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第九章 《静电场及其应用》综合评估一、单项选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题3分，共24分)1．关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是( B )A ．点电荷是体积很小的带电体，是一种理想化的物理模型B ．点电荷所带电荷量一定是元电荷的整数倍C ．点电荷所带电荷量一定很小D ．点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型解析：点电荷和质点一样是一种理想化的物理模型，与体积的大小无关，所以A 错误；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，任何带电体所带电荷量都是e 的整数倍，所以B 正确；点电荷是一种理想化的物理模型，其带电荷量并不一定是很小的，所以C 错误；点电荷是一种理想化的物理模型，元电荷又称“基本电量”，检验电荷是用来检验电场是否存在的点电荷，所以点电荷、元电荷、检验电荷不是同一种物理模型，所以D 错误．2．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( B )A ．－F 2 B.F2C ．－FD ．F解析：如图所示，设B 处的点电荷带电荷量为正，AB ＝r ，则BC ＝2r ，根据库仑定律F ＝kQq r 2，F ′＝kQ ×2q 2r 2，可得F ′＝F2，故选项B 正确． 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E A 、E B ，则A 、B 两点( D )A．E A＝E B，电场方向相同B．E A<E B，电场方向相同C．E A>E B，电场方向不同D．E A<E B，电场方向不同解析：电场线的疏密表示电场强弱，由题图可知，B点密集，A点稀疏，故E A<E B，又电场方向为电场线的切线方向，A、B两点的电场方向不同，故A、B、C错误，D正确．4．如图所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是( A )A．只有球壳外表面带正电B．球壳的内表面带负电，外表面带正电C．球壳的内、外表面都带正电D．球壳的内表面带正电，外表面带负电解析：小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表面带正电，A对，B、C、D错．5．下列说法正确的是( B )A．经过摩擦使某物体带负电，那么该物体在摩擦过程中产生了额外的电子B．物体所带电量是元电荷的整数倍C．印刷厂的空气保持一定的湿度是为了使环境更加舒适D．静电平衡时，导体内没有自由电子解析：摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，没有产生额外的电子，故A错误；电子的带电量最小，质子的带电量与电子相等，电性相反，人们通常将最小的电荷量叫做元电荷，元电荷为：e＝1.60×10－19C，物体的带电量是元电荷的整数倍，故B正确；印刷厂车间中，纸张间摩擦产生大量静电，由于有一定的湿度，能及时导走，是防止静电危害，故C错误；当达到静电平衡时，导体内部将没有多余的电荷，并不是没有自由电子，故D错误．6.如图所示在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方向接触放置，原先AB都不带电，先让开关K1、K2均断开，现在将一个带正电小球C放置在A左侧，以下判断正确的是( D )A ．只闭合K 1，则A 左端不带电，B 右端带负电B ．只闭合K 2，接着移走带电小球，最后将AB 分开，A 带负电C ．K 1、K 2均闭合时，A 、B 两端均不带电D ．K 1、K 2均闭合时，A 左端带负电，B 左端不带电解析：只闭合开关时K 1，由于静电感应的作用，金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体右端不再带有电荷，左端带负电，故A 错误；当闭合开关时K 2，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，接着移走带电小球，A 端的负电会被中和而都不带电，最后将AB 分开，则A 端和B 端均不带电，故B 错误．K 1、K 2均闭合时，导体AB 的近端还是A 端会感应异种电荷，带负电；远端通过接地线变成了无穷远，故B 端不带电；故C 项错误，D 项正确．7.如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a ，则正方形两条对角线交点处的电场强度( C )A ．大小为42kQ a2，方向竖直向上 B ．大小为22kQ a2，方向竖直向上 C ．大小为42kQ a2，方向竖直向下 D ．大小为22kQ a 2，方向竖直向下解析：两个正点电荷在O 点产生的场强大小E 1＝E 2＝k Q22a 2＝2kQ a2，。
库仑定律(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列关于点电荷和元电荷的说法正确的是()A.只有体积小的带电体才可以看成点电荷B.元电荷是一个电子或一个质子所带的电荷量C.物体带电量有可能为4.0×10-19 CD.两个相距很近的带电球体,可以看成是电荷集中在球心的点电荷【解析】选B。
带电体看作点电荷的条件是当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,带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定的,故A 错误;元电荷为最小的电荷量,大小为:e=1.60×10-19 C,一个电子或一个质子所带的电荷量为元电荷,选项B正确;物体的带电量是元电荷的整数倍,4.0×10-19 C不是1.60×10-19 C的整数倍,故C错误;两个相距很近的带电球体,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理,故D 错误。
故选B。
2.空中两个带等量异种电荷的小球A、B(均可看成点电荷)间的相互吸引力为F,现将另一个完全相同的不带电小球C先后与A、B接触一下后拿走,再将两小球间距离增大为原来的两倍,则此时A、B两小球间的作用力大小为()A.FB.FC.FD.F【解题指南】解答本题可从以下两个方面考虑:(1)带电小球接触后,电荷重新分配。
(2)利用前后小球带电量的关系根据库仑定律求解。
【解析】选A。
设A带正电荷Q,B带负电荷Q,A、C相接触分开后,A、C分别带正电荷,然后B、C相接触分开后,B、C分别带负电荷,根据库仑定律,原来的库仑力F=k,变化后的库仑力大小:F′=k=k=F,故A正确,B、C、D错误。
【加固训练】如图所示,在一条直线上的三点分别放置Q A=+3×10-9 C、Q B=-4×10-9 C、Q C=+3×10-9 C 的A、B、C三个点电荷,则作用在点电荷A上的库仑力的大小为()A.9.9×10-4 NB.9.9×10-3 NC.1.17×10-4 ND.2.7×10-4 N【解析】选A。
第2节 库仑定律合格考训练25分钟·满分60分一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)1．(2019·某某省同安一中高二上学期期中)关于元电荷和点电荷的理解正确的是( D )A ．元电荷就是点电荷B ．点电荷一定是电荷量最小的电荷C ．体积很小的带电体就是点电荷D ．元电荷是一个电子所带的电荷量的绝对值解析：元电荷表示电荷量，是一个电子所带的电荷量的绝对值，不是点电荷，故A 错误，D 正确；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，与自身大小形状无具体关系，与电荷量的多少无关，故B 、C 错误。
2. (2019·某某省某某市高二上学期期末)如图所示，一个带正电的球体M 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N 先后挂在横杆上的P 1和P 2处。
当小球N 静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)。
则( A )A ．小球N 带正电，θ1>θ2B ．小球N 带正电，θ1<θ2C ．小球N 带负电，θ1>θ2D ．小球N 带负电，θ1<θ2解析：小球M 与N 相互排斥，M 、N 带同种电荷，M 带正电，N 也带正电，小球N 受重力mg ，绳的拉力，库仑力F ，绳与竖直方向夹角为：tan θ＝Fmg ，库仑力：F ＝k Qq r2， 由于电荷N 悬挂在P 1点时距离小，库仑力大，偏角大，故θ1＞θ2，故A 正确，B 、C 、D 错误。
3．(2019·某某市金山中学高二上学期期中)两个相同的金属小球A 、B ，所带的电量q A ＝＋q 0、q B ＝－7q 0，相距r 放置时，相互作用的引力大小为F 。
现将A 球与B 球接触，再把A 、B 两球间的间距增大到2r ，那么A 、B 之间的相互作用力将变为( A )A ．斥力、9F 28B ．斥力、9F14C ．引力、9F 28D ．引力、9F 14解析：金属小球A 和B ，带电量分别为＋q 0和－7q 0，相互作用力大小为F ，根据库仑定律，有：F ＝k q 0·7q 0r2 将两球接触后再放回原处，电荷先中和再平分，带电量变为q 0－7q 02＝－3q 0，根据库仑定律，有：F ′＝k 3q 0·3q 02r 2＝928F ，且表现为斥力，故A 正确，B 、C 、D 错误；故选A 。
2020--2021（新教材）物理必修第三册第9章静电场及其应用（含答案）（新教材）必修第三册第九章静电场及其应用1、一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则()A．粒子一定带正电B．粒子的运动是匀变速运动C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大2、绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M 靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示。
下列关于M、N带电情况表述正确的是()A．M一定带正电B．M、N都带正电C．M、N都带负电D．M、N带异种电3、如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球。
同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是()A．速度变大，加速度变大B．速度变小，加速度变小C．速度变大，加速度变小D．速度变小，加速度变大4、如图所示为两个带等量点电荷周围的电场线分布(电场线方向未标出)，则()A．A只能带正电B．A只能带负电C．若A带正电，则B肯定是带负电的D．若A带正电，则B肯定是带正电的5、在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。
这是为了()A．除菌消毒B．消除静电C．利用静电D．防止漏电6、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()A．a对b的静电力可能是斥力B．a对c的静电力一定是引力C．a的电荷量可能比b少D．a的电荷量一定比b多7、使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是()8、两个可自由移动的点电荷分别在A、B两处，如图所示。
电场电场强度(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列关于电场强度的说法中正确的是()A.公式E=只适用于真空中点电荷产生的电场B.由公式E=可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比C.在公式F=k中,k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的电场强度大小;而k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处电场强度的大小D.由公式E=k可知,在离点电荷非常近的地方(r→0),电场强度E无穷大【解析】选C。
电场强度的定义式E=适用于任何电场,故A错误;电场中某点的电场强度由电场本身决定,而与电场中该点是否有试探电荷或引入试探电荷所受的静电力无关(试探电荷所受静电力与其所带电荷量的比值仅反映该点电场强度的大小,不能决定电场强度的大小),故B 错误;点电荷间的相互作用力是通过电场产生的,故C正确;公式E=是点电荷产生的电场中某点电场强度的计算式,当r→0时,所谓“点电荷”已不存在,该公式已不适用,故D错误。
2.(2020·某某高二检测)一个检验电荷在电场中某点受到的静电力为F,这点的电场强度为E,图中能正确反映q、E、F三者关系的是()【解题指南】(1)电场强度的大小与检验电荷受到的电场力、电荷量无关。
(2)检验电荷所受电场力与电场强度和电荷量乘积成正比。
【解析】选D。
电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定,与放入该点的检验电荷及其所受静电力无关,A、B错误;检验电荷在该点受到的静电力F=Eq,F与q成正比,C错误,D正确。
【加固训练】在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示,则此三点的电场强度大小E A、E B、E C的关系是()A.E A>E B>E CB.E B>E A>E CC.E C>E A>E BD.E A>E C>E B【解析】选C。
2020-2021学年高中物理第九章静电场及其应用核心考点突破新人教版必修3年级：姓名：第九章静电场及其应用一、三个自由点电荷的平衡问题【典例】如图所示,两个点电荷,电荷量分别为q1=4×10-9C和q2=-9×10-9C,两者分别固定在相距20 cm的a、b两点上,有一个点电荷q放在a、b所在直线上,且静止不动,该点电荷所处的位置是何处()A.a的左侧40 cmB.a、b的中点C.b的右侧40 cmD.无法确定【解析】选A。
根据平衡条件,它应在q1点电荷的左侧,设距q1距离为x,有=,将q1=4×10-9 C,q2=-9×10-9 C代入,解得x=40 cm,故选项A 正确。
【方法技巧】三个自由点电荷共线平衡特点两同夹异——正负电荷相互间隔;两大夹小——中间电荷电量最小;近小远大——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。
【素养训练】如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上,q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍,每个点电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3为()A.(-9)∶4∶(-36)B.9∶4∶36C.(-3)∶2∶(-6)D.3∶2∶6【解析】选A。
每个点电荷所受静电力的合力为零,由口诀“三点共线,两大夹小,两同夹异”,可排除B、D选项,考虑q2的平衡:由r12∶r23=1∶2,据库仑定律得q3=4q1;考虑q1的平衡:r12∶r13=1∶3,同理得q3=9q2,即q2=q3=q1,故q1∶q2∶q3=1∶∶4=9∶4∶36。
考虑电性后应为(-9)∶4∶(-36)或9∶(-4)∶36。
故只有A正确。
二、静电力作用下的平衡问题【典例】如图所示,把电荷量为-q的小球A用绝缘细线悬起。
若将带电荷量为+q的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度且相距r时,两小球均处于静止状态,细线与竖直方向成α角。
A,B两球均可视为点电荷,静电力常量为k,则小球A的质量为()A.B.C.D.【解析】选B。
静电的防止与利用新课程标准学业质量目标了解生产生活中关于静电的利用与防护。
合格性考试1.知道什么是静电平衡状态,能说出静电平衡状态下的导体特点。
2.知道导体上电荷的分布特征,了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因。
选择性考试1.会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的场强。
2.观察演示实验并对实验现象分析,体会运用所学知识进行分析推理的方法。
必备知识·自主学习一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布如图所示,当一个带电体靠近不带电导体时,由于导体内的自由电子受到静电力的作用,将向着与电场相反的方向定向移动,从而使导体两端出现等量异种电荷,这就是前面学习的静电感应现象。
(1)这种定向移动是无休止的吗?(2)电荷的移动对导体内部的电场有影响吗?提示:(1)不是。
(2)有。
1.静电感应现象:把导体放入电场中,导体内部的自由电荷在静电力作用下定向移动,从而使导体两端出现等量异种电荷的现象。
2.静电平衡状态:导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动,我们就认为导体达到了静电平衡状态。
3.静电平衡状态下导体的特点:(1)处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。
(2)表面处的电场强度不为零,方向跟导体表面垂直。
4.导体上电荷的分布:(1)处于静电平衡状态的导体,内部没有净剩电荷,电荷只分布在导体的外表面。
(2)在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷。
二、尖端放电、静电屏蔽和静电吸附飞机在云层与云层之间飞行或起飞、着陆时都有可能遭遇雷击(如图所示)。
但是当飞机遭遇雷击时,电流可以从雷电云到达飞机头部,纵向流过机身外壳,最后从机尾凌空打到地上或从其中一机翼打过另一机翼,横向流过机身,但不管怎样,闪电都只会沿着飞机外壳流过,而不会进入机舱内对乘客造成伤害,你知道这是为什么吗?提示:静电屏蔽。
1.空气的电离:导体尖端电荷密度很大,附近的电场很强,强电场作用下的带电粒子剧烈运动,使分子中的正负电荷分离的现象。
第九章静电场及其应用9.1 电荷 .......................................................................................................................... - 1 -9.2 库仑定律 .................................................................................................................. - 8 -9.3电场电场强度...................................................................................................... - 14 -9.4静电的防止与利用.................................................................................................. - 21 -章末综合测验................................................................................................................ - 25 -9.1 电荷基础练习一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．(2020·山东省潍坊二中高一下学期期中)科学家在研究原子、原子核以及基本粒子时，为了方便，常常把元电荷作为电荷量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是(C)A．把质子或电子叫做元电荷B．把1.6×10－19 C的电荷叫元电荷C．电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值叫元电荷D．元电荷就是体积很小的带电体解析：元电荷表示电荷量，其大小等于一个电子所带电荷量的绝对值，不是指某一带电体，故选项C正确，A、B、D错误。
电荷(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,这种现象产生的原因是()A.人身体上产生电流B.接触带电造成的C.摩擦起电造成的D.感应起电造成的【解析】选C。
在干燥的天气中脱毛衣时,毛衣与里面的衣服摩擦,使它们带有异种电荷,电荷放电,发出“噼啪”声,所以属于摩擦起电,故A、B、D错误、C正确。
故选C。
2.(2020·某某高二检测)下列叙述正确的是A.摩擦起电是创造电荷的过程B.接触起电是电荷转移的过程C.感应起电时,由于带电体和被感应导体不接触,所以一定是产生了电荷D.一对正、负电子接触后,电荷会消失,这种现象叫电子的湮灭【解析】选B。
摩擦起电、接触起电、感应起电都是电荷的转移,A、C错,B对;正、负电子接触是电荷的中和,整体不再显示电性,并不是电荷消失,D错。
3.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,你认为可能是下列哪个数值A.6.2×10-19 CB.6.4×10-19 CC.6.6×10-19 CD.6.8×10-19 C【解析】选B。
任何带电体的带电荷量均是元电荷的整数倍,即是1.6×10-19 C的整数倍,由计算可知,只有B选项中的数值是1.6×10-19 C的整数倍,故B正确。
4.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.乙图中两球一定带异种电荷C.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球至多有一个带电【解析】选C。
题目中的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,故选C。
电场电场强度1.如图所示是点电荷Q周围的电场线,图中A到Q的距离小于B到Q的距离。
以下判断正确的是()A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度【解析】选A。
正点电荷的电场线是呈向外辐射状的,电场线密的地方电场强度大,所以A正确。
2.如图所示,一个均匀带电球体所带电荷量为Q,在球外A点放置一个电荷量为q的检验电荷,A 点到球心O的距离为r。
可以证明,检验电荷受到的带电球体对它的电场力大小为F=,其中k为静电力常量。
根据电场强度的定义式,可以推知带电球体在A点的电场强度大小E为( )A. B. C. D.【解析】选C。
由检验电荷受到的带电球体对它的电场力大小为F=k,根据电场强度的定义可得:E==,故C正确,A、B、D错误。
3.(多选)如图所示,在等量负电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点,B、D关于O点对称,关于这几点场强大小正确的是()A.E A>E B,E B=E DB.E A<E B,E B<E DC.可能有E A<E B<E CD.可能有E A=E C<E B【解析】选C、D。
O点的场强为零,向中垂线的两边场强先变大,达到一个最大值后,再逐渐减小,到无穷远处为零。
A、B、C、D四点与场强最大值点的位置不能确定,故不能确定这四点场强的大小,所以选项C、D有可能。
4.(多选)一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示。
不计粒子所受重力,则()A.粒子带正电荷B.粒子加速度逐渐减小C.粒子在A点的速度大于在B点的速度D.粒子的初速度不为零【解析】选B、C、D。
带电粒子所受合外力(即静电力)指向轨迹凹侧,知静电力方向向左,粒子带负电荷,故A项错误;根据E A>E B,知B项正确;粒子从A到B受到的静电力为阻力,故C项正确;由于电场线为直线,故粒子在A点速度不为零,D项正确。
第九章 进阶突破1．如图所示，已知带电小球A 、B 的电荷量分别为Q A 、Q B ，OA ＝OB ，都用长L 的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O 点处．静止时A 、B 相距为d ．为使平衡时AB间距离减为d 2，可采用以下哪些方法()A ．将小球A 、B 的质量都增加到原来的2倍B ．将小球B 的质量增加到原来的4倍C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半D ．将两小球的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍【答案】D【解析】如图所示，B 受重力、绳子的拉力及库仑力作用，将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反．由几何关系可知mg L ＝F d ，而库仑力F ＝kq 1q 2d 2，即mg L ＝kq 1q 2d 2d＝kq 1q 2d 3，得d ＝3kq 1q 2L mg ．则要使d 变为d 2可以使质量增大到原来的8倍而保证上式成立，故A 、B 错误；或将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时小球B 的质量增加到原来的2倍，也可保证等式成立，故C 错误，D 正确．2．如图所示，下列说法正确的是( )A ．图甲为等量同种点电荷形成的电场线B ．图乙离点电荷距离相等的a 、b 两点场强相同C ．图丙中在c 点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d 点D ．图丁中某一电荷放在e 点与放到f 点(两点到极板距离相等)，电势能相同【答案】D【解析】由题图可知，题图甲为等量异种点电荷形成的电场线，故A 错误；题图乙为正点电荷所形成的电场线分布，离点电荷距离相等的a 、b 两点场强大小相同，场强方向不同，故B 错误；正电荷在题图丙中c 点受力沿电场线的切线方向，由静止释放时，不可能沿着电场线运动到d 点，故C 错误；题图丁中e 点与f 点到极板距离相等，电势相同，同一电荷放在e 、f 处时电势能相同，故D 正确．3．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m 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0.4 m 处B ．正，B 的左边0.2 m 处C ．负，A 的左边0.2 m 处D ．负，A 的右边0.2 m 处【答案】C【解析】要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C 应在A 左侧，带负电．设C 带电荷量为q ，A 、C 间的距离为x ，A 、B 间距离用r 表示，由于处于平衡状态，所以k Qq x 2＝9kQq r ＋x2，解得x ＝0.2 m ，故C 正确． 4．西汉著作《淮南子》中记有“阴阳相薄为雷，激扬为电”，人们对雷电的认识已从雷公神话提升到朴素的阴阳作用．下列关于雷电的说法错误的是( )A ．发生雷电的过程是放电过程B ．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程C ．发生雷电的过程中，电荷的总量增加D ．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击【答案】C【解析】雷电是天空中带异种电荷的乌云间的放电现象，A 正确；根据能量转化可知，发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程，B 正确；电荷不会产生，不会消失，只能从一个物体传到另一个物体，或从物体的一部分传到另一部分，总量不变，C 错误；避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击，D 正确．5．(多选)如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R ，带电量为＋Q ，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m 、带电荷量为q 的小球(大小不计)，小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O 距离为R ，已知静电力常量为k ，重力加速度为g ，则小球所处位置的电场强度为( )A ．mg qB ．2mg 2qC ．k Q R 2D ．k 2Q 4R 2 【答案】AD【解析】带电小球受到库仑力为圆环各个点对小球库仑力的合力，以小球为研究对象，受力如图所示．圆环各个点对小球的库仑力的合力为qE ，由平衡条件得，竖直方向F sin θ＝mg ，小球到圆环中心O 距离为R ，而竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R ，则sin θ＝22，解得F ＝2mg ，水平方向F cos θ＝qE ，解得E ＝mg q，故A 正确，B 错误；将圆环看成由n 个小段组成，当n 相当大时，每一小段都可以看成点电荷，由对称性知，各小段带电体在小球所处位置场强E 的竖直分量相互抵消，而水平分量之和即为带电环在小球处的场强E ，结合矢量的合成法则及三角知识，则有小球所处位置的电场强度为E ＝nkQ n 2R 2×22＝k 2Q4R 2，故C 错误，D 正确．6．如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，运动轨迹如图所示，M 和N是轨迹上的两点，其中M点是轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是( )A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力的方向沿电场线方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加【答案】C【解析】带电粒子所受合力指向运动轨迹的内侧，所以带电粒子受到的电场力水平向左，粒子向M点运动过程中电场力做负功，所以粒子到达M点时的动能最小，速率最小，故A、B错误；因为是匀强电场，粒子受到的电场力恒定，加速度恒定，故C正确；粒子靠近M点的过程，电场力做负功，电势能增加，远离M点的过程，电场力做正功，电势能减少，故D 错误．7．(多选)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，下列说法正确的是( )A．头部带负电B．A点电场强度大于B点电场强度C．负离子运动到A点时，其加速度方向向右D．图中从A至C的虚线可以是正离子的运动轨迹【答案】BD【解析】电场线从正电荷或无穷远处出发，终止于无穷远处或负电荷，根据电场线由鱼的头部出发可知，头部带正电，故A错误；电场线疏密程度表示电场强度大小，A处电场线比B处密，所以A处电场强度大于B处电场强度，故B正确；负离子在A点受到的电场力向左，其加速度方向向左，故C错误；正离子所受的电场力方向沿着电场线的方向，且指向运动轨迹的凹侧，故D正确．8．a和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度E a与ab连线夹角为60°，b点电场强度E b与ab连线夹角为30°，则关于此电场，下列分析中正确的是( )A．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝1∶ 3B．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1C．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1D．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1【答案】D【解析】设点电荷的电荷量为Q，将E a、E b延长相交，交点即为点电荷Q的位置，如图所示，从图中可知电场方向指向场源电荷，故这是一个负点电荷产生的电场，A、B错误；设a、b两点到Q的距离分别为r a和r b，由几何知识得到r a∶r b＝1∶3，由公式E＝k Qr2可得E a∶E b＝3∶1，故C错误，D正确．9．如图所示，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( )A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷【答案】D【解析】对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，A、B错误；对P进行受力分析可知，匀强电场对它的电场力应水平向左，与Q对它的库仑力平衡，所以P带负电荷，Q带正电荷，D正确，C错误．10．如图所示，两根长度相等的绝缘细线的上端都系在同一水平天花板上，另一端分别连着质量均为m的两个带电小球P、Q，两小球静止时，两细线与天花板间的夹角均为θ＝30°，重力加速度为g．以下说法中正确的是( )A ．细线对小球的拉力大小为233mg B ．两小球间的静电力大小为33mg C ．剪断左侧细线的瞬间，P 球的加速度大小为2gD ．当两球间的静电力瞬间消失时，Q 球的加速度大小为3g【答案】C【解析】对P 球受力分析，如图所示，根据共点力平衡条件得，细线的拉力大小T ＝mg sin 30°＝2mg ，静电力大小F ＝mgtan 30°＝3mg ，A 、B 错误；剪断左侧细线的瞬间，P 球受到的重力和静电力不变，因此两力的合力与剪断细线前细线的拉力等大反向，根据牛顿第二定律得P 球的加速度大小为2g ，C 正确；当两球间的静电力消失时，Q 球开始做圆周运动，绳的拉力发生突变，将重力沿细线方向和垂直于细线方向分解，由重力沿垂直于细线方向的分力产生加速度，根据牛顿第二定律得a ＝32g ，D 错误．11．如图所示，在倾角为30°足够长的光滑绝缘斜面的底端A 点固定一电荷量为Q 的正点电荷，在距A 为s 0的C 处由静止释放某带正电荷的小物块P (可看作点电荷)．已知小物块P 释放瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g ．已知静电力常量为k ，重力加速度为g ，空气阻力忽略不计．(1)求小物块所带电荷量q 和质量m 之比；(2)求小物块速度最大时离A 点的距离s ；(3)若规定无限远电势为零时，在点电荷Q 的电场中，某点的电势可表示成φ＝kQ r (其中r 为该点到Q 的距离)．求小物块P 能运动到离A 点的最大距离s m ．【答案】(1)3gs 202kQ(2)3s 0 (3)3s 0 【解析】(1)对小物块受力分析：受重力、电场力、支持力．由牛顿第二定律得 k qQ s 20－mg sin θ＝mg解得q m ＝3gs 202kQ． (2)当合力为零时速度最大，即k qQ s2－mg sin θ＝0解得s ＝3s 0．(3)当运动到最远点时速度为零，由能量守恒定律得 mg (s m －s 0)sin θ＝qkQ s 0－qkQ s m解得s m ＝3s 0．12．如图所示，一带电荷量为＋q 、质量为m 的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止．重力加速度用g 表示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求：(1)电场强度的大小E ；(2)将电场强度减小为原来的12时，物块加速度的大小a ； (3)电场强度变化后物块下滑距离L 时的动能E k ．【答案】(1)3mg 4q(2)0.3g (3)0.3mgL 【解析】(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，由受力平衡得 F N sin 37°＝qEF N cos 37°＝mg可得电场强度E ＝3mg 4q． (2)若电场强度减小为原来的12则变为E ′＝3mg 8qmg sin 37°－qE ′cos 37°＝ma可得加速度a ＝0.3g ．(3)电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功．由动能定理有mgL sin 37°－qE′L cos 37°＝E k－0可得动能E k＝0.3mgL．。
