静电学习题2

静电场经典例题30道，学不会的抓紧看
静电场怎么学？来看看这30道例题吧！
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知识要点：
直线运动丨牛顿定律丨曲线运动丨万有引力丨机械能丨静电场丨恒定电流丨磁场丨电磁感应丨交变电流丨力学实验丨高物3-3丨高物3-5丨高物3-4丨电磁场电磁波丨功与能丨连接体丨超重失重丨分子动理论+热功丨受力分析
学习方法：
调整心态丨安排时间丨逆袭故事丨学科学法丨复习细则丨励志文章
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)。

静电场练习题一、电荷守恒定律、库仑定律练习题4．把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是[ ]A．带有等量异种电荷B．带有等量同种电荷C．带有不等量异种电荷D．一个带电，另一个不带电8．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则[ ]A．q一定是正电荷B．q一定是负电荷C．q离Q2比离Q1远D．q离Q2比离Q1近14．如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45°，此时小球B受到的库仑力F＝______，小球A带的电量q A＝______．二、电场电场强度电场线练习题~6．关于电场线的说法，正确的是[ ]A．电场线的方向，就是电荷受力的方向B．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．静电场的电场线不可能是闭合的7．如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的场强，则[ ]A．A、B两处的场强方向相同B．因为A、B在一条电场上，且电场线是直线，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A＞E BD．不知A、B附近电场线的分布情况，E A、E B的大小不能确定）8．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距r，两点电荷连线中点处的场强为[ ]A．0 B．2kq／r2C．4kq／r2 D．8kq／r29．四种电场的电场线如图2所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动，且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的[ ]11．如图4，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定[ ]A．A、B、C分别带什么性质的电B．A、B、C中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷C．A、B、C中哪个电量最大D．A、B、C中哪个电量最小《二、填空题12．图5所示为某区域的电场线，把一个带负电的点电荷q放在点A或B时，在________点受的电场力大，方向为______．16．在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，另一个带负电荷Q2，且Q1＝2Q2，用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x轴上，E1＝E2的点共有____处，其中_______处的合场强为零，______处的合场强为2E2。

静电考试题及答案一、选择题（每题4分，共40分）1. 静电场中，电势为零的点，其电场强度一定为零。

（）A. 正确B. 错误答案：B2. 两个带电体之间的库仑力大小与它们的电荷量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

（）A. 正确B. 错误答案：A3. 电容器的电容与两极板间的距离成反比，与极板的面积成正比。

（）A. 正确B. 错误答案：A4. 电容器在充电过程中，电容器两端的电压随时间线性增加。

（）A. 正确B. 错误答案：B5. 电介质的相对电容率越大，其介电常数也越大。

（）A. 正确B. 错误答案：A6. 电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷。

（）A. 正确B. 错误答案：A7. 电场中某点的电场强度为零，该点的电势一定为零。

（）A. 正确B. 错误答案：B8. 电容器的电容与电容器两端的电压成正比，与通过电容器的电流成反比。

（）A. 正确B. 错误答案：B9. 电场强度是矢量，其方向规定为正电荷所受电场力的方向。

（）A. 正确B. 错误答案：A10. 电容器的电容与电容器两端的电荷量成正比，与电容器两端的电压成反比。

（）A. 正确B. 错误答案：B二、填空题（每题4分，共20分）1. 电场强度的定义式为 \( \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q} \)，其中\( \vec{F} \) 表示______，\( q \) 表示______。

答案：电场力；试探电荷的电荷量2. 电容器的电容 \( C \) 定义为 \( C = \frac{Q}{U} \)，其中 \( Q \) 表示______，\( U \) 表示______。

答案：电荷量；电势差3. 在真空中，库仑定律的公式为 \( F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \)，其中 \( k \) 为______，\( q_1 \) 和 \( q_2 \) 为两个点电荷的电荷量，\( r \) 为两点电荷之间的距离。

第二节库仑定律基础知识库仑定律1、内容 : 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比 , 跟它们间距离的平方成反比 , 作用力的方向在它们的连线上。

2、公式 : F=KQ1Q2/r²3、理解(1)库仑定律的适用条件 : 真空中 , 两个点电荷之间的相互作用（均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可）。

点电荷 : 同质点一样 , 是一个理想化的模型 , 一种科学的抽象当带电体的线度远远小于带电体之间的距离 , 以致带电体的形状和大小对其相互作用力的影响可以忽略不计 , 这样的电荷叫点电荷。

(2)K静电力恒量。

重要的物理常数k=9.0 × 109 N·M²/C², 其物理意义是 : 真空中两个电量均为 1C的点电荷相距 lm 时它们之间的静电力大小为k=9.0 × 109N·M²/C²。

(3) 库仑力的作用方向在两个点电荷的连线上。

使用公式计算时, 点电荷电量用绝对值代入公式进行计算, 然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。

习题训练1、两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。

两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为A． B． C．D．2、如图所示，真空中A、B两处各有一个正电电荷，若放入第三个点电荷C，只在电场力的作用下三个电荷都处于平衡状态，则C的电性及位置是A．正电；在A、B之间B．正电；在A的左侧C．负电；在A、B之间D．负电；在B的右侧3、1913年美国科学家密立根通过油滴实验[ ]A．发现了中子 B．发现了电子C．测出了中子的质量 D．测出了电子的电荷量4、如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触。

现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走。

关于A、B的带电情况，下列判断正确的是A．A带正电，B带负电 B．A带负电，B带正电C．A、B均不带电D．A、B均带正电5、两个放在绝缘架上的相同金属球相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的电荷量，相互作用的斥力为3F．现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（）A．O B．F C．3F D．4F6、关于点电荷的说法，下列正确的是A．体积很大的带电体不能看成点电荷 B．物体带电量很小时，可以看作点电荷C．点电荷是理想化的物理模型 D．点电荷的带电量一定是1.6×10-19 C7、某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验:M是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置,发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这个实验结果说明电荷之间的作用力( )A.随着电荷量的增大而增大B.与两电荷量的乘积成正比C.随着电荷间距离的增大而减小D.与电荷间距离的平方成反比8、在真空中两个完全相同的金属小球，带电量分别为-q1和+ q2 ，相距为r时，其间的相互作用力为F，现将两个小球接触一下在放回原处，其间的相互作用力为，由此可以判断两小球原来带电量之比为（）A．q1：q2=1：2 B．q 1：q2=2：1C．q1：q2=3：1 D．q 1：q2=1：39、两个相同的金属小球，带电量之比为1：7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则他们间的库仑力可能为原来的（）A、4/7B、3/7C、9/7 D、16/710、真空中甲、乙两个固定的点电荷，相互作用力为F，若甲的带电量变为原来的2倍，乙的带电量变为原来的4倍，它们之间的距离不变，则甲、乙之间静电力变为原来（）A、2倍B、4倍C、8倍D、16倍11、点电荷是静电学中的一个理想模型，它是指（）A、体积很小的带电体B、球形带电体C、带电少的带电体D、大小和形状对作用力影响可忽略的带电体12、两个相同的金属小球，带电量之比为1/7 ，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们的静电力大小可能为原来的:（）A．4/7 B．3/7 C．9/7D．16/713、孤立的A、B两点电荷相距R，A的电荷量是B的a倍，A的质量是B的b倍，已知A受到的静电力大小为F，则B受到的静电力大小为:A．F B．(a+b)F C．(a-b)F D．ab F14、带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的：A．2.4×10-19C B．－6.4×10-19C C．－1.6×10-19C D．4×10-17C15、将经丝绸摩擦过的玻璃棒靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。

第二章 静电场1. 一个半径为R 的电介质球，极化强度为2/r K r P =，电容率为ε。

（1）计算束缚电荷的体密度和面密度： （2）计算自由电荷体密度； （3）计算球外和球内的电势；（4）求该带电介质球产生的静电场总能量。

解：（1）P ⋅-∇=p ρ2222/)]/1()/1[()/(r K r r K r K -=∇⋅+⋅∇-=⋅∇-=r r r)(12P P n -⋅-=p σR K R r r /=⋅==P e （2）)/(00εεεε-=+=P P E D 内200)/()/(r K f εεεεεερ-=-⋅∇=⋅∇=P D 内（3）)/(/0εεε-==P D E 内内rr frKRr Ve e D E 200200)(4d εεεεπερε-===⎰外外 rKRr)(d 00εεεεϕ-=⋅=⎰∞r E 外外)(ln d d 00εεεεϕ+-=⋅+⋅=⎰⎰∞r R K RR rr E r E 外内内（4）⎰⎰⎰∞-+-=⋅=R R rrr R K r r r K V W 42200222022202d 4)(21d 4)(21d 21πεεεεπεεεE D 20))(1(2εεεεπε-+=K R2. 在均匀外电场中置入半径为0R 的导体球，试用分离变量法求下列两种情况的电势：（1）导体球上接有电池，使球与地保持电势差0Φ； （2）导体球上带总电荷Q 解：（1）该问题具有轴对称性，对称轴为通过球心沿外电场0E 方向的轴线，取该轴线为极轴，球心为原点建立球坐标系。

当0R R >时，电势ϕ满足拉普拉斯方程，通解为∑++=nn n nn n P R b R a )(cos )(1θϕ 因为无穷远处 0E E →，)(cos cos 10000θϕθϕϕRP E R E -=-→ 所以 00ϕ=a ，01E a -=，)2(,0≥=n a n当 0R R →时，0Φ→ϕ所以 0101000)(cos )(cos Φ=+-∑+n nn nP R b P R E θθϕ 即： 002010000/,/R E R b R b =Φ=+ϕ所以 )2(,0,),(3010000≥==-Φ=n b R E b R b n ϕ⎩⎨⎧≤Φ>+-Φ+-=)()(/cos /)(cos 000230000000R R R R R R E R R R E θϕθϕϕ（2）设球体待定电势为0Φ，同理可得⎩⎨⎧≤Φ>+-Φ+-=)()(/cos /)(cos 000230000000R R R R R R E R R R E θϕθϕϕ当 0R R →时，由题意，金属球带电量Qφθθθϕθεϕεd d sin )cos 2cos (d 200000000R E R E S nQ R R ⎰⎰+-Φ+=∂∂-== )(40000ϕπε-Φ=R所以 00004/)(R Q πεϕ=-Φ⎩⎨⎧≤+>++-=)(4/)(cos )/(4/cos 00002300000R R RQ R R R R E R Q R E πεϕθπεθϕϕ3. 均匀介质球的中心置一点电荷f Q ，球的电容率为ε，球外为真空，试用分离变量法求空间电势，把结果与使用高斯定理所得结果比较。

. 专业资料可编辑 .第一章第7节 静电现象的应用知识点一 感应电荷产生的场强的计算1. 如图所示，长为l 的导体棒水平放置，原来不带电，现将一带电荷量为＋q 的点电荷放在距离棒左端R 处，当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点处产生的场强等于多少？方向如何？2. 一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN ，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a 、b 、c 三点的电场分别为E a 、E b 、E c ，三者相比有( )A ．E a 最大B ．E b 最大C ．E c 最大D ．E a ＝E b ＝E c知识点二 静电平衡状态电势特点与电荷分布规律3. 一个带有绝缘座的空心金属球壳A 带有4×10－8 C 的正电荷，有绝缘柄的金属小球B 带有2×10－8 C 的负电荷，使B 球与球壳A 内壁接触，如图所示，则A 、B 带电荷量分别为( )A ．Q A ＝1×10－8 CQ B ＝1×10－8 C B ．Q A＝2×10－8 C Q B ＝0C ．Q A ＝0 Q B ＝2×10－8 CD ．Q A＝4×10－8 CQ B ＝－2×10－8 C4. 如图所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q ，一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q 的电场)，从左端以初速度v 0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中( )A ．小球做匀速直线运动B ．小球先做减速运动，后做加速运动C ．小球的电势能保持不变D ．静电力对小球所做的功为零5．如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A 和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )A ．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B 的内壁接触一下后再跟A 接触B ．用取电棒C 先跟B 的外壁接触一下后再跟A 接触C ．用绝缘导线把验电器跟取电棒C 的导体部分相连，再把取电棒与B 的内壁接触D ．使验电器A 靠近B6．下列实验中，验电器的金属箔会张开的图是( )7. 如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则( )A ．球壳内壁带负电B ．球壳外壁带正电C ．球壳外壁不带电D ．若将接地线去掉再移出正电荷，壳外壁带负电 一、感应电荷电场线的确定方法8. 如图所示，在孤立点电荷＋Q 的电场中，金属圆盘A 处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A 内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线．(用实线表示，要求严格作图)二、电荷分布情况的确定方法9. 如图所示，A 为空心金属球，B 为金属球，将另一带正电的小球C 从A 球开口处放入A 球中央，不接触A 球，然后用手摸一下A 球，再用手接触一下B 球，再移走C 球，则( )第2页，共3页A ．A 球带负电，B 球带正电 B ．A 球带负电，B 球不带电C ．A 、B 两球都带负电D ．A 、B 两球都带正电1．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪一个()2．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是( ) A ．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B ．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C ．小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D ．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险4．金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将( )A ．不会张开B ．一定会张开C ．先张开，后闭合D ．可能会张开5. 如图所示，带电体Q 靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是()A ．导体腔内任意点的场强B ．导体腔内任意点的电势C ．导体外表面的电荷量D ．导体空腔内表面的电荷量6．图中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电荷量为Q ，到球心的距离为r.该点电荷的电场在球心的场强大小等于()A ．k Qr 2－k QR 2 B ．k Qr 2＋k QR 2C ．0D ．k Qr27．如图所示，在真空中，把一个绝缘导体AB 向带负电的小球P 缓慢靠近(不相碰)，下列说法中正确的是() A ．B 端的感应电荷越来越多 B ．导体内部场强越来越大C ．导体的感应电荷在M 点产生的场强恒大于在N 点产生的场强D ．感应电荷在M 、N 两点产生的场强相等8. 如图所示，为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A 放入腔中，当静电平衡时，图中a 、b 、c 三点的场强E 和电势φ的关系是( )A ．E a >E b >E c ，φa >φb >φcB ．E a ＝E b >E c ，φa ＝φb >φcC ．E a ＝E b ＝E c ，φa ＝φb >φcD ．E a >E c >E b ，φa >φb >φc9. 如图所示，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k)例3、如图，在真空中有两个点电荷A 和B ，电量分别为－Q 和＋2Q ，它们相距L ，如果在两点电荷连线的中点O 有一个半径为r （2r ＜L ）的空心金属球壳，O 为其内部一点，则球壳上的感应电荷在O 点处的场强大小________ 方向_________．【课后巩固】1．一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一点电荷，如图所示．球内直径上a 、b 、c 三点场强大小分别为E a 、E b 、E c ，三者相比( )A ．E a 最大B ．E b 最大.... ... 专业资料可编辑.C．E c最大D．E a＝E b＝E c2．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( )A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点场强不相等C．感应电荷产生的附加电场E A<E BD．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动3．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是( )4.长为L的导体棒原来不带电，将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于__________，方向__________，棒内中点处的实际场强等于__________．。

第三章 静电场 自学练习题一、选择题：5-1．电荷面密度均为+σ的两块“无限大”均匀带电的平行平板如图放置，其周围空间各点电场强度E（设向右为正）随位置坐标x 变化的关系为：（ ）（A ）（B ）（C ） （D ）【提示：带σ的 “无限大”均匀带电平板在其空间产生的场强为0/2σε，则两块平板之间的场强为零，外面为0/σε】5-2．下列说法正确的是：（ ）（A ）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷； （B ）闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零；（C ）闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点电场强度必定为零； （D ）闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零。

【提示：用01SEdS qε=∑⎰⎰判断】5-3．下列说法正确的是：（ ）（A ）电场强度为零的点，电势也一定为零；（B ）电场强度不为零的点，电势也一定不为零；（C ）电势为零的点，电场强度也一定为零；（D ）电势在某一区域内为常量，则电场强度在该区域内必定为零。

【提示：电场等于电势梯度的负值为场强】5--1．两块金属板的面积均为S ，相距为d （d 很小），分别带电荷q +与q -，两板为真空，则两板之间的作用力为：（ ）（A ）202q F S ε=； （B ）20q F Sε=； （C ）2204q F dπε=； （D ）2208q F dπε=。

【提示：带σ的 “无限大”均匀带电平板在其空间产生的场强为0/2σε，则另一板受到的力为0/2q σε⋅，即22q F Sε=】5--2．有一电场强度为E 的均匀电场，的方向与行，则穿过如图所示的半球面的电通量为：（ ）（A ）2R E π； （B ）212R E π； （C ）22R E π； （D ）0。

【提示：穿入半球面的电通量与穿出的电通量相等，所以穿过半球面的电通量为零】5--3． 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是 （ ）（A ）如果高斯面上E处处为零，则该高斯面内必无电荷；（B ）如果穿过高斯面上电通量为零，则该高斯面上的电场强度一定处处为零；（C ）如果高斯面内有净电荷，则通过该高斯面的电通量必不为零；（D ）高斯面上各点的电场强度仅由高斯面内的电荷提供。