2013高二物理优化训练：第一章章末综合(人教版选修3-1)

1．关于电场线的性质，以下说法正确的有( )A ．电场线是电荷在电场中的运动轨迹B ．电场线的分布情况反映电场中不同点的场强的相对大小C ．电场线的箭头方向表示场强减弱的方向D ．空间中两条电场线不能相交解析：选BD.电场线是为了描述电场的强弱及方向的方便而引进的假想线，它一般不与电荷的运动轨迹重合，A 错误，B 正确．电场线的箭头方向表示场强的方向，C 错误．由于电场的具体方向与电场线上某点的切线方向相同，若两条电场线相交，则在该点可以作出两条切线，表明该点的电场不唯一，这与实际不符，D 正确．故选BD.2．(2019·大庆一中高二检测)电场中有一点P ，下列哪种说法是正确的( )A ．若放在P 点电荷的电荷量减半，则P 点的电场强度减半B ．若P 点没有试探电荷，则P 点电场强度为零C ．P 点电场强度越大，则同一电荷在P 点所受电场力越大D ．P 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向解析：选C.为了知道电场中某点的电场强度，可以把一个试探电荷放入该点，其受到的电场力F 与自身的电荷量q 的比值F q可反映该点场强的大小，但该点的电场强度由电场本身决定，与试探电荷的电荷量多少、电性无关，A 、B 错误．由E ＝F q得F ＝Eq ，当q 一定时，E 越大，F 越大，C 正确．电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点时受到的电场力的方向，与负电荷受力的方向相反，D 错误．故选C.3.(2019·沈阳二中高二期中)如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图可以做出的判断是( )A ．带电粒子所带电荷的符号B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处大D ．带电粒子在a 、b 两点的加速度方向解析：选BCD.如图所示，由于带电粒子在电场力作用下做曲线运动，所以电场力应指向轨迹的凹侧，且沿电场线，即沿电场线向左，B 正确；由于电场线方向未知，故不能确定带电粒子的电性，A 错误；加速度由电场力产生，由于a 处电场线较b 处密，所以a 处电场强度大，由E ＝F q知，带电粒子在a 处受电场力大，故加速度大，且方向与电场力方向相同，C 、D 正确．故选BCD.4．(2019·华南师大附中高二检测)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，方向水平向右解析：选B.等量异种电荷电场线分布如图甲所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 点到O 点，电场线由疏到密；从O 点到B 点，电场线由密到疏，所以沿点A 、O 、B ，电场强度应先由小变大，再由大变小，方向为水平向右，如图乙所示．由于电子做匀速直线运动，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反，电子受到电场力方向水平向左，且沿点A 、O 、B 运动的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力的方向应水平向右，其大小应先变大后变小，故选B.5．地球是一个带电体，且电荷均匀分布于地球表面．若已知地球表面附近有一电量为2×10－4 C 的正电荷受到4×10－3 N 的电场力，且方向竖直向下，则地球带何种电荷？所带总电量为多少？(已知地球半径R ＝6.4×106 m ，k ＝9×109 N·m 2/C 2)解析：地球所带电量可以认为集中于地球中心，设地球所带电量为Q ，则地球表面附近的场强E ＝kQ R 2① 据场强定义知E ＝F q② 将k ＝9×109 N·m 2/C 2，R ＝6.4×106 m ，F ＝4×10－3 N ，q ＝2×10－4 C 代入①②，求得Q ＝9.1×104 C因正电荷受到的电场力竖直向下，故地球表面附近的电场方向竖直向下，即指向地心，地球带负电．答案：负电 9.1×104 C一、选择题1．下列各电场中，A 、B 两点电场强度相同的是( )解析：选C.A 图中，A 、B 两点场强大小相等，方向不同，B 图中，A 、B 两点场强的方向相同，但大小不等，C 图中是匀强电场，则A 、B 两点场强大小、方向相同；D 图中A 、B 两点场强大小、方向均不相同．故选C.2．一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F ，这点的电场强度为E ，在下图中能正确反映q 、E 、F 三者关系的是( )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电场力无关，A 、B 错误；检验电荷在该点受到的电场力F ＝Eq ，F 正比于q ，C 错误，D 正确．故选D.3．如图甲所示，在x 轴上有一个点电荷Q (图中未画出)，O 、A 、B 为轴上三点．放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示，则( )A ．A 点的电场强度大小为2×103 N/CB ．B 点的电场强度大小为2×103 N/CC ．点电荷Q 在AB 之间D ．点电荷Q 在AO 之间解析：选AC.设A 、B 两点的场强分别为E A 、E B ，根据图象信息可知，图线的斜率即为场强，则E A ＝2×103 N/C ，E B ＝－500 N/C ，A 、B 两点场强方向相反．由点电荷场强特点知，该点电荷应放在A 、B 之间，故选AC.4．(2019·高考新课标全国卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的．关于b 点电场强度E 的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)( )解析：选D.由a 至c 的弯曲情况可知受力方向指向图中虚线的右下方，b 点的速度方向v b 如图，由a 至c 速率递减可知受力方向如图中F ，α角大于90°，因为电荷为负，故场强方向应与F 反向，故选D.5．(2019·高考重庆卷)如图所示，电量为＋q 和－q 的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( )A ．体中心、各面中心和各边中点B ．体中心和各边中点C ．各面中心和各边中点D ．体中心和各面中心解析：选D.根据点电荷场强公式E ＝kQ r 2及正方体的对称性可知正方体内中心点及各面的中心点处场强为零，故选D.6.一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B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的速度大于B 点的速度D ．粒子的初速度不为零解析：选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左，粒子带负电，A 错误；A →B 电场强度变小，电场力变小，加速度变小，B 正确；粒子运动过程中，电场力与运动方向的夹角大于90°，所以速率减小，C 正确；若粒子的初速度为0，将沿电场线向左下侧运动，D 正确．故选BCD.7.如图所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a 、b 是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是( )A ．该粒子带正电荷，运动方向为由a 到bB ．该粒子带负电荷，运动方向为由a 至bC ．该粒子带正电荷，运动方向为由b 至aD ．该粒子带负电荷，运动方向为由b 至a解析：选BD.由运动轨迹可判定电场力方向向左，则粒子应带负电，运动方向a →b 与b →a 均有可能．故选BD.8.(2019·温州十校联考)如图所示，在正方形的四个顶点各放一电荷量均为Q 的点电荷(电性如图所示)，a 、b 、c 、d 是正方形边长的中点，则以下说法中错误的是( )A ．a 、b 、c 、d 四点的场强相同B ．a 、c 两点的场强一定等大且反向C ．b 、d 两点的场强一定等大且反向D ．e 点的场强一定为零解析：选A.根据放置的电荷的位置和对称性可知，a 、b 、c 、d 四个点场强大小相等，但方向不同，A 错误；由对称性知，a 、c 两点和b 、d 两点的场强大小相等、方向相反，B 、C 正确；同理，由对称性知e 点的场强为零，D 正确．故选A.☆9.如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E 1；若将N 点处的点电荷移到P 点，则O 点的场强大小变为E 2，E 1与E 2之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶ 3D ．4∶ 3解析：选B.依题意，每个点电荷在O 点产生的场强为E 12，则当N 点处的点电荷移至P 点时，O 点场强如图所示，合场强大小为E 2＝E 12，则E 1E 2＝21，故选B. 二、非选择题10.如图所示，空间中A 、B 、C 三点的连线恰构成一直角三角形，且∠C ＝30°，AB ＝L ，在B 、C 两点分别放置一点电荷，它们的电量分别是＋Q 与－Q (静电力常量为k )．求斜边AC 的中点D 处的电场强度．解析：连接BD ，三角形ABD 为等边三角形，可得BD ＝CD ＝AB ＝L .点电荷＋Q 与－Q 在D处产生的场强大小均为E 1＝k Q L 2，方向如图所示，二者之间夹角大小为60°.据电场的叠加原理可知，D 处的电场强度为这两个场强的矢量和，可解得E ＝2E 1cos 30°＝2×kQ L 2×32＝3kQ L 2，方向水平向右． 答案：3kQ L2，方向水平向右 11.在场强为E 的匀强电场中，取O 点为圆心，r 为半径作一圆周，在O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷，a 、b 、c 、d 为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷＋q 放在d 点恰好平衡时(如图所示)．(1)匀强电场场强E 的大小，方向如何？(2)检验电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？(3)检验电荷＋q 放在点b 时，受力F b 的大小、方向如何？解析：(1)由题意可知：F 1＝k Qq r2，F 2＝qE 由于F 1＝F 2，所以qE ＝k Qq r 2，E ＝k Q r2 匀强电场方向沿db 方向．(2)检验电荷放在c 点：E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r2 所以F c ＝qE c ＝2k Qq r 2 方向与ac 方向成45°角斜向下(如图所示)．(3)检验电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r2 所以F b ＝qE b ＝2k Qq r2，方向沿db 方向． 答案：(1)k Q r 2，方向沿db 方向 (2)2k Qq r 2，方向与ac 方向成45°角斜向下 (3)2k Qq r2，方向沿db 方向☆12.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E ，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m 的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球与右极板的水平距离为b ，如图所示．问：(1)小球带电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？解析：对小球进行正确的受力分析和剪断丝线后小球运动过程的判定是分析该题的前提和关键．(1)由于小球处于平衡状态，对小球进行受力分析，如图所示．由图可得qE ＝mg tan θ，故q ＝mg tan θE. (2)F T ＝mg cos θ，剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力和电场力的合力等于mg cos θ，小球的加速度a ＝F 合m ＝g cos θ.小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为l ＝bsin θ，由l ＝12at 2得，t ＝2l a ＝ 2b cos θg sin θ＝2b g cot θ. 答案：(1)mg tan θE (2) 2bg cot θ。

高二物理（人教版）选修3-1章节综合测试卷第一章静电场一、选择题（本大题共12小题,每小题5分,共60分。

在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

）1. 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的（）A. 极板X、Y接电源的正极,Xˊ、Yˊ接电源的负极B. 极板X 、Yˊ接电源的正极,Xˊ、Y接电源的负极C. 极板Xˊ、Y接电源的正极,X、Yˊ接电源的负极D. 极板Xˊ、Yˊ接电源的正极,X、Y接电源的负极2. 如图,平行板电容器经开关S与电源连接,C点所在位置的空间坐标不变且始终处于由带电平板所激发的匀强电场中,选取B板的电势为零,关于C点电势的变化情况,以下说法正确的是（）A. 开关S闭合,将A 板上移一小段距离,极板间电场强度变弱,C 点电势升高B. 开关S闭合,将B板上移一小段距离,极板间电场强度变强,C点电势升高C. 开关S先闭合后断开,然后将A 板上移一小段距离,场强不变,C点电势升高D. 开关S先闭合后断开,然后将B板下移一小段距离,场强不变,C点电势升高3. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势φ随位移x变化的关系如图所示,其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2～x3段是直线,则下列说法不正确的是:（）A. 粒子在0～x 2段做匀变速运动,x 2～x 3段做匀速直线运动B. x 2～x 3段的电场强度大小方向均不变,为一定值C. x 1处电场强度大小为零D. 粒子在0处的动能小于在x 3的动能4. 如图所示,在竖直放置间距为d 的平行板电容器中,存在电场强度为E 的匀强电场．有一质量为m ,电荷量为q +的点电荷从两极板正中间处静止释放,重力加速度为g ．则点电荷运动到负极板的过程A. 加速度大小为qE a g m =+ B. 所需的时间为dm t Eq= C. 下降的高度为 2d y =D. 电场力所做的功为 W Eqd =5. 如图所示,一质量为m 、电荷量为q (q >0)的带电小球A （可视为点电荷）用绝缘细线悬挂在O 点．空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出),小球A 静止时细线与竖直方向的夹角θ=60°,则匀强电场强度大小为 A. mg qB. 3mg qC. 3mg qD. 3mg 6. 关于电场强度、电势、电势能的说法中正确的有（ ）A. 在电场中,电势高的地方,电场强度就大B. 在电场中,电势高地方,电荷在该点具有的电势能就大C. 在电场中某一点,若放入的电荷电量越大,它所具有的电势能越大D. 在正点电荷电场中任一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷的电势能7. 如图所示,带电体 P 、Q 可视为点电荷,电荷量相同．倾角为θ、质量为 M 的斜面体放在粗糙水平面上,将质量为 m 的物体 P 放在粗糙的斜面体上,当物体 Q 放在与 P 等高（ PQ 连接水平）且与物体 P 相距为 r 的右侧位置时,P静止且受斜面体的摩擦力为0,斜面体也保持静止,静电力常量为k,则下列说法正确的是（）A. P所带电荷量为2tanmgkrθB. P对斜面压力为0C. 斜面体受到地面的摩擦力为0D. 斜面体对地面的压力为(M+ m )g8. 如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,电场力做的功为1.5J．则下列说法正确的是( )A. 粒子在A点和B点时的动能和电势能之和相等B. 粒子在A点的电势能比在B点少1.5JC. 粒子在A点的动能比在B点少0.5J D. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5J 9. 图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N 点．可以判定A. M点的电势小于N点的电势B. 粒子带正电, M点的电势大于N点的电势C. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能10. 空间有一电场,各点电势ϕ随位置x的变化情况如图所示．下列说法正确的是（）A. O 点的电场强度一定为零B. 1x -与2x -点的电场强度相同C. 1x -和2x -两点同一等势面上D. 将负电荷从1x -移到1x 电荷的电势能增大11. 如图所示,离地高 H 处有一质量为 m ,带电量为+q 的物体处于电场强度随时间变化规律为 E= E0-kt(E 0和 k 均为大于零的常数,水平向左为电场正方向)的均匀电场中,物体与竖直绝缘墙壁的动摩擦因数为μ,已知μqE 0＞mg,t=0 时,将物体从墙上由静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑 h （ h ＜H ）时恰好脱离墙面,此时速度大小为 v ,最终落在地面上,则A. 物体落地前做加速度一直增大的加速运动B. 物体从脱落墙壁到落地前的运动轨迹是直线C. 物体克服摩擦力做的功等于 mgh-212mvD. 物体与墙壁脱离的时刻等于 0E k12. 在水平向右的匀强电场中,有一质量为m 、电荷量为q （q ＜0）运动的带电小球,经过P 点时速度大小是v 0,方向沿电场线方向；到达Q 点速度方向变为垂直电场线竖直向下,速度大小v=v 0,如图所示．重力加速度为g,下列说法中正确的是（ ）A. 带电小球在做加速度不断变化的曲线运动B. 带电小球在做匀变速曲线运动,加速度大小2a g =C. 从P 到Q 运动中带电小球的速率保持不变D. 从P 到Q 运动中带电小球的机械能减少了2012mv 二、非选择题（本大题共4小题,第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分） 13. 把质量是32.010kg -⨯的带电小球B 用细线悬挂起来,如图所示．若将带电荷量为84.010C -⨯的小球A 靠近B ,平衡时细线与竖直方向成45︒角,A 、B 在同一水平面上,相距0.30m ,试求：(1) A 球受到的电场力多大？(2) B 球所带电荷量为多少？14. 一匀强电场,场强方向是水平的（如图）.一个质量为m 的带正电q 的小球,从O 点出发,初速度的大小为v 0,在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求：（1）小球作什么运动？（2）匀强电场的电场强度？（3）小球运动到最高点时其电势能变化了多少？.15. 如图所示,金属丝发射出来电子（初速度为零,不计重力）被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转电场。

1．关于电场线的性质,以下说法正确的有()A．电场线是电荷在电场中的运动轨迹B．电场线的分布情况反映电场中不同点的场强的相对大小C．电场线的箭头方向表示场强减弱的方向D．空间中两条电场线不能相交解析：选BD.电场线是为了描述电场的强弱及方向的方便而引进的假想线,它一般不与电荷的运动轨迹重合,A错误,B正确．电场线的箭头方向表示场强的方向,C错误．由于电场的具体方向与电场线上某点的切线方向相同,假设两条电场线相交,那么在该点可以作出两条切线,说明该点的电场不唯一,这与实际不符,D正确．应选BD.2．(2019·大庆一中高二检测)电场中有一点P ,以下哪种说法是正确的()A．假设放在P点电荷的电荷量减半,那么P点的电场强度减半B．假设P点没有试探电荷,那么P点电场强度为零C．P点电场强度越大,那么同一电荷在P点所受电场力越大D．P点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向解析：选C.为了知道电场中某点的电场强度,可以把一个试探电荷放入该点,其受到的可反映该点场强的大小,但该点的电场强度由电场本身电场力F与自身的电荷量q的比值Fq决定,与试探电荷的电荷量多少、电性无关,A、B错误．由E＝F得F＝Eq ,当q一定时,Eq越大,F越大,C正确．电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点时受到的电场力的方向,与负电荷受力的方向相反,D错误．应选C.3.(2019·沈阳二中高二期中)如下图,直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上两点．假设带电粒子运动中只受电场力作用,根据此图可以做出的判断是()A．带电粒子所带电荷的符号B．带电粒子在a、b两点的受力方向C．带电粒子在a、b两点的加速度何处大D．带电粒子在a、b两点的加速度方向解析：选BCD.如下图,由于带电粒子在电场力作用下做曲线运动,所以电场力应指向轨迹的凹侧,且沿电场线,即沿电场线向左,B正确；由于电场线方向未知,故不能确定带电粒子的电性,A知,错误；加速度由电场力产生,由于a处电场线较b处密,所以a处电场强度大,由E＝Fq带电粒子在a处受电场力大,故加速度大,且方向与电场力方向相同,C、D正确．应选BCD.4．(2019·华南师大附中高二检测)如下图,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,那么电子除受电场力外,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,方向水平向右解析：选B.等量异种电荷电场线分布如图甲所示,由图中电场线的分布可以看出,从A 点到O点,电场线由疏到密；从O点到B点,电场线由密到疏,所以沿点A、O、B ,电场强度应先由小变大,再由大变小,方向为水平向右,如图乙所示．由于电子做匀速直线运动,所受合外力必为零,故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反,电子受到电场力方向水平向左,且沿点A、O、B运动的过程中,电场力由小变大,再由大变小,故另一个力的方向应水平向右,其大小应先变大后变小,应选B.5．地球是一个带电体,且电荷均匀分布于地球外表．假设地球外表附近有一电量为2×10－4 C的正电荷受到4×10－3 N的电场力,且方向竖直向下,那么地球带何种电荷？所带总电量为多少？(地球半径R＝6.4×106 m ,k＝9×109 N·m2/C2)解析：地球所带电量可以认为集中于地球中心,设地球所带电量为Q,那么地球外表附①近的场强E＝kQR2②据场强定义知E＝Fq将k＝9×109 N·m2/C2 ,R＝6.4×106 m ,F＝4×10－3 N ,q＝2×10－4 C代入①②,求得Q＝9.1×104 C因正电荷受到的电场力竖直向下,故地球外表附近的电场方向竖直向下,即指向地心,地球带负电．答案：负电9.1×104 C一、选择题1．以下各电场中,A、B两点电场强度相同的是()解析：选C.A图中,A、B两点场强大小相等,方向不同,B图中,A、B两点场强的方向相同,但大小不等,C图中是匀强电场,那么A、B两点场强大小、方向相同；D图中A、B 两点场强大小、方向均不相同．应选C.2．一个检验电荷在电场中某点受到的电场力为F,这点的电场强度为E,在以下图中能正确反映q、E、F三者关系的是()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电场力无关,A、B错误；检验电荷在该点受到的电场力F＝Eq ,F正比于q ,C错误,D 正确．应选D.3．如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出) ,O、A、B为轴上三点．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示,那么() A．A点的电场强度大小为2×103 N/CB．B点的电场强度大小为2×103 N/CC．点电荷Q在AB之间D．点电荷Q在AO之间解析：选AC.设A、B两点的场强分别为E A、E B,根据图象信息可知,图线的斜率即为场强,那么E A＝2×103 N/C ,E B＝－500 N/C ,A、B两点场强方向相反．由点电荷场强特点知,该点电荷应放在A、B之间,应选AC.4．(2019·高考新课标全国卷)一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向,以下图示中可能正确的选项是(虚线是曲线在b点的切线)()解析：选D.由a至c的弯曲情况可知受力方向指向图中虚线的右下方,b点的速度方向v b如图,由a至c速率递减可知受力方向如图中F,α角大于90°,因为电荷为负,故场强方向应与F 反向,应选D.5．(2019·高考重庆卷)如下图,电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有()A．体中心、各面中心和各边中点B ．体中心和各边中点C ．各面中心和各边中点D ．体中心和各面中心解析：选D.根据点电荷场强公式E ＝kQ r 2及正方体的对称性可知正方体内中心点及各面的中心点处场强为零 ,应选D.6.一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 ,那么( )A ．粒子带正电B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的速度大于B 点的速度D ．粒子的初速度不为零解析：选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左 ,粒子带负电 ,A 错误；A →B 电场强度变小 ,电场力变小 ,加速度变小 ,B 正确；粒子运动过程中 ,电场力与运动方向的夹角大于90° ,所以速率减小 ,C 正确；假设粒子的初速度为0 ,将沿电场线向左下侧运动 ,D 正确．应选BCD.7.如下图 ,实线表示匀强电场中的电场线 ,一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示 ,a 、b 是轨迹上的两点 ,关于粒子的运动情况 ,以下说法中可能的是( )A ．该粒子带正电荷 ,运动方向为由a 到bB ．该粒子带负电荷 ,运动方向为由a 至bC ．该粒子带正电荷 ,运动方向为由b 至aD ．该粒子带负电荷 ,运动方向为由b 至a解析：选BD.由运动轨迹可判定电场力方向向左 ,那么粒子应带负电 ,运动方向a →b 与b →a 均有可能．应选BD.8.(2019·温州十校联考)如下图 ,在正方形的四个顶点各放一电荷量均为Q 的点电荷(电性如下图) ,a 、b 、c 、d 是正方形边长的中点 ,那么以下说法中错误的选项是( )A ．a 、b 、c 、d 四点的场强相同B ．a 、c 两点的场强一定等大且反向C ．b 、d 两点的场强一定等大且反向D ．e 点的场强一定为零解析：选A.根据放置的电荷的位置和对称性可知 ,a 、b 、c 、d 四个点场强大小相等 ,但方向不同 ,A 错误；由对称性知 ,a 、c 两点和b 、d 两点的场强大小相等、方向相反 ,B 、C 正确；同理 ,由对称性知e 点的场强为零 ,D 正确．应选A.☆9.如下图 ,M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点 ,O 点为半圆弧的圆心 ,∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点 ,这时O 点电场强度的大小为E 1；假设将N 点处的点电荷移到P 点 ,那么O 点的场强大小变为E 2 ,E 1与E 2之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶ 3D ．4∶ 3解析：选B.依题意 ,每个点电荷在O 点产生的场强为E 12,那么当N 点处的点电荷移至P 点时 ,O 点场强如下图 ,合场强大小为E 2＝E 12 ,那么E 1E 2＝21,应选B. 二、非选择题10.如下图 ,空间中A 、B 、C 三点的连线恰构成一直角三角形 ,且∠C ＝30° ,AB ＝L ,在B 、C 两点分别放置一点电荷 ,它们的电量分别是＋Q 与－Q (静电力常量为k )．求斜边AC 的中点D 处的电场强度．解析：连接BD ,三角形ABD 为等边三角形 ,可得BD ＝CD ＝AB ＝L .点电荷＋Q 与－Q 在D 处产生的场强大小均为E 1＝k Q L 2 ,方向如下图 ,二者之间夹角大小为60°.据电场的叠加原理可知 ,D 处的电场强度为这两个场强的矢量和 ,可解得E ＝2E 1cos 30°＝2×kQ L 2×32＝3kQ L2 ,方向水平向右． 答案：3kQ L 2,方向水平向右 11.在场强为E 的匀强电场中 ,取O 点为圆心 ,r 为半径作一圆周 ,在O 点固定一电荷量为＋Q 的点电荷 ,a 、b 、c 、d 为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一检验电荷＋q 放在d 点恰好平衡时(如下图)．(1)匀强电场场强E 的大小 ,方向如何？(2)检验电荷＋q 放在点c 时 ,受力F c 的大小、方向如何？(3)检验电荷＋q 放在点b 时 ,受力F b 的大小、方向如何？解析：(1)由题意可知：F 1＝k Qq r2 ,F 2＝qE 由于F 1＝F 2 ,所以qE ＝k Qq r 2 ,E ＝k Q r2 匀强电场方向沿db 方向．(2)检验电荷放在c 点：E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r2 所以F c ＝qE c ＝2k Qq r 2 方向与ac 方向成45°角斜向下(如下图)．(3)检验电荷放在b 点：E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r2 所以F b ＝qE b ＝2k Qq r2 ,方向沿db 方向． 答案：(1)k Q r 2 ,方向沿db 方向 (2)2k Qq r 2 ,方向与ac 方向成45°角斜向下 (3)2k Qq r2 ,方向沿db 方向☆12.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场．其电场强度为E ,在该匀强电场中 ,用丝线悬挂质量为m 的带电小球 ,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡 ,此时小球与右极板的水平距离为b ,如下图．问：(1)小球带电荷量是多少？(2)假设剪断丝线 ,小球碰到金属板需多长时间？解析：对小球进行正确的受力分析和剪断丝线后小球运动过程的判定是分析该题的前提和关键．(1)由于小球处于平衡状态 ,对小球进行受力分析 ,如下图．由图可得qE ＝mg tan θ ,故q ＝mg tan θE.(2)F T ＝mg cos θ,剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等 ,故剪断丝线后小球所受重力和电场力的合力等于mg cos θ ,小球的加速度a ＝F 合m ＝g cos θ.小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动 ,当碰到金属板上时 ,它的位移为l ＝b sin θ ,由l ＝12at 2得 ,t ＝2l a ＝ 2b cos θg sin θ＝ 2b gcot θ. 答案：(1)mg tan θE (2) 2b g cot θ。

(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．仔细观察下列与静电有关的各图，属于防范静电的是( )解析：选A.题给四个图中，B 、C 、D 均为静电现象的应用，故选A.2．(2019·洛阳统考)如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a 、b 两点，其中电势和场强都相同的是( )解析：选B.A 中，a 、b 两点场强的方向不同，A 错误；B 中a 、b 两点电势和场强均相同，B 正确；C 中，a 点电势高于b 点电势，C 错误；D 中，a 、b 两点场强的方向不同，D 错误．故选B.3．(2019·台州高二检测)两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F .若将两小球相互接触后分开一定的距离，两球间库仑力的大小变为43F ，则两小球间的距离变为( ) A.r 4 B.r 2C ．rD ．2r答案：B4.(2019·广州一中高二检测)如图所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止．若正对的平行板左右错开一些( )A ．带电尘粒将向上运动B ．带电尘粒将保持静止C ．错开过程中，通过电阻R 的电流方向为A 到BD ．错开过程中，通过电阻R 的电流方向为B 到A解析：选BC.平行板左右错开一些后，正对面积减小，但板间距离不变．由于电容器与电源相连，板间电压不变．由E ＝U d知，场强不变，带电尘粒受力不变，因而仍将静止，A 错误，B 正确．两板错开时，由C ＝εr S 4πkd知，电容减小，电荷量Q ＝U ·C 减小，因而电容器放电，电阻R 中电流方向为A 到B ，C 正确，D 错误，故选BC.5.(2019·银川一中质检)如图所示，平行金属板A 、B 之间有匀强电场，A 、B 间电压为600 V ，A 板带正电并接地，A 、B 两板间距为12 cm ，C 点离A 板4 cm ，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 eV ，把一个电子从C 点移动到B 板，电场力做功为－400 eVD ．电子在C 点具有的电势能为200 eV ，把一个电子从C 点移动到B 板，电场力做功为－400 eV解析：选BD.A 接地，则其电势为零，又因为A 、B 间电压为600 V ，则B 处电压为－600 V ，由此知C 点电势为负值，则A 、B 间场强E ＝U /d ＝600 V/12 cm ＝50 V/cm ＝5 000 V/m ，则φC ＝E ×d C ＝50 V/cm ×(－4 cm)＝－200 V ，B 正确，A 错误；电子在C 点具有的电势能为200 eV ，把一个电子从C 点移动到B 板，电场力做功为－400 eV ，C 错误，D 正确．故选BD.6.(2019·安徽阜阳一中高二检测)如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷，将质量为m ，电荷量为q 的小球从圆弧管的水平直径端点由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB 弧中点处的电场强度的大小为( )A ．mg /qB ．2mg /qC ．3mg /qD ．4mg /q答案：C7.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，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M 和N 是轨迹上的两点，其中M 点在轨迹的最右端．不计重力，下列表述正确的是( )A ．粒子在M 点的速率最大B ．粒子所受电场力沿电场方向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解析：选C.根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹侧，再结合电场力的特点可知粒子带负电，即受到的电场力方向与电场线方向相反，B 错误；从N 到M 电场力做负功，减速，电势能在增加，当达到M 点后电场力做正功，速度增加，电势能在减小，则在M 点的速度最小，A 、D 错误；粒子在整个过程中只受电场力，根据牛顿第二定律知加速度不变，C 正确．故选C.8.(2019·河北教学监测)一带正电的粒子在电场中做直线运动的v -t 图象如图所示，t 1、t 2时刻分别经过M 、N 两点，已知运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确的是( )A ．该电场可能是由某正点电荷形成的B ．M 点的电势高于N 点的电势C ．从M 点运动到N 点的过程中，电势能逐渐增大D ．粒子在M 点所受到的电场力大于在N 点所受到的电场力解析：选C.由题中的v －t 图象可知：该粒子做的是匀减速直线运动，则粒子所处的电场均为匀强电场，A 、D 错误；由于粒子带正电，正电荷的受力方向跟该点场强的方向相同，如图所示，因为沿着电场线的方向电势降低，故M 点的电势低于N 点的电势，B 错误；从M 点运动到N 点的过程中，电场力做负功，电势能增加，C 正确．故选C.9.假设在某电场中沿x 轴方向上，电势φ与x 的距离关系如图所示，现有一个电子在电场中仅受电场力作用移动，则下列关于电场和电子能量说法正确的是( )A ．区域x 3～x 4内沿x 轴方向的电场强度均匀增大B ．区域x 6～x 7内沿x 轴方向场强为零C ．若电子从电势为2 V 的x 1位置向右移动到电势为2 V 的x 7位置，为了通过电势为3 V 的x 4位置，电子至少应具有1 eV 的初动能D ．电子在区域x 1～x 2内沿x 轴方向所受电场力小于区域x 3～x 4内沿x 轴方向所受电场力解析：选BD.在x 轴方向上，由E ＝U d ＝ΔφΔx可知，图象斜率表示沿x 轴方向场强大小，则区域0～x 1、x 2～x 3、x 4～x 5、x 6～x 7沿x 轴方向场强为0，区域x 1～x 2、x 3～x 4、x 5～x 6沿x 轴方向场强大小恒定，且区域x 1～x 2内的场强大小小于区域x 3～x 4内的场强大小．区域x 1～x 2内电势不断降低，场强方向沿x 轴正向，区域x 3～x 4内电势不断升高，场强方向沿x 轴负向，区域x 5～x 6内电势不断降低，场强方向沿x 轴正向，电子从x 1位置向右运动的过程中，在区域x 1～x 2内受沿x 轴负方向的电场力，做减速运动，电场力做负功，为了能通过整个区域，电子至少应具有2 eV 的初动能，电子在区域x 3～x 4内时，电场力沿x 轴正向，做正功，故选BD.10．如图甲所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处．若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上．则t 0可能属于的时间段是( )A ．0＜t 0＜T 4 B.T 2＜t 0＜3T 4C.3T 4＜t 0＜T D ．T ＜t 0＜9T 8解析：选B.因粒子最终打在A 板上，所以最初粒子应先向A 板运动，故释放时粒子受力向A ，即场强的方向最初向A ，A 、D 错误．设加速的时间为t ，则减速向A 运动的时间也为t ，返回加速时间为⎝⎛⎭⎫T 2－t ，返回减速时间为⎝⎛⎭⎫T 2－t .所以有12at 2＋12at 2－12a ⎝⎛⎭⎫T 2－t 2－12a ⎝⎛⎭⎫T 2－t 2＞0，一定能打到A 板，t ＞T 4.所以释放该粒子的时刻段为T 2＜t 0＜3T 4.故B 正确，D 错误．故选B.二、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11.(10分)一条长3L 的线穿着两个完全相同的小金属环A 和B ，质量均为m ，将线的两端都系于同一点O ，如图所示，当两金属环带电后，由于两环间的静电斥力使丝线构成一个等边三角形，此时两环处于同一水平线上，如果不计环与线的摩擦，两环各带多少电量？(静电力常量为k )解析：线并没有拴住小金属环，故三段线的拉力均相等，设拉力为F T ，对环A 受力分析如图． 竖直方向有F T ·sin 60°＝mg (3分)水平方向有F ＝F T ＋F T cos 60°(3分)由库仑定律F ＝k Q 2L2(2分) 联立解得Q ＝L3mg k .(2分) 答案：均带L 3mg k12.(14分)如图所示，有一电子(电荷量为e )经电压U 0加速后，进入两块间距为d 、电压为U 的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：(1)金属板AB 的长度；(2)电子穿出电场时的动能．解析：(1)设电子飞离加速电场时的速度为v 0，由动能定理得eU 0＝12m v 20①(2分) 设金属板AB 的长度为L ，电子偏转时间t ＝L v 0②(2分) 电子在偏转电场中产生偏转加速度a ＝eU md ③(2分) 电子在电场中偏转y ＝12d ＝12at 2④(3分) 由①②③④得：L ＝d 2U 0U.(2分)(2)设电子穿出电场时的动能为E k ，根据动能定理E k ＝eU 0＋e U 2＝e (U 0＋U 2)．(3分) 答案：(1)d 2U 0U(2)e ⎝⎛⎭⎫U 0＋U 2 13.(2019·保定调研)(16分)如图所示，光滑竖直圆环轨道，O 为圆心，半径为R ＝0.5 m ，B 点与O 点等高，在最低点固定一点电荷A ，B 点恰能静止一质量为m ＝0.1 kg ，电荷量为q＝2×10－6 C 的带电小球，现将点电荷A 的电荷量增加为原来的两倍，小球沿圆环轨道向上运动到最高点C 时的速度为10 m/s ，取g ＝10 m/s 2，静电力常量k ＝9.0×109 N·m/C 2.求：(1)开始时点电荷A 的带电荷量Q 是多少？(2)小球在B 点刚开始运动时的加速度；(3)小球在C 点时，对轨道的压力；(4)点电荷A 的电荷量增加为原来的两倍后，B 、C 两点间的电势差．解析：(1)设点电荷A 的电荷量为Q ，受力分析如图所示，小球在B 点静止，则有： k qQ (2R )2＝2mg (2分) 代入数据解得：Q ＝118×10－3 C ．(1分) (2)当A 的电荷量增加为原来的两倍时，则有 k 2qQ (2R )2cos 45°－mg ＝ma (3分) 所以a ＝g ＝10 m/s 2，方向竖直向上．(1分)(3)在C 点时，设轨道对球的压力方向向下，大小为F N ，根据圆周运动知识可得mg ＋F N －k 2qQ (2R )2＝m v 2C R (3分) 代入数据解得：F N ＝(2＋1) N(1分)则此时小球对轨道的压力大小也为(2＋1) N ，方向为竖直向上．(2分)(4)设B 、C 两点间电势差为U ，则由动能定理可得qU －mgR ＝12m v 2C (2分) 代入数据解得：U ＝22×106 V ．(1分) 答案：见解析。

1．(2019·济南外国语学校高二期中)关于点电荷的说法，正确的是( )A ．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看做点电荷C ．点电荷一定是电量很小的电荷D ．体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷解析：选D.一个带电体能否被视为点电荷完全取决于自身的几何形状大小和带电体距离之间的比较，与带电体的大小无关．故选D.2．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r 2，则小球间库仑力的大小变为( )A.112FB.34F C.43F D ．12F 解析：选C.因为相同的两带电金属小球接触后，它们的电荷量先中和后均分，所以接触后两小球带电荷量均为Q ′＝－Q ＋3Q 2＝Q ，由库仑定律得：接触前F ＝k 3Q 2r 2，接触后F ′＝k Q ′2⎝⎛⎭⎫r 22＝k 4Q 2r 2，联立得F ′＝43F ，故选C. 3.如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A 和B 相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知( )A ．B 球受到的库仑力较大，电荷量较大B ．B 球的质量较大C ．B 球受到的拉力较大D ．两球接触后，再处于静止状态时，悬线的偏角α′、β′仍满足α′＜β′解析：选D.分别以A 、B 球为研究对象，其受力情况如图所示，由共点力的平衡条件得m A g ＝F A tan α、F T A ＝F A sin α，m B g ＝F B tan β、F T B ＝F B sin β.而F A ＝F B ，又α＜β，所以m A ＞m B ，F T A ＞F T B .两球接触后，每个小球的电荷量可能都发生变化，但相互间的静电力仍满足牛顿第三定律，因此仍有上述关系，故选D.4.(2019·河北衡水中学高二检测)两个可自由移动的点电荷，分别放在A 、B 两处，如图所示，A 处电荷带正电Q 1，B 处电荷带负电Q 2，且Q 2＝4Q 1，另取一个可以自由移动的点电荷Q 3放在A 、B 直线上，欲使Q 1、Q 2、Q 3三者均处于平衡状态，则( )A ．Q 3为负电荷，且放于A 左方B ．Q 3为负电荷，且放于B 右方C ．Q 3为正电荷，且放于A 、B 之间D ．Q 3为正电荷，且放于B 右方解析：选A.“两同夹一异”即由“同性在两边，异性在中间”．若Q 3为负电荷，必放于A 点左方；若Q 3为正电荷，则必处于B 点右方，排除B 、C.由“两大夹一小”知，Q 2不能处于中间位置，排除D ，故选A.5.如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B ，静止在如图所示位置，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，求A 、B 两球间的距离．解析：小球B 的受力情况如图所示．则小球所受库仑力F ＝mg tan θ又由库仑定律得F ＝k Qq r 2 所以两球间距离r ＝ kQq F ＝ 3kQq mg. 答案： 3kQq mg 一、选择题1．下列关于点电荷和元电荷的说法中，不．正确的是( ) A ．只有体积很小的带电体才可以看成点电荷B ．带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对它们间的相互作用力的影响可忽略不计时，带电体就可以视为点电荷C ．把1.6×10－19 C 的电荷量叫元电荷D ．任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍解析：选A.带电体能否被看成点电荷，不是因为带电体的大小问题，而是要考虑带电体的形状和体积对所研究问题有无影响．故选A.2.如图所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 和b ，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离 l 为球半径的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q ，那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库的表达式正确的是( )A ．F 引＝G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2 B ．F 引≠G m 2l 2，F 库≠k Q 2l 2 C ．F 引≠G m 2l 2，F 库＝k Q 2l 2 D ．F 引＝G m 2l 2，F 库≠k Q 2l2 解析：选D.由于a 、b 两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又l ＝3r ，不满足l ≫r 的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F 库≠k Q 2l2.虽然不满足l ≫r ，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看成质量集中于球心的质点，可以应用万有引力定律，故F 引＝G m 2l 2.故选D.3．设星球带负电，一带电粉尘悬浮在距星球表面1 000 km 的地方，又若将同样的带电粉尘带到距星球表面2 000 km 的地方相对于该星球无初速释放，则此带电粉尘( )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：选B.设粉尘距球心为r ，粉尘质量为m ，星球质量为M ，粉尘电荷量为q ，星球电荷量为Q ，则有k Qq r 2＝G Mm r2. 由等式可看出r 再大，等式仍成立，故选B.4．两个完全相同的金属球，带电荷量之比为1∶7，两球相距为r ，两者接触后再放回原位置，则它们之间的库仑力可能是原来的( ) A.47 B.37C.97D.167解析：选CD.设原来所带电荷量分别为Q 和7Q ，则两球间的库仑力为F ＝7kQ 2r 2，若两球带同种电荷，则分开后带电荷量分别为4Q ，则F ′＝16kQ 2r 2，D 正确；若两球带异种电荷，则分开后带电荷量分别为3Q ，则F ″＝9kQ 2r 2，C 正确．故选CD. 5.如图所示，完全相同的两个金属小球A 和B 带有等量电荷，系在一个轻质绝缘弹簧两端，放在光滑绝缘水平面上，由于电荷间的相互作用，弹簧比原来缩短了x 0.现将与A 、B 完全相同的不带电的金属球C 先与A 球接触一下，再与B 球接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量变为( )A.14x 0B.18x 0 C ．大于18x 0 D ．小于18x 0 解析：选D.因为原来弹簧处于压缩状态，A 、B 两球带的肯定是等量的异种电荷．将与A 、B 完全相同的不带电的金属球C 先与A 接触后，A 的电荷量将分一半给C ，当C 再与B接触时，C 、B 的异种电荷先中和，然后B 、C 平分，这样B 带的电荷量将为原来的14.此时如果仅根据库仑定律F ＝k q A q B r 2得出库仑力变为原来的18，弹簧弹力也要减小为原来的18才能平衡，因而弹簧的压缩量将变为原来的18，将错选B.实际上，当弹簧压缩量减小后，长度变长；由于静电感应，库仑力将变大，综合考虑这些因素，弹簧弹力应小于原来的18才能平衡，故选D.6.中子内有一个电荷量为＋23e 的上夸克和两个电荷量为－13e 的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，如图所示．在图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )解析：选B.电荷量为＋23e 的上夸克受另两个下夸克的吸引力，合力的方向一定竖直向下．对其中一个下夸克，受力情况如图所示，由于F 1的水平分力与F 2大小相等，方向相反，故F 1与F 2的合力竖直向上．故选B.7．(2019·浏阳一中高二检测)如图所示，电荷量为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点，两点相距L ，在以L 为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球q (视为点电荷)，在P 点平衡，若不计小球的重力，那么P A 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系满足( )A ．tan 2α＝Q 1Q 2B ．tan 2α＝Q 2Q 1C ．tan 3α＝Q 1Q 2D ．tan 3α＝Q 2Q 1解析：选D.带电小球q 在P 点平衡时，沿切线方向受力平衡，即F AP sin α＝F BP cos α根据库仑定律：F AP ＝k Q 1q (L cos α)2，F BP ＝k Q 2q (L sin α)2由以上两式可得D 项正确．故选D.☆8.如图所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍，每个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q 1∶q 2∶q 3为( )A ．－9∶4∶－36B ．9∶4∶36C ．－3∶2∶－6D ．3∶2∶6解析：选A.每个电荷都受到另外两个电荷对它的静电力的作用，其合力为零，这两个力必须满足的条件为：大小相等，方向相反．由分析可知：三者电性不可能相同，只能是如图所示两种情况．考虑q 2的平衡：由r 12∶r 23＝1∶2据库仑定律得q 3＝4q 1考虑q 1的平衡：由r 12∶r 13＝1∶3同理得：q 1∶q 2∶q 3＝1∶49∶4＝9∶4∶36 考虑电性后应为－9∶4∶－36或9∶－4∶36.故选A.☆9.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 一个垂直AB 方向的速度v 0，B 球将( )A ．若A 、B 为异种电荷，B 球一定做圆周运动B ．若A 、B 为异种电荷，B 球可能做加速度、速度均变小的曲线运动C ．若A 、B 为同种电荷，B 球一定做远离A 的变加速曲线运动D ．若A 、B 为同种电荷，B 球的动能一定会减小解析：选BC.带电小球之间的相互作用力大小满足库仑定律，但到底是斥力还是引力，取决于两电荷的电性，为此分下列两种情况讨论：(1)若两个小球的电荷为异种电荷，则B 受到A 的引力，方向指向A .又v 0⊥AB ，此时的情况类似于万有引力定律应用于人造卫星，当B 受到A 的库仑力恰好等于向心力，即k q 1q 2r 2＝m v 20r ，v 0＝ kq 1q 2mr时，B 球才能做匀速圆周运动．类比于人造卫星的情况可以得到，当v ＞v 0时，B 球将做库仑力、加速度、速度都变小的离心运动；当v ＜v 0时，B 球将做库仑力、加速度、速度逐渐增大的向心运动．(2)若两个小球的电荷为同种电荷，B 因受A 的库仑斥力而做远离A 的变加速曲线运动(因为A 、B 距离增大，故斥力变小，加速度变小，速度增加)，故选BC.二、非选择题10.一带电荷量为＋Q 、半径为R 的球，电荷在其内部能均匀分布且保持不变，现在其内部挖去一半径为R /2的小球后，如图所示，求剩余部分对放在两球心连线上一点P 处电荷量为＋q 的电荷的静电力．已知P 距大球球心距离为4R .解析：未挖去之前，＋Q 对＋q 的斥力为：F ＝kQq (4R )2挖去的小球带电荷量为：Q ′＝Q 4πR 33×4π⎝⎛⎭⎫R 233＝Q 8挖去的小球原来对＋q 的斥力为：F 1＝k Q 8q ⎝⎛⎭⎫4R －R 22＝kQq 98R2剩余部分对＋q 的斥力为：F 2＝F －F 1＝41kQq 784R 2，方向向右． 答案：41kQq 784R 2，方向向右 11.(2019·三明高二检测)如图所示，A 、B 是两个带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，若B的质量为30 3 g ，则B 带电荷量是多少？(取g ＝10 m/s 2)解析：因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，设A 、B 之间的水平距离为L .依据题意可得tan 30°＝h LL ＝h tan 30°＝1033cm ＝10 3 cm 对B 进行受力分析，如图所示依据物体平衡条件解得库仑力： F ＝mg tan 30°＝30 3×10－3×10×33N ＝0.3 N. 依据F ＝k q 1q 2r 2得：F ＝k Q 2L2. 解得Q ＝FL 2k ＝0.39×109×10 3×10－2 C ＝1.0×10－6 C.答案：1.0×10－6 C12．如图甲所示，一条长为3L 的绝缘细线穿过两个质量都是m 的小金属环A 和B ，将丝线的两端共同系于天花板上的O 点，使金属环带电后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电荷量是多少？某同学解答这道题的过程如下：设小环的电荷量为q ，则小环受到三个力的作用，拉力F T 、重力mg 和库仑力F ，受力分析如图乙所示．由受力平衡得，k q 2L 2＝mg tan 30°，q ＝ 3mgL 23k. 你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的解答．解析：不正确；受力分析时漏掉了AB 段细线上的拉力．正确解答：小环A 的受力分析如图所示，受四个力作用，重力mg 、库仑力F 、细线上两个拉力F T ，则F T sin 60°＝mgF T cos 60°＋F T ＝k q 2L2 解得q ＝3mgL 2k ＝L 3mg k. 答案：不正确 正确解答见解析。

1．质子(11H)、α粒子(42He)、钠离子(Na ＋)三个粒子分别从静止状态经过电压为U 的同一电场加速后，获得动能最大的是( )A ．质子(11H)B ．α粒子(42He)C ．钠离子(Na ＋)D ．都相同解析：选B.由qU ＝12m v 2－0得U 相同，α粒子带2个单位的正电荷，电荷量最大，所以α粒子获得的动能最大，故选B.2.(2019·芜湖一中高二检测)如图所示，电子由静止开始从A 板向B 板运动，当到达B 板时速度为v ，保持两板间电压不变，则( )A ．当增大两板间距离时，v 增大B ．当减小两板间距离时，v 增大C ．当改变两板间距离时，v 不变D ．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间增大解析：选CD.改变两极板之间间距但不改变电压值，电场力做功的大小不变，所以末速度不变．末速度确定，平均速度是末速度的12，距离增大，运动时间增加．故选CD. 3.平行金属板A 、B 分别带等量异种电荷，A 板带正电，B 板带负电，a 、b 两个带正电粒子，以相同的速率先后垂直于电场线从同一点进入两金属板间的匀强电场中，并分别打在B 板上的a ′、b ′两点，如图所示．若不计重力，则( )A ．a 粒子的带电荷量一定大于b 粒子的带电荷量B ．a 粒子的质量一定小于b 粒子的质量C ．a 粒子的带电荷量与质量之比一定大于b 粒子的带电荷量与质量之比D ．a 粒子的带电荷量与质量之比一定小于b 粒子的带电荷量与质量之比解析：选C.y ＝12·Eq m ⎝⎛⎭⎫x v 02，y 相同，x a ＜x b ，所以q a m a ＞q b m b，故选C. 4．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( )A ．极板X 应带正电B ．极板X ′应带正电C ．极板Y 应带正电D ．极板Y ′应带正电解析：AC.根据亮点的位置，偏向XY 区间，说明电子受到电场力作用发生了偏转，因此极板X 、极板Y 应带正电．故选AC.5.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B 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 ①在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即d ＝12at 2② 电子在平行电场方向上的加速度a ＝eE m ＝eU md③ 电子打在B 板上的区域面积S ＝πr 2④由①②③④得S ＝2πm v 2d 2eU. 答案：2πm v 2d 2eU一、选择题1．关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是( )A ．一定是匀变速运动B ．不可能做匀减速运动C ．一定做曲线运动D ．可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动解析：选A.带电粒子在匀强电场中受到的电场力恒定不变，可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动，故选A.2.(2019·江苏天一中学高二测试)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v 0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1/2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1/2B ．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：选BD.由题意知，带电粒子在电场中做减速运动，在粒子恰好能到达N 板时，由动能定理可得：－qU ＝－12m v 20要使粒子到达两极板中间后返回，设此时两极板间电压为U 1，粒子的初速度为v 1，则由动能定理可得：－q U 12＝－12m v 21联立两方程得：U 12U ＝v 21v 20可见，选项B 、D 均符合等式的要求．故选BD.3.竖直放置的平行金属板A 、B 连接一恒定电压，两个电荷M 和N 以相同的速率分别从极板A 边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场，恰好从极板B 边缘射出电场，如图所示，不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是( )A ．两电荷的电荷量可能相等B ．两电荷在电场中运动的时间相等C ．两电荷在电场中运动的加速度相等D ．两电荷离开电场时的速度大小相等解析：选AB.由t ＝L v 0知两电荷运动时间相等，故B 正确；由y ＝12at 2和y M ＝2y N 知，两电荷加速度不等，故C 错误；由a ＝qE m 知，仅当m M ＝12m N 时，两电荷量相等，故A 正确；由v y ＝at 知，v yM ≠v yN ，则合速度不等，故D 错误．故选AB.4. 如图所示，质子(11H)和α粒子(42He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y 之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶4 解析：选B.由y ＝12Eq m L 2v 20和E k0＝12m v 20，得：y ＝EL 2q 4E k0可知，y 与q 成正比，故选B. 5.(2019·济南第二中学高二检测)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，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( )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相等C ．三小球到达正极板时动能关系是E k A >E k B >E k CD ．三小球在电场中运动的加速度关系是a A >a B >a C解析：选A.初速度相同的小球，落点越远，说明运动时间越长，竖直方向加速度越小．所以A 、B 、C 三个落点上的小球的带电情况分别为带正电、不带电、带负电．故选A.6.如图所示，两金属板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出．现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的( )A ．2倍B ．4倍C.12D.14解析：选C.电子在两极板间做类平抛运动，水平方向l ＝v 0t ，t ＝l v 0，竖直方向d ＝12at 2＝qUl 22md v 20故d 2＝qUl 22m v 20，即d ∝1v 0，故选C. 7.如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y ，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)( )A ．增大偏转电压UB ．减小加速电压U 0C ．增大偏转电场的极板间距离dD ．将发射电子改成发射负离子解析：选AB.在加速电场中qU 0＝12m v 20，在偏转电场中y ＝12at 2，l ＝v 0t ，可得y ＝Ul 24U 0d ，可见增大偏转电压U ，减小加速电压U 0，减小极板间距离d 可使偏转位移y 增大，故A 、B 项正确，C 项错误．偏转位移的大小与发射的带电粒子的q 、m 无关，故D 项错误．故选AB.8.如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压U 1加速后垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h ，两平行板间的距离为d ，电势差为U 2，板长为L .为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量h U 2)，可采用的方法是( ) A ．增大两板间的电势差U 2B ．尽可能使板长L 短些C ．尽可能使板间距离d 小一些D ．使加速电压U 1升高一些解析：选C.电子的运动过程可分为两个阶段，即加速和偏转．分别根据两个阶段的运动规律，推导出灵敏度⎝⎛⎭⎫h U 2的有关表达式，然后再判断选项是否正确，这是解决此题的基本思路．电子经电压U 1加速有eU 1＝12m v 20，电子经过偏转电场的过程有L ＝v 0t ，h ＝12at 2＝eU 22mdt 2＝U 2L 24dU 1.由以上各式可得h U 2＝L 24dU 1.因此要提高灵敏度，若只改变其中的一个量，可采取的办法为增大L ，或减小d ，或减小U 1.故选C.☆9.(2019·高考安徽卷)图甲为示波管的原理图．如果在电极YY ′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX ′之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图A 、B 、C 、D 中的( )解析：选B.由题图乙及题图丙知，当U Y 为正时，Y 板电势高，电子向Y 偏，而此时U X 为负，即X ′板电势高，电子向X ′板偏，故选B.二、非选择题10.在如图所示的示波器的电容器中，电子以初速度v 0沿着垂直场强的方向从O 点进入电场，以O 点为坐标原点，沿x 轴取OA ＝AB ＝BC ，再过点A 、B 、C 作y 轴的平行线与电子径迹分别交于M 、N 、P 点，求AM ∶BN ∶CP 和电子途经M 、N 、P 三点时沿x 轴的分速度之比．解析：电子在电场中做类平抛运动，即在x 轴分方向做匀速直线运动，故M 、N 、P 三点沿x 轴的分速度相等，v Mx ∶v Nx ∶v Px ＝1∶1∶1又OA ＝AB ＝BC所以t OA ＝t AB ＝t BC根据电子沿－y 方向做匀加速运动，由y ＝12at 2得：AM ∶BN ∶CP ＝1∶4∶9. 答案：1∶4∶9 1∶1∶1☆11.示波器的示意图如图所示，金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场．电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上．设加速电压U 1＝1 640 V ，偏转极板长l ＝4 m ，金属板间距d ＝1 cm ，当电子加速后从两金属板的中央沿板平行方向进入偏转电场．求：(1)偏转电压U 2为多大时，电子束的偏移量最大？(2)如果偏转板右端到荧光屏的距离L ＝20 cm ，则电子束最大偏转距离为多少？解析：(1)设电子被电压U 1加速后获得速度大小为v 0，则有qU 1＝12m v 20在金属板间电子的最大偏移量y 1＝d 2＝0.5 cm 则y 1＝12at 2＝12qU 2md ·⎝⎛⎭⎫l v 02＝U 2l 24dU 1解得U 2＝2.05×10－2 V.(2)电子离开偏转电场后做匀速直线运动，可看做从极板的正中心沿直线射出，如图所示．由几何知识，得y 1y ＝l 2l 2＋L 解得y ＝0.55 cm.答案：(1)2.05×10－2 V (2)0.55 cm☆12.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A 、B 两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E 1＝2.0×103 N/C 和E 2＝4.0×103 N/C ，方向如图所示，带电微粒质量m ＝1.0×10－20 kg ，带电荷量q ＝－1.0×10－9 C ，A 点距虚线MN 的距离d 1＝1.0 cm ，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：(1)B 点距虚线MN 的距离d 2；(2)带电微粒从A 点运动到B 点所经历的时间t .解析：(1)带电粒子由A 运动到B 的过程中，由动能定理有|q |E 1d 1－|q |E 2d 2＝0，由上式解得d 2＝E 1E 2d 1＝0.50 cm. 或由牛顿运动定律和匀变速直线运动公式求解，由a ＝qE m ，得a 1＝12a 2，又由d ＝v 22a，可知d 2＝12d 1＝0.50 cm. (2)设微粒在虚线MN 两侧的加速度大小分别为a 1、a 2，由牛顿第二定律有|q |E 1＝ma 1，|q |E 2＝ma 2.设微粒在虚线MN 两侧运动的时间分别为t 1、t 2，由运动学公式有d 1＝12a 1t 21，d 2＝12a 2t 22，又t ＝t 1＋t 2，由以上各式解得t ＝1.5×10－8 s. 答案：(1)0.5 cm (2)1.5×10－8 s。

教学资料参考参考范本高中物理选修3・1 （人教版）第一章章末复习课含答案________ 年_______ 月 _______ 日___________________________ 部门①点电荷②k ③④正电荷⑤强弱⑥方向⑦⑧4>A⑨ΦB⑩qUAB @EPA (gEpB ⑬@动能定理顿第二定律结合运动学公式⑯S F 抛运动规律------------------------- 总结归纳提升能力 -------------------------主题1电场力和能的性质1. 电场强度.(1) 基本公式：E=适用于任何电场，E=k 适用于点电荷电场,E=适用于匀强电场.【知识体系】 宰仑定洼 条件:夏空≡E5∑ 丈小：F=② 1方向:童 ___________ 受力方向 /意•义：表示电场 ___________ 、聖 __________ i 特点:不封闭、不相交、垂直于等势面 电势:弋= _____________ 标量•有正负•与苓电势点.的选取有关里也•标量•有正负 •]电场线 电势差U 讣;=⑧ -S电场能宅 笔势面：形姦地场述电场丰电势的分布沿场看的方向电菸降落旻快在匀丢电场中:E=⅞电场逞更与电势圭的关系 診电力做功 电容磊的电容应用！ S= ________________ W 溶= ______________ -垄_____________电容定义式:c=3 _____________电容夫小决定式：1?= 梟(平行板电容器)!帝电粒子在电场中的运纤負囂¥ 侷我：利用⑪或⑮求解求襌(2)与电场力的关系：电场强度方向与电场力方向在同一条直线上.正电荷电场强度与电场力同向；负电荷电场强度与电场力反向.(3)电场强度叠加遵从平行四边形定则.2.电场线、电势和电场力：带电粒子只受电场力.(1)判断电场线的方向：由运动轨迹知合力(电场力)一定指向轨迹内侧.(2)顺着电场线电势是降低的，电势降低最快的方向是电场线的方向.(3)常见电场线：等量同种电荷：在连线上：电场强度先减到0(中点)再增大；电势先减小再增大但中点电势不为0.其中垂线上：从中点向外电场强度先增大后减小，电势逐渐减小.等量异种电荷：在连线上：电场强度先减小后增大，但中点不为0,电势从正电荷到负电荷一直减小.在中垂线上：电场强度从中点向外一直减小，电势不变(0势线)・3.电势能和动能(只受电场力)：(1)电场力做功：W=qU,也可用电场力与速度的夹角.电场力做正功：电势能减小，动能增大.电场力做负功：电势能增大，动能减小.(2)利用Ep= Φq.(3)利用能量守恒：电势能减小，动能增大.电势能增大，动能减小.电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为yH(O, a)M O NG(O, -α)X2.（20xx •江苏卷）（多选）两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，C是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，贝!K ）A.8点的电场强度比b点的大B.8点的电势比b点的高C.C点的电场强度比d点的大D.C点的电势比d点的低解析：由题图知，a点处的电场线比b点处的电场线密集，C点处电场线比d点处电场密集，所以A、C正确；过a点画等势线，与b 点所在电场线的交点在b点沿电场线的方向上，所以b点的电势高于a 点的电势，故B错误；同理可得d点电势高于C点电势，故D正确.A.,沿y轴正向C.,沿y轴正向答案：BB.,沿y轴负向D.,沿y轴负向答案：ACD主题2带电粒子在电场中的运动1.注意是否考虑重力.2.在加速电场中做匀加速直线运动：qU=mv.3.在偏转电场中做类平抛运动：垂直电场方向：I=VOt, 沿电场方向：y=t2=), 偏转角：tan θ =).4.先加速后偏转：偏转位移：y=,偏转角:tan θ =・【典例2】(20xx •海南卷)如图，平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角，上极板带正电.一电荷量为q(q>0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Eko竖直向上射出.不计重力，极板尺寸足够大.若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为()Qd解析：当电场足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动.将粒子初速度分解为垂直极板的Vy和平行极板的vx,根据运动的合成与分解，当Vy=O时，根据运动学公式有v=2d, Vy=VOCOS 45° ,联立得E=,故选项B正确.答案:B甜对训练3.(20xx •海南卷)如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距b在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>O)的粒子，在负极板附近有另一质量为m、电荷量为一q的粒子，在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动•已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距1的平面・若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，贝!)M：m为()A・ 3 : 2 B. 2 : 1 C. 5 ： 2 D. 3 : 1解析：设电场强度为E,两粒子的运动时间相同，对M有a=, 1=t2；对In有a' =, l = t2,联立解得=,A正确.答案：A-------------------------分析考情体验真题------------------------------- ◎统揽考情本章在高考中所占比重是比较高的，其中电场力和能的性质以及带电粒子在电场中运动都是常考的内容.在电场力和能的性质中需要掌握好对电场强度的理解，以及电场强度与电场力、电势和电势能的关系.在带电粒子在电场中的运动中，重点考査带电粒子的加速和 偏转.鎮题例析（20xx •全国I 卷）（多选）如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中对称.忽略空气阻力.由此可知（解析：油滴带负电，电势能减小，电势增加，所以Q 点电势高于P 点电势，选项A 正确；在油滴从P 点运动到Q 点的过程中，合外力 做正功，动能增加，所以Q 点动能大于P 点，B 选项正确；由于油滴 轨迹相对于过P 的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以 油滴所受合外力沿竖直方向，电场力竖直向上.当油滴从P 点运动到 Q 点时，电场力做正功，电势能减小，选项C 错误；由于匀强电场中 的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所 以选项D 错误.所以选AB.答案：AB谢对训练（20xx •全国I 卷）一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接 在恒压直流电源上.若将云母介质移出，则电容器（）A. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大运动，其轨迹在竖直面（纸面）内, 且相对于过轨迹最低点P 的竖直线 A. Q 点的电势比P 点高B. 油滴在Q 点的动能比它在P 点的大C. 油滴在Q 点的电势能比它在P 点的大D. 油滴在Q 点的加速度大小比它在P 点的小)B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变解析：由C=可知，当云母介质抽出时，Er变小，电容器的电容C变小.因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据Q=CU可知，当C减小时，Q减小.再由E=,由于U与d都不变，故电场强度E不变，所以答案为D.答案：D—章末集训迎战两考一1・（20xx •全国II卷）如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动•运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、C为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、C点的加速度大小分别为aa、ab> ac,速度大小分别为ya、 vb、vc,则（）A∙ aa>ab>ac^ va>vc>vb B∙ aa>ab>ac, vb>vc>vaC∙ ab>ac>aa^ vb>vc>va D∙ ab>ac>aa> va>vc>vb解析：点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越小，电场强度越大，粒子受到的电场力越大，带电粒子的加速度越大，所以ab >ac>aa,根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在运动的过程中，一直受静电斥力作用，离电荷最近的位置，电场力对粒子做的负功越多，粒子的速度越小，所以va>vc>vb,所以D正确，A、B、C错误.故选D.答案：D2.（20xx •海南卷）（多选）如图，一带正电的点电荷固定于O 点, 两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是（）A.M带负电荷，N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从C点运动到d点的过程中克服电场力做功答案：ABC3.（20xx∙课标全国II卷）如图，两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45° ,再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（）A.保持静止状态 B・向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动解析：旋转前重力和电场力二力平衡，旋转后电场力大小不变，但方向也按逆时针旋转，所以其合力方向便偏向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故D正确，A、B、C错误.答案:D4.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）・小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回.若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将（）A.打到下极板上B.在下极板处返回C.在距上极板处返回D.在距上极板d处返回解析：本题考查动能定理及静电场相关知识，意在考查考生对动能定理的运用•当两极板距离为d时，粒子从开始下落到恰好到达下极板过程中，根据动能定理可得：mgXd-qU=O,当下极板向上移动，设粒子在电场中运动距离X时速度减为零，全过程应用动能定理可得：mg×侈+^Hqx=O,两式联立解得：x=d,选项D正确•。

第一章静电场第1节电荷及其守恒定律1．自然界只有两种电荷，物理学中规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷．带有同种电荷的物体相互排斥，带有异种电荷的物体相互吸引．带有等量异种电荷的物体相互接触会发生中和现象．带电体的三个共同特点是：具有吸引轻小物体的性质；能使验电器金属箔张角发生变化；带电体之间有相互作用力．2．电荷既不会创生，也不会消灭，它只会从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．在转移过程中，电荷的总量不变，这个规律叫做电荷守恒定律．3．科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子、正电子与它带等量的电荷，但符号相反，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，e＝1.60×10－19_C.4．电子的比荷为em e＝1.76×1011 C/kg，质子的质量为电子质量的1 840倍，则质子的比荷为9.57×107 C/kg.5．关于摩擦起电，下列说法中正确的是()A．两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象B．摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷C．在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体D．在摩擦起电现象中正、负电荷同时发生转移答案 C解析在摩擦起电现象过程中电子会从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电．6．有A、B两个物体经摩擦后，使B带上了2.4×10－6 C的正电荷，则此过程中有________个电子发生了转移，是由________向________转移的．答案 1.5×1013B A【概念规律练】知识点一电荷及其相互作用1．以下判断小球是否带电的说法中正确的是()A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电答案BD解析用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电，A错误；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷，故B正确；用验电器的金属球接触它时，还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断，因此C不对；带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质，D正确．图12．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的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b不带电，如图1所示，现使b球带电，则() A．a、b之间不发生相互作用B．b将吸引a，吸在一起不分开C．b立即把a排斥开D．b先吸引a，接触后又把a排斥开答案 D解析b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥．因此本题突出“近旁”，以表示能吸引并能接触．点评电荷之间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，另外，带电体具有吸引轻小物体的性质．若带电体与不带电的物体相接触，由于电荷的重新分配，两物体会带上同种电荷，电荷之间就会有相互的排斥力．知识点二起电的三种方式3．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．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D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电答案BD解析摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电．若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．使物体带电并不是创造出电荷.点评使物体带电的三种方式的实质都是电子的转移：(1)摩擦起电是由于不同物体束缚电子能力的不同，而使物体得或失电子，即电子从一个物体转移到另一个物体上．(2)感应起电是在电荷的相互作用下导体中的自由电荷从导体的一端转移到导体的另一端，使导体两端分别带上等量异种电荷．(3)接触起电，是由于同种电荷相互排斥而使电荷转移到另一个物体上．4．如图2所示，A、B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是()图2A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍然张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开D．先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合答案AB解析把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开，A上带负电荷，B上带正电荷，A项正确；把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B仍带电，再重新让A、B 接触，A、B上的电荷就会相互中和，故B对，D错；先把C移去，再把A、B分开，A、B 上的电荷已相互中和，都不再带电，故C项错误．点评先分开A、B，再移去C，A、B的电荷不会中和；先移去C，再把A、B分开，A、B的电荷会发生中和，本题中，分析A、B中的电荷能否发生中和是解题的关键．知识点三元电荷与电荷守恒定律5．关于元电荷，下列说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的答案BCD解析实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷是不能连续变化的物理量．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，由以上分析可知正确选项为B、C、D.点评点电荷的电荷量都等于元电荷的整数倍．6．一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上的电荷几乎不存在了，这说明()A．小球上原有的负电荷逐渐消失了B．在此现象中，电荷不守恒C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由于电子的转移引起，仍然遵循电荷守恒定律答案CD解析绝缘小球上的电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球上的电荷量减小，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组成的系统而言，其电荷总量保持不变，因此C、D选项均正确．点评电荷既不会凭空创生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．【方法技巧练】接触起电的电荷分配7．有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2×10－4 C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据() A．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,4.0×10－5 CB．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,2.0×10－5 CC．4.5×10－5 C,4.5×10－5 C,3.0×10－5 CD．5.0×10－5 C,5.0×10－5 C,2.0×10－5 C答案 C解析A项中三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量，由电荷守恒定律排除A项；无论什么时候，若三个球同时接触，则每球各分总电荷量的1/3，且之后无论怎样接触，各球的电荷量都不会再发生变化．若三球电荷量不相等，最后一次必为两球接触，则必有两个球的电荷量相等，从而可排除B；选项C、D，均满足电荷守恒定律，设从第一次两球接触开始，如A、B接触，A、B各带电荷量6.0×10－5 C；第二次B、C接触后B、C各带电荷量3.0×10－5 C，三球所带电荷量分别为6.0×10－5 C、3.0×10－5 C、3.0×10－5 C；第三次用A、B接触，A、B各带电荷量4.5×10－5 C，即选项C的分配结果，由此又可推知，此后无论怎样接触，电荷量也不会多于4.5×10－5 C，从而选C而否定D.8．有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量Q A＝6.4×10－9 C，Q B ＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？答案电子由B球转移到了A球，转移了3.0×1010个．解析当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C 在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B 球带电荷量为Q B ′的正电，这样共转移的电子电荷量为ΔQ B ＝Q B ′－Q B ＝1.6×10－9 C －(－3.2×10－9) C ＝4.8×10－9 C转移的电子数n ＝ΔQ B e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C＝3.0×1010(个)． 方法总结 使物体带电的实质是电子发生了转移，而不是创造了电荷，并且在转移的过程中电荷的总量保持不变．当两球接触时，由于它们带相反电性的电荷，所以带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．如果两球完全相同，剩余的正电荷平均分配． 1．感应起电和摩擦起电都能使物体带电，关于这两种使物体带电的过程，下列说法中正确的是( )A ．感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分B ．感应起电是电荷从一个物体转移到另一个物体C ．感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体D ．摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体答案 D2．把一个带正电的金属小球A 跟同样的不带电的金属球B 相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看是因为( )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 球上答案 B3．如图3所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以( )图3A．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电D．乙图中两球至少有一个带电答案BC解析带电体对不带电导体也吸引，A错；只有同种电荷相互排斥，D错．4．如图4所示，将带电棒移近两不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是()图4A．先把两球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电答案AC解析B中若先移走棒，两球电荷又中和掉，不再带电，B错；两球是导体，可接触带电，也可以感应带电，A、C对，D错．5．如图5所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面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()图5A．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解析当带电体A靠近导体M端时，导体由于静电感应，两端出现异种电荷，故金箔都会张开．6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列4个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()答案 B解析由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球和箔片带异号电荷，A、C两项错误．验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷，D项错误．正确选项为B.7．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 CC ．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD ．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C答案 AD解析 由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有静电荷，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C 的正电荷，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．8．小华在旅游景点购买了一本物理参考书，回家后发现是窃版书．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 ．Q 1＝6.2×10－18 CB ．Q 2＝6.4×10－18 CC ．Q 3＝6.6×10－18 CD ．Q 4＝6.8×10－18 C答案 B9．如图6所示，不带电的枕形导体的A 、B 两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A 端靠近一带电导体C 时( )图6 A ．A 端金箔张开，B 端金箔闭合B ．用手接触枕形导体，A 端金箔张开，B 端金箔闭合C ．用手接触枕形导体，后将手和C 分别移走，两对金箔均张开D ．选项C 中两对金箔带同种电荷答案 BCD解析 根据静电感应现象，带正电的导体C 放在枕形导体附近，在A 端出现了负电荷，在B 端出现了正电荷，这样的带电并不是导体中有新的电荷产生，只是电荷的重新分布．金箔因带电相斥而张开，选项A 错误．用手接触枕形导体后，A 端带负电，B 端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B 端不再有电荷，金箔闭合，选项B 正确．用手接触导体时，只有A 端带负电，将手和导体C 分别移走后，不再有静电感应，A 端所带负电荷便分布在枕形导体上，A 、B 端均带有负电，两对金箔均张开，选项C 、D 正确．点评 手接触导体后，导体与大地形成一个带电体，导体为近端，大地为远端．10．有两个完全相同的绝缘金属球A 、B ，A 球所带电荷量为q ，B 球所带电荷量为－q ，现要使A 、B 所带电荷量都为－q 4，应该怎么办？ 答案 见解析解析 先用手接触一下A 球，使A 球带电传入大地，再将A 、B 接触一下，分开A 、B ，此时A 、B 所带电荷量都是－q 2，再用手接触一下A 球，再将A 、B 接触一下再分开，这时A 、B 所带电荷量都是－q 4.第2节库仑定律1．电荷之间存在着相互作用力称为静电力或库仑力，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．库仑定律的表达式是：F ＝k q 1q 2r 2，其中k ＝9.0×109_N·m 2/C 2. 3．下列关于点电荷的说法，正确的是( )A ．只有体积很大的带电体才能看成点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C ．一切带电体都能看成点电荷D ．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷答案 D解析 带电体能否被看成点电荷，与它们的体积大小无关．当带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷．4．库仑定律的适用范围是( )A ．真空中两个带电球体间的相互作用B ．真空中任意带电体间的相互作用C ．真空中两个点电荷间的相互作用D ．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律答案 CD5．两个点电荷相距r 时相互作用为F ，则( )A ．电荷量不变距离加倍时，作用力变为F /2B ．其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FC ．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FD ．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都增加相同倍数时，作用力不变答案 D解析 由F ＝k q 1q 2r 2知，若q 1、q 2不变，而r 变为原来的两倍时，则F 要变为原来的14，故选项A 不正确；若其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离减半时，则作用力变为原来的两倍，故选项B 错误；若每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时，则作用力保持不变，故C 错，D 对．【概念规律练】知识点一 库仑定律的适用条件1．关于库仑定律，下列说法正确的是( )A ．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B ．根据F ＝k q 1q 2r 2，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大C ．若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量，则q 1对q 2的电场力大于q 2对q 1的电场力D ．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律答案 D2．两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2，当两球心相距3R 时，相互作用的静电力大小为( )A ．F ＝k q 1q 2(3R )2B ．F >k q 1q 2(3R )2C ．F <k q 1q 2(3R )2D ．无法确定 答案 D解析 因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看作点电荷，必须考虑电荷在球上的实际公布．当q 1、q 2是同种电荷时会相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于3R ；当q 1、q 2是异种电荷时会相互吸引，分布于最近的一侧，距离小于3R ，如下图(a)、(b)所示．所以静电力可能小于k q 1q 2(3R )2，也可能大于k q 1q 2(3R )2，所以D 正确．点评 库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的作用，对于两个离得较近的球体，不能简单地应用公式进行计算，因为此时，不能把它们看成点电荷．两球带同种电荷时，两球所带电荷中心间的距离大于球心间距；两球带异种电荷时，两球所带电荷中心间的距离小于球心间距．知识点二 库仑定律的基本应用3．两个点电荷带有相等的电荷量，要求它们之间相距1 m 时的相互作用力等于1 N ，则每个电荷的电荷量是多少？等于电子电荷量的多少倍？答案 1×10－5 C 6.25×1013倍解析 根据库仑定律，则已知F 、r 即可计算出电荷量．设每个电荷的电荷量为q ，已知两点电荷间距r ＝1 m ，相互作用力F ＝1 N ．由库仑定律F ＝k q 1q 2r 2＝k q 2r 2，得q ＝ Fr 2k＝ 1×129×109C ≈1×10－5 C ，这个电荷量与电子电荷量之比为n ＝q e ＝1×10－51.6×10－19＝6．25×1013，即是电子电荷量的6.25×1013倍．4．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( )A.47B.37C.97D.167答案 CD解析 设两小球的电荷量分别为q 与7q ，则由库仑定律可知原来相距r 时的相互作用力F ＝k q ·7q r 2＝k 7q 2r2，由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况： (1)两球电性相同．相互接触时两球电荷量平分且平均分布，每球带电荷量为q ＋7q 2＝4q ，放回原处后的相互作用力为F 1＝k 4q ·4q r 2＝k 16q 2r 2，故F 1F ＝167，D 正确． (2)两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为7q －q 2＝3q ，放回原处后的相互作用力为F 2＝k 3q ·3q r 2＝k 9q 2r 2，故F 2F ＝97，C 选项正确． 点评 电性相同的球接触后电荷量平分，是库仑当年从直觉得出的结果，也是库仑实验中的一种重要的思想方法．知识点三 库仑力作用下的平衡5．如图1所示，带电荷量分别为＋q 和＋4q 的两点电荷A 、B ，相距L ，求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？图1 答案 C 应在A 、B 的中间，距A 球13L ，是带负电的电荷，电荷量大小为Q ＝49q 解析 由平衡条件知，C 必在AB 之间，且带负电．设C 带电荷量为Q ，距A 为r ，则距B 为L －r ，根据库仑定律对A 、B 列平衡方程：对电荷A ：k 4q ·q L 2＝k Q ·q r 2 对电荷B ：k 4q ·q L 2＝k Q ·4q (L －r )2联立解得：r ＝13L ，Q ＝49q . 点评 三个电荷都处于平衡状态，可以分别对三个电荷列平衡方程，本题中只须列两个方程便可求解．6．两个点电荷分别固定于左右两侧，左侧电荷带电荷量为＋Q 1，右侧电荷带电荷量为－Q 2，且Q 1＝4Q 2，另取一个可自由移动的点电荷q ，放在＋Q 1和－Q 2的连线上，欲使q 平衡，则q 的带电性质及所处位置可能为( )A ．负电，放在Q 1的左方B ．负电，放在Q 2的右方C ．正电，放在Q 1的左方D ．正电，放在Q 2的右方答案 BD【方法技巧练】一、用对称法计算库仑力7．如图2所示，半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q 的电荷，另一电荷量为＋q 的点电荷放在球心O 上，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r (r ≪R )的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量k )图2答案 kqQr 24R 4 由球心指向小孔中心 解析 如右图所示，由于球壳上带电均匀，分成无数个小部分，每一小部分都可看成点电荷，原来每条直径两端的两个小部分对球心＋q 的力互相平衡．现在球壳上A 处挖去半径为r 的小圆孔后，其他直径两端电荷对球心＋q 的力仍互相平衡，剩下的就是与A 相对的B处，半径也等于r 的一小块圆面上电荷对它的力F ，B 处这一小块圆面上的电荷量为：q B ＝πr 24πR 2Q ＝r 24R 2Q ，由于半径r ≪R ，可以把它看成点电荷．根据库仑定律，它对球心＋q 的作用力大小为：F ＝k q B q R 2＝k r 24R 2Qq R 2＝kqQr 24R 4其方向由球心指向小孔中心．方法总结 电场中用对称法求解电场力是解题中常用的方法，本题中对称的两点对球心的电荷的作用力为零．因此只需考虑没有找到对称的电荷对球心电荷的作用力即可．二、库仑定律与牛顿定律的结合8．如图3所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个小球a 、b 、c ，三球在一条直线上，若释放a 球，a 球初始加速度为－1 m/s 2(向右为正)，若释放c 球，c 球初始加速度为3 m/s2，当释放b球时，b球的初始加速度应是多大？图3答案－2 m/s2解析设a0＝1 m/s2，由牛顿第二定律，对a球有F ba＋F ca＝－ma0，①对c球有F ac＋F bc＝3ma0，②F ca和F ac为一对作用力和反作用力，即F ca＝－F ac同理－F ba＝F ab，F cb＝－F bc.由①②得F ba＋F bc＝2ma0，F ab＋F cb＝－2ma0，即a b＝－2 m/s2，方向向左．1．对于库仑定律，下面说法正确的是()A．库仑定律是实验定律B．两个带电小球即使相距非常近，也能直接用库仑定律C．相互作用的两个点电荷，不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．根据库仑定律，当两个带电体的距离趋近于零时，库仑力趋近于无穷大答案AC解析当两个带电小球距离很近时，电荷分布不再均匀，库仑定律不再成立，B错；当两带电体间的距离趋近于零时，不能再视为点电荷，库仑定律不再适用，D 错．2．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了12，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电荷量一定减少了( )A.15B.14C.13D.12答案 C3．要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是( )A ．每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B ．保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C ．使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的12D ．保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小为原来的14答案 A解析 根据库仑定律F ＝k q 1q 2r 2可知，当q 1、q 2均变为原来的2倍，r 不变时，F 变为原来的4倍，答案A 正确，同理可求得B 、C 、D 中F 均不满足条件，故B 、C 、D 错误．图44．如图4所示，两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r ，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q ，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个( )A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r 2 C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r 2 答案 B解析 由于两带电球带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r 小．根据库仑定律F ＝k q 1q 2r 2，静电力一定大于k Q 29r 2.正确选项为B. 5．如图5所示，两个带电小球A 、B (可视为点电荷)的质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别为q 1和q 2，用长度相同的绝缘细线拴住并悬挂于同一点，静止时两悬线与竖直方向的夹角相等．则m 1和m 2、q 1和q 2的关系可能是( )图5A．q1＝q2，m1＝m2B．q1>q2，m1＝m2C．q1<q2，m1＝m2D．q1>q2，m1<m2答案ABC解析根据A、B两物体的受力情况可判断m1＝m2，A、B两球的库仑力是作用力与反作用力，大小相等，但不能确定电荷量的大小关系，故选A、B、C.6．如图6所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线的拉力分别为F A、F B，现使A、B带上同种电性的电荷，此时上、下细线受力分别为F A′、F B′，则()图6A．F A＝F A′，F B>F B′B．F A＝F A′，F B<F B′C．F A<F A′，F B>F B′D．F A<F A′，F B<F B′答案 B解析两球都不带电时，F B＝m B g，F A＝(m A＋m B)g，两球都带同种电荷时，有静电斥力作用，设为F，则F B′＝F＋m B g，把A、B看作一个系统，则两球之间的斥力为内力，故F A′＝(m A＋m B)g，所以F B′>F B，F A′＝F A，B项正确．7．如图7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()。

第一章 静电场3电场强度A 级 抓基础1．在电场中的某点A 放一个检验电荷，其电荷量为q ，受到的电场力为F ，则A 点的电场强度为E ＝Fq，下列说法正确的是( )A ．若移去检验电荷，则A 点的电场强度为0B ．若检验电荷的电荷量变为4q ，则A 点的电场强度变为4EC ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小方向均不变D ．若放置到A 点的检验电荷变为－2q ，则场中A 点的电场强度大小不变，但方向相反答案：C2．(多选)下列关于电场强度E 的说法正确的是( ) A ．公式E ＝Fq只适用于点电荷产生的电场B ．公式E ＝Fq ，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是放入电场中的电荷的电荷量C ．公式E ＝Fq ，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量D ．在库仑定律的表达式F ＝k q 1q 2r 2中，k q 2r 2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的电场强度的大小，而k q 1r 2是点电荷q 1产生的电场在点电荷q 2处的电场强度的大小答案：BD3.在静电场中a、b、c、d四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图可知()A．a、b、c、d四点不可能在同一电场线上B．四点电场强度关系是E c>E a>E b>E dC．四点电场强度方向可能不相同D．以上答案都不对答案：B4．如图所示，棒AB上均匀分布着负电荷，它的中点正上方有一P点，则P点的电场强度方向为()A．垂直于AB向上B．垂直于AB向下C．平行于AB向左D．平行于AB向右解析：根据点电荷的电场强度的定义式E＝kQr2，再将棒的电荷看成若干个点电荷，由对称性与矢量的叠加，可得出，P点的电场强度的方向垂直于AB向下，故B正确，A、C、D错误．答案：B5．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10－2 kg，所带电荷量为＋2.0×10－8 C．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°角(如图所示)．求这个匀强电场的电场强度(g取10 N/kg)．解析：小球在三个共点力的作用下处于平衡状态，受力分析如右图所示．小球在重力mg、电场力F及绳的拉力T作用下处于平衡状态，则有F＝mg tan 30°，而F＝qE，所以，电场强度E＝mg tan 30°q＝1.0×10－2×10×3 32×10－8N/C＝2.89×106 N/C.B级提能力6．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是()解析：从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大，从A到B电场线逐渐变密．综合分析知，负电荷是顺着电场线运动的，由电场线疏处到达密处，正确选项是A.7．(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B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的速度小于B 点的速度D ．粒子的初速度不为零解析：由于带电粒子运动的方向与电场线不平行，故初速度不为零，粒子受电场力方向与电场强度方向相反；故粒子带负电，A 错，D 正确，因A 点的电场线比B 点密，故加速度逐渐减小，B 正确．带电粒子从A 运动到B 的过程中，电场力对它做负功，动能减小，速度减小，C 错误．答案：BD8.如图所示，在电场强度为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电荷量应为( )A.mg EB.3mg EC.2mg ED.mg 2E由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，E的方向与细线垂直，受力如图．由平衡条件可得，12mg＝qE，q＝mg2E，故D正确．答案：D9．如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m，若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向．解析：根据库仑定律、点电荷的电场强度公式结合平行四边形定则求解．(1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝k q2L2.①代入数据得F＝9.0×10－3 N．②(2)A、B点电荷在C点产生的电场强度大小相等，均为E1＝k qL2.③A、B两点电荷形成的电场在C点的电场强度大小为E＝2E1 cos 30°.④由③④式并代入数据得E＝7.8×103 N/C.⑤电场强度E的方向沿y轴正向．。

【最新】度第一学期高二物理人教版选修3-1第1章静电场同步综合练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．关于场强的三个公式:①；②；③的适用范围,下列说法中正确的是（）A．三个公式都只能在真空中适用B．公式②只能在真空中适用，公式①和③在真空中和介质中都适用C．公式②和③只能在真空中适用，公式①在真空中和介质中都适用D．公式①适用于任何电场，公式②只适用于点电荷的电场，公式③只适用于匀强电场2．设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动（）A．匀强电场B．正点电荷产生的电场C．负点电荷产生的电场D．以上都不可能3．如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应( )A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点4．A、B两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，它们相距为d，同时由静止释放，在它们距离到2d时，A的加速度为a，速度为v，则（）A．此时B的加速度为a/4 B．此过程中电势能减小5mv2/8C．此过程中电势能减小mv2/4 D．此时B的速度为v/25．如图所示，A、B两点各放有电量为＋Q和＋2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC＝CD＝DB，将一正电荷从C点沿直线移到D点,则A．电场力一直做正功B．电场力一直做负功C．电场力先做正功再做负功D．电场力先做负功再做正功6．某电解电容器上标有“25V、470μF”的字样，对此，下列说法正确的是（）A．此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作．B．此电容器在交流电压的有效值为25V及以下也能正常工作．C．当工作电压是25V时，电容才是470μF．D．这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性．7．某研究性学习小组学习电学知识后进行对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用8．如图所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一质量为m、带电荷量为-q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷，杆上a、b两点到+Q的距离相等.Oa 之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过a点的速率为.则下列说法正确的是（）A．小环通过b点的速率为B．小环从O到b，电场力做的功可能为零C．小环在Oa之间的速度是先增大后减小D．小环在ab之间的速度是先减小后增大二、填空题9．真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为﹣1.0×10﹣8C和+3.0×10﹣8C，相距r时，相互作用为0.30N，现将两球相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为N．10．如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球从距地面为h处，以初速度v0水平抛出，在小球运动的区域里，加有与小球初速度方向相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好竖直向下，小球飞行的水平距离为L，小球落地时动能E K= ，电场强度E= ．11．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从极板左侧中央以相同的水平速度v先后垂直地射入匀强电场中．分别落在正极板的a、b、c处，粒子所受重力不能忽略，则可知粒子a、b、c三个粒子在电场中的加速度有a a _____a b _____a c （填“”、“”或“”），c粒子__________电（填“带正电”、“带负电” 或“不带电”）三、解答题12．一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，AB与电场线夹角θ=30°，已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg，电荷量q=1.0×10-10C．A、B相距L=20cm（g=10m/s2）（1）微粒在电场中做什么运动；（2）求电场强度的大小和方向；（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒进入电场时的最小速度是多大。