1.3电场和电场强度
1.如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等间距,a、b、c、d连线水平。先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E;若再将另一点电荷+2Q放在d点,则( )
A.b点电场强度大小为,方向水平向左
B.b点电场强度大小为,方向水平向右
C.c点电场强度大小为,方向水平向右
D.c点电场强度大小为,方向水平向左
2.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为( )
A.0
B.
C.
D.
3.由n
个带电量均为Q的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为R的圆环固定在竖直平面内。
一个质量为m的金属小球(视为质点)通过长为L=2R
的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。当金属小球电荷量也为
Q(未知)时,发现金属小球在垂直圆环平面的对称轴上
P
点处于平衡状态,如图所示,轴线上的两点
P、P'关于圆心
O
对称。已知静电力常量为
k,重力加速度为
g,
取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是( )
A.O
点的场强一定为零
B.由于
P、P两点关于O点对称,两点的场强大小相等,方向相反
C.金属带电小球的电量为Q
D.固定
P
处的小球,然后在圆环上取下一个小球(其余
n-1个小球位置不变)置于
P'处,则圆心
O的场强大小为
4.下列说法中正确的是( )
A.由库仑定律F=可知,r→0时,F→∞
B.由电场强度E=可知,电场强度E与电荷量q成反比
C.由点电荷场强公式E=可知,r一定时,电荷量Q越大,场强E越大
D.元电荷实质上就是电子和质子
5.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C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B
B.大小变为,方向不变
C.大小仍为E,方向沿BA向外
D.无法确定
6.真空中有一个点电荷+Q1,在距其r处的P点放一电荷量为+Q2的试探电荷,试探电荷受到的静电力为F,则下列判断中正确的是( )
A.P点的场强大小为
B.P点的场强大小等于也等于
C.试探电荷的电荷量变为2Q2时,Q2受到的静电力将变为2F,而P处的场强为
D.若在P点不放试探电荷,则该点场强为0
7.已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示,半径为R的球体均匀分布着电荷量为Q的电荷,AB为球的一条直径,A点恰好位于球的外部。现以OB为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为,则A点处场强的大小为( )
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B,它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动,且保持相对静止。设小球A、的带电量大小为QA,小球B的带电量大小为QB,下列判断正确的是
( )
A.小球A带正电,小球B带负电,且QA>
QB
B.小球A带正电,小球B带负电,且QA<
QB
C.小球A带负电,小球B带正电,且QA>
QB
D.小球A带负电,小球B带正电,且QA<
QB
9.如图所示,实线是匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子只(受静电力作用)通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点,则由此图作出的判断错误的是( )
A.带电粒子带负电荷
B.带电粒子带正电荷
C.带电粒子所受静电力的方向向左
D.带电粒子做匀变速运动
10.下列的公式中,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
A.①③
B.②③
C.②④
D.①④
11.如图所示各种电场中,A、B两点电场强度相同的是( )
A.
B.
C.
D.
12.下列各组物理量均属于矢量的是( )
A.速度、路程、加速度
B.位移、重力、电场强度
C.平均速度、弹力、位移
D.速率、温度、质量
13.如图,足够大的光滑绝缘水平面上有两个相距L的带电质点M和N,它们的质量分别为m1、m2,带电量大小分别为q1、q2,它们均绕其连线上的O点做匀速圆周运动。
静电力常量为k,不计质点间的万有引力作用。下列说法正确的是( )
A.质点M、N的半径之比等于q2∶q1
B.质点M、N的线速度大小之比等于m2∶m1
C.质点M、N的角速度相同,等于
D.O点的场强大小等于
14.如图所示,金属板带电荷量为+Q,质量为m的金属小球带电荷量为+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(可视为质点)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E1=
B.+Q在小球处产生的场强为
E1=
C.+q在O点产生的场强为E2=
D.+q在O点产生的场强为
E2=
15.如图,xOy平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场(图中未画出),电场强度大小为E。坐标系上的A、B、C三点构成边长为L的等边三角形。若将两电荷量相等的正点电荷分别固定在A、B两点时,C点处的电场强度恰好为零。则A处的点电荷在C点产生的电场强度的大小和方向( )
A.E
B.E
C.由C指向A
D.由A指向C
16.如图所示,两带电量为Q的等量异种点电荷相距L,在连线中点O处有一半径为r的金属球壳(r<),球心在O点,则感应电荷在球心O点的产生的场强大小为__________,方向为____________。
17.正四面体ABCD的棱长为a,A点固定点电荷+Q,B点固定点电荷-Q,静电力常量为k,则D点的场强大小为______;若A点的电荷单独在C点产生的电势为,则两电荷在C点共同产生的电势为______。
18.如图所示的电场中,A点的电场强度E=2.0×104N/C。将电荷量q=+2.0×10-8C的点电荷放在A点。该点电荷在A点所受静电力F的大小为________;该点电荷在A点所受静电力F的方向是________。
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.设ab=bc=cd=L,据题+Q在b点产生的场强大小为E,方向水平向右,由点电荷的场强公式得,+2Q在b点产生的电场强度大小为
方向水平向左,所以b点的场强大小为
方向水平向右,故AB错误;
CD.+Q在c点产生的电场强度大小为
方向向右,+2Q在c点产生的电场强度大小为
所以c点的场强大小为
方向水平向左,故C错误,D正确。
故选D。
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
正、负点电荷单独存在时,在两点电荷连线中点处产生的电场强度都为
且方向相同,故两点电荷连线中点处的合场强为
E=E1+E2=
故选D。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据对称性可知,由n
个带电量均为Q的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为R的圆环,在圆心O点场强为0,带电金属小球在O点的场强不0,所以O
点的场强不为零,故A错误;
B.根据对称性可知,由n
个带电量均为Q的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为R的圆环,在P、P两点的场强大小相等,方向相反,带电金属小球
在这两点产生的电场强度不相等,故B错误;
C.取圆环带电小球;由库仑定律可得,该部分对小球的库仑力
方向沿该点与小球的连线指向小球;同理取以圆心对称的小球,其库仑力与F1相同;如图所示
由几何关系可知,细线与轴线的夹角
两力的合力应沿圆心与小球的连线向外,大小为
因圆环上各点对小球均有库仑力,故所有部分库仑力的合力
小球受力分析如图所示
可得
解得,金属带电小球的电量为
故C错误;
D.在圆环上取下一个小球后,圆环上的电荷在圆心
O的场强大小为
根据对称性可知,固定
P
处的小球,在圆环上取下一个小球(其余
n-1个小球位置不变)置于
P'处,在圆心
O的场强大小为0
所以固定
P
处的小球,然后在圆环上取下一个小球(其余
n-1个小球位置不变)置于
P'处,则圆心
O的场强大小为
故D正确。
故选D。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.真空中两个点电荷间的作用力遵守库仑定律,要强调库仑定律的使用范围,当r→0时,电荷已不能当作点电荷,故A错误;
B.电场强度取决于电场本身,与试探电荷的电荷量无关,电场强度的定义式,只是为研究电场的方便,采用比值法下的定义,故B错误;
C.根据点电荷的场强公式知,Q为场源电荷的电量,电场中某点电场强度和场源电荷的电量有关,故C正确;
D.元电荷是带电量的最小单位,与电子和质子无关,故D错误。
故选C。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知,两个顶点B、C处各放一个点电荷,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,根据平行四边形定则作出B处点电荷在A处的电场强度EB和C点电荷在A处的电场强度EC的合场强E,由于三角形ABC是等边三角形,所以EB和EC的夹角为120°,由几何知识可知,EB=EC=E,B处电荷在A处的电场强度EB的方向由B指向A;当拿走C处的点电荷后,则A处电场强度大小仍为E,方向沿BA方向,故C正确,ABD错误;
故选C。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由场强定义式
得
故A错误;
B.由点电荷场强公式等于
故B错误;
C.试探电荷的电荷量变为2Q2时,根据库仑定律,
Q2受到的静电力将变为2F,而P处的场强为,故C正确,
D.场强由电场本身决定与试探电荷无关,试探电荷的电荷量与P处的场强无关,故
D错误。
故选C。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知,半径为R的均匀带电体在A点产生场强为
同理割出的小球半径为,因为电荷平均分布,其带电荷量
则其在A点产生的场强为
则剩余部分电荷在A点产生的场强为
联立解得,故选B。
8.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.假设小球A带正电,小球B带负电,对小球各自受力分析,小球B受向左的电场力和A对B向左的库仑力,所以小球B的合力向左。由于小球A、B向右做匀加速运动,所以它们所受合力方向水平向右,则假设不成立,故AB错误;
CD.小球A带负电,小球B带正电,对小球各自受力分析,由牛顿第二定律得,对小球B
①
对小球A
②
两式相加得
所以必有QA<QB,故D正确,C错误。
故选D。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC.轨迹从b到a向上弯曲,电场力方向水平向左,电场线方向向右,故粒子一定带负电,B错误AC正确;
D.由于粒子受到的电场力
是恒力,故粒子一定做匀变速运动,D正确。
故选B。
10.D
【解析】
【分析】
【详解】
是电场强度的定义式,适用于一切电场;
仅适用于匀强电场;
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D正确。
故选D。
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.A、B是同一圆上的两点,场强大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误;
B.A、B场强大小不等,但方向相同,则电场强度不同,故B错误;
C.A、B是匀强电场中的两点,电场强度相同,故C正确;
D.电场线的疏密表示场强的大小,因电场线疏密程度不同,所以A、B场强不相等,故D错误。
故选C。
12.BC
【解析】
【分析】
【详解】
速度、加速度、位移、重力、电场强度、平均速度、弹力既有大小也有方向,是矢量,速率、温度、质量、路程只有大小没有方向,是标量。
故选BC。
13.BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题可知,带电质点M与N所做匀速圆周运动的向心力,是由两带电质点间的库仑引力提供,故两带电质点带异种电荷,且向心力大小相同,角速度也相同,则有
解得质点M、N的半径之比为,故A错误;
B.根据
则质点M、N的线速度大小之比为,故B正确;
C.对M,根据库仑力提供向心力,则有
解得
同理,对N,根据库仑力提供向心力,则有
解得
又由题可知
联立解得
解得,故C正确;
D.因两质点带异种电荷,则根据电场叠加原理可得O点的场强大小为
将、和代入上式
可得,故D正确。
故选BCD。
14.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.对金属小球受力分析,如图所示:
;
根据平衡条件,有
故在小球处产生的场强为E,则
选项A错误,B正确;
CD.根据点电荷的场强公式,在O点产生的场强为
选项D错误,C正确。
故选BC。
15.BD
【解析】
【分析】
【详解】
C点三个电场方向如图所示,根据题意可知
又
故解得
方向由A指向C;
故选BD。
16.
向左
【解析】
【详解】
两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为
方向向右。根据静电平衡导体的特点可知,球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等,方向相反,则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为
方向向左。
17.
0
【解析】
【详解】
[1]两个电荷在D点产生的场强大小:
方向的夹角为,则D点的合场强
[2]由于A点的电荷单独在C点产生的电势为,因A带正电,而B带负电,那么B点的电荷单独在C点产生的电势为,则两电荷在C点共同产生的电势为0;
18.
沿电场线方向(或向上)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据电场力计算公式
(2)[2]对于正电荷来讲,电场力方向和该点场强方向相同,所以方向是向上。1.4点电荷的电场匀强电场
1.下列说法正确的是( )
A.靠近正点电荷,电场线越密,电场强度越大,靠近负点电荷,电场线越密,电场强度越小
B.沿电场方向电场强度越来越小
C.在电场中没画电场线的地方场强为零
D.电场线虽然是假想的一簇曲线或直线但可以用实验方法模拟出来
2.下列分别为正点电荷、负点电荷、等量正电荷、等量异种电荷所画的电场线,正确的是( )
A.(1)(2)和(4)
B.只有(4)
C.只有(3)
D.(2)和(3)
3.下列说法正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验比较准确地测出了引力常量
B.库仑通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量
C.伽利略直接通过自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀变速直线运动
D.法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线形象地表示电场在空间的分布
4.一正电荷在电场中由A到B做加速运动且加速度越来越大,则如图所示的四个电场线正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
5.在轴上的和点分别固定了、两个点电荷,的电荷量为,的电荷量为,如图所示,设沿轴正方向为电场强度的正方向,则整个轴上的电场强度随变化的图像正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6.如图所示,M、N两点分别放置两个等量异种电荷,A是它们连线的中点,B为连线上靠近N的一点,C为连线中垂线上处于A点上方的一点.在A、B、C三点中(
)
A.场强最小的点是C点,电势最高的点是B点
B.场强最小的点是A点,电势最高的点是C点
C.场强最小的点是A点,电势最高的点是B点
D.场强最小的点是C点,电势最高的点是A点
7.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.电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向
C.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
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
8.最早提出用电场线描述电场的物理学家是(
)
A.库仑
B.奥斯特
C.法拉第
D.安培
9.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场。如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,下列说法中正确的是( )
A.a、b为异种电荷,a带电量大于b的带电量
B.a、b为异种电荷,a带电量小于b的带电量
C.a、b为同种电荷,a带电量大于b的带电量
D.a、b为同种电荷,a带电量小于b的带电量
10.两个等量点电荷M、N固定在x轴上,其产生的电场在两者连线之间的场强E随x的变化关系如图所示,规定x轴正方向为场强的正方向。下列判断正确的是( )
A.M、N为异种电荷,两者连线上x2处电势最低
B.M、N为异种电荷,两者连线上从M到N的电势一直降低
C.M、N为同种电荷,两者连线上x2处电势最低
D.M、N为同种电荷,两者连线上从M到N的电势先降低后升高
11.如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子重力不计,则电子除受电场力外,所受的另一个力的大小和方向变化情况是( )
A.先变大后变小,方向水平向左
B.先变大后变小,方向水平向右
C.先变小后变大,方向水平向左
D.先变小后变大,方向水平向右
12.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A.B、C两点场强大小和方向都相同
B.A、D两点场强大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O点场强最弱
D.B、O、C三点比较,O点场强最强
13.如图所示,M、N两点处分别固定有两个等量正点电荷,O点为MN连线中点,点a、点b为MN连线上到O点距离相等的两点,点c、点d为MN连线的中垂线上到O点距离相等的两点。下列说法中正确的是( )
A.c点和d点处的电场强度相同
B.b点比O点电势高
C.b、c两点间电势差Ubc等于d、a两点间电势差Uda
D.把一个不计重力的带负电的微粒从d点由静止释放,它将沿dc方向运动到无穷远处
14.如图所示,a、b为电场中同一水平电场线上的两点,电场强度分别为、,则( )
A.,方向相反
B.,方向相同
C.,方向相反
D.,方向相同
15.某空间的电场线分布情况如图所示,、为电场中的两个点,下列说法正确的是( )
A.点的电势高于点的电势
B.点的电场强度小于点的电场强度
C.将负电荷从点移到点电势能减小
D.将正电荷从点由静止释放,仅受电场力的作用下该电荷能沿着电场线做曲线运动
16.图示为点电荷Q产生的电场的三条电场线,下列说法正确的是( )
A.Q可能是正电荷且EA>EB
B.Q可能是正电荷且EA<EB
C.Q可能是负电荷且EA>EB
D.Q可能是负电荷且EA<EB
17.如图所示,P、Q为等量异种电荷,连线中点为O,正方形ABCD的几何中心与O点重合,其中AD边平行PQ连线,E、F、G、H分别为AD、AB、BC、CD边的中点关于P、Q电荷形成的电场,下列说法正确的是( )
A.其中E、G两点电场强度相等
B.其中E、G两点电场强度不相等
C.其中F、H两点电场强度相等
D.其中F、H两点电场强度不相等
18.某电场的电场线分布如图所示,则( )
A.电荷P带负电
B.电荷P带正电
C.某试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力
D.a点的电场强度大于b点的电场强度
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.靠近正点电荷,电场线越密,电场强度越大,靠近负点电荷,电场线越密,电场强度也越大,A错误;
B.沿电场方向电场强度不一定越来越小,例如匀强电场,B错误;
C.在电场中没画电场线的地方场强不一定为零,C错误;
D.电场线虽然是假想的一簇曲线或直线但可以用实验方法模拟出来,D正确。
故选D。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
电场线从正电荷出发,到负电荷终止,则(1)、(2)错误,两等量正电荷的电场线从正电荷出发,指向无穷远,则(3)错误,电场线从正电荷出发,到负电荷终止,(4)是等量异种电荷的电场线,则只有(4)正确
故选B。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许利用扭秤实验比较准确地测出了引力常量,故A错误;
B.密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量,故B错误;
C.伽俐略通过斜面实验合理外推解释了自由落体运动是匀变速直线运动,而不是通过实验直接验证,故C错误;
D.法拉第首先通过用电场线来描述电场,用磁感线来描述磁场,促进了人们对电磁现象的研究,故D正确。
故选D。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.A和B
在同一个等势面上,电荷由A到B电场力不做功,不做加速运动,A错误;
B.电场线的疏密表示场强的大小,所以
根据
则
因为是正电荷,所受电场力的方向是沿着电场线的方向,根据牛顿第二定律,电荷由A到B做加速度逐渐减小的加速运动,B错误;
C.电场是匀强电场,电场力不变化,电荷由A到B做加速度不变的匀加速运动,C错误;
D.电场线的疏密表示场强的大小,所以
根据
则
因为是正电荷,所受电场力的方向是沿着电场线的方向,根据牛顿第二定律,电荷由A到B做加速度逐渐增大的加速运动,D正确。
故选D。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由等量异种电荷的电场线分布可知,在(,)之间,O点的场强最小,但不为零,选项A错误;
BCD.在(,)之间,电场方向向右,沿轴正方向,在点左侧,电场方向向左,沿轴负方向,在点右侧,电场方向向左,沿轴负方向,综上所述,选项C正确,BD错误。
故选C。
6.A
【解析】
【分析】
【详解】
根据等量异种电荷电场线的分布,知道EB>EA>EC,场强最小的是C点.等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线,知ΦA=ΦC,沿着电场线方向电势逐渐降低,异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷,知ΦB>ΦA,所以电势最高点是B点;故A正确,BCD错误.
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.电场线是直线的地方不一定是匀强电场,比如点电荷的电场线,故A错误;
B.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,并不是运动方向,故B错误;
C.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,故C正确;
D.电场线的疏密代表电场的强弱,故电场线越密的地方场强越强,且电场线不存在,是假想的,故D错误。
故选C。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.库仑发现了电荷间相互作用力的规律﹣﹣库仑定律;故A错误;
B.奥斯特首先发现载流导线的电流会产生作用力于磁针,使磁针改变方向,即电流的磁效应;故B错误;
C.首先用电场线描述电场的科学家是英国的科学家法拉第,故C正确;
D.安培研究电流在磁场中的受力大小的规律,故D错误;
故选C。
9.B
【解析】
【分析】
【详解】
电场线从正电荷出发到负电荷终止,由题中图形可知一系列电场线在a、b之间,则一定为异种电荷,由电场线左右不对称可知,两电荷是不等量的,又根据电场线的疏密可知b所带电荷量大
故选B。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
MN的中点x2处场强不为零,根据题意知M、N为等量电荷,故可知M、N为等量异种电荷,且M为正电荷,可知x轴上电场沿MN方向,根据电势沿电场方向逐渐降低,故B正确,ACD错误。
故选B。
11.B
【解析】
【分析】
【详解】
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,则外力的大小先变大后变小,方向水平向右。
故选B。
12.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由等异种点电荷的电场线分布规律可知,B、C两点场强大小相等,方向都水平向右,故A正确;
B.由等异种点电荷的电场线分布规律可知,A、D两点场强大小相等,方向相同,故B错误;
C.由等异种点电荷的电场线分布规律可知,E、O、F三点比较,O点场强最强,故C错误;
D.由等异种点电荷的电场线分布规律可知,B、O、C三点比较,O点场强最弱,故D错误。
故选A。
13.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据等量同种电荷的电场分布可知,点和点的电场强度大小相等方向相反,A错误;
B.沿电场线方向电势降低可知,点电势比点电势高。B正确;
C.由对称性可知、两点的电势相等,、两点的电势相等,所以,,C错误;
D.在等量同种电荷连线的中垂线上,点的电场强度为零,电场强度方向由指向和由指向,带负电微粒从点由静止释放,则在电场力作用下向点加速运动,过点后做减速运动,到达点,速度为零,然后向点加速运动,由于对称性,带负电微粒将会在点上下两侧之间往复运动,
D错误。
故选B。
14.D
【解析】
【分析】
【详解】
因a点的电场线较b点密集,可知a点的电场强度较b点大,即,两点的电场强度方向均水平向右,即方向相同。
故选D。
15.AB
【解析】
【分析】
【详解】
A.沿电场线方向电势逐渐降低,点的电势高于点的电势,A正确;
B.电场线的疏密表示场强的大小,点处电场线密,点的电场线疏,所以点的电场强度小于点的电场强度,B正确;
C.负电荷所受的电场力的方向是场强方向的反方向,而场强的方向是该点的电场线的切线方向,将负电荷从点移到点时,电场力做负功,电势能增加,C错误;
D.在点静止释放,正电荷受电场力的方向是该点电场线的切线方向,正电荷在电场
力的作用下运动,但不能沿电场线运动,运动轨迹并不是电场线,D错误。
故选AB。
16.AC
【解析】
【分析】
【详解】
根据电场线分布可知,Q可能是正电荷,也可能是负电荷;电场线的疏密表示电场强度的强弱,据图可知,A点的电场线密集,B点的稀疏,故A点的场强大,B点的场强小,EA>EB,与产生该电场的点电荷的电性无关,故AC正确,BD错误。
故选AC。
17.AC
【解析】
【分析】
【详解】
根据等量异种电荷的电场分布,结合对称性可知,E、G两点电场强度大小相等,方向相同,F、H两点电场强度大小相等,方向相同,故选项AC正确,BD错误。
故选AC。
18.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.电场线从正电荷出发,由电场线分布可知,电荷P带正电,故A错误,B正确;
C.因c点的电场线较d点密集,可知c点的场强较大,正试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力,故C正确;
D.a点的电场线比b点较稀疏,则a点的电场强度小于b点的电场强度,故D错误。
故选BC。1.1静电及其微观解释
1.三个相同的金属小球a、b和c,原来c不带电,而a和b带等量异号电荷,相隔一定距离放置,a、b之间的静电力为F.现将c球分别与a、b接触后拿开,则a、b之间的静电力将变为(
)
A.
B.
C.
D.
2.下列说法正确的是( )
A.电子和质子都是元电荷
B.一个带电体的带电荷量可为205.5倍的元电荷
C.元电荷是最小的带电单位,元电荷没有正、负之分
D.摩擦起电,可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
3.摩擦起电是使物体带电的一种方式,下列关于摩擦起电的说法,正确的是( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为正电荷从丝绸转移到玻璃棒上
B.丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了电荷,说明摩擦可以创造电荷
C.带电的玻璃棒能够吸引轻小物体,说明玻璃棒和轻小物体带有异种电荷
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明橡胶棒得到了电子
4.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是
A.摩擦起电说明电荷能够被创造
B.摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷
C.感应起电说明电荷从带电的物体A转移到原来不带电的物体B上去了
D.感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分
5.如图所示,是某验电器的结构图。下列相关说法正确的是( )
A.金属箔张开过程,电势能一定减少
B.金属箔张开过程,电场力一定做负功
C.两金属箔张开,说明金属盘带正电
D.两片金属箔张开时,可能带异种电荷
6.如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走。关于A、B的带电情况,下列判断正确的是( )
A.A带正电,B带负电
B.A带负电,B带正电
C.A、B均不带电
D.A、B均带正电
7.如图所示,放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B用导线经开关接地,现把S先合上再断开,再移走A,则导体B(
)
A.不带电
B.带负电
C.带正电
D.不能确定
8.小华在学校小店花了6元钱购买了一本物理参考书,发现其中一道习题给出四个带电体的带电荷量为如下四个选项,你认为其中带电荷量合理的是
A.Q1=6.2×10-18C
B.Q2=6.4×10-18C
C.Q3=6.6×10-18C
D.Q4=6.8×10-18C
9.小明同学做作业时,不小心把一滴墨水滴在了一道物理题上,使一个数字变成了9.×10-19C,小明同学感觉这道题是没法做了,如果是你遇到这种情况,你认为可能是下列数字中的( )
A.9.2×10-19C
B.9.4×10-19C
C.9.6×10-19C
D.9.8×10-19C
10.如图的装置叫做“雅各布天梯”,两个用金属丝弯成的电极A,B分别与起电机的正、负两极相连,金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷,正、负电荷通过电极间的空气放电,产生明亮的电弧,电弧随着热空气上升,就象以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯.在电极放电过程中,下列说法正确的是(
)
A.电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数
B.电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数
C.电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数
D.条件不足,不能判定电极A,B得失电荷间的数量关系
11.为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况,取两个验电器A和B,在B上装一个几乎封闭的空心金属球C(仅在上端开有小孔),D是带有绝缘柄的金属小球,如图所示.实验前他们都不带电,实验时首先将带正电的玻璃棒(图中未画出)与C接触使C带电.以下说法正确的是
A.若将带正电的玻璃棒接触C外表面,则B的箔片带负电
B.若将带正电的玻璃棒接触C内表面,则B的箔片不会带电
C.使D接触C的外表面,然后接触A,操作若干次,观察到A的箔片张角变大
D.使D接触C的内表面,然后接触A,操作若干次,观察到A的箔片张角变大
12.下列说法错误的是( )
A.丝绸与玻璃棒摩擦后,丝绸带正电
B.带电体所带电荷量的最小值是1.6×10-19C
C.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
D.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变
13.导体A带电荷量为5q,另一完全相同的导体B带电荷量为-3q,两导体接触一会儿后分开,则导体B带的电荷量为(
)
A.-q
B.q
C.2q
D.4q
14.在物理学发展过程中,许多物理学家做出了贡献,他们的发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。以下说法正确的是( )
A.卡文迪许最早测出了万有引力常量
B.元电荷的数值最早由汤姆逊通过实验测出
C.牛顿运动定律适用于一切物体
D.开普勒利用行星运动的规律得出了万有引力定律
15.如图所示是一幅科普漫画,漫画中的英文意思是“(电子)不能被分成两半”,这幅科普漫画要向读者传达的主要物理知识应该是(
)
A.电子带负电荷
B.电子是构成原子的粒子
C.电荷既不会创生,也不会消灭
D.所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
16.原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电荷1.6×10-15C,丙物体带电荷量的大小为8×10-16C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况,下列说法中正确的是( )
A.乙物体一定带有负电荷8×10-16C
B.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15C
C.丙物体一定带有正电荷8×10-16C
D.丙物体一定带有负电荷8×10-16C
参考答案
1.A
【解析】
【分析】
【详解】
假设A带电量为Q,B带电量为-Q,两球之间的相互吸引力的大小是:;第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都为Q/2,C与B接触时先中和再平分,则C、B分开后电量均为-Q/4,这时,A、B两球之间的相互作用力的大小:;故A正确,BCD错误;故选A.
【点睛】
要清楚带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分.根据库仑定律的内容,找出变化量和不变量求出问题.
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.元电荷是指电子或质子所带的电荷量,不是电子或质子本身,故A错误;
B.带电体的带电量一定是元电荷的整数倍,故B错误;
C.元电荷又称“基本电量”或“元电荷”。在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,无正负之分,也是物理学的基本常数之一,故C正确;
D.摩擦起电,可能是因为摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的,故D错误。
故选C。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为负电荷从玻璃棒转移到丝绸上,玻璃棒因为缺少了负电荷而带上正电,选项A错误;
B.丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了电荷,这是负电荷从玻璃棒上转移到了丝绸上,不是摩擦可以创造电荷,选项B错误;
C.带电的玻璃棒能够吸引轻小物体,轻小物体不一定带电,选项C错误;
D.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,说明橡胶棒得到了电子,毛皮失去电子,选项D正确。
故选D。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
摩擦起电和感应起电的实质是电荷的转移,即从物体的一个部分转移到物体另一个部分,电荷不能凭空创造而出。故D正确ABC错误。
故选D。
5.A
【解析】
【分析】
【详解】
验电器利用同种电荷互相排斥的原理,当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上,金属箔带上了同种电荷,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开,在张开的过程中电场力做正功,电势能减少,而验电器只能判断物体是否带电,不能说明是哪种电荷,故也不能说明金属盘带哪种电荷,故A正确,BCD错误。
故选A。
6.A
【解析】
【分析】
【详解】
带负电的橡胶棒C靠近A时,由于感应起电,A球会感应出正电荷,而B球会感应出负电荷,然后先将A、B分开,在将C移走,A带正电,B带负电,故A项正确,BCD错误。
故选A。
7.B
【解析】
当闭合开关时S,由于静电感应的作用,金属导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以导体B右端不再带有电荷,左端带负电,再断开S,再移走A,则导体B带负电.故选B.
8.B
【解析】
【分析】
元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷都是e的整数倍,据此可正确解答;
【详解】
电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,任何带电体所带电荷都是e的整数倍,因此该带电量为电子电量的整数倍,将四个选项中的电量除以电子电量得数为整数倍的便是可能正确的数字,由选项可知只有B是元电荷的整数倍,故B正确,ACD错误;
故选B。
【点睛】
本题是基础的题目,考查的就是学生对基本知识的应用情况,平时要注意提高应用所学知识解决实际问题的能力.
9.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍,由于
故A错误;
B.物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍,由于
故B错误;
C.物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍,由于
故C正确;
D.物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍,由于
故D错误。
故选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
根据电荷守恒定律可知,电荷既不能凭空产生,也不会凭空消失,电荷的总量保持不变,所以在电极放电过程中,电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数.故B正确,ACD错误。
故选B。
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.若将带正电的玻璃棒接触C外表面,则C以及与C连接的B的箔片都带正电;故A错误.
B.若将带正电的玻璃棒接触C内表面,则C以及与C连接的B的箔片都带正电;故B错误.
C.若使D接触C的外表面,D上的电荷只有一部分转移到C上,D仍然带电;然后接触A,则A的一部分电荷又转移到A上;操作若干次,观察到A的箔片张角变大;故C正确.
D.若使D接触C的内表面,则D上的电荷全部转移到C上,D不再带电;然后接触A,A不能带电;操作若干次,观察到A的箔片张角不变;故D错误.
12.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.毛皮与橡胶棒摩擦后的毛皮带正电,丝绸与玻璃棒摩擦后的丝绸带负电,故A错误;
B.物体带电量的最小值为元电荷,即为1.6×10-19C,故B正确;
C.通过研究我们发现,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C正确;
D.根据电荷守恒定律得一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变,故D正确。
本题选错误的,故选A。
13.B
【解析】
【分析】
【详解】
两带电体带异种电荷,接触后先将电量中和,故接触后两带电体带电总和为
当两带电体分开后,将总电量平分,则B导体的带电量均为q
故选B。
14.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.卡文迪许最早测出了万有引力常量,A正确;
B.元电荷的数值最早由密立根通过实验测出,B错误;
C.牛顿运动定律适用于宏观低速物体,不适用于围观高速粒子的运动,C错误;
D.牛顿利用行星运动的规律得出了万有引力定律,D错误。
故选A。
15.D
【解析】
【分析】
【详解】
题干中说“(电子)不能被分成两半”,主要表达的意思是电子所带的电荷量就是最小电荷量,不能再分割,所有带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍,ABC错误,D正确。
故选D。
16.AD
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知,甲、乙两物体相互摩擦后,甲物体带正电1.6×10-15C,则乙带负电1.6×10-15C,若乙物体再与丙物体接触,由于丙物体带电8×10-16C.且带负电,则乙也一定带负电,大小为8×10-16C,故AD正确,BC错误;
故选AD.1.5静电的利用与防护
1.如图所示,长为l的导体棒原来不带电,现将一带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。当达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.导体棒表面各点电势不等
B.导体棒不是一个等势体
C.导体棒内合电场强度处处为零
D.感应电荷在A端产生的场强等于在B端产生的场强
2.小强在加油站加油时,看到加油机上有如图所示的图标,关于图标的含义,下列说法正确的是(
)
A.工作人员工作时间须穿纯棉服装
B.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系
C.化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患
D.制作这些图标的依据是静电屏蔽原理
3.避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )
A.云层中所带的电荷被避雷针通过导线导入了大地
B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷
C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入大地
D.以上解释都不正确
4.把带电体上产生的静电荷移走可以防止静电荷积累而造成危害.
下列措施中,没有采取上述方法的是
A.飞机上安装接地电缆
B.电工钳柄上套有绝缘胶套
C.印染车间里保持适当的湿度
D.油灌车后面装有一条拖地铁链
5.在感应起电中,带负电物体靠近带绝缘底座的导体时,如图所示N处将( )
A.不带电
B.带负电
C.带正电
D.不能确定
6.如图所示,用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,则下面关于验电器箔片的说法正确的是( )
A.箔片张开
B.箔片不张开
C.箔片张开的原因是金属网罩发生了静电感应而被屏蔽
D.箔片不张开的原因是金属网罩发生了静电感应而被屏蔽
7.学完了静电场,请问下面说法正确的是( )
A.点电荷指的是电荷量很小的带电体
B.元电荷就是电子
C.处于静电平衡的导体,内部场强处处为零
D.电势降低的方向就是电场强度的方向
8.下列器材属于电容器的是( )
A.
B.
C.
D.
9.关于静电的利用和防范,以下说法中正确的是(
)。
A.没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁
B.油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上,避免产生电火花引起爆炸
C.飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成,可防止静电积聚
D.手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品,可防止麻醉药燃烧
10.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab处,放置一个正点电荷P,达到静电平衡后,以下说法不正确的是( )
A.a、b两点的电势相等
B.o点的电势比d点的电势高
C.感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是
D.导体内部c、d两点的场强大小关系是
11.下列说法正确的是( )
A.打雷时,人呆在木屋里要比呆在汽车里安全
B.处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度不为零
C.燃气灶点火器的放电电极做成针形是为了利用尖端放电现象
D.超高压带电作业的工人穿绝缘服比穿含金属丝的工作服安全
12.口罩中使用的熔喷布经驻极处理后,对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示,针状电极与平板电极分别接高压直流电源正负极,针尖附近的空气被电离后,带电粒子在电场力作用下运动,熔喷布捕获带电粒子带上静电,平板电极表面为等势面,熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计,下列说法正确的是( )
A.针状电极上,针尖附近的电场较弱
B.熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电
C.沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子,其加速度逐渐减小
D.两电极相距越远,熔喷布捕获的带电粒子速度越大
13.关于电场,下列说法正确的是( )
A.电势有正负之分,因此电势是矢量
B.电势降低的方向就是电场强度的方向
C.电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向
D.处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为0
14.如图所示,Q为一带正电的点电荷,P为原来不带电的枕形金属导体,a、b为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时( )
A.a、b两点的电场强度大小Ea、Eb的关系为Ea>Eb
B.若用手摸一下导体P,则导体P的左端电荷量增加。
C.感应电荷在a、b两点产生的电场强度大小E′a和E′b的关系是E′a>E′b
D.因为a点带负电,b点带正电,所以a、b两点的电势大小φa、φb的关系是φa<φb
15.如图所示,原来不带电的金属球壳内壁接地将一带正电的小球放入其中,但不与球壳接触,则(
)
A.球壳内壁带负电
B.球壳外壁带正电
C.球壳外壁不带电
D.若将接地线去掉再移出正电荷,壳外壁带正电
16.如图所示,将悬在绝缘细线上带正电的小球放在不带电的金属空心球壳内(与内壁不接触),外加一个水平向右的场强为E的匀强电场,对于最后的结果,下列判断正确的是( )
A.的右端带正电,向左偏
B.的右端带正电,不偏左也不偏右
C.的左端带正电,向右偏
D.的左端带负电,不偏左也不偏右
17.如图所示,一位女同学在科技馆的静电魔球旁体验“怒发冲冠”,她站在绝缘平台上,一只手按在金属球上,结果头发竖立起来。关于这个现象,下列说法正确的是( )
A.金属球一定带有正电荷
B.金属球一定带有负电荷
C.女同学头发带上了电荷
D.女同学两只手电势相等
18.如图所示,一个枕形导体AB原来不带电,将它放在一个负点电荷的电场中,点电荷的电荷量为Q,与AB中心O点的距离为R。由于静电感应,在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时,说法正确的是( )
A.导体A
B是一个等势体
B.导体A端电势低于B端电势
C.导体中心O点的场强为0
D.枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度E=,方向水平向左
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.处于静电平衡下的导体是个等势体,其表面是个等势面,所以导体棒表面各点电势都相等,故A错误;
B.处于静电平衡下的导体是个等势体,故B错误;
C.处于静电平衡下的导体,其内部场强处处为零,故C正确;
D.处于静电平衡下的导体内部场强处处为零,是指感应电荷的电场与外电场的合场强为零,所以感应电荷在A、B端产生的场强大小与点电荷Q的电场在A、B两点的电场强度大小相等,方向相反,所以感应电荷在A端产生的场强大于在B端产生的场强,故D错误。
故选C。
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.工作人员在工作时应避免产生静电,可以穿纯棉衣服,但不是必须的;故A错误;
B.用塑料梳子梳头时会产生静电,会引起静电,故B错误;
C.化纤手套与接触物容易摩擦起电,故会引起静电,从而引起油料燃烧的危险;故C正确;
D.这些图标都是为了减少静电的产生;不是静电屏蔽;故D错误;
故选C。
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,减少建筑物上的感应电荷的积累,使建筑物免遭雷击.其原理为尖端放电.故B正确,ACD错误;
故选B.
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.飞机上安装接地电缆,是为了防止静电荷积累而造成危害,故A正确.
B.电工钳柄上套有绝缘胶套,是为了防止触电,而不是为了防止静电,故B错误.
C.印染车间里保持适当的湿度,是为了防止静电荷积累而造成危害,故C正确.
D.油灌车后面装有一条拖地铁链,是为了防止静电荷积累而造成危害,故D正确.
本题选错误的,故选B.
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
带负电物体靠近带绝缘底座的导体时,由于异性电荷相互吸引,同性电荷相互排斥,则导体中的正电荷将被吸引到N端,正电荷将被排斥到M端,即N处将带正电。
故选C。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
静电屏蔽:为了避免外界电场对仪器设备的影响,或者为了避免电器设备的电场对外界的影响,用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受影响,也不使电器设备对外界产生影响,故用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,箔片不张开。
故选B。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.点电荷是忽略自身大小的一种理想化的物理模型,其带电荷量并不一定是很小的,A错误;
B.元电荷是基本的电量单位,电子带元电荷的电量,B错误;
C.处于静电平衡的导体,内部场强处处为零,C正确;
D.电势降低最快的方向就是电场强度的方向,D错误。
故选C。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
由各个电学元件的构造可知,A项为静电屏蔽器,B项为静电计,C为电容器,D为干电池,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.B
【解析】
【分析】
静电是生活中摩擦起电产生的,静电有的有利,有的有害,根据生活中的经验即可进行分析。
【详解】
A.安装避雷针的建筑物,通过避雷针与大地相连,从而避免建筑物被雷电击坏,如果没有安装就会有危险,但对低矮的建筑不至于一定被雷电击毁,故A错误;
B.油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上,可以及时的把产生的静电导走,有利于消除静电,避免产生电火花引起爆炸,故B正确;
C.飞机起落架的轮胎用导电橡胶做轮胎,是为了及时地把飞机过程中因为摩擦而产生的电荷通过导体转移给大地,以免产生放电现象,不能用绝缘轮胎,故C错误;
D.绝缘性能良好的化纤制品做成的衣服不能及时把静电导入大地,容易产生手术事故,所以手术室的医生和护士不能穿绝缘性能良好的化纤制品,故D错误。
故选B。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
ACD.达到静电平衡后,杆处于静电平衡状态,整个导体是一个等势体,导体上的电势处处相等,所以可以得到
φa=φb
所以内部的场强处处为零,c处的电场强度为0,故AD正确,C错误;
B.电场线由右向左,所以o端的电势比d点的高,故B正确。
本题选错误的,故选C。
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”,一旦汽车被雷击中,它的金属构架会将闪电电流导入地下,打雷时,呆在汽车里更安全,故A错误;
B.处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体,内部场强处处为0,故B错误;
C.因为电荷集中于形状比较尖端的地方,即尖端放电,故燃气灶的电子点火器的放电电极做成针形,故C正确;
D.电力工人高压带电作业,全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋,可以对人体起到静电屏蔽作用,使人安全作业,故D错误。
故选C。
12.C
【解析】
【分析】
【详解】
AC.导体尖端的电荷特别密集,所以电场强度比较大,远离尖端的地方电场强度逐渐减小,电场力减小,加速度也减小,故C正确,A错误;
B.空气受电场影响被电离产生带电粒子,电场线方向从正极指向负极,正电荷沿电场线方向运动被熔喷布捕获带正电,故B错误;
D.带电粒子的运动速度由动能定理得与合外力做功有关,即电场力做功,根据W=Uq可知,电场力做功只与电势差有关,和运动距离无关,故D错误。
故选C。
13.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.电势有正负之分,但是电势是标量,选项A错误;
B.电势降落最快的方向就是电场强度的方向,选项B错误;
C.电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向,选项C错误;
D.处于静电平衡状态的导体,其内部的电场强度处处为0,选项D正确。
故选D。
14.BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.处于静电平衡的导体,内部场强处处为零,故a、b两点的场强大小的关系为
A错误;
B.用手摸导体P之后,导体右端无感应正电荷,根据导体内部场强为零可知,外电场在同一个位置场强不变,故左端电量增加,B正确;
C.处于静电平衡的导体,根据点电荷电场公式可知,Q在a点的电场强度大于b点,因在a、b两端合电场强度为零,所以感应电荷在a、b两点产生的场强大小和的关系是
C正确;
D.处于静电平衡的导体,内部场强处处为零,导体是等势体,D错误。
故选BC。
15.AC
【解析】
【分析】
【详解】
ABC.由静电屏蔽知识可得,未接地前电场线分布特点如图,球壳内壁带负电,球壳外壁带正电。
球壳是个等势体,无论是内壳还是外壳接地,都是大地上的电子受电场力作用逆着电场线与外壳正电中和,使外壳不带电,球壳内壁仍带负电,故AC正确,B错误;
D.若将接地线去掉再移出正电荷,则负电荷都分布在外表面,壳外壁带负电,故D错误。
故选AC。
16.BD
【解析】
【分析】
【详解】
在金属球壳外部加一个水平向右的场强为的匀强电场时,由于静电感应的作用,金属球壳的左端将感应出负电荷,右端将感应出正电荷,由于屏蔽作用,而金属球壳空腔内部完全不受外加电场的影响,故不会偏转,故AC错误,BD正确。
故选BD。
17.CD
【解析】
【分析】
【详解】
ABC.演示者“怒发冲冠”是由于接触起电,使头发带同种电荷相互排斥的原因,故电性无法判断,故AB错误,C正确;
D.由于人体是导体,静电平衡后,人体是等势体,故D正确。
故选CD。
18.ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.当达到静电平衡时整个导体是一个等势体,则导体A端电势等于B端电势;故A正确,B错误;
CD.当达到静电平衡时导体中心O点的场强为0;枕形导体两端的感应电荷在导体中心O点的场强大小与点电荷-Q产生的场强大小相等,为;方向相反,为水平向左;故CD正确。
故选ACD。1.2库仑定律
1.带电荷量分别为4q和-6q的两个相同的金属小球保持一定的距离(比小球的直径大得多),相互作用的静电力为F;若将它们接触后分开,并再放回原处,它们的相互作用力为( )
A.24F
B.25F
C.
D.
2.真空中有A、B两个点电荷,相距10cm,B的带电量是A的5倍。如果A电荷受到的静电力是8×10-4N,那么B电荷受到的静电力应是( )
A.8×10-4N
B.0.2×10-4N
C.10-4N
D.0.1×10-4N
3.真空中两个完全相同的带电小球A和B(均可看做点电荷),带电量分别为+2q和-6q,固定在相距为r的两点,两球间静电力为F,现用绝缘工具使两球接触后分开,将其固定在距离为2r的两点,则两球间库仑力为( )
A.相互作用的斥力,大小为
B.相互作用的引力,大小为
C.相互作用的引力,大小为
D.相互作用的斥力,大小为
4.下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电说明电荷可以被创造
B.感应起电的本质是电荷在同一物体上的转移
C.元电荷实质上是指电子和质子本身
D.带电荷量少的带电体才能看成点电荷
5.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.
B.
C.
D.
6.两个放在支架上的相同金属球,相距为d,球的半径比d小得多,分别带有q和3q的电荷,相互斥力为3F。现将这两个金属球接触,然后分开,仍然放回原处,则它们的相互斥力将变为( )
A.0
B.9F
C.3F
D.4F
7.两个直径为r的带电球,它们的球心相距时的相互作用的电场力大小为F,当它们的球心相距为r时的相互作用的电场力大小为( )
A.
B.
C.
D.以上都不对
8.如图所示,两个带电小球A、B分别用细丝线悬吊在同一点O,静止后两小球在同一水平线上,丝线与竖直方向的夹角分别为α、β(α>β),关于两小球的质量m1、m2,带电量q1、q2,两球所受库仑力F1、F2以及两根细绳中的张力T1、T2,下列说法中正确的是( )
A.m1B.q1>q2
C.F1>F2
D.T1>T2
9.如图所示,在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A带电+Q,B带电-9Q。现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态,则C的带电性质及位置应为( )
A.正;B的右边0.4m处
B.正;B的右边0.2m处
C.负;A的左边0.2m处
D.负;A的右边0.2m处
10.如图,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知放在P、Q连线上某点R处的电荷q受力为零,且PR=2RQ。则( )
A.q1=2q2
B.q1=4q2
C.q1=-2q2
D.q1=-4q2
11.如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的大。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
12.如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等,A球带负电,平衡时三根绝缘细线都是直的,但拉力都为零。则( )
A.B球和C球都带负电荷
B.B球带负电荷,C球带正电荷
C.B球和C球所带电量不一定相等
D.B球和C球所带电量一定相等
13.如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘丝线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平面的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为α、β,且β>α。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,则(
)
A.a球的质量比b球的大
B.a、b两球落地时间不同
C.a球的电荷量比b球的大
D.a、b两球飞行的水平距离相等
14.关于元电荷和点电荷的理解正确的是( )
A.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电量
B.元电荷就是电子
C.体积很小的带电体就是点电荷
D.点电荷是一种理想化模型
15.建立物理模型是物理研究的常用方法,下列属于理想化“物理模型”的是( )
A.重力
B.向心力
C.质点
D.点电荷
16.如图所示,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷,质量均为0.1g,分别用10cm长的绝缘轻线悬挂于绝缘天花板的一点,当平衡时B球偏离竖直方向,A竖直悬挂且与绝缘墙壁接触(重力加速度为,)。求:
(1)每个小球的带电量;
(2)竖直墙壁对A球的弹力大小;
(3)两条细线的拉力大小。
17.两个带电小球,质量都是1kg,带电量都为2.0×10-5C,相距1m,由于相距较远,以至于两球可以看作点电荷,那么它们之间的静电力为多少?(静电力常量k=9.0×109Nm2/C2)
18.如图所示,一质量m,电荷量q的带电小球A用长为l的轻质绝缘细线悬挂于O点,另一带电量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上(A、B均可视为点电荷)。当小球A平衡时,恰好与B处在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角θ。已知重力加速度g,静电力常量k,求:
(1)小球A受到的静电力大小;
(2)小球B的电荷量。
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
根据库仑定律,开始时
接触后分开,并再放回原处,则两球各带电量为-q,则
故选C。
2.A
【解析】
【分析】
【详解】
A对B的静电力与B对A的静电力是作用力与反作用力的关系,所以大小相等,方向相反,所以A电荷受到的静电力是8×10-4N,根据牛顿第三定律可知,B电荷受到的静电力应是8×10-4N,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
由库仑定律得
解得
接触后分开,先中和后平分,二者带等量负电荷,相互排斥,D正确,ABC错误。
故选D。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电荷守恒定律可知摩擦起电仅是电荷发生了转移,并没有创造新的电荷,故A错误;
B.感应起电的本质是同一物体上的电荷在外界电场的影响下发生定向移动,靠近场源电荷一端感应出异种电荷,远离场源电荷一端感应出等量同种电荷,故B正确;
C.元电荷实质上是电荷量的单位,,它是最小电荷量,元电荷并不是指单个电子和质子,故C错误;
D.
带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略,则可视为点电荷,与带电荷量多少无直接关系,故D错误。
故选B。
5.B
【解析】
【分析】
【详解】
对第三个小球受力分析,第三个小球受三个力的作用,
它们的关系是
解得
所以弹簧的原长为
故B正确,ACD错误。
故选B。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
初始状态下,根据库仑定律有
接触后,两电荷均分总电量,分别带上2q的电量
解得
则ABC错误,D正确。
故选D。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
当球心距为时,两小球的电荷可近似看作点电荷,相互作用力为F。当球心距离为r时,电荷的等效集中点已不能在各自的球心处,那么库仑力的实际距离不是r,同种电荷距离偏大,异种电荷距离偏小,故ABC错误,D正确。
故选D。
8.A
【解析】
【分析】
【详解】
由于力的作用是相互的,A对B的库仑斥力与B对A的库仑斥力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故有
根据库仑定律无法确定q1和q2的大小,对A、B进行受力分析,它们各自绳的拉力在水平方向的分量大小等于库仑力,即有
因为,所以
绳的拉力在竖直方向的分量大小等于它们各自的重力,由几何关系可知
,
因为,,所以
故选A。
9.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必须为负电,在A的左侧,设C所在位置与A的距离为r,则C所在位置与B的距离为L+r,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
故选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
放在P、Q连线上某点R处的电荷q受力为零,则两电荷带同种电荷,由库仑定律
解得
q1=4q2
故选B。
11.A
【解析】
【分析】
【详解】
对c球受力分析,如图
由于a球的带电量比b球的大,故a球对c球的静电斥力较大,根据平行四边形定则,合力的方向如图,即沿着F1的方向。
选项A正确,BCD错误。
故选A。
12.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态,则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等,方向相反;库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向,说明A对B的库仑力应指向A,C对B的作用力应指向B的左侧。因A带负电,则可知B、C都应带正电,故A、B错误;
CD.由受力分析图可知,A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍,故C带电量应为A带电量的一半;同理分析C可知,B带电量也应为A带电量的一半,故B、C带电量应相同,故C错误,D正确。
故选D。
13.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.对小球受力分析,根据平衡条件有
由于,所以,故A正确;
B.从上面的分析可知,,因此水平方向上,a的加速度小于b的加速度,竖直方向上作自由落体运动,根据运动的独立性可知,两球同时落地,故B错误;
C.a球的电荷量和b球的电量大小无法判断,故C错误;
D.从上面的分析可知,a的水平加速度小于b的水平加速度,又因为它们平抛运动的时间相等,因此a球水平飞行的距离比b球小,故D错误。
故选A。
14.AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.元电荷表示电荷量,其大小与电子或质子所带电荷量数值相等,A正确B错误;
CD.点电荷是一种理想化模型,如果在研究的问题中,带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计,就可以把带电体看作点电荷;带电体能否看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无具体关系。故C错误D正确。
故选AD。
15.CD
【解析】
【分析】
【详解】
A.重力是实际存在的,故重力不是理想化“物理模型,A错误;
B.向心力是指物体在做圆周运动时需要的一种力,是实际的情况,不是理想化“物理模型”,B错误;
C.用质点来代替实际物体的研究方法,属于理想化“物理模型”,C正确;
D.点电荷实际并不存在,是我们抽象出来的一个理想化物理模型,D正确。
故选CD。
16.(1);(2);
(3)
,
【解析】
【分析】
【详解】
(1)据题意,对B球受力分析,由库仑定律得:
解得
(2)对A球受力分析如图
则根据共点力平衡条件可得
(3)竖直细绳拉力为
倾斜细绳拉力为
17.3.6N
【解析】
【分析】
【详解】
两电荷间的静电力为
F电=
18.(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)对小球A受力分析,有重力、绳子的拉力和小球B对A的静电力。小球处于静止状态,由力的平衡条件可得
(2)根据库仑定律可得,根据几何关系可得
则