手不小心触碰了一下导体B,则导体A带负电,大地中的电子转移到了A导体上
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
【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。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
电场中的处于静电平衡的导体是等势体,导体上电势处处相同;根据异种电荷相吸,可知负电子运动到A端,所以A端在负电,B端带正电;处于静电平衡的导体是一个等势体,所以,故A错误,BCD错误。
故选B。
3.C
【解析】
【分析】
(1)感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下,导体上的正负电荷发生了分离,使电荷从导体的一部分转移到了另一部分,既然是转移,那么电荷必然守恒.
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
【详解】
枕型导体在带正电的金属棒附近时,枕型导体上的自由电子会向金属棒的右边运动,金属棒的右端因有了多余的电子而带负电,左端因缺少电子而带正电;而当闭合任何开关时,导体就会与大地连接,会使大地的电子流入枕形导体,当处于静电平衡时,枕形导体是个等势体;故C正确,ABD错误;故选C.
【点睛】
题考查电荷的转移,有一定的难度,关键知道由于异种电荷相互吸引,大地的负电荷(自由电子)会转移到导体上.
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC、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,所以越往右电场的电势越高,则有:,故ABC错误.
D、由于杆处于静电平衡状态,所以内部的场强为零,正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零;正电荷在c处产生的场强方向由b指向a,所以感应电荷在杆内c处产生的场强方向由a指向b,故D正确.
故选D.
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于静电感应,A球右端带负电,左端带正电,整体不带电,故A错误;
B.B球接地,由于静电感应,B球带负电,电势与大地相同,故B错误;
C.C球与球壳内部相连,但C球在金属球壳的外部,会带上与球壳相同的电荷,故C错误;
D.D球在球壳的内部,与球壳接触后成为了球壳内部的一部分,所以D球不带电,故D正确。
故选D。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.达到静电平衡后,整个的导体是等势体,所以将负电荷在AB间移动时,电场力不做功;故A错误;
B.达到静电平衡后,整个的导体内部场强为零,所以A与B点的电场强度都是0,而C点的电场强度不是0,故B错误;
C.AB处在同一等电势点上,电势相等,且AB的电势高于C点的电势;故C错误;
D.由于原电场向右,则感应电场的方向与原电场方向相反,即感应电荷的电场方向向左;故D正确;
故选D。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触时),导体AB处于静电平衡,内部场强处处为零,故AB错误;
C.导体AB处于静电平衡,内部场强处处为零,即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线,由于带电小球在M点产生的场强大,则感应电荷在M点产生的场强也大,故C错误;
D.导体AB离带负电的小球P越近,导体上的电子与负电荷排斥力越大,越会向左排斥,故N端带负电荷越来越多,M端带的正电荷也越来越多,故D正确。
故选D。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
静电除尘、静电喷漆、静电除尘都是静电的应用,油罐车拖铁链是将油罐车在运动中因摩擦产生的静电导入大地,避免产生电火花导致危险,是防止静电危害。
故选B。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由静电平衡可知,P点的合场强为0,即导体A在P点产生的场强与感应电荷在P点产生的场强大小相等,方向相反,合场强为0,故A错误;
B.根据电荷守恒定律,导体B上左端的负电荷等于右端的正电荷,故B错误;
CD.发生静电感应导体即为等势体,等势体各点的电势相等,故C错误,D正确。
故选D。
10.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.利用静电处理种子,可使种子抗病能力增强,故A正确。
B.电视机的玻璃表面经常有许多灰尘,这主要是因为电视机工作时,屏表面有静电而吸咐灰尘,故B正确;
C.利用静电处理水,既能杀菌又不易产生水垢,故C正确;
D.柔软、光滑的化纤类衣物摩擦时容易产生静电,而且静电不容易导走,故D错误。
本题选不正确的故选D。
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
把正电荷放在金属球壳内部,由于静电感应的作用,在球壳的内壁会感应出负电荷,在球壳的外壁会感应出正电荷,所以在金属球壳的壳壁之间,由于正电荷的电场和感应电场的共同的作用,当静电平衡时,金属球壳内部的电场强度处处为零,即有
EC=0
如图所示
画出电场线的分布情况,则知
EA≠0
EB≠0
故C正确,ABD错误。
故选C。
12.A
【解析】
【分析】
【详解】
导体处于静电平衡时,感应电荷产生的电场在导体内部同场源电荷Q产生的时场强弱相同,方向相反,根据点电荷的电场线分布可知
故选A。
13.A
【解析】
【分析】
【详解】
把正电荷放在金属球壳内部,由于静电感应的作用,在球壳的内壁会感应出负电荷,在球壳的外壁会感应出正电荷,所以在金属球壳的壳壁之间,由于正电荷的电场和感应电场的共同的作用,在金属球壳的壳壁之间的电场强度为零,所以在金属球壳的壳壁之间没有电场线,对于球壳外部的电场分布情况不会受到影响,所以正确的是A。
故选A。
14.D
【解析】
【分析】
【详解】
灰尘的自然堆积,但不是主要原因,故A错误;电视机工作时,屏表面温度较高而吸附,但不是主要原因,主要原因是静电吸附灰尘,故B错误;灰尘玻璃有较强的吸附灰尘的能力,故C错误;阴极射线管电视机的工作原理:阴极射线管发射的电子打在电视机的玻璃荧光屏上,而显示图像.由于屏表面有静电而吸附灰尘,故表面经常有许多灰尘,故D正确.
故选D.
15.AB
【解析】
【分析】
【详解】
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,导体内部场强处处为零,导体是个等势体,表面是等势面,所以a、b两点的电场强度都为零。故AB正确,CD错误。
故选AB。
16.ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A.印刷厂里,纸页之间的摩擦起电会使纸页相互吸附,从而粘在一起,A正确;
B.干净的人造纤维服装与人体摩擦力带电,所以衣服上就吸附灰尘,B正确;
C.在地毯上行走的人,与地毯摩擦过多,从而带电,当他伸手拉金属门把手时,会产生火花放电,严重时会使他痉挛,C正确;
D.油罐车有一条拖在地上的铁链,目的及时导走静电产生的电荷,防止起火爆炸,D错误。
故选ABC。
17.AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.导体P处在带正电的小球Q产生的电场中,由于静电感应,导体的右端感应出正电荷,导体的左端感应出负电荷,故A正确;
B.处于静电平衡状态的导体内场强为0,故B错误;
C.C点和B点的场强等于导体上的感应电荷和带正电的小球Q产生的场强的叠加,并且为0,带正电的小球Q在C点产生的场强大于在B点产生的场强,所以导体上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强,故C正确;
D.用手摸导体P的左端时,相当于用导线将导体P与大地相连,因静电感应,电子流入导体P,最终导体P带负电,故D错误。
故选AC。
18.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于C带正电,所以导体A的左端感应出负电荷,导体B的右端感应出等量的正电荷,故A错误;
B.若先将A、B分开,再移走C,导体A、B由于感应起电带上异种电荷,所以此时A将带负电,B带正电,故B正确;
C.若先将C移走,此时导体A、B中的电荷又发生了中和,所以A、B将不在带电,故C错误;
D.若手不小心触碰了一下导体B,人与导体及大地构成则一个大导体,大地中的电子将转移到A导体上,A将带负电,故D正确;
故选BD。1.2库仑定律
课时作业(含解析)
1.在竖直平面内固定一半径为R的金属细圆环,质量为m的金属小球(视为质点)通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当圆环、小球都带有相同的电荷量Q(未知)时,发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态,如图所示。已知静电力常量为k。则下列说法中正确的是(  )
A.电荷量
B.电荷量Q=
C.线对小球的拉力
D.线对小球的拉力
2.光滑绝缘水平面上相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为和,如图所示,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是(  )
A.-q,在A左侧距A为L处
B.-2q,在A左侧距A为处
C.+2q,在B右侧距B为处
D.+4q,在B右侧距B为L处
3.两个完全相同的金属小球相距为r(可视为点电荷),带有同种电荷,所带电荷量不等,电荷间相互作用力为F,若将它们接触后放回到原来的位置,这时的相互作用力为F′,则(  )
A.F′一定大于F
B.F′可能等于F
C.F′一定小于F
D.不能确定
4.如图所示,A、B、C为放置在光滑水平面上的三个带电小球(可视为点电荷),其中B与C之间用长为L的绝缘轻质细杆相连,现把A、B、C按一定的位置摆放,可使三个小球都保持静止状态。已知小球B的带电量为-q,小球C的带电量为+4q,则以下判断正确的是(  )
A.小球A的带电量一定为+4q
B.轻质细杆一定处于被拉伸状态
C.小球A与B之间的距离一定为L
D.若将A向右平移一小段距离,释放后A一定向左运动
5.相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和-q,如图所示,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是
(
)
A.-q,在A左侧距A为L处
B.-2q,在A左侧距A为L处
C.+4q,在B右侧距B为L处
D.+2q,在B右侧距B为L处
6.两个电荷量均为q的带电小球,相距为r时(可以看成点电荷),它们之间的库仑力为F,若使它们之间的距离变为2r,则它们之间的库仑力变为(  )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平地面的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为α、β,且β>a。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电量不变,则下列叙述正确的是(  )
A.a球的质量比b球的质量小
B.a球的电荷量比b球的电荷量大
C.a,b两球飞行的水平距离相等
D.两球同时落地
8.如题图所示,两个大小可以忽略不计的小球带有同种电荷,质量分别为和,带电量分别为和,用绝缘细线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,它们与竖直线所成的夹角分别为和,且,两根细线的张力分别为和,且两球同处一水平线上,则下述结论中正确的是(  )
A.一定小于
B.一定大于
C.一定小于
D.若将两球接触后分开,再处于平衡状态时,细线的偏角相等
9.如图所示,有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上,已知:三角形边长为1cm,B、C电荷量为qB=qC=1×10-6C,A电荷量为qA=-2×10-6C,A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为( )
A.180N,沿AB方向
B.180N,沿AC方向
C.180N,沿∠BAC的角平分线
D.180N,沿∠BAC的角平分线
10.如图所示,三角形abc的三个顶点各自固定一个点电荷,A处点电荷受力如图所示,则B处点电荷受力可能是
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
11.关于点电荷,下列说法正确的是(  )
A.当带电体间的距离远大于带电体尺寸时可以看成点电荷
B.一切带电体都可以看成点电荷
C.只有带电体的体积很小时才能看成点电荷
D.只有放入真空中的带电体才能看成点电荷
12.两个相同的带同种电荷的导体小球所带电荷量的比值为1∶3,相距为r时库仑力的大小为F,今使两小球接触后再分开放到相距为2r处,则此时库仑力的大小为(  )
A.
B.
C.
D.
13.如图,光滑绝缘水平面上固定金属小球A,用长l0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接,让它们带上等量异种电荷,弹簧压缩量为x1,若两球电量各漏掉一半,重新平衡后弹簧压缩量变为x2,则有:(  )
A.
B.
C.
D.
14.如图,在光滑定滑轮C正下方与C相距h的A处固定一电荷量为Q(Q>0)的点电荷,电荷量为q的带正电小球B,用绝缘细线拴着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力F拉住,使B处于静止状态,此时B与A点的距离为R,B和C之间的细线与AB垂直。若B所受的重力为G,缓慢拉动细线(始终保持B平衡)直到B接近定滑轮,静电力常量为k,环境可视为真空,则下列说法正确的是(  )
A.F保持不变
B.F逐渐增大
C.B受到的库仑力大小不变
D.B受到的库仑力逐渐减小
15.如图所示,带正电的小球A用竖立在地面上的绝缘杆支撑,带正电的小球B用绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着,开始时A、B在同一水平线上并处于静止,不计两个小球的大小。现用手拉细线使小球B缓慢向上移动,小球B在向上移动过程中A、B两球的带电量保持不变,不计两球间的万有引力,则在B球缓慢移动一小段距离的过程中(  )
A.A、B两球间的距离在减小
B.小球B的运动轨迹是一段圆弧
C.细线上的张力一直减小
D.细线上的张力可能先变小后变大
16.如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾角为α,小球A带正电,电荷量为q。在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。将小球A由距B竖直高度为H处无初速度释放,小球A下滑过程中电量不变。不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中,已知静电力常量k和重力加速度g。求:
(1)A球刚释放时的加速度为多大?
(2)当A球的速度最大时,A球与B点的距离?
17.如图所示,A、B是带有等量同种电荷的两小球(均可视为质点),其中mA=0.3
kg,现用绕过光滑定滑轮O的绝缘细线将两球悬挂起来,两球平衡时,OA的长等于OB的长,A球紧靠在光滑绝缘竖直墙上,B球悬线OB偏离竖直方向60°,g=10
m/s2,求B球的质量和细线中的拉力大小。
18.如图所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为m,电量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与平面间的动摩擦因数均为μ,静电力常数为k,重力加速度为g。求:
(1)绝缘水平面对A的摩擦力多大?方向向哪儿?
(2)如果将A的电量增至+4Q且固定在水平面上,B的电量不变,求当B速度最大时,B前进的距离?
参考答案
1.A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.如图:
取圆环顶端长为d的一小段,其带电量为
对金属球的库仑力为
同理,圆球最底端长为d的一小段,对金属球的库仑力也为Fc,且两力的竖直分力平衡,设绳子与竖直方向夹角为,则Fc在水平方向的分力为
故整个圆环对小球的合力方向水平向右,大小为
小球受重力、拉力和电场力而平衡,由相似三角形关系可得
解得
故A正确B错误;
CD.由相似三角形关系可得
解得
故CD错误。
故选A。
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
A、B、C三个电荷要平衡,必须三个电荷在一条直线上,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须带正电,在B的右侧。设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为,要能处于平衡状态,所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为Q,则有
解得
对点电荷A,其受力也平衡,则
解得
即C带正电,电荷量为4q,在B的右侧距B为L处。
故选D。
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
根据库仑定律得接触前,两球作用力大小为
接触后

故选A。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
AC.A小球受力平衡
解得
式子中可以约掉,所以无法计算,故A错误,C正确;
B.对B球,所受AC合力
由于未知,无法判断合力大小及方向,故无法判断轻杆是否处于拉伸状态,故B错误;
D.球A原本是平衡的,若将A向右移,BC对它的静电力之和
当A球带负电时,合力方向向左,小球向左运动,当小球带正电时合力向右,小球向右运动,故D错误。
故选C。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为正电,在B的右侧,设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为
,要能处于平衡状态,以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为Q,则有
解得
对点电荷A,其受力也平衡,则
解得
即C带正电,电荷量为4q,在B的右侧距B为L处。
故选C。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
由库仑定律得
解得
C正确,ABD错误。
故选C。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.对a、b两球进行受力分析,均受重力、细线的拉力和库仑斥力三个力的作用而处于平衡状态,对a球有
对b球
联立可得
因为,所以有
故A错误;
B.电荷a、b的库仑力遵循牛顿第三定律,总是大小相等,方向相反,与电荷量的大小无关,故B错误;
CD.剪断细线后,水平方向受库仑力,竖直方向受重力作用,竖直方向做自由落体运动,高度相等,时间相等,即两球落地时间相等;水平方向两球的加速度不等,故水平位移不等,故C错误,D正确;
故选D。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.题中电荷电量的关系无法确定,但各自所受的电场力大小却相同,方向相反。由于两球同处一水平线上,所以根据共点力平衡条件可得
因为可确定
故A错误,B正确。
C.因为
可知
选项C错误;
D.由以上分析可知,若将两球接触后分开,再处于平衡状态时,由于两球质量不相等,则细线的偏角不相等,选项D错误。
故选B。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
、电荷对的静电力大小相等,所以
两个静电力夹角为60°,所以合力
方向沿的角平分线方向,故D正确,ABC错误。
故选D。
10.B
【解析】
【分析】
根据库仑定律,结合平行四边形定则及几何关系可以知道C处电荷对A处电荷的电场力为引力,B处电荷对A处电荷的电场力为斥力,在根据平行四边形定则分析B处点电荷受力;
【详解】
A处点电荷所受静电力大小为F,根据库仑定律,结合平行四边形定则及几何关系可以知道,C处电荷对A处电荷的电场力为引力,B处电荷对A处电荷的电场力为斥力,C处电荷与A处电荷为异种电荷,A处电荷与B处电荷为同种电荷,所以可得C处电荷对B处电荷的电场力为引力,A处电荷对B处电荷的电场力为斥力,根据平行四边形定则可得则B处点电荷受力可能,故B正确,A、C、D错误;
故选B.
【点睛】
关键是根据库仑定律,结合平行四边形定则及几何关系分析C处电荷与A处电荷为异种电荷,A处电荷与B处电荷为同种电荷.
11.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.当带电体间的间距离远大于带电体尺寸时,即它们的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时,可以看成点电荷,故A正确;
BCD.带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状以及是否放在真空中无具体关系,故BCD错误。
故选A。
12.D
【解析】
【分析】
【详解】
两个相同的带电导体小球带同种电荷,两球接触前
接触再分开后,两球带同种电荷,两球带电量大小分别为2Q,由库仑定律,此时库仑力的大小
故D正确,ABC错误。
故选D。
13.D
【解析】
【分析】
【详解】
设静电力常数为k?,漏电前,由平衡条件可知
若两球电量各漏掉一半,重新平衡后弹簧压缩量变为x2,则有
由于漏电以后,弹簧的压缩量x2由上面的各式可求得
故有
故选D。
14.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.对B进行受力分析,如图所示
由几何关系可以找到几何三角形ABC和力的三角形GDB相似,由对应边成比例可得
由于同一根细线上的拉力相等,故有F=F?,则
由于在缓慢拉绳的过程中,G、h不变,L减小,由上式可知F逐渐减小,故AB错误;
CD.设B所受的库仑力为F1,由上面的三角形相似还可以得到
由于G、h、R都不变,可知F1也不变,即B所受的库仑力大小不变,故C正确,D错误。
故选C。
15.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.设小球B受到的重力为mg,A、B两球的带电量分别为q1、q2,两球间的距离为r,定滑轮距离A球为h,距离B球为d,对B球受力分析如图
根据相似三角形可知

在小球移动过程中,r不变,因此小球的运动轨迹是一段圆弧,故A错误,B正确;
CD.又
由于d在减小,因此F在减小,故C正确,D错误。
故选BC。
16.(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)A球刚释放时,受到重力、沿细杆向上的库仑力和细杆的支持力,根据牛顿第二定律得

(2)到达平衡位置时,速度最大,根据平衡条件,有

17.0.6
kg;6
N
【解析】
【分析】
【详解】
分别对A、B进行受力分析,如图所示,T为细线上的拉力大小,
对A球:
T-mAg-F
cos
60°=0
对B球
T
cos
60°+F′cos
60°=mBg,
T
sin
60°=F′sin
60°
由作用力与反作用力可知
F=F′
解得
mB=0.6
kg
T=6
N
18.(1),水平向右;(2)
【解析】
【分析】
【详解】
.(1)对A受力分析如图所示,因A处于静止状态,故有库仑力F大小等于静摩擦力f大小,所以
A、B电性相同,相互排斥,所以绝缘水平面对A的静摩擦力方向水平向右
(2)当加速度为0时,有库仑力大小等于滑动摩擦力大小,即
解得
R=
所以B前进的距离1.1静电及其微观解释
课时作业(含解析)
1.关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是(  )
A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
B.摩擦起电是通过摩擦使一个物体中产生电荷
C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷
D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同种电荷
2.如图所示,验电器带有少量的负电荷,将一带正电荷的小球从远处逐渐靠近,但不接触验电器的金属球。下列说法正确的是(  )
A.金属箔片张开的角度先减小至零,后逐渐增大
B.金属箔片张开的角度不断增大
C.金属箔片一直带负电
D.金属箔片一直带正电
3.关于元电荷下列说法正确的是(  )
A.所有带电体的电荷量大小可以不等于元电荷的整数倍
B.元电荷是点电荷
C.元电荷实际上是指电子和质子本身
D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
4.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。小华同学有一次不小心购买了盗版的物理参考书做练习时,他发现有一个带电质点的电荷量数字看不清,他只能看清是6.____×10-18C,拿去问老师,如果你是老师,你认为该带电质点的电荷量可能是下列哪一个(  )
A.6.2×10-18C
B.6.4×10-18C
C.6.6×10-18C
D.6.8×10-18C
5.关于元电荷的理解,下列说法正确的是(  )
A.元电荷是带电荷量最小的带电粒子
B.在某些问题中元电荷可以看做点电荷
C.元电荷就是质子
D.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电荷量
6.目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电荷量为e,d夸克带电荷量为-e,质子的带电荷量为e,中子不带电。下列说法正确的是(  )
A.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
B.质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,中子是由一个u夸克和两个d夸克组成
C.质子是由一个u夸克和一个d夸克组成,中子是由两个u夸克和两个d夸克组成
D.质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,中子是由两个u夸克和两个d夸克组成
7.用一绝缘柄将一带正电玻璃棒a接触另一不带电玻璃棒b,使之接触起电,以下说法正确的(  )
A.在此接触起电过程中,玻璃棒a上的正电荷向玻璃棒b上转移
B.在此接触起电过程中,玻璃棒b上的正电荷向玻璃棒a上转移
C.在此接触起电过程中,它们的电荷的代数和不变
D.此接触起电过程并不一定遵循电荷守恒定律
8.关于元电荷和点电荷,下列说法正确的是(  )
A.元电荷就是点电荷,二者没有区别
B.元电荷的电量为,点电荷一定是体积很小的带电体
C.元电荷可以是电子,也可以是质子
D.元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元,体积很大的带电体有时也能看成点电荷
9.挂在绝缘细线下的两个轻质小球,表面镀有金属薄膜,由于电荷的相互作用而靠近或远离,分别如图(甲)、(乙)所示,则(  )
A.(甲)图中两球一定带异种电荷
B.(乙)图中两球一定带同种电荷
C.(甲)图中两球至少有一个带正电
D.(乙)图中两球只有一个带电
10.干燥的天气里,在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发,越梳头发越蓬松,主要原因是(  )
A.头发散失了水分后变得坚硬
B.梳子的机械分离作用使各根头发彼此分开
C.太阳照射和摩擦产生的热使头发膨胀
D.由于摩擦起电,头发带了同种电荷互相排斥
11.下列说法中正确的是(  )
A.元电荷是电子所带的电荷量
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.物体所带电荷量可以是任意值
D.元电荷的值通常取
12.在国际单位制中,电荷的单位是(  )
A.N
B.C
C.V
D.J
13.如图所示,用起电机使金属球A带负电,靠近验电器B的金属球,则(  )
A.验电器的金属箔片不张开,因为球A没有和B接触
B.验电器的金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电
C.验电器的金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电
D.验电器金属箔片张开,因为验电器下部的两金属箔片都带上了负电
14.元电荷是最小的电荷量,测出这一物理量的科学家是(  )
A.牛顿
B.库仑
C.密立根
D.爱因斯坦
15.把两个相同的金属小球接触后分开,两小球相互排斥,则两球原来带电情况不可能的是(  )
A.其中一个带电
B.带等量异种电荷
C.带同种电荷
D.带不等量电荷
16.当用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的金属球后,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.感应起电
D.接触起电
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.电荷既不能创生,也不能消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体,在任何转移的过程中,电荷的总量保持不变,选项AB错误;
CD.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体上,且通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异种电荷,选项C正确,D错误。
故选C。
2.A
【解析】
【分析】
【详解】
带有正电荷的小球慢慢靠近一个带有少量负电荷的验电器金属球,根据异种电荷相互吸引得出金属箔片所带电荷变少,所以金属箔片的夹角减小,随着小球的靠近,验电器的金属球上的负电荷越来越多,所以金属箔片上将开始带上正电荷,随着正电荷的增加,此时验电器金属箔片的张角也开始变大,即金属箔片的夹角增大。
故选A。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
元电荷是质子、电子所带的电荷量,而不是点电荷,也不是电子和质子本身;所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍;元电荷e的数值,最早是由美国科学家密立根用实验测得的,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
任何带电体的电荷量是元电荷的整数倍,即是的整数倍,由计算可知,只有是的整数倍。
故选B。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
元电荷,也称基本电荷,是电荷量的单位,用符号e表示,不是指某电荷,电子所带电量数值等于元电荷,故A、B、C错误,D正确;
故选D。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
由质子带一个单位正电荷,中子不带电,设质子中u夸克、d夸克个数分别是x、y,x、y取正整数,则
解得

设中子中u夸克d夸克个数分别是m、n,m、n取正整,则
解得

故选B。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.在固体中发生的起电现象中,使物体带电的实质是电子发生转移,带正电的玻璃棒a与不带电的另一玻璃棒b接触时,由于静电力的作用使b棒中的电子向a棒转移。此时b棒失去电子而带正电,a棒得到电子与原有的部分正电荷中和,因而a棒上所带正电的电荷量减少,AB错误;
C.在此接触起电过程中,它们的电荷的代数和不变,C正确;
D.在此接触起电过程中,电荷并一定遵循电荷守恒定律,D错误。
故选C。
8.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.元电荷是最小的带电量,而点电荷是一种理想化的物理模型,二者不是同一物理量,故A错误;
B.元电荷是带电量的最小值,大小是?C,带电体能否看做点电荷是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无具体关系,故B错误;
C.元电荷是指最小的电荷量,不是指质子或者是电子,故C错误;
D.元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元,根据点电荷的定义可知,一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值,而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计,体积很大的带电体在符合条件时可以看作点电荷,故D正确。
故选D。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以可以判断出甲图的现象可以是两个带异种电荷的小球,也可以是一个小球带电而另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象,则必须都带电且是同种电荷,故B正确ACD错误。
故选B。
10.D
【解析】
【分析】
【详解】
干燥的天气里,在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发,头发与梳子之间因摩擦而带电,由于同种电荷相互排斥,所以越梳头发越蓬松,故D正确ABC错误。
故选D。
11.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.元电荷是电荷量的单位,数值上等于一个电子所带电荷量数值,两者意义不同,故A错误;
BC.所有带电体都是得到或失去电子而带上的电,所以所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,故B正确,C错误;
D.元电荷的值通常取,故D错误。
故选B。
12.B
【解析】
【分析】
【详解】
在国际单位制中,电荷的单位是C。
故选B。
13.D
【解析】
【分析】
【详解】
把一个带负电的物体A,靠近一个原来不带电的验电器的金属小球,验电器的金属小球由于静电感应,会带上正电荷,金属箔会带上等量负电荷,所以验电器的金箔张开,而整个验电器不带电
故选D。
14.C
【解析】
【分析】
【详解】
元电荷是最小的电荷量,任何带电体所带电量都是这一电量的整数倍,这是美国物理学家密立根用油滴实验得到的结论,具体来说,密立根通过大量油滴在电场中做匀速运动,从而mg=Eq,事先测出m、E,这样就可求出q,他通过大量实验数据发现这些带电油滴的带电量不同,但是都是某一个数值的整数倍,这个数值就是1.60×10-19C。
故选C。
15.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.若其中一个带电,则接触分开后,两球带等量同种电荷,则相互排斥,选项A不符合题意;
B.若带等量异种电荷,则接触后电量中和为零,两球分开后均不带电,不可能相互排斥,选项B符合题意;
C.若带同种电荷,接触分开后仍带同种电荷从而排斥,选项C不符合题意;
D.若带不等量电荷,无论是同种还是异种电荷,接触分开后均会带等量同种电荷,从而被排斥,选项D不符合题意。
故选B。
16.AC
【解析】
【分析】
【详解】
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,靠近验电器的金属球后,由于感应起电,验电器的金属球带负电,远端的金属箔片带正电。
故选AC。