(粤教版)高中物理【选修3-1】1.8《静电与新技术》课时检测及答案

认识静电练习一、单项选择题1．关于摩擦起电和感应起电，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了新电荷B．摩擦起电是因为产生了新电荷,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2．如图所示，绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a 的表面镀有铝膜，在a的旁边有一绝缘金属球b．开始时,a、b都不带电，现使b带电,则( ）．A．a、b之间不发生相互作用B．b吸引a，吸住后不放开C．b立即把a排斥开D．b先吸引a，接触后又把a排斥开二、双项选择题3．将一根用毛皮摩擦过的硬橡胶棒去靠近用丝线悬挂的泡沫塑料小球，若泡沫小球（）．A．被吸引，则它原来一定带正电B．被吸引，则它原来可能带正电，也可能不带电C．被排斥,则它原来可能带正电,也可能带负电D．被排斥，则它原来一定带负电4．如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d,c排斥a，b排斥c，d吸引b,则（）．A．仅有两个小球带同种电荷B．仅有三个小球带同种电荷C．c、d小球带同种电荷D．c、d小球带异种电荷5．下面关于电现象的叙述中,正确的是（）．A．玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B．摩擦可以起电，是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量的异种电荷C．带电现象的本质是电子的转移，呈中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子就一定显正电性D．摩擦起电的过程，是通过摩擦创造了等量异种电荷的过程6．如图所示,有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B（不接触）时，验电器的金箔张角减小，则（）．A．金属球可能不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电7．已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克u或反夸克d）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷．A．π＋由u和d组成B．π＋由d和u组成C．π－由u和d组成D．π－由d和u组成三、非选择题8．两个相同的金属小球，A带2×10－6 C正电荷，B带6×10－6C 负电荷，当两个小球接触后，再分开，它们各带多少电荷，什么电荷？参考答案1．答案:C 解析：不论哪种起电方式，都是实现了电荷的转移;感应起电中，会在导体上靠近和远离施加感应的电荷的两端产生等量的异种电荷，但是不会创造电荷．2．答案：D 解析:金属球b带电后，会使a球左端带上与b球异种的电荷，右端带上与b球同种的电荷，由于异种电荷相互吸引,a、b接触后，就会带上同种电荷，同种电荷相互排斥．3．答案：BD 解析:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，若被吸引,则泡沫小球带正电或不带电，若被排斥，则它一定带负电．4．答案：BD 解析：由a吸引d，d吸引b可知，a与b带同种电荷,且与d带异种电荷;由c排斥b可知，c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，B、D项正确．5．答案：BC 解析：两物体摩擦时，谁带正电荷，谁带负电荷取决于两物体的性质，而不是由单一某个物体决定的，A错．摩擦起电并不是创造了电荷，而是电荷发生了转移,D 错．6．答案：AB 解析：验电器的金箔之所以张开,是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A 球带负电，靠近验电器的B 球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B 正确，同时否定选项C ；如果A 球不带电,在靠近B 球时，发生静电感应现象使A 球靠近B 球的端面出现负的感应电荷,而背向B 球的端面出现正的感应电荷．A 球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A 正确，同时否定选项D ．7．答案：AD 解析:π+带电荷量为＋e ，u 带电荷量为23e +，d 带电荷量为13e +，故π﹣由u 和d 组成，A 对，B 错;π－带电荷量为－e ，应由d 和u 组成,C 错，D 对．8．答案：见解析解析：A 、B 两球发生接触,正负电荷发生中和,剩余的电荷A 、B 两球平分，Q A ′＝Q B ′＝2A B QQ +＝2×10－6 C ，为负电荷．。

自我检测
1.下列哪些措施是利用了静电(
A.精密仪器外包有一层金属外壳
B.
家用电器如洗衣机接有地线
C.手机一般装有一根天线
D.以上都不是
答案:
D
2.下列哪些做法属于防止静电危害的措施
A.
印刷厂要保持适当的湿度
B.油罐车运油时要安装一条拖地的金属链
C.在地毯中夹杂细钢丝导电纤维
D.做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、
水蒸气或各种离子 答案:
ABCD
3.地毯中夹入少量的金属纤维是为了 …(
A.避免人走动时产生静电
B.将人走动时产生的静电及时导走
C.增大地毯的强度和韧性
D.对地毯起装饰作用
答案:
B
4.如图1-8-1所示是静电除尘装置示意图，它由金属管a 和管中金属丝b 组成，有关静电除尘的原理，以下说法正确的是(
图1-8-1
A.A 接高压电源负极，B 接高压电源正极
B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B
上
C.靠近B 处电场强度大，B 附近空气被电离成阳离子和电子
D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成阴、阳离子，分别吸附在B 和A 上
答案:
C
5.下列说法正确的是(
A.静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在电场力的作用下，
奔向并吸附到异性电极上
B.静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在电场力的作用奔向并吸附到带异种电荷的白纸上
C.静电喷墨的原理是让油漆带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D.静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方
答案:
ABC。

课时分层作业(一) 认识静电(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是( )A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉C[小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生感应电流，是电磁感应现象，不是静电现象，故选C.]2．(多选)关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是( )A．这三种方式都创造了带负电荷的电子B．这三种方式都创造了带正电荷的质子C．这三种起电方式的实质是一样的，都是电子的转移D．这三种方式都符合电荷守恒定律CD[摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷，电荷只是发生了转移．感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分．电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体，是接触起电．电荷既不能被创造，也不能被消灭，这三种方式都没有产生电荷，故A、B错误；摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方法，但实质是一样的，都是电子的转移，故C正确；这三种方式都符合电荷守恒定律，故D正确．] 3．把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰，两球都带等量的正电荷，这是因为( )A．A球的正电荷移到B球上B．B球的负电荷移到A球上C．A球的负电荷移到B球上D．B球的正电荷移到A球上B[金属球中能够自由移动的电荷是自由电子，则B球上的自由电子受A球上所带正电荷的吸引而转移到A球上，B球因缺少电子就带上了正电荷．]4．导体A带5q的正电荷，另一完全相同的导体B带q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的带电荷量为( )A．－q B．qC ．2qD ．4qC [两个完全一样的导体接触后电荷先中和再平分，所以q B ＝5q －q 2＝2q ，故C 对．] 5．(多选)用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验的结果如图所示，则下列说法正确的是( )A ．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子B ．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量都不同的电荷C ．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等D ．同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同CD [两物体摩擦时得失电子取决于原子核对电子的束缚能力的大小，选项A 错误；摩擦起电的实质是电子的得失，所以两物体带电的种类一定不同，数量相等，选项B 错误，C 正确；由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，选项D 正确．]6．如图所示，左边是一个原来不带电的导体，右边C 是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A 、B 两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A 、Q B ，则下列结论正确的是( )A ．沿虚线d 切开，A 带负电，B 带正电，且Q A >Q BB ．只有沿虚线b 切开，才有A 带正电，B 带负电，且Q A ＝Q BC ．沿虚线a 切开，A 带正电，B 带负电，且Q A <Q BD ．沿任意一条虚线切开，都有A 带正电，B 带负电，而Q A 、Q B 的值与所切的位置有关D [静电感应使得A 带正电，B 带负电．导体原来不带电，只是在带正电的导体球C 静电感应的作用下，导体中的自由电子向B 部分转移，使B 部分带了多余的电子而带负电；A 部分少了电子而带正电．根据电荷守恒定律，A 部分移走的电子数目和B 部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C 的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量Q A 、Q B 的值是不同的，故只有D 正确．]二、非选择题(14分)7．如图所示，某实验通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C 的电荷量，求：(1)金属瓶上收集到多少个电子？(2)实验的时间为多长？[解析] (1)金属瓶上收集的电子数目为：N ＝Q e ＝－8×10－12C －1.6×10－19C＝5×107(个)． (2)实验的时间：t ＝5×107104s ＝5 000 s. [答案] (1)5×107个 (2)5 000 s[能力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1.(多选)如图所示，a 、b 、c 、d 为四个带电小球，两球之间的作用分别为a 吸d ，b 斥c ，c 斥a ，d 吸b ，则( )A ．仅有两个小球带同种电荷B ．仅有三个小球带同种电荷C ．c 、d 小球带同种电荷D ．c 、d 小球带异种电荷BD [由d 吸a ，d 吸b 可知a 与b 带同种电荷，且与d 带异种电荷；由c 斥a ，c 斥b 可知c 、a 、b 带同种电荷，c 与d 带异种电荷，所以A 、C 错，B 、D 对．]2.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a ，a 的表面镀有铝膜，在a 的附近有一绝缘金属球b .开始时，a 、b 都不带电，如图所示，现使a 、b 分别带正、负电，则( )A ．b 将吸引a ，吸引后不放开B ．b 先吸引a ，接触后又和a 分开C ．a 、b 之间不发生相互作用D ．b 立即把a 排斥开B [因a 带正电、b 带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a 将向b 靠拢并与b 接触，当小球a 与b 接触后，将对两球所带的电荷进行重新分配．若a 、b 原来带电荷量不等，结果两球带同种电荷将会被排斥开；若a 、b 原来带电荷量相等，则a 、b 接触后中和而都不带电，a 、b 将自由分开．故B 正确．]3．(多选)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1.6×10－15 C ，丙物体带电荷量的多少为8×10－16 C ．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8×10－16 CB ．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C C ．丙物体一定带有正电荷8×10－16 C D ．丙物体一定带有负电荷8×10－16CAD [由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C 而带正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C 的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C －8×10－16 C ＝8×10－16 C ，故A 、D 正确．]4.(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )A ．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和B ．摩擦使笔套带电C ．笔套靠近圆环时，圆环上、下部分感应出异号电荷D ．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力BCD [笔套在头发上摩擦后带负电，相当于毛皮摩擦橡胶棒．当笔套靠近圆环时，在圆环上、下部分分别感应出异种电荷．笔套中的电荷对感应电荷分别具有引力和斥力的作用，由于引力大于斥力，故笔套对圆环的静电力的合力表现为引力．当引力大于重力时，圆环被吸引到笔套上，B 、C 、D 正确．笔套原来带负电，圆环不带电，两物体接触中和后都带负电，笔套所带电荷没有被全部中和，A 错误．]二、非选择题(26分)5．(13分)多少个电子的电荷量等于－3.2×10－5C ？干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了－4.8×10－5C 的电荷．此人身上有多少个剩余电子？他的质量因聚集电子而增加了多少？(电子质量m e ＝9.1×10－31kg ，电子电荷量e ＝－1.6×10－19C) [解析] －3.2×10－5C 的电荷量含有的电子数为n ＝q e ＝－3.2×10－5C －1.6×10－19C＝2.0×1014(个)，－4.8×10－5C 的电荷量含有的电子数为n ′＝q ′e ＝－4.8×10－5C －1.6×10－19C ＝3.0×1014(个)，增加的质量为M ＝n ′m e ＝3.0×1014×9.1×10－31kg ＝2.73×10－16kg. [答案] 2.0×1014个 3.0×1014个 2.73×10－16kg 6．(13分)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 ；现给大球A 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：经过反复足够多次接触后，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量关系可知，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Q －q q ＝Q q ′，解得q ′＝Qq Q －q . [答案]Qq Q －q。

1.8 静电与新技术每课一练（粤教版选修3-1）1．(单选)为了防止静电危害，下列措施不正确的是()A．油罐车上拖一条与地面接触的铁链B．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎C．在地毯中夹杂不锈钢纤维图2A．金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极B．金属管A应接高压电源的负极，金属丝B接正极C．C为烟气的进气口，D为排气口D．D为烟气的进气口，C为排气口答案AC4．避雷针的避雷原理是____________．答案尖端放电5．防止静电危害的基本方法是__________导走，避免__________．答案尽快把静电电荷越积越多6．一平行板电容器充电后两板间电压为3 V，现使它的电荷量减少3×10－4C，发现两板电压降为原来的1/3，则这个电容器的电容为__________．答案150 μF 7．燃气灶上装有的电子点火器，用电池接通电子线路产生高压电，通过高压放电产生电火花点燃气体．为什么点火器的电极做成针尖状而不是圆头状？答案实验和理论都表明导体尖锐部分的电荷特别密集，尖端附近电场特别强，容易产生尖端放电，这样就可以比较容易地点燃气体．这是导体尖端放电在实际生活中的一种运用．8. 一种静电除尘器，由两块距离为1 cm的平行金属板A、B组成，如图3所示，两板间接上9×103V的直流电压时，在两板间产生一个强电场．如果一粒尘埃，其质量为1.0×10－5kg，电荷量为4.8×10－9C，试通过计算来比较尘埃所受的重力和电场力的大小，并说明除尘原理．图3答案见解析解析尘埃所受的重力G＝mg＝1.0×10－5×10 N＝1.0×10－4N，两板间的场强为E＝U/d＝9×103/(1×10－2) V/m＝9×105V/m，尘埃受到的电场力F＝qE＝4.8×10－9×9×105N＝4.32×10－3N，F/G＝43.2在实际应用中，尘埃所带的电荷来自被强电场电离的空气分子，空气分子被电离后成为电子和正离子，正离子被吸引到负极板上得到电子，又成为分子，而电离出的电子在向正极板运动过程中，遇上尘埃，而使尘埃带上负电，这样带负电的尘埃被吸附到正极板上而被收集．9. 如图4所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场．一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中．管的水平部分长为l1＝0.2 m ．离水平地面的距离为h ＝5.0 m ．竖直部分长为l2＝0.1 m ．一带正电的小球从管的上端口A 由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失，小球在电场中受到电场力大小为重力的一半．求：图4(1)小球运动到管口B 时的速度大小；(2)小球着地点与管的下端口B 的水平距离．(g ＝10 m/s2)答案 (1)2.0 m /s (2)4.5 m解析 (1)小球从A 运动到B 的过程中，对小球根据动能定理有：12mv 2B －0＝mgl 2＋F 电l 1①F 电＝12G ＝12mg.②解得：v B ＝g (l 1＋2l 2)代入数据可得：v B ＝2.0 m /s ③(2)小球离开B 点后，设水平方向的加速度为a ，在空中运动的时间为t.水平方向有：a ＝g 2④x ＝v B t ＋12at 2⑤竖直方向有：h ＝12gt 2⑥由③～⑥式，并代入数据可得：x ＝4.5 m .[来源:。

高中物理 1.8 静电与新技术课时检测粤教版选修31一、单项选择题1．以煤做燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉如图所示，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，为了消除烟气中的煤粉，下列方法最好的是( )A．通过活性炭吸收B．应用静电除尘技术C．将烟气通过水来净化D．把烟囱建高一点解析：从经济方便的角度考虑，最好的是用静电除尘．答案：B2．对于静电的认识正确的是( )A．静电只会给人类无穷的伤害，只有弊的一面B．静电永远都是造福人类的，只有利的一面C．产生静电现象是由于创造了电荷的结果D．静电是一把双刃剑，有利也有弊解析：静电现象的产生是由于电荷的转移与积累，而不是创造电荷．答案：D3．地毯中加入少量的金属纤维是为了( )A．避免人走动时产生静电B．将人走动时产生的静电及时导走C．增加地毯的强度和韧性D．对地毯起装饰作用解析：人在地毯上走动时，鞋底与地毯之间会产生静电，会对生活带来不便和危害，阻止静电的产生是不可能的，但可以采取措施及时将静电导走．在地毯中加入少量金属纤维就是为了将产生的静电荷导向地面，故B正确．答案：B4．在冬天的时候，人们经常会被门的金属拉环给电一下，下列说法正确的是( ) A．由于室内电线漏电使得门带电B．由于在各种摩擦中使人带电，当手靠近拉环时发生放电现象C．由于空气带电，使得人和门都带电D．以上说法均不正确答案：B二、双项选择题5．下列避雷小常识正确的是( )A．在建房子时安装避雷针B．在雷雨天放风筝C．跑到大树底下避雨D．在雷雨天气尽量不用手机打电话答案：AD6．下列哪些做法属于防止静电危害的措施( )A．制药车间要尽量保持干燥B．油罐车运油时要安装一条拖地的金属链C．在地毯中夹杂导电纤维D．寒冷的冬天多穿两件毛衣解析：静电防止的措施是多样的，可以控制静电不产生或少产生，若不可避免地产生了静电，还可以采取导电的方式防止静电积聚．D是为保暖．答案：BC7．下列现象哪些是利用静电的( )A．在建房子时用大量的钢筋混凝土B．激光打印C．煤电厂用高压电锁住黑烟D．居民用铝材做防盗窗答案：BC8．下列哪些措施是为了防止静电的危害( )A．油罐车的后边有条铁链搭到地上B．农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电C．家用电器如洗衣机接有地线D．手机一般都装有天线解析：油罐车的后边有条铁链搭到地上，目的是把油罐车产生的静电荷导到地下，保证油罐车的安全，家用电器也一样，A、C对．农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电，而叶子上都带有负电，农药不会被风吹走，B错误．手机接有天线的目的是为了很好地接收信号，D错误．答案：AC9．关于雷电现象的认识正确的是( )A．打雷闪电是天上的雷公电母在控制着B．闪电是由于高压放电使空气在高温的情况下发光的结果C．雷声是由于空气在高温下膨胀的结果D．先发生闪电后发出雷声解析：雷电是一种自然现象，是由于高压放电，产生几十万安培的瞬间电流．电流生热使空气发光，使空气受热突然膨胀发出巨响，是同时发生的，只是光的传播速度比声音快，所以我们是先看到闪电后听到雷声．答案：BC三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)10．避雷针利用________原理来避电：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，使建筑物免遭雷击．答案：尖端放电11．下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的______，哪些是为防止静电危害而采取措施的________.①静电除尘②飞机轮胎用导电橡胶制成③静电复印④雷雨天不能在高大树木下避雨⑤静电喷涂答案：①③⑤②④12.利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强________(填“越大”或“越小”)．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A”或“B”)上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．答案：越大A。

课时跟踪检测（七）了解电容器静电与新技术―、基础题®熟1.（多选）下列说法中正确的是（）A.电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电时才称电容器B.电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量C.固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比D.电容器的电容跟极板所带电荷量成正比，跟极板间电压成反比解析：选BC电容器是储存电荷和电能的容器，不论是否带电均是电容器，故A错误;电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量, 故B正确；根据Q= CU可知，固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比，选项与两极板间的电压无关，故D错误。

C正确；电容器的电容跟极板所带电量无关,2•下列关于电容器的说法中，正确的是（A电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B.电容器不带电时，其电容为零C.两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大D.电容器的电容跟它是否带电无关解析：选D根据公式C=吕可得电容大，只能说明电荷量与电压的比值大,A.液面高度h变大，电容变大B.液面高度h变小，电容变大C.金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极D.金属芯线的两侧构成电容器的两电极解析：选AC根据电容器的概念及图示可知，金属芯线和导电液体构成电容器的两个C r S电极，选项C正确，D错误；液面高度h变大，两极间的相对面积变大，根据C=航可知,不一定大，两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较小，错误；电容器的电容是电容器的本身的属性，3.（多选）如图1所示是测定液面咼度放入导电液体中，在计算机上就可以知道与电量及电压无关；故B错误D正确。

A、Ch的传感器。

在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,h的变化情况，并实现自动控制，下列说法正确的是（)所带电荷量电容变大，选项 A 正确，B 错误。

4.如图2所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,速度为（5. 平行板电容器的两极板 A 、B 接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ,电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为 0 ,如图3所示,J ： Ij.解析：选C 保持开关S 闭合，电容器两端的电压不变，带正电的 A 板向B 板靠近，则两极板间的间距减小，根据公式E = U ,可得两极板间的电场强度增大，故0增大，A 、B错误；若开关S 断开，电容器两极板上的电荷总量不变， 带正电的A 板向B 板靠近，则两极板间距为d ,在下极板上叠放一厚度为 l 的金属板，其上部空间有一带电粒子P 静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后, 粒子P 开始运动，重力加速度为 g 。

第二节 探究静电力一、单项选择题1．下列说法中正确的是( ) A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C ．根据公式F ＝k q 1q 2r 2，当r→0时，F→∞D ．静电力常量的数值是由实验得出的解析：带电体能否看成是点电荷取决于所研究的问题，并不是取决于它的实际大小和带电量的多少．当r→0时，库仑定律已不再适用．静电力常量是由库仑通过扭秤实验测量得到的．答案：D2．设某个星球带负电，一电子粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 处的地方，又若将同样的电子粉尘带到距星球表面3 000 km 处的地方相对于该星球无初速度释放，则此电子粉尘( )A ．向星球下落B ．仍在原处悬浮C ．推向太空D ．无法判断解析：设该粉尘离球心的距离为r ，粉尘的质量为m ，星球的质量为M ，粉尘所带的电荷量为q ，星球所带的电荷量为Q ，则有k Qq r 2＝G Mmr2.由等式看出r 改变，等式仍然成立．答案：B3．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O 是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P 1、P 2、P 3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O 的电荷量用Q 表示，小球的电荷量用q 表示，物体与小球间距离用d 表示，物体和小球之间的作用力大小用F 表示．则以下对该实验现象的判断正确的是( )A．保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关B．保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比C．保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关D．保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比答案：C4．两个半径为r的带电球所带电荷量分别为Q1和Q2，当两球心相距3r时，相互作用的静电力大小为( )A．F＝kQ1Q2()3r2B．F>kQ1Q2()3r2C．F<kQ1Q2()3r2D．无法确定解析：两个带电球不是点电荷，如图所示．同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示．由于不能确定电性，所以无法确定静电力的大小．答案：D二、双项选择题5. 对于库仑定律，下列说法正确的是( )A．库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C．相互作用的两个点电荷，无论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量解析：由库仑定律的适用条件知，选项A正确；两个小球若距离非常近则不能看作点电荷，库仑定律不成立，选项B错误；点电荷之间的库仑力属于作用力和反作用力，符合牛顿第三定律，故大小一定相等，选项C 正确；选项D中两金属球不能看作点电荷，它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关，而且与电性有关，若带同种电荷，则在斥力作用下，电荷分布如图(a)所示；若带异种电荷，则在引力作用下电荷分布如图(b)所示，显然带异种电荷时相互作用力大，故选项D错误．答案：AC6．如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B.现给B球一个沿垂直AB方向的水平初速度v0，B球将( )A．若A、B为异种电性的电荷，B球一定做匀速圆周运动B．若A、B为异种电性的电荷，B球可能做加速度与速度均变小的曲线运动C．若A、B为同种电性的电荷，B球一定做远离A球的变加速曲线运动D．若A、B为同种电性的电荷，B球的动能一定会减小解析：带电小球之间的作用力满足库仑定律，分为两种情况：①若两个球的电荷量为异种电荷，B球受到A球的引力，方向指向A，类似于万有引力定律应用于人造卫星，当B球受到的库仑力恰好等于向心力，即k q1 q2 r2＝ m v20r时，解得当初速度v0＝kq1q2mr时才能做匀速圆周运动，当v>v0时，B球做库仑力、加速度、速度都变小的离心运动．反之，做库仑力、加速度、速度都增大的向心运动．②若小球带同种电荷，B因受A相斥的库仑力做远离A的变加速曲线运动，A和B间距增大，库仑力减小、加速度减小，速度增加．答案：BC7．关于库仑定律的公式F＝k Q1Q2r2，下列说法中正确的是( )A．当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力F→0B．当真空中的两个点电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞C．当两个点电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了D．当两个点电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了解析：A.当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力F→0，故A正确，C错误．B.当两个点电荷距离趋于0时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律的公式不再适用．故B错误，D正确．答案：AD8．半径相同的两个金属小球A、B带有等量电荷(可视为点电荷)，相隔一定距离，两球之间的相互作用力大小为F，现让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力可能为( )A ．吸引力，18FB ．吸引力，14FC ．排斥力，38FD ．排斥力，34F解析：设A 、B 两球球心之间的距离为r ，A 球带电荷量为q ，若B 球带电荷量为－q ，根据库仑定律可知A 、B 两球间的吸引力为F ＝k q 2r 2.当C 球先后与A 、B 两球接触后移开，A 球带电荷量为q 2，B 球带电荷量为－q4，A 、B两球之间的吸引力大小为F′＝k q 2·q4r 2.比较可得F′＝18F ，应选选项A.同理B 带电荷量q 时，选项C 正确．答案：AC9．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动( )A ．半径越大，加速度越大B ．半径越小，周期越大C ．半径越大，角速度越小D ．半径越小，线速度越大解析：根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得， k e 2r 2＝ma ＝m 4π2r T 2＝m ω2r ＝m v 2r得a ＝k e 2mr 2 T 2＝m 4π2r ke 2 ω2＝k e 2mr 3 v 2＝ke 2mrA ．半径越大，加速度越小，故A 错误；B.半径越小，周期越小，故B 错误；C.半径越大，角速度越小，故C 正确；D.半径越小，线速度越大，故D 正确．答案：CD三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)10．相距为L 的点电荷A 、B 带电量分别为＋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 的电量为________，放置在________．解析：A 、B 、C 三个电荷要平衡，必须三个电荷在同一条直线上，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：r ＝L对点电荷A ，其受力也平衡，则： k4Qq ＋2＝kQq L2 解得：q ＝4Q答案：4Q ，B 的右侧L 处．11．真空中有两个相距1 m 带电荷量相等的点电荷，它们间的静电力的大小为3.6×10－4N ，求每个点电荷的电荷量是多少？它是元电荷的多少倍？(静电力常量k ＝9.0×109N·m 2/c 2)解析：由F ＝kq 2r 2得q ＝2×10－7CN ＝q e＝1.25×1012答案：2×10－7C 1.25×101212．如图所示，一个挂在丝线下端带正电的小球B ，静止在图示位置．若固定的带正电小球A 的电荷量为Q ，B 球的质量为m ，带电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一条水平线上，整个装置处于真空中．试求A 、B 两球间的距离r.解析：由图可知：F ＝mgtan θ＝mgtan 30°＝33mg① F ＝k qQ r 2②联立①②解得r＝3kQq mg答案：3kQq mg。

电场课时训练1认识静电基础夯实1.关于摩擦起电和感觉起电, 以下说法正确的选项是()A. 摩擦起电是因为电荷的转移, 感觉起电是因为产生了新电荷B. 摩擦起电是因为产生了新电荷, 感觉起电是因为电荷的转移C.无论摩擦起电还是感觉起电都是电荷的转移D.以上说法均不正确答案： C分析：无论哪一种起电方式, 都是实现了电荷的转移. 感觉起电中,会在导体上凑近和远离施加感觉的电荷的两端产生等量的异种电荷, 但是不会创建电荷.2.以下表达正确的选项是()A.摩擦起电是创建电荷的过程B.接触起电是电荷转移的过程C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D. 带等量异种电荷的两个导体接触后, 电荷会消逝 , 这类现象叫电荷的湮没答案： B分析：电荷是不可以创建的 , 摩擦起电本质是电子转移的过程, 但摩擦起电时电子应从对电子约束力弱的物体转移到约束力强的物体上, 因此玻璃棒其实不是和什么物体摩擦都带正电. 带等量异种电荷的两个物体接触后, 电荷会消逝 , 这类现象叫中和.一对正、负电子转变成光子 ,才是湮灭 . 故只有B正确.3.有关物体带电的以下说法 , 此中正确的选项是 ()A. 若物体带正电 , 则说明该带电体内只存在质子B. 若物体带负电 , 则说明该带电体内只存在电子C.若物体不带电 , 则说明该物体内不存在质子和电子D.若物体带负电 , 则带电体内既存在质子又存在电子, 且电子数比质子数多答案： D分析：物体内老是同时存在质子和电子, 物体对外显示带电, 本质是其内部电子数与质子数不相等 . 即便物体对外不显示带电, 其内部也存在电子和质子, 不过电子数和质子数相等.4.关于电荷量 , 以下说法错误的选项是 ()A.物体所带的电荷量可以是任意值B.物体所带的电荷量只好是某些值C.物体所带的电荷量最小值为- 19C1. 6×10D.一个物体带 1. 6×10- 9C 的正电荷 , 这是它失掉了1. 0×1010 个电子的缘由答案： A分析：电荷量的最小值为元电荷 , 即 1. 6×10- 19 C, 物体本质所带的电荷量只好是元电荷的整数倍 . 一个物体失掉1.0×1010个电子,则其带的正电荷量为1.0×1010×1. 6×10-19 C=1.6×10-9 C,故 B、 C、D的说法都对,因此错误的说法为 A.5.1以以下图 , 本来不带电的绝缘金属导体MN在其下边都悬挂着金属验电箔. 若使带负电的绝缘金属球 A 靠近导体的 M端,可能看到的现象是()A.只有M端验电箔张开B.只有N端验电箔张开C.两端的验电箔都张开D.两端的验电箔都不张开答案： C分析：当带负电 A球凑近 M端时,因为静电感觉,在 M端有正电荷,负电荷挪动到N端,并且 M、N两端电荷量相等, 因此两端验电器箔片都张开.6. ( 多项选择 ) 关于摩擦起电和感觉起电的本质, 以下说法中正确的选项是()A. 摩擦起电现象说明机械能可以转变成电能, 也说明经过做功可以创建电荷B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.感觉起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D.感觉起电说明电荷从带电的物体转移到本来不带电的物体上去了答案： BC分析：摩擦起电是电子在不一样物体上的转移, 感觉起电是电子在同一物体上的挪动.7. ( 多项选择 ) 将一根用毛皮摩掠过的硬橡胶棒去凑近用丝线悬挂的泡沫塑料小球, 若泡沫小球()( 导学号 51120116)A. 被吸引 , 则它本来必定带正电B. 被吸引 , 则它本来可能带正电, 也可能不带电C.被排斥 , 则它本来可能带正电, 也可能带负电D.被排斥 , 则它本来必定带负电答案： BD分析：用毛皮摩掠过的橡胶棒带负电, 若被吸引 , 则泡沫小球带正电或不带电, 若被排斥 , 则它必定带负电 .8.(多项选择)以以下图,a、、、d为四个带电小球 , 两球之间的作用分别为a吸引 ,排斥 ,b c d c a b排斥 c, d 吸引 b,则()A.仅有两个小球带同种电荷B.仅有三个小球带同种电荷C.c、 d 小球带同种电荷D.c、 d 小球带异种电荷答案： BD分析：由a吸引,吸引b可知 ,a与b带同种电荷 , 且与d带异种电荷 ; 由c排斥b可知 ,cd d与 a、 b 带同种电荷, c 与 d 带异种电荷,B、D项正确 .9. ( 多项选择 ) 下边关于电现象的表达中,正确的选项是 ()A. 玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电, 橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B. 摩擦可以起电 , 是广泛存在的现象, 互相摩擦的两个物体老是同时带等量的异种电荷C.带电现象的本质是电子的转移, 呈中性的物体获得电子就必定显负电性, 失掉电子就必定显正电性2D.摩擦起电的过程, 是经过摩擦创建了等量异种电荷的过程答案： BC分析：两物体摩擦时 , 谁带正电荷 , 谁带负电荷取决于两物体的性质, 而不是由单一某个物体决定的 ,A 错 . 摩擦起电其实不是创建了电荷, 而是电荷发生了转移 ,D 错 .10. 10- 7 C 的负电荷含有多少个电子 ?答案： 6 25×1011.分析：因为 e=1. 6×10- 19C因此 n==6. 25×1011.能力提高11.以以下图 , 绝缘细线上端固定, 下端悬挂一轻质小球a, a的表面镀有铝膜 , 在a的旁边有一放在绝缘支架上的金属球b.开始时, 、都不带电 , 现使b带电,则()( 导学号a b51120117)A.a、b之间不发生互相作用B.b吸引 a,吸住后不松开C马上把a排斥开.bD.b先吸引a, 接触后又把a排斥开答案： D分析：金属球 b 带电后,会使 a 球左端带上与 b 球异种的电荷,右端带上与 b 球同种的电荷,因为异种电荷互相吸引, a、b接触后 ,就会带上与 b 球同种的电荷,同种电荷互相排斥 .12.两个同样的金属小球, A带 2×10- 6C 正电荷 , B带 6×10-6C 负电荷 , 当两个小球接触后 ,再分开 , 它们各带多少电荷, 带什么电荷 ?( 导学号 51120118)答案：见分析分析：A、B两球发生接触,正负电荷发生中和, 节余的电荷A、B两球均分AB- 6C,, Q'=Q '== 2×10为负电荷 .3。

1.7-1.8 了解电容器 静电与新技术1.(对电容器及电容的理解)(单选)某电容器上标有“25 μF 450 V ”字样，下列对该电容器的说法中正确的是( )A ．要使该电容器两极板之间电压增加1 V ，所需电荷量为2.5×10－5 CB ．要使该电容器带电荷量为1C ，两极板之间需加电压2.5×10－5 V C ．该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10－5 CD ．该电容器能够承受的最大电压为450 V 答案 A解析 由电容器的定义式C ＝Q U 可得C ＝ΔQΔU ，所以ΔQ ＝C ·ΔU ＝2.5×10－5×1 C ＝2.5×10－5 C ，A 正确．若Q ＝1 C ，则U ＝QC ＝4×104 V ，B 错误．当电容器的电压为450 V 时，电容器的电荷量最多，Q ′＝CU ′＝2.5×10－5×450 C ＝1.125×10－2 C ，C 错误.450 V 是电容器的额定电压，低于击穿电压，D 错误．2．(平行板电容器的两类典型问题)(单选)用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图6所示)．设两极板正对面积为S ，极板间的距离为d ，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )图6A ．保持S 不变，增大d ，则θ变大B ．保持S 不变，增大d ，则θ变小C ．保持d 不变，减小S ，则θ变小D ．保持d 不变，减小S ，则θ不变 答案 A解析 静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小．在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q保持不变，C＝QU＝εr S4πkd.保持S不变，增大d，则C减小，U增大，偏角θ增大，选项A正确，B错误；保持d不变，减小S，则C减小，偏角θ也增大，故选项C、D均错．3．(平行板电容器的两类典型问题)(双选)连接在电池两极上的平行板电容器，当两板间的距离减小时()A．电容器的电容C变小B．电容器极板的带电荷量Q变大C．电容器两极板间的电势差U变大D．电容器两极板间的电场强度E变大答案BD解析平行板电容器的电容C＝εr S4πkd.当两极板间距离d减小时，电容C变大，选项A错误．平行板电容器连接在电池两极上，两极板间的电压为定值，选项C错误．根据电容定义式，C＝Q/U，Q＝CU，U不变，C变大，所以Q变大，选项B正确．平行板电容器两极板间的电场是匀强电场，E＝U/d，U不变，d减小，所以E变大，选项D 正确．题组一对电容器及电容的理解1．(单选)下列关于电容器和电容的说法中，不正确．．．的是()A．根据C＝Q/U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关答案 A解析由于电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应唯一的电容值，不能说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．因此A 错误，C 、D 正确．由于电容是定值，由Q ＝CU 知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B 正确．2．(双选)下列选项描述的是对给定的电容器充电时电荷量Q 、电压U 、电容C 之间相互关系的图象，其中正确的是( )答案 CD3．(单选)下列关于电容器的说法中，正确的是( ) A ．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多 B ．电容器不带电时，其电容为零C ．由C ＝Q /U 可知，C 不变时，只要Q 不断增加，则U 可无限制地增大D ．电容器的电容跟它是否带电无关 答案 D4．(双选)有一个正在充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3×10－6 C ，则其电压降为原来的13，则( )A ．电容器原来带的电荷量是9×10－6 CB ．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6C C ．电容器原来的电压可能是5 VD ．电容器原来的电压可能是5×10－7 V 答案 BC解析 由题意知C ＝Q U ＝Q －3×10－6U /3，解得Q ＝4.5×10－6 C ．当U 1＝5 V 时，C 1＝Q U 1＝4.5×10－65 F ＝0.9 μF ；当U 2＝5×10－7 V 时，C 2＝Q U 2＝4.5×10－65×10－7 F ＝9 F ．电容器的电容不可能达到9 F ，故原电压值不可能是5×10－7V . 题组二 平行板电容器的电容及两类典型问题 5．(单选)要使平行板电容器的电容增大，则( )A．增大电容器的带电荷量B．增大电容器两极间的电压C．增大电容器两极板的正对面积D．增大电容器两极板的距离答案 C解答平行板电容器的电容大小C＝εr S4πkd，与带电荷量和电压无关，所以A、B、D错．6．(双选)关于已充上电的某个平行板电容器，下列说法正确的是()A．两极板上一定带等量异号电荷B．两极板所带的电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和C．电容器带电荷量多，说明它容纳电荷的本领大D．某电容器带电荷量越多，两极板间的电势差就越大答案AD解析电容器充电后两极板上一定带等量异号电荷，A对；两极板所带的电荷量指一个极板所带电荷量的绝对值，B错；描述电容器容纳电荷本领的是电容，C错；由U＝QC知，电容器带电荷量越多，两极板间的电势差就越大，D对．7．(单选)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()A．C和U均增大B．C增大，U减小C．C减小，U增大D．C和U均减小答案 B解析由平行板电容器电容决定式C＝εr S4πkd知，当插入电介质后，εr变大，则在S、d不变的情况下C增大；由电容定义式C＝QU得U＝QC，又电荷量Q不变，故两极板间的电势差U减小，选项B正确．8．(双选)绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图1所示，则()图1A．电容器两极板的电势差会减小B．电容器两极板的电势差会增大C．静电计指针的偏转角度会减小D．静电计指针的偏转角度会增大答案AC解析绝缘金属平行板电容器充电后电荷量Q不变，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，电容变大，由C＝QU知U变小，静电计指针的偏转角度会减小．9．(单选)如图2所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中()图2A．电阻R中没有电流B．电容器的电容变小C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流答案 D解析在减小电容器两极板间距离的过程中，电容器始终与电源相连，则两极板间电压U不变，由C＝εr S4πkd知d减小，电容C增大，由Q＝UC知电容器所带电荷量Q增加，电容器充电，电路中有充电电流，电流从电容器负极板通过电阻流向正极板，所以电阻R中的电流方向是从b流向a，故D正确．题组三静电的防止与应用10．(单选)在医疗手术中，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，这样做是为了()A．除菌消毒B．消除静电C．利用静电D．防止漏电答案 B11．(单选)为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下列措施中不是防止静电危害的是()A．油罐车后面装一条拖地的铁链B．电工钳柄上套有绝缘胶套C．飞机轮上装搭地线D．印刷车间中保持适当的湿度答案 B解析B项中的做法是为了绝缘，防止触电．题组四综合应用12．(单选)如图3所示，把一个平行板电容器接在电压U＝10 V的电源上．现进行下列四步操作：(1)合上K；(2)在两板中央插入厚为d2的金属板；(3)断开K；(4)抽出金属板．则此时电容器两板间的电势差为()图3 A．0B．10 V C．5 V D．20 V 答案 D解析根据C＝εr S4πkd分析每一步操作造成的影响如下：(1)合上K，电源对电容器充电，电容器两端电压为U，设电容为C，则带电荷量Q1＝CU，板间形成一个匀强电场，电场强度为E1＝U d.(2)插入金属板，板的两侧出现等量异号的感应电荷，上、下形成两个匀强电场区域，其宽度均为d4.由于整个金属板为等势体，则M 板与金属板之间、金属板与N 板之间的电势差均为U2，因此，其电场强度增为原来的2倍，即E 2＝2E 1.显然，在插入过程中，电源必须对M 、N 两板继续充电，使板上电荷量增为原来的2倍，即Q 2＝2Q 1. (3)断开K ，M 、N 两板的电荷量保持不变，即Q 3＝Q 2＝2Q 1.(4)抽出金属板，电容器的电容仍为C ，而电荷量为2Q 1，所以两板间电势差变为2Q 1C ＝2U ＝20 V .13．(单选)如图4所示是测定液面高度h 的电容式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h 发生变化时观察到指针正向左偏转，则( )图4A ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在增大B ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在增大C ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在减小D ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在减小 答案 D解析 电流计指针向左偏转，说明流过电流计G 的电流由左→右，则导体芯A 所带电荷量在减小，由Q ＝CU 可知，由导体芯A 与导电液体形成的电容器的电容在减小，则液体的深度h 在减小，故D 正确．14．如图5所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm ，电容器带电荷量为6×10－8C ，A 极板接地．求：图5(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B板2 cm的M点处的电势．答案(1)1×10－9 F(2)2×103 V/m，方向竖直向下(3)－20 V解析(1)由电容定义式C＝QU＝6×10－860F＝1×10－9 F(2)两板之间为匀强电场E＝Ud＝603×10－2V/m＝2×103 V/m，方向竖直向下．(3)M点距A板的距离为d AM＝d－d BM＝1 cm A与M间电势差U AM＝Ed AM＝20 V又U AM＝φA－φM，φA＝0可得φM＝－20 V.。

（高二）物理粤教版选修3—1第1章电场含答案粤教版选修3—1第一章电场1、导体A带5q的正电荷，另一完全相同的导体B带q的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B导体的带电荷量为()A．－q B．qC．2q D．4q2、两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，且θ1 >θ2 ，则下列说法正确的是()A．m1 ＞m2B．m1 ＜m2C．q1 ＜q2D．q1 ＞q23、如图所示的电场中，一带电质点从P点沿着电场线方向运动，若只受电场力作用，质点加速度逐渐增大的是()A B C D4、如图所示，真空中O点处有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a 点的场强大小为E a，与ab连线成53°角，b点的场强大小为E b，与ab连线成37°角．关于a、b两点E a、E b及φa、φb的关系，正确的是()A．25E a＝9E b，φa>φb B．16E a＝9E b，φa<φbC．9E a＝25E b，φa>φb D．9E a＝16E b，φa<φb5、如图所示，匀强电场的场强大小为1×103 N/C，ab、dc与电场方向平行，bc、ad与电场方向垂直，ab＝dc＝4 cm，bc＝ad＝3 cm，则下述计算结果正确的是()A．a、b之间的电势差为4 000 VB．a、c之间的电势差为50 VC．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做的功为零D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做的功都是－0.25 J6、在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的电子在t＝0时速度为零，在t＝1 s时，电子离开A点的距离大小为l.那么在t＝2 s时，电子将处在()A．A点B．A点左方l处C．A点右方2l处D．A点左方2l处7、(双选)如图所示，平行板电容器和恒定直流电源相连，箭头表示电流方向．下列说法正确的有()A．电容器正在充电B．电容器正在放电C．电容器两板间距离一定正在变大D．电容器两板间距离可能正在变小*8、如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为Q A、Q B，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是()A．A带正电，Q A∶Q B＝1∶8B．A带负电，Q A∶Q B＝1∶8C．A带正电，Q A∶Q B＝1∶4D．A带负电，Q A∶Q B＝1∶4*9、点电荷A和B，分别带正电和负电，电量分别为4Q和Q，在AB连线上，如图所示，电场强度为零的地方在()A．A和B之间B．B左侧C．A右侧D．A的右侧及B的左侧*10、一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移动到b 点．在这个过程中，除静电力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差U ab为()A．1×104 V B．－1×104 VC．4×104 V D．－7×104 V*11、(双选)如图所示，A、B两板间电压为600 V，A板带正电并接地，A、B 两板间距离为12 cm，C点离A板4 cm，下列说法正确的是()A．E＝2 000 V/m，φC＝200 VB．E＝5 000 V/m，φC＝－200 VC．电子在C点具有的电势能为－200 eVD．电子在C点具有的电势能为200 eV12、如图所示，匀强电场的场强E ＝1.2×102 N/C ，方向水平向右，一点电荷q ＝4×10－8 C 沿半径R ＝20 cm 的圆周，从A 点移动到B 点，已知∠AOB ＝90°，求：(1)这一过程电场力做的功是正功还是负功？做功多少？ (2)A 、B 两点的电势差U AB .13、如图所示，A 、B 为两块足够大的相距为d 的平行金属板，接在电压为U 的电源上．在A 板的中央P 点放置一个电子发射源．可以向各个方向释放电子．设电子的质量为m 、电荷量为e ，射出的初速度为v .求电子打在板上的区域面积．(不计电子的重力)（高二）物理粤教版选修3—1第1章 电场含答案 粤教版选修3—1第一章 电场1、导体A 带5q 的正电荷，另一完全相同的导体B 带q 的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B 导体的带电荷量为( ) A ．－q B ．q C ．2qD ．4qC [两个完全一样的导体接触后电荷先中和再平分，所以q B ＝5q －q 2＝2q ，故C对．]2、两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，且θ1 >θ2 ，则下列说法正确的是()A．m1 ＞m2B．m1 ＜m2C．q1 ＜q2D．q1 ＞q2B[m1、m2受力如图所示，由平衡条件可知m1g＝F cot θ1，m2g＝F′c ot θ2，根据牛顿第三定律可得F＝F′，则m1m2＝cot θ1cot θ2，因为θ1>θ2，所以m1<m2，从式子中可以看出两角度的大小关系与两电荷的带电量无关，故B正确．]3、如图所示的电场中，一带电质点从P点沿着电场线方向运动，若只受电场力作用，质点加速度逐渐增大的是()A B C DB[电场线疏密表示电场强度的大小，沿电场线的方向．A选项中电场强度减小；B选项中电场强度增大；C选项中电场强度不变；D选项中电场强度先增大后减小，再由a＝Fm＝qEm知，a∝E，故本题选B.]4、如图所示，真空中O点处有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a 点的场强大小为E a，与ab连线成53°角，b点的场强大小为E b，与ab连线成37°角．关于a、b两点E a、E b及φa、φb的关系，正确的是()A．25E a＝9E b，φa>φb B．16E a＝9E b，φa<φbC．9E a＝25E b，φa>φb D．9E a＝16E b，φa<φbD[设a、b两点到点电荷的距离分别为r a和r b.根据几何知识得r b＝43r a.根据点电荷场强公式E＝k Qr2得E a＝169E b；由图可知，该电场是由负点电荷产生的，故在点电荷的周围越靠近场源电荷电势越低，则有φa<φb，故D正确，A、B、C 错误．]5、如图所示，匀强电场的场强大小为1×103 N/C，ab、dc与电场方向平行，bc、ad与电场方向垂直，ab＝dc＝4 cm，bc＝ad＝3 cm，则下述计算结果正确的是()A．a、b之间的电势差为4 000 VB．a、c之间的电势差为50 VC．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，电场力做的功为零D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做的功都是－0.25 JC[U ab＝E·ab＝1×103×0.04 V＝40 V，选项A错误；U ac＝U ab＝40 V，选项B 错误；将带负电的点电荷移动一周，电势差为零，电场力做功为零，选项C正确；W ac＝qU ac＝－5×10－3×40 J＝－0.2 J，选项D错误．]6、在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的电子在t＝0时速度为零，在t＝1 s时，电子离开A点的距离大小为l.那么在t＝2 s时，电子将处在()A．A点B．A点左方l处C．A点右方2l处D．A点左方2l处D[粒子在第1 s内做初速度为零的匀加速运动，第2 s内做末速度为零的匀减速运动，加速度大小相等，由于电子带负电，故向左方运动，距离A点为2l，故选D.]7、(双选)如图所示，平行板电容器和恒定直流电源相连，箭头表示电流方向．下列说法正确的有()A．电容器正在充电B．电容器正在放电C．电容器两板间距离一定正在变大D．电容器两板间距离可能正在变小AD[平行板电容器和恒定直流电源相连，电容器两端电压不变，箭头表示电流方向，则电容器正在充电，故A正确，B错误；电容器正在充电，电容器两板所带电荷量增大，电容器的电容增大，所以电容器两板间距离可能正在变小，故D正确，C错误．]*8、如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为Q A、Q B，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是()A．A带正电，Q A∶Q B＝1∶8B．A带负电，Q A∶Q B＝1∶8C．A带正电，Q A∶Q B＝1∶4D．A带负电，Q A∶Q B＝1∶4B[要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，该正点电荷所受力的情况应如图所示，所以A带负电，B带正电．设AC间的距离为L，则F B sin30°＝F A，即kQ B Q C（2L）2·sin 30°＝kQ A Q CL2解得Q A Q B＝18，故选项B 正确．]*9、点电荷A 和B ，分别带正电和负电，电量分别为4Q 和Q ，在AB 连线上，如图所示，电场强度为零的地方在( )A ．A 和B 之间 B ．B 左侧C ．A 右侧D ．A 的右侧及B 的左侧B [根据点电荷电场公式E ＝k qr 2可知，在A 和B 之间时，由于两个电荷产生的电场方向相同，所以合电场一定不为零，故A 错误；如果在B 的左侧，电荷A 产生的电场强度向左，B 产生的电场强度向右，电场强度方向相反，但由于A 的电量大于B 的电量，且A 较远，由点电荷场强公式E ＝k qr 2可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零，B 正确；如果在A 的右侧，两个电场方向一个向左，一个向右，但是距离A 较近，并且A 的电荷量大，所以两个电场的矢量和不可能为零，C 、D 错误．]*10、一个带正电的质点，电荷量q ＝2.0×10－9 C ，在静电场中由a 点移动到b 点．在这个过程中，除静电力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，则a 、b 两点间的电势差U ab 为( ) A ．1×104 V B ．－1×104 V C ．4×104 VD ．－7×104 VA [设电场力做功为W ，由动能定理知，W ＋6.0×10－5 J ＝8.0×10－5 J ，解得W ＝2.0×10－5 J ，因此a 、b 两点间的电势差为U ab ＝Wq ＝1×104 V ，故选项A 正确．]*11、(双选)如图所示，A 、B 两板间电压为600 V ，A 板带正电并接地，A 、B 两板间距离为12 cm ，C 点离A 板4 cm ，下列说法正确的是( )A．E＝2 000 V/m，φC＝200 VB．E＝5 000 V/m，φC＝－200 VC．电子在C点具有的电势能为－200 eVD．电子在C点具有的电势能为200 eVBD[A板接地，则其电势为零，因为A板带正电且A、B两板间的电压为600 V，则B板电势为－600 V，由此知C点电势为负值，则A、B两板间场强E＝U d＝600 V12 cm＝50 V/cm＝5 000 V/m，φC＝－Ed AC＝－50×4 V＝－200 V，A错误，B正确；电子在C点具有的电势能为200 eV，C错误，D正确．]12、如图所示，匀强电场的场强E＝1.2×102 N/C，方向水平向右，一点电荷q ＝4×10－8 C沿半径R＝20 cm的圆周，从A点移动到B点，已知∠AOB＝90°，求：(1)这一过程电场力做的功是正功还是负功？做功多少？(2)A、B两点的电势差U AB.[解析](1)因为φB>φA，故将正电荷从A点移到B点电场力做负功W＝－qER ＝－9.6×10－7 J.(2)U AB＝Wq＝－ER＝－24 V.[答案](1)负功－9.6×10－7 J(2)－24 V13、如图所示，A、B为两块足够大的相距为d的平行金属板，接在电压为U 的电源上．在A板的中央P点放置一个电子发射源．可以向各个方向释放电子．设电子的质量为m、电荷量为e，射出的初速度为v.求电子打在板上的区域面积．(不计电子的重力)[解析] 打在最边缘的电子，其初速度方向平行于金属板，在电场中做类平抛运动，在垂直于电场方向做匀速运动，即r ＝v t在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即d ＝12at 2 电子在平行电场方向上的加速度a ＝eE m ＝eUmd 电子打在B 板上的区域面积S ＝πr 2 由以上几式得S ＝2πm v 2d 2eU . [答案]2πm v 2d 2eU。

章末质量评估(三)一、单项选择题(本题共10小题，每题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选不选或多选均不得分．) 1．如图所示的四个实验现象中，不能表明在电流周围能产生磁场的是()A．图甲中，导线通电后磁针发生偏转B．图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用C．图丙中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离答案：B2．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受磁场的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB解析：将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据F ＝BIL 计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F ＝BIL ＋2BIL sin 45°＝(2＋1)ILB .答案：A3．关于磁场，下列说法正确的是( )A ．磁场对放入其中的磁体一定有力的作用B ．磁场对放入其中的电流一定有力的作用C ．磁场对放入其中的运动电荷一定有力的作用D ．磁感线实际上是不存在的，所以不可能模拟出磁感线解析：磁场对放入其中的磁体一定有磁场力作用，故A 正确；磁场对放入其中的电流不一定有磁场力的作用，当平行于磁场放时，一定没有磁场力；当垂直放入磁场中，磁场力最大，故B 错误；磁场对放入其中的运动电荷不一定有力的作用，当运动方向与磁场方向平行时，就没有磁场力，故C 错误；磁感线实际上是不存在的，但可以用细铁屑来体现出磁感线，故D 错误．答案：A4．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒．在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )A ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向上B ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向下C ．B ＝mg cos αIL ，方向垂直斜面向下D ．B ＝mg cos αIL，方向垂直斜面向上 解析：外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向垂直斜面向上，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态．答案：A5．关于地磁场，下列说法正确的是( )A ．地球是一个巨大的磁体，地磁N 极在地理北极附近，S 极在地理南极附近B ．地磁场在地表附近某处，有两个分量，水平分量指向地理北极附近，竖直分量一定竖直向下C ．若能将指南针放在地心，则它的N 极指向地球北极D ．若能将指南针放在地心，则它的N 极指向地球南极解析：地理北极附近是地磁南极，地理南极附近是地磁北极．故A 不符合题意．地磁场的磁感线可分解成两个分量，水平分量指向地理北极附近，若在北半球，则竖直分量竖直向下；若是南半球，则是竖直向上．故B 不符合题意．磁感线是闭合曲线，地球内部的磁感线是从S 极到N 极，因此若能将指南针放在地心，则它的N 极指向地球的南极．故C 不符合题意，D 符合题意．答案：D6．如图所示，在光滑水平面上放根固定的通电直导线，并在它旁边与它在同一水平面内放一通电矩形导线框，则导线框的运动情况是( )A ．线框静止B ．线框向右匀速运动C．线框向左匀速运动D．线框向右加速运动解析：直导线中的电流方向由下向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，左边受向右的安培力，右边受到向左的安培力，上边受到向上的安培力，下边受到向下的安培力；离通电导线越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式F ＝BIL，左边受到的安培力大于右边，上边受到的安培力等于下边受到的安培力，故线圈受通电直导线作用后将向右运动．故D正确，A、B、C错误．答案：D7．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：通电直导线处于匀强磁场中，若电流的方向与磁场方向平行，则不受安培力．故A错误；安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现．故B正确；洛伦兹力的方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功．故C错误；根据左手定则知，安培力的方向与磁场方向垂直．故D错误．答案：B8．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是()A ．粒子先经过a 点，再经过b 点B ．粒子先经过b 点，再经过a 点C ．粒子可以带正电也可以带负电D ．粒子带正电解析：粒子在云室中运动时，速度逐渐减小，根据r ＝m v qB 可知其运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由a 到b ，故A 正确，B 错误；运动方向由a 到b ，磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧，故由左手定则可知该电荷带负电，故C 、D 错误．答案：A9．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置．正、负离子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞，为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q m 越大，磁感应强度B 越大B ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q m 越大，磁感应强度B 越小C ．对于给定的带电粒子，加速电压U 越大，粒子运动的周期越大D ．对于给定的带电粒子，不管加速电压U 多大，粒子运动的周期都不变解析：由题意知道正负电子经加速后进入匀强磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律推导出电子圆周运动的半径和周期表达式，再进行分析．电子在加速电场中，根据动能定理得qU ＝12m v 2，电子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得q v B ＝m v 2r，电子圆周运动的半径r ＝m v qB ，周期T ＝2πr v ＝2πm qB .A 、B 对于给定的加速电压，v 不变，又由题意得知，r 不变，则带电粒子的比荷q m 越大，则B 越小．故A 错误，B 正确．C 、D 由上可知，加速电压U 越大，电子获得的速度v 越大，要保持半径r 不变，B 应增大，则T 会减小．故C 、D 错误．答案：B10．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成交变电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核(31H 原子核)和α粒子(42He 原子核)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知( )A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大解析：因为加速器所加的高频交流电源的周期与粒子做圆周运动的周期相等，而粒子在磁场中做圆周运动的周期与粒子的运动速度没关系，故由公式T＝2πmqB可知，氚核的交流电源的周期较大，故C、D均错误；再根据最大动能E k＝12m v2＝12m·⎝⎛⎭⎪⎫BqRm2＝B2q2R22m，将氚核与氦核的相关电荷量与质量代入，发现氚核获得的最大动能较小，故A正确，B错误．答案：A二、多项选择题(本题共4小题，每题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分．)11．磁场中某点的磁感应强度B的方向，是指()A．放在该点的小磁针N极的受力方向B．放在该点的小磁针静止后N极的指向C．磁感线在该点的切线方向D．与放在磁场中该点的通电导线所受安培力的方向一致解析：我们规定：磁场中某点的磁感应强度B的方向与放在该点的小磁针N极的受力方向一致与放在该点的小磁针静止后N极的指向一致，故A、B正确；为了使用磁感线形象地描述磁场的强弱和方向，规定磁场的方向沿磁感线在该点的切线的方向，故C正确；磁感应强度B的方向与放在磁场中该点的通电导线所受安培力的方向垂直，故D错误．答案：ABC12．如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛伦兹力的实验装置，图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的有()A．A端接的是高压直流电源的正极B．A端接的是高压直流电源的负极C．C端是蹄形磁铁的N极D．C端是蹄形磁铁的S极解析：由图可知，电子是从A端射出，则A端是高压直流电源的负极，故A错误，B正确；电子是从A向B运动，且洛伦兹力向下，则由左手定则可得磁场方向由C向D，故C正确，D错误．答案：BC13．如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动．在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法错误的是()A ．速率变小，半径变小，周期不变B ．速率不变，半径不变，周期不变C ．速率变小，半径变大，周期变大D ．速率不变，半径变小，周期变小解析：线断后，小球只受洛伦兹力作用，由于洛伦兹力不做功，所以小球的速率一定不变，故A 、C 错误；若线断前，线中无拉力，只有洛伦兹力提供向心力，则线断后无影响，小球的轨迹不变，半径不变，周期也不变，故B 正确；若线断前，绳中有拉力F 且F －q v B＝m v 2r 时，线断后q v B ＝m v 2r ，小球做圆周运动的绕行方向发生变化，当F －q v B ＝q v B ，即F ＝2q v B 时，半径、周期都不变；当F －q v B ＞q v B ，即F ＞2q v B 时，半径、周期都变大；当F －q v B ＜q v B ，即F ＜2q v B 时，半径、周期都变小，故D 正确．答案：AC14．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中，O 为M 、N 连线中点，连线上a 、b 两点关于O 点对称．导线均通有大小相等、方向向上的电流．已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k 是常数、I 是导线中电流、r 为点到导线的距离B ＝k I r.一带正电的小球以初速度v 0从a 点出发沿连线运动到b 点．关于上述过程，下列说法正确的是( )A．小球先做加速运动后做减速运动B．小球一直做匀速直线运动C．小球对桌面的压力先减小后增大D．小球对桌面的压力一直在增大解析：据题意，由于通过M和N的导线电流方向都向上且大小相等，在M、N周围产生逆时针方向磁场，由于磁场的叠加，从a 到b合磁场磁感应强度方向先向里后向外且大小先减小后增加，带电小球受到的洛伦兹力据f＝q v B可知先向上后向下且先减小后增加，而带电小球对桌面的压力为：N＝G－f，则压力大小为：一直增加；由于洛伦兹力方向与带电小球运动方向垂直，小球运动速度不变，故选项B、D正确．答案：BD三、非选择题(共4小题，共46分)15．(10分)最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹静止在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d＝0.10 m，导轨长L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v＝2.0×103m/s，忽略摩擦力与重力的影响以及发射过程中电流产生的焦耳热，试求：(1)通过导轨的电流I；(2)发射过程中电源的最大输出功率P.解析：(1)炮弹的加速度为：a＝IdBm，炮弹做匀加速运动，有：v2＝2aL，代入题给数据得I＝6.0×105 A.(2)电源的最大输出功率：P＝IdB·v，解得：P＝2.4×108 W.答案：(1)6.0×105 A(2)2.4×108 W16．(10分)如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长方体形的厚度为d、左右侧面的表面积为S的绝缘容器，容器内装满密度为ρ的导电液体，容器两侧面中心处连有两竖直放置的玻璃管T1和T2，容器的上、下两个面均是用不能和导电液体发生化学反应的铂金制成的极板A、K，并与开关S、电动势为E的无内阻电源相接组成电路，容器的两侧面均和磁感线方向平行．当合上开关S后，发现两玻璃管中导电液体液面的高度差为h.(1)判断两个玻璃管T1和T2液面哪个高，简要说明理由；(2)求导电液体的电阻R.解析：(1)导电液体中电流由下向上，磁场方向向里，由左手定则知安培力方向向左，故T1的液面较高．(2)设导电液体受到的安培力在液体中产生的附加压强为p1，则安培力F＝p1S.由液体内压强公式知p1＝ρgh，解得安培力F＝ρghS，又有安培力公式F＝BId，电流I＝ER，联立解得：R＝BEd ρghS.答案：(1)导电液体中电流由下向上，磁场方向向里，由左手定则知安培力方向向左，故T 1的液面较高(2)BEd ρghS17．(12分)电子(e ，m )以速度v 0与x 轴成30°角垂直射入磁感强度为B 的匀强磁场中，经一段时间后，打在x 轴上的P 点，如图所示，求：P 点到O 点的距离是多大？电子由O 点运动到P 点所用的时间是多大？解析：电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，轨迹如图所示，由图可知：弦切角为30°，所以圆心角为60°，P 点到O 点的距离等于半径，根据Be v 0＝m v 20r 得r ＝m v 0eB ，所以P 点到O 点的距离等于m v 0eB ，圆周运动的周期：T ＝2πm eB ，圆心角为60°，所以电子由O 点运动到P 点所用的时间：t ＝60°360°·2πm eB ＝πm 3eB. 答案：m v 0eB πm 3eB18．(14分)质谱仪原理如图所示，a 为粒子加速器，电压为U 1；b 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B 1，板间距离为d ；c 为偏转分离器，磁感应强度为B 2.今有一质量为m 、电荷量为＋q 的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R 的匀速圆周运动．求：(1)粒子射出加速器时的速度v ；(2)速度选择器的电压U 2;(3)粒子在B 2磁场中做匀速圆周运动的半径R .解析：(1)粒子经加速电场U 1加速，获得速度v ，由动能定理得：qU 1＝12m v 2，解得v ＝2qU 1m .(2)电子在速度选择器中做匀速直线运动，由电场力与洛伦兹力平衡得 Eq ＝q v B 1即U 2d q ＝q v B 1，U 2＝B 1d v ＝B 1d 2qU 1m .(3)在B 2中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有：q v B 2＝m v 2R ，R ＝m v qB 2＝m qB 22qU 1m . 答案：见解析。

第六节示波器的奥秘A级抓基础1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是( )A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀变速曲线运动D．匀速圆周运动解析：因为粒子只受到电场力的作用，所以不可能做匀速直线运动．答案：A2．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是( )A. B．edUhC. D.eUh d解析：由动能定理：－Fs＝mv，所以－eEh＝0－mv，－eh＝0－Ek0，所以Ek0＝.答案：D3．如图所示，质子(H原子核)和α粒子(He原子核)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( )A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶4解析：由y＝ )和Ek0＝mv，得：y＝，可知y与q成正比，B正确．答案：B4.如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB＝BC，则它们带电荷量之比q1∶q2等于( )A．1∶2 B．2∶1C． 1∶ D.∶1解析：竖直方向有h＝gt2，水平方向有l＝t2，联立可得q＝，所以有＝，B对．答案：B5．(多选)一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是( )A．加速电压突然变大B．加速电压突然变小C．偏转电压突然变大D．偏转电压突然变小答案：AD6.(多选)如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板，如果要使这个带电粒子到达M、N 板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( )A．使初速度减为原来的12B．使M、N间电压加倍C．使M、N间电压提高到原来的4倍D．使初速度和M、N间电压都减为原来的1 2解析：由qE·l＝mv，当v0变为v0时l变为；因为qE＝q，所以qE·l＝q·l＝mv，通过分析知B、D选项正确．答案：BDB级提能力7．(多选)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则( )A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B．三小球在电场中运动的时间关系：tC<tB<tAC．三小球到达正极板时动能关系：EkA>EkB>EkCD．三小球在电场中运动的加速度关系：aA>aB>aC解析：带负电的小球受到的合力为mg＋F电，带正电的小球受到的合力为mg－F电，不带电小球仅受重力mg，小球在板间运动时间t ＝，所以tC<tB<tA，故B项正确；又y＝at2，则aC>aB>aA，落在C 点的小球带负电，落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电，故A项正确；因为电场对带负电的小球C做正功，对带正电的小球A 做负功，所以落在板上动能的大小EkC>EkB>EkA，C错误．答案：AB8．(多选)如图所示，平行板电容器两极板间的电场可看作是匀强电场，两板水平放置，板间相距为d，一带负电粒子从上板边缘射入，沿直线从下板边缘射出，粒子的电荷量为q，质量为m，下列说法中正确的是( )A．粒子的加速度为零B．粒子的电势能减少3mgdC．两板间的电势差为 D．M板比N板电势低解析：由题可知粒子做匀速直线运动，故A对，又mg＝qE，则U ＝，故C对；粒子带负电，电场力向上，则M板带正电，N板带负电，M板电势比N板高，故D错．又由电场力做负功可知电势能增加mgd.答案：AC9．(多选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则( )A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中速度的增量相等C．它们通过加速电场过程中动能的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等解析：粒子在匀强电场中做匀加速直线运动满足：vt＋at2＝d，又因为a＝，由于电量和质量都相同，故加速度相同，由于初速度不同，故时间不等，故A错误．因为带电粒子的电荷量相等，故电场力做功相等W电＝qU，根据动能定理，电场力做功等于动能的增量，由W电＝Ek－Ek0，故它们通过加速电场过程中动能的增量相等，即ΔE ＝mv2－mv相等，虽然质量相等，但速度的增量不等，故B错误、C正确．因为电场力W电＝qU一定，而电场力做功等于电势能的减少量，故D正确．答案：CD10．(多选)如图所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O点经P板的小孔以速度v1射出，运动时间为t1；又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离y后离开电场，离开电场时速度为v2，运动时间为t2，则下列判断正确的是( )A．只增大U1，则t1增大B．只增大U1，则y减小C．只增大U2，则v2增大D．只增大U2，则y减小解析：由F＝可知，电子受力变大，加速度变大，其他条件不变时，当U1变大，则电子进入偏转电场的速度变大，则运动的时间t1减小，故A错误；联立U1q＝mv，L＝v0t2，y＝t2三式，解得y＝.若要电子离开偏转电场时偏移量y变小，仅使U2变小，或者增大U1，其他条件不变即可，故B正确．D错误；v2＝＋v)＝＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2q,dm)\f(L,v0)))\s\up12(2))，则只增大U2，则v2增大，选项C正确；故选BC.答案：BC11.在如图所示的平行金属板A、B上分别加如图甲、乙所示的两种电压，开始B板的电势比A板高．在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动．若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电压作用下的运动情况，并画出相应的v ­t图象．图甲图乙解析：t＝0时，B板电势比A板高，在电场力作用下，电子向B 板(设为正向)做初速度为零的匀加速运动．(1)对于图甲，在0～T电子做初速度为零的正向匀加速直线运动，T～T电子做末速度为零的正向匀减速直线运动，然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图①所示．(2)对于图乙，在0～做类似①0～T的运动，～T电子做反向先匀加速、后匀减速，末速度为零的直线运动．然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图②所示．图①图②答案：见解析12．如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量m＝4×10－5 kg，电量q＝＋1×10－8 C(g取10m/s2)．求：(1)微粒入射速度v0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？解析：(1)由＝v0t，＝gt2，可解得：v0＝＝10 m/s.(2)电容器的上板应接电源的负极．当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出：d＝a1，a1＝，解得：U1＝120 V.2当所加的电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出：d＝a2，2a2＝，解得：U2＝200 V，所以120 V<U<200 V.答案：(1)10 m/s (2)与负极相连120 V<U<200 V。